В самых разных сферах производства широко применяются станки плазменной резки с ЧПУ. Эти универсальные аппараты встречаются в высокоточном машиностроении и судостроении. Станки служат для изготовления рекламных конструкций, разного рода металлических изделий и многого другого. Компактное оборудование с блоком ЧПУ нашло применение и в частных мастерских, где с их помощью делают высокоточные изделия. Резка материалов плазмой ЧПУ осуществляется максимально точно, и происходит процесс с минимальным участием рабочего.
Раскрой металла производится разными способами, и плазменная резка здесь занимает далеко не последнее место. К ней прибегают, когда кроят самые разные металлы и сплавы.
Основные элементы
Друг от друга станки отличаются предназначением, устройством, способом размещения обрабатываемого листа и способом управления. Управляется станок компьютерной программой, которая автоматически контролирует необходимые параметры:
- мощность;
- угол наклона резака;
- напряжение на выходе и др.
Современное оборудование высокопроизводительно, а конструкция при этом не особо сложная. Основные элементы машин следующие:
- плазмотрон с системой подачи газа;
- рабочий стол;
- система управления высотой горелки;
- система ЧПУ.
Иногда используется один плазмотрон, иногда — несколько.
Виды станков
Главные различия между станками для плазменной резки заключаются в следующем:
Конструкция. Бывает стационарной и передвижной. Отдельного упоминания заслуживает малогабаритная портативная установка с ЧПУ. Это компактное оборудование может находиться даже в очень небольших помещениях и работать с сохранением производительности и мощности.
Способ размещения проката. Тут есть два типа оборудования:
- Портальный станок, в котором заготовка располагается в специальном устройстве, предотвращающем перекос материала и скольжение и обеспечивающем точность реза. Некоторые модели таких станков оснащены устройством блокировки, прекращающим рабочий процесс в непредвиденных ситуациях.
- Консольный станок без рабочего стола. Резак направляется специальными линейными направляющими.
Еще есть шарнирные станки, предназначенные исключительно для вертикальной резки.
Способ управления. Выпускаются с числовым, фотоэлектронным и электромагнитным программным управлением. Самый качественный рез обеспечивается автоматическими портальными станками ЧПУ, хотя в работе они ограничены габаритами портала. Консольные модели тоже популярны и со специальным ПО могут выполнить сложную обработку металла, в том числе фигурную резку.
Тип обрабатываемой заготовки. На одних машинах может осуществляться исключительно резка металлопроката, на других — разрезаются трубы. Консольный станок имеет более универсальное устройство. Его конструкция позволяет обрабатывать любой материал вне зависимости от формы заготовки, в чем помогают специальные программы.
Количество одновременно обрабатываемых листов. Производительность и особенности конструкции оборудования позволяют за прогон разрезать один или несколько металлических листов.
Принцип работы станков с ЧПУ
От ручных станций станки отличаются тем, что рабочие процессы в них автоматизированы программным управлением. Благодаря ЧПУ сократилось влияние человеческого фактора, и было достигнуто новое качество реза. Компьютер, следящий за рабочим процессом, позволил увеличить функциональность и расширить область применения.
Если не брать в расчет автоматизацию процессов, принцип работы остался прежним:
- Воздух под давлением, с завихрением, подается на резак.
- При помощи электрода воздух раскаляется до 20000−30000°C.
- При разогреве воздушные массы ионизируется и в итоге становятся хорошим проводником электричества.
- Плазма расплавляет металл и под давлением выдувает его.
Программное обеспечение помогает учитывать разные факторы, которые обеспечивают качество реза:
Плотность и толщина обрабатываемого материала. Оборудование может использоваться для раскроя металла и обработки прочих материалов: резины, пластика. С помощью отдельных программ разрезаются листы, сложенные в несколько слоев. Автоматика анализирует толщину и тип материала, регулирует скорость реза, подачу воздуха и иные факторы.- Сложность рисунка. Раскрой производится и для фигурной резки, когда нужно получить кованые изделия и предметы декора.
- Использование нескольких резаков одновременно. Этим станки отличаются от обыкновенной ручной установки. Плазменные резаки монтируются на подвижной консоли и в итоге, производственный процесс многократно ускоряется.
- Функциональность. Качество работ не особо зависит от опытности рабочего. Выполнение работы контролируется компьютером.
Экономичность. Точный расчет подачи воздуха и степени его нагрева, системы контроля отсутствия влажности в воздухе, подаваемом на горелку, выбор оптимальной скорости — все это обеспечивает заметную экономию расходных материалов и помогает предотвратить появление брака.
Плюсы и минусы
Главнейшим достоинством оборудования является высокая точность кроя. Поскольку процессом управляет компьютер, вероятность отклонения от траектории движения рабочего инструмента равна нулю! На станках данного типа выполняются резы любой конфигурации. Еще одно бесспорное преимущество заключается в большой чистоте торцов раскроенных заготовок. Таким образом, дополнительная их обработка не требуется. Плюс также и в безопасности работы на станке: среди элементов оборудования нет находящихся под высоким напряжением.
