Pemotongan plasma robot terintegrasi membutuhkan lebih dari sekadar obor yang dipasang di ujung lengan robot.Pengetahuan tentang proses pemotongan plasma adalah kuncinya.harta
Pabrikan logam di seluruh industri – di bengkel, mesin berat, pembuatan kapal, dan baja struktural – berusaha keras untuk memenuhi ekspektasi pengiriman yang menuntut sambil melebihi persyaratan kualitas. Mereka terus berupaya mengurangi biaya sambil menghadapi masalah yang selalu ada dalam mempertahankan tenaga kerja terampil. Bisnis adalah tidak mudah.
Banyak dari masalah ini dapat ditelusuri kembali ke proses manual yang masih lazim di industri, terutama ketika membuat produk berbentuk kompleks seperti tutup wadah industri, komponen baja struktural melengkung, dan pipa dan tubing. Banyak produsen mencurahkan 25 hingga 50 persen dari mereka waktu pemesinan hingga penandaan manual, kontrol kualitas, dan konversi, ketika waktu pemotongan aktual (biasanya dengan oxyfuel genggam atau pemotong plasma) hanya 10 hingga 20 persen.
Selain waktu yang dihabiskan oleh proses manual seperti itu, banyak dari pemotongan ini dibuat di sekitar lokasi fitur yang salah, dimensi atau toleransi, yang memerlukan operasi sekunder yang ekstensif seperti penggilingan dan pengerjaan ulang, atau lebih buruk lagi, Material yang perlu dibuang. Banyak toko mendedikasikan sebagai sebanyak 40% dari total waktu pemrosesan mereka untuk pekerjaan dan pemborosan bernilai rendah ini.
Semua ini telah mendorong industri menuju otomatisasi.Toko yang mengotomatiskan operasi pemotongan obor manual untuk suku cadang multi-sumbu yang kompleks menerapkan sel pemotong plasma robotik dan, tidak mengejutkan, melihat keuntungan besar.Operasi ini menghilangkan tata letak manual, dan pekerjaan yang akan memakan waktu 5 orang 6 jam sekarang dapat dilakukan hanya dalam 18 menit menggunakan robot.
Meskipun manfaatnya jelas, menerapkan pemotongan plasma robotik membutuhkan lebih dari sekadar membeli robot dan obor plasma.Jika Anda mempertimbangkan pemotongan plasma robotik, pastikan untuk mengambil pendekatan holistik dan melihat keseluruhan aliran nilai.Selain itu, bekerjalah dengan integrator sistem terlatih pabrikan yang memahami dan memahami teknologi plasma serta komponen sistem dan proses yang diperlukan untuk memastikan semua persyaratan terintegrasi ke dalam desain baterai.
Pertimbangkan juga perangkat lunaknya, yang bisa dibilang salah satu komponen terpenting dari sistem pemotongan plasma robot. membutuhkan banyak waktu untuk menyesuaikan robot dengan pemotongan plasma dan mengajarkan jalur pemotongan, Anda hanya membuang banyak uang.
Meskipun perangkat lunak simulasi robot sudah umum, sel pemotong plasma robot yang efektif menggunakan perangkat lunak pemrograman robot offline yang secara otomatis akan melakukan pemrograman jalur robot, mengidentifikasi dan mengkompensasi tabrakan, dan mengintegrasikan pengetahuan proses pemotongan plasma. Menggabungkan pengetahuan proses plasma dalam adalah kuncinya. Dengan perangkat lunak seperti ini , mengotomatisasi bahkan aplikasi pemotongan plasma robotik yang paling kompleks menjadi lebih mudah.
Pemotongan plasma bentuk multi-sumbu kompleks membutuhkan geometri obor yang unik.Terapkan geometri obor yang digunakan dalam aplikasi XY khas (lihat Gambar 1) ke bentuk yang kompleks, seperti kepala bejana tekan melengkung, dan Anda akan meningkatkan kemungkinan tabrakan. Karena alasan ini, obor bersudut tajam (dengan desain "runcing") lebih cocok untuk pemotongan bentuk robot.
Semua jenis benturan tidak dapat dihindari hanya dengan senter bersudut tajam. Program bagian juga harus berisi perubahan pada ketinggian potong (yaitu ujung obor harus memiliki jarak ke benda kerja) untuk menghindari benturan (lihat Gambar 2).
Selama proses pemotongan, gas plasma mengalir ke badan obor dalam arah pusaran ke ujung obor. Tindakan rotasi ini memungkinkan gaya sentrifugal untuk menarik partikel berat keluar dari kolom gas ke pinggiran lubang nosel dan melindungi rakitan obor dari aliran elektron panas.Suhu plasma mendekati 20.000 derajat Celcius, sedangkan bagian tembaga dari obor meleleh pada 1.100 derajat Celcius.Barang habis pakai membutuhkan perlindungan, dan lapisan isolasi partikel berat memberikan perlindungan.
