برش پلاسما CNC چیست؟
برش پلاسما CNC فرآیندی است که مواد رسانای الکتریکی را با استفاده از جت پلاسمای داغ تسریع شده برش می دهد. مواد معمولی برش خورده با مشعل پلاسما عبارتند از فولاد، آلومینیوم، برنج و مس، اگرچه سایر فلزات رسانا نیز ممکن است بریده شوند. برش پلاسما CNC اغلب در مغازه های ساخت، تعمیر و ترمیم خودرو، ساخت و ساز صنعتی و عملیات نجات و اسقاط استفاده می شود. به دلیل سرعت بالا و برش های دقیق همراه با هزینه کم، برش پلاسما CNC از کاربردهای CNC صنعتی در مقیاس بزرگ گرفته تا فروشگاه های کوچک سرگرمی استفاده می شود.
فرآیند اصلی برش پلاسما CNC شامل ایجاد یک کانال الکتریکی از گاز فوق گرم شده و یونیزه شده الکتریکی، یعنی پلاسما از خود برش پلاسما CNC، از طریق قطعه کاری است که باید برش داده شود، بنابراین یک مدار الکتریکی کامل را از طریق یک گیره اتصال به زمین تشکیل می دهد تا به برش پلاسما CNC بازگردد. . این کار توسط یک گاز فشرده (اکسیژن، هوا، بی اثر و غیره بسته به ماده بریده شده) که از طریق یک نازل متمرکز با سرعت بالا به سمت قطعه کار دمیده می شود، انجام می شود. سپس یک قوس الکتریکی در داخل گاز، بین یک الکترود نزدیک یا یکپارچه شده به نازل گاز و خود قطعه کار تشکیل می شود. قوس الکتریکی مقداری از گاز را یونیزه می کند و در نتیجه یک کانال رسانای الکتریکی پلاسما ایجاد می کند. همانطور که الکتریسیته از مشعل کاتر به داخل این پلاسما می رود، گرمای کافی برای ذوب شدن در قطعه کار ایجاد می کند. در همان زمان، بسیاری از پلاسما با سرعت بالا و گاز فشرده، فلز مذاب داغ را میبرند و در نتیجه قطعه کار را جدا میکنند.
پس از برش پلاسما CNC یک "مخروط" بسیار داغ و بسیار موضعی برای برش ایجاد می کنند، آنها برای برش ورق فلز در اشکال منحنی یا زاویه دار بسیار مفید هستند.
برش های پلاسما CNC آنالوگ، که معمولاً به بیش از 2 کیلووات نیاز دارند، از ترانسفورماتور فرکانس شبکه سنگین استفاده می کنند. برشهای پلاسما اینورتر منبع تغذیه DC را اصلاح میکنند که به یک اینورتر ترانزیستوری با فرکانس بالا بین 10 کیلوهرتز تا حدود 200 کیلوهرتز تغذیه میشود. فرکانس های سوئیچینگ بالاتر به ترانسفورماتور کوچکتر اجازه می دهد که منجر به کاهش اندازه کلی و کاهش w8 می شود.
ترانزیستورهای مورد استفاده در ابتدا ماسفت بودند، اما اکنون به طور فزاینده ای از IGBT استفاده می کنند. با ماسفت های موازی، اگر یکی از ترانزیستورها زودتر فعال شود، می تواند منجر به خرابی آبشاری یک چهارم اینورتر شود. اختراع بعدی، IGBT ها، به این حالت شکست نمی خورند. IGBT ها را می توان به طور کلی در ماشین های با جریان بالا که در آن ترانزیستورهای ماسفت کافی موازی کرد، یافت می شود.
توپولوژی حالت سوئیچ به عنوان مبدل ترانزیستوری دوگانه آفلاین به جلو گفته می شود. اگرچه سبکتر و قدرتمندتر است، برخی از برشهای پلاسما اینورتر، بهویژه آنهایی که اصلاح ضریب توان ندارند، نمیتوانند از ژنراتور اجرا شوند (به این معنی که سازنده واحد اینورتر این کار را ممنوع میکند؛ این فقط برای ژنراتورهای قابل حمل کوچک و سبک معتبر است). با این حال، مدلهای جدیدتر دارای مدارهای داخلی هستند که به واحدهای بدون تصحیح ضریب توان اجازه میدهد روی ژنراتورهای برق سبک کار کنند.