Недостатков практически нет. К минусам можно отнести невозможность раскроя слишком толстых листов. Например, не обрабатывается высоколегированная сталь толщиной больше 10 см. Титан тоже не режется на плазменных станках.
Характеристики плазмотронов
Данный элемент — основной в станке плазменной резки с ЧПУ. Выбирая его, внимание обращают на:
Вид плазмообразующего газа. Самыми экономичными считаются станки, на которых резка производится с применением воздуха. На таких машинах раскраиваются стальные, алюминиевые или медные заготовки. Для получения максимально качественного реза применяются кислородные плазмотроны. На предприятиях используются также горелки, которые работают на аргоне или смеси водорода и азота.- Вид охлаждающего газа. Как правило, это воздух. Иногда охлаждение производится с помощью углекислого газа.
- Точность и скорость позиционирования.
- Скорость резки.
- Род тока. Промышленное оборудование этого типа чаще работает на постоянном токе. Но некоторые модели потребляют и переменный ток.
ТНС
Станки в сборе оснащаются в том числе ТНС. Это система контроля высоты горелки для опускания/поднятия рабочего инструмента при раскрое. Узел работает, используя напряжение дуги. Контроль за расстоянием до обрабатываемой заготовки производится с помощью датчиков.
Характеристики стола
Данный элемент состоит из нескольких секций, чьи размеры могут разниться. На производстве чаще используются столы с секциями 50×50 см. Деталь может обрабатываться на одной или нескольких частях, благодаря чему нетрудно избавиться от отходов во время резки. Под столом находится система удаления дыма и частиц металла.
Вдобавок станок оборудуется пылезащитной пневматикой. Основное ее назначение в улавливании образующейся при резке металлической пыли. В столах, длина которых больше 2,5 м, используется двухсторонняя система удаления дыма.
Система ЧПУ
Резка с ЧПУ листового металла — высококачественная. Основные характеристики системы:
- удобство интерфейса;
- диагональ монитора;
- используемое ПО.
Диагональ равна 15−19 дюймам. ПО, как правило, достаточно сложное. Программы позволяют оптимально расположить детали на столе, легко производить разные расчеты (времени на обработку, числа деталей, проч.), составлять отчеты и т. д. Одна из важных характеристик ПО — наличие грамотного русского перевода.
Можно ли изготовить станок с ЧПУ самому
Описываемое здесь оборудование стоит больших денег, из-за чего немало людей интересуется тем, можно ли его сделать своими руки. Как говорилось выше, конструкция нашего агрегата не отличается особой сложностью. Скорее всего, не будет сложностей с изготовлением стола и прочих элементов. Но вот сборка плазмотрона — дело непростое. Не располагая определенными знаниями и навыками, изготовить этот элемент невозможно. Его рекомендуется приобретать отдельно. В этом случае нужно собрать систему подачи газа. ЧПУ есть в свободной продаже.
Требования к безопасности и эксплуатации
Хоть плазменные металлорежущие станки — оборудование относительно безопасное, к нему, тем не менее, предъявляется ряд требований ГОСТ 12 .3.039−85 и иных нормативных документов. Оговариваются условия, связанные с обслуживающим персоналом и монтажом.
Среди основных положений выделим следующие:
Обязательно использование СИЗ оператором. Портальные установки при работе производят низкочастотный шум на уровне ультразвука, излучают определенное электромагнитное и инфракрасное излучение, производят продукты окиси азота и прочие вредные испарения. В процессе работы нужно пользоваться защитными очками, наушниками или берушами и т. д. У оператора должно быть специальное эргономичное кресло.- Помещение, где будет установлен станок, должно быть хорошо проветриваемым и достаточно освещенным. Обязательны принудительные системы вентиляции.
- Качество расходных материалов — портативные и портальные передвижные станки плазменного раскроя должны иметь узел предварительной подготовки используемых материалов. С использованием компрессорной установки дополнительно производится монтаж осушителя воздуха, если такового не предусматривает конструкция.
- Системы автоматического прекращения работы. При работе на плазменном станке есть риск возникновения аварийных ситуаций. Автоматическое отключение обеспечивается системами контроля, а происходит это с нарушением норм эксплуатации.
- В помещении, где стоит станок, должны иметься средства пожаротушения и пожарная сигнализация. Оператору вменяется в обязанность прохождение инструктажа о положенных в случае возгорания действиях.
Оператор проходит инструктаж по безопасной эксплуатации и должен получить допуски к работе с данным оборудованием.
Помещение, где предполагается работать на станке с ЧПУ, проверяется пожарным инспектором. Периодически требуется повторная аттестация соответствия требованиям безопасной эксплуатации оборудования.
Возможности станков напрямую зависят от технических характеристик. Приобретая оборудование, первым делом узнайте насчет точности позиционирования и резки, типе стола и другие важных моментах. Важны и характеристики плазмотрона, но так как в большинстве станков данный рабочий инструмент может заменяться, его параметры не являются определяющими.