Gambar 1. Badan obor standar dirancang untuk pemotongan lembaran logam.Menggunakan obor yang sama dalam aplikasi multi-sumbu meningkatkan kemungkinan tabrakan dengan benda kerja.
Pusaran membuat satu sisi potongan lebih panas dari yang lain. Obor dengan gas berputar searah jarum jam biasanya menempatkan sisi panas potongan di sisi kanan busur (bila dilihat dari atas ke arah potongan). Ini berarti bahwa insinyur proses bekerja keras untuk mengoptimalkan sisi baik dari potongan dan mengasumsikan bahwa sisi buruk (kiri) akan menjadi skrap (lihat Gambar 3).
Fitur internal perlu dipotong berlawanan arah jarum jam, dengan sisi panas plasma membuat potongan bersih di sisi kanan (sisi tepi bagian). Sebaliknya, perimeter bagian perlu dipotong searah jarum jam. pemotongan obor ke arah yang salah, itu dapat membuat lancip besar di profil potongan dan meningkatkan sampah di tepi bagian. Pada dasarnya, Anda menempatkan "potongan bagus" pada memo.
Perhatikan bahwa sebagian besar meja potong panel plasma memiliki kecerdasan proses yang dibangun ke dalam pengontrol mengenai arah pemotongan busur. Tetapi di bidang robotika, detail ini belum tentu diketahui atau dipahami, dan mereka belum tertanam dalam pengontrol robot biasa – jadi penting untuk memiliki perangkat lunak pemrograman robot offline dengan pengetahuan tentang proses plasma tertanam.
Gerakan obor yang digunakan untuk menembus logam memiliki efek langsung pada bahan habis pakai pemotongan plasma.Jika obor plasma menembus lembaran pada ketinggian pemotongan (terlalu dekat dengan benda kerja), rekoil logam cair dapat dengan cepat merusak pelindung dan nosel.Hal ini mengakibatkan kualitas potongan yang buruk dan masa pakai yang berkurang.
Sekali lagi, ini jarang terjadi dalam aplikasi pemotongan lembaran logam dengan gantry, karena keahlian obor tingkat tinggi sudah terpasang di pengontrol. Operator menekan tombol untuk memulai urutan penusukan, yang memulai serangkaian peristiwa untuk memastikan ketinggian penusukan yang tepat .
Pertama, senter melakukan prosedur penginderaan ketinggian, biasanya menggunakan sinyal ohmik untuk mendeteksi permukaan benda kerja. Setelah memposisikan pelat, senter ditarik dari pelat ke ketinggian transfer, yang merupakan jarak optimal untuk mentransfer busur plasma ke benda kerja. Setelah busur plasma dipindahkan, busur tersebut dapat memanas sepenuhnya. Pada titik ini, obor bergerak ke ketinggian tembus, yang merupakan jarak yang lebih aman dari benda kerja dan lebih jauh dari blowback material cair. Obor mempertahankan hal ini jarak sampai busur plasma benar-benar menembus pelat. Setelah penundaan penusukan selesai, obor bergerak ke bawah menuju pelat logam dan memulai gerakan pemotongan (lihat Gambar 4).
Sekali lagi, semua kecerdasan ini biasanya dibangun ke dalam pengontrol plasma yang digunakan untuk pemotongan lembaran, bukan pengontrol robot. Pemotongan robot juga memiliki lapisan kerumitan lain. Menindik pada ketinggian yang salah sudah cukup buruk, tetapi ketika memotong bentuk multi-sumbu, obor mungkin tidak dalam arah terbaik untuk benda kerja dan ketebalan material.Jika obor tidak tegak lurus dengan permukaan logam yang ditusuk, obor akan berakhir dengan memotong penampang yang lebih tebal dari yang diperlukan, membuang masa pakai bahan habis pakai.Selain itu, menusuk benda kerja berkontur dalam arah yang salah dapat menempatkan rakitan obor terlalu dekat dengan permukaan benda kerja, menyebabkannya melelehkan blowback dan menyebabkan kegagalan prematur (lihat Gambar 5).
Pertimbangkan aplikasi pemotongan plasma robot yang melibatkan pembengkokan kepala bejana tekan.Serupa dengan pemotongan lembaran, obor robot harus ditempatkan tegak lurus terhadap permukaan material untuk memastikan penampang tertipis untuk perforasi.Saat obor plasma mendekati benda kerja , menggunakan penginderaan ketinggian sampai menemukan permukaan kapal, kemudian ditarik kembali sepanjang sumbu obor untuk mentransfer ketinggian. Setelah busur ditransfer, obor ditarik kembali sepanjang sumbu obor untuk menembus ketinggian, aman jauh dari blowback (lihat Gambar 6) .
Setelah penundaan penusukan berakhir, obor diturunkan ke ketinggian pemotongan. Saat memproses kontur, obor diputar ke arah pemotongan yang diinginkan secara bersamaan atau bertahap. Pada titik ini, urutan pemotongan dimulai.