برخی از تولیدکنندگان برش پلاسما CNC میزهای برش CNC را می سازند و برخی نیز برش را در میز تعبیه کرده اند. جداول CNC به رایانه اجازه می دهد تا سر مشعل را کنترل کند و برش های تیز و تمیز ایجاد کند. تجهیزات مدرن پلاسما CNC قادر به برش چند محوری مواد ضخیم هستند و فرصت هایی را برای درزهای جوشکاری پیچیده که در غیر این صورت امکان پذیر نیست، فراهم می کند. برای مواد نازک تر، برش پلاسما CNC به تدریج با برش لیزری جایگزین می شود، که عمدتاً به دلیل توانایی برتر برش سوراخ برش لیزر است.
استفاده تخصصی از کاترهای پلاسما CNC در صنعت HVAC بوده است. نرمافزار اطلاعات مربوط به کانالکشی را پردازش میکند و الگوهای صافی ایجاد میکند تا با مشعل پلاسما روی میز برش بریده شوند. این فناوری از زمان معرفی آن در اوایل دهه 1980، بهره وری را در صنعت به شدت افزایش داده است.
کاتر پلاسما CNC برای چه مواردی استفاده می شود؟
برش پلاسما ابزاری است که معمولاً برای برش فلزات با کاربردهای خوب استفاده میشود. برش پلاسمای دستی ابزاری فوقالعاده برای برش سریع ورق، صفحات فلزی، تسمه، پیچ و مهره، لوله و غیره است. مشعلهای پلاسمای دستی نیز یک ابزار شیارزنی عالی برای شیارزنی معکوس اتصالات جوش یا از بین بردن جوشهای معیوب ایجاد میکنند. برش پلاسمای دستی معمولاً برای برش اشکال کوچک از صفحه استفاده میشود، اما ایجاد دقت نیمه کافی یا کیفیت لبه برای بسیاری از ساخت فلزات امکانپذیر نیست. به همین دلیل است که برش پلاسمای CNC بسیار مهم است.
دستگاه برش پلاسمای CNC دستگاهی است که دارای یک مشعل پلاسما است و میتواند آن مشعل را در مسیری که توسط یک کامپیوتر هدایت میشود، حرکت دهد. اصطلاح "CNC" به "کنترل عددی کامپیوتری" اشاره دارد، به این معنی که از یک کامپیوتر برای هدایت حرکت دستگاهها توسط کدهای عددی در یک برنامه استفاده میشود.
برش پلاسما CNC در بسیاری از کارگاه ها برای ایجاد فلزکاری تزئینی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، تابلوهای تجاری و مسکونی، هنر دیوار، تابلوهای آدرس، و هنر باغ در فضای باز.
برش پلاسما CNC در مقابل کاتر پلاسما دستی
برش های پلاسما CNC معمولاً از نوع متفاوتی از سیستم پلاسما نسبت به برنامه های برش دستی استفاده می کنند که به طور خاص برای برش مکانیزه به جای برش دستی طراحی شده است. برش های پلاسما CNC از یک مشعل لوله مستقیم استفاده می کنند که می تواند توسط ماشین حمل شود و دارای نوعی رابط است که می تواند به طور خودکار توسط CNC کنترل شود. برخی از ماشینهای سطح ورودی وجود دارند که میتوانند مشعل طراحی شده برای برش دستی را حمل کنند، مانند ماشینهای PlasmaCAM. اما هر ماشینی که برای ساخت یا ساخت جدی طراحی شده باشد از مشعل مکانیزه و سیستم پلاسما استفاده می کند.
قطعات برش پلاسما CNC
CNC همچنین یک کنترل کننده واقعی درجه کاردانی است که برای ماشین ابزار طراحی شده است، با یک پنل رابط اختصاصی و یک کنسول مدیریتی طراحی شده خاص، مانند کنترلرهای Fanuc، Allen-Bradley، یا Seimes. یا ممکن است به آسانی یک رایانه لپتاپ مبتنی بر ویندوز باشد که یک برنامه بسته خاص را اجرا میکند و با درایوهای دستگاه از طریق پورت LAN عمل میکند. چندین ماشین سطح ورودی، ماشینهای HVAC و حتی برخی از ماشینهای یکپارچه دقیق از یک کامپیوتر لپتاپ یا کامپیوتر شخصی استفاده میکنند زیرا کنترلکننده است.