Robot disebut sistem yang terlalu ditentukan. Konon, ia memiliki banyak cara untuk sampai ke titik yang sama. Artinya, siapa pun yang mengajar robot untuk bergerak, atau siapa pun, harus memiliki tingkat keahlian tertentu, baik dalam memahami gerakan robot atau pemesinan. persyaratan pemotongan plasma.
Meskipun teaching pendant telah berevolusi, beberapa tugas secara inheren tidak cocok untuk mengajarkan pemrograman pendant—terutama tugas yang melibatkan sejumlah besar bagian campuran bervolume rendah. Robot tidak menghasilkan ketika diajarkan, dan pengajaran itu sendiri dapat memakan waktu berjam-jam, atau bahkan hari untuk bagian yang kompleks.
Perangkat lunak pemrograman robot offline yang dirancang dengan modul pemotongan plasma akan menanamkan keahlian ini (lihat Gambar 7). Ini mencakup arah pemotongan gas plasma, penginderaan ketinggian awal, pengurutan penusuk, dan pengoptimalan kecepatan potong untuk proses obor dan plasma.
Gambar 2. Obor tajam ("runcing") lebih cocok untuk pemotongan plasma robotik. Tetapi bahkan dengan geometri obor ini, yang terbaik adalah meningkatkan tinggi potongan untuk meminimalkan kemungkinan tabrakan.
Perangkat lunak ini menyediakan keahlian robotika yang diperlukan untuk memprogram sistem yang ditentukan secara berlebihan. Perangkat lunak ini mengelola singularitas, atau situasi di mana efektor akhir robot (dalam hal ini, obor plasma) tidak dapat mencapai benda kerja;batas bersama;bepergian berlebihan;rollover pergelangan tangan;deteksi tabrakan;sumbu eksternal;dan pengoptimalan jalur pahat. Pertama, pemrogram mengimpor file CAD dari bagian yang sudah jadi ke dalam perangkat lunak pemrograman robot offline, kemudian menentukan tepi yang akan dipotong, bersama dengan titik penusuk dan parameter lainnya, dengan mempertimbangkan kendala tabrakan dan jangkauan.
Beberapa iterasi terbaru dari perangkat lunak robotika offline menggunakan apa yang disebut pemrograman offline berbasis tugas. Metode ini memungkinkan pemrogram untuk secara otomatis menghasilkan jalur pemotongan dan memilih beberapa profil sekaligus. Pemrogram dapat memilih pemilih jalur tepi yang menunjukkan jalur dan arah pemotongan , lalu pilih untuk mengubah titik awal dan akhir, serta arah dan kemiringan obor plasma.Pemrograman biasanya dimulai (terlepas dari merek lengan robot atau sistem plasma) dan dilanjutkan dengan menyertakan model robot tertentu.
Simulasi yang dihasilkan dapat memperhitungkan semua yang ada di sel robot, termasuk elemen seperti penghalang keselamatan, perlengkapan, dan obor plasma. Kemudian memperhitungkan potensi kesalahan kinematik dan tabrakan bagi operator, yang kemudian dapat memperbaiki masalah. Misalnya, simulasi mungkin mengungkapkan masalah tabrakan antara dua sayatan yang berbeda di kepala bejana tekan. Setiap sayatan berada pada ketinggian yang berbeda di sepanjang kontur kepala, sehingga gerakan cepat antara sayatan harus memperhitungkan jarak yang diperlukan — detail kecil, diselesaikan sebelum pekerjaan mencapai lantai, yang membantu menghilangkan sakit kepala dan pemborosan.
Kekurangan tenaga kerja yang terus-menerus dan permintaan pelanggan yang terus meningkat telah mendorong lebih banyak produsen untuk beralih ke pemotongan plasma robotik. Sayangnya, banyak orang menyelam ke dalam air hanya untuk menemukan lebih banyak komplikasi, terutama ketika orang-orang yang mengintegrasikan otomatisasi tidak memiliki pengetahuan tentang proses pemotongan plasma. Jalur ini hanya akan menyebabkan frustrasi.
Integrasikan pengetahuan pemotongan plasma sejak awal, dan segalanya berubah.Dengan kecerdasan proses plasma, robot dapat berputar dan bergerak sesuai kebutuhan untuk melakukan penindikan yang paling efisien, memperpanjang masa pakai bahan habis pakai. Robot memotong ke arah dan manuver yang benar untuk menghindari benda kerja apa pun tabrakan. Saat mengikuti jalur otomatisasi ini, produsen menuai imbalan.
Artikel ini didasarkan pada “Kemajuan dalam Pemotongan Plasma Robotik 3D” yang dipresentasikan pada konferensi FABTECH 2021.
FABRICATOR adalah majalah industri pembentukan dan fabrikasi logam terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menyediakan berita, artikel teknis, dan sejarah kasus yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaan mereka dengan lebih efisien.FABRICATOR telah melayani industri ini sejak 1970.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang dapat diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Nikmati akses penuh ke STAMPING Journal edisi digital, yang menyediakan kemajuan teknologi terbaru, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar stamping logam.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital The Fabricator en Español, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Waktu posting: 25 Mei-2022