برای برش قطعات از صفحه، حرکت مشعل توسط CNC کنترل می شود. یک برنامه منطقه ای، گاهی اوقات به سادگی یک فایل کامپیوتری با "M-codes" و "G-codes"، خطوط نیمه و یک بار برای نشان دادن مشعل روشن و خاموش را توصیف می کند. نیمی از برنامهها گاهی اوقات توسط یک تکه بسته به نام «پسپردازنده» ایجاد میشوند، که ممکن است یک ناحیه ریاضیات خالص را از یک فایل CAD گرفته و به کدهای M و G-کدها ترجمه کند. CNC می تواند مرور کند.
یک کاتر پلاسما CNC به طور مشترک به یک سیستم محرک، متشکل از تقویت کننده های درایو، موتورها، رمزگذارها و کابل ها نیاز دارد. حداقل 2 موتور وجود دارد، یکی برای محور مختصات و دیگری برای محور مختصات. برای هر موتور یک تجهیزات الکترونیکی درایو وجود دارد که یک سیگنال کم مصرف را از CNC می گیرد و آن را به سیگنالی با قدرت بالاتر برای مانور موتور تبدیل می کند. هر محور دارای مکانیزم بازخوردی است، گاهی اوقات رمزگذار درجه وابسته، که یک سیگنال دیجیتالی را ایجاد می کند که نشان می دهد هر گونه محور دارای اسیر است. کابلها امکانات را از تجهیزات الکترونیکی به موتور میبرند و سیگنالهای موقعیت را از رمزگذار به CNC برمیگردانند.
دستگاه CNC نیم برنامه را میخواند و سپس سیگنالهایی را به سیستم محرک دستگاه ارسال میکند که مشعل را در جهت مورد نظر و با سرعت برنامهریزی شده حرکت میدهد. دستگاه CNC بازخورد انکودر را میخواند و اصلاحاتی را در سیگنالهای محرک انجام میدهد تا حرکت مشعل در مسیر برنامهریزی شده باقی بماند. تمام فیزیکهای درون دستگاه CNC و سیستم محرک به سرعت کار میکنند و ارتباط برقرار میکنند، معمولاً دادههای اندازهگیری و موقعیت را هر چند میلیثانیه تغییر میدهند. این امر به دستگاه اجازه میدهد تا حرکت به اندازه کافی روان و صحیح باشد تا قطعات برش پلاسما را با کیفیت لبههای صاف، صاف و ثابت و ابعاد نیم دقیق ارائه دهد.
یک سیستم پلاسمای CNC میتواند سبکی از «سیستم I/O» داشته باشد، سیستم الکتریکی درجه یک که ورودیها و خروجیها را کنترل میکند. این اغلب است اما CNC پلاسما را در زمان قابل قبول فعال می کند، برای مثال، با روشن کردن خروجی درجه وابسته که یک رله را می بندد. CNC پس از شروع قوس پلاسما از ورودی ها استفاده می کند و برای مانور آماده می شود. اینها اصلی ترین ورودی ها و خروجی های مورد نیاز هستند، اما واضح است که اغلب تعداد بیشتری وجود دارد.
بسیاری از زیرسیستمها و گزینههای جایگزین اغلب اضافی هستند، مانند سیستمهای کنترل ولتاژ قوس h8، سیستمهای پخ پلاسما، سیستمهای کنترل یکپارچه پلاسما و غیره. با این حال، اصول اولیه یک برشدهنده پلاسمای CNC که در بالا شرح داده شده است، برای هر یا همه این دستگاهها، از بهترین تا پیچیدهترین، مشترک خواهد بود.
در سال های اخیر توسعه حتی بیشتر شده است. به طور سنتی میزهای برش ماشین ها افقی بودند، اما در حال حاضر دستگاه های برش پلاسما CNC عمودی در دسترس هستند که ردپای کوچکتر، افزایش انعطاف پذیری، ایمنی مطلوب و عملکرد سریعتر را فراهم می کنند.
