Procesy technologiczne i produkcyjne we współczesnych zakładach przemysłowych stają się coraz bardziej zautomatyzowane oraz, co jest procesem nieodwracalnym, korzystają z coraz bardziej wymagających i zaawansowanych rozwiązań obróbki materiałów. Technologia CNC otwiera możliwości optymalizacji tych procesów w skalach, których do tej pory nie byliśmy w stanie nawet brać pod uwagę. Czym właściwie jest ta technologia i jakie daje możliwości - o tym piszemy w kolejnych punktach artykułu.
Co oznacza nazwa CNC?
Computerized Numerical Control – czyli komputerowe sterowanie urządzeń numerycznych; to nazwa jednocześnie używana na coraz powszechniejszy typ urządzeń stosowanych w przedsiębiorstwach produkcyjnych. Urządzeń sterowanych za pomocą systemu wykorzystującego mikrokomputer zarządzający całym mechanizmem używając następującej ścieżki realizacji procesu:
programowanie następuje przez wpisanie w kontrolerze poleceń według ustalonych założeń
urządzenie działa w zamkniętym układzie zwrotnym, dlatego pracuje w sposób precyzyjny i powtarzalny
proces programowania maszyn CNC jest dwuetapowy; najpierw przeprowadza się projektowanie wspomagane komputerowo (CAD); potem następuje kodowanie na język przystępny dla maszyny; po tych czynnościach można przejść do obróbki CNC
Chociaż wiele firm dąży do stworzenia urządzeń bezobsługowych w zakresie technologicznym, obecnie jednak ludzie nadal pełnią ważną rolę w ich obsłudze. Przesunięcie nastąpiło jednak w specjalizacjach pracowników - maszynami CNC zajmują się programiści i operatorzy, którzy wykorzystują wiedzę z zakresu automatyki i programowania - mniej zaś z zakresu technologii materiałów i obróbek.
Maszyny CNC - zalety optymalizacyjne procesów
Wprowadzenie maszyn cnc do linii technologicznych to wiele plusów związanych z optymalizacją całego procesu produkcyjnego. Projektując taką inwestycję możemy liczyć na długą listę zalet. Trzeba na nią wpisać poprawę następujących parametrów:
- Wydajność ze względu na automatyzację możliwa jest produkcja przez 24 godziny na dobę bez przestoju.
- Dokładność; możliwość cięcia pod kątem i wykonywania żłobień; Dzięki niezwykle precyzyjnym sterownikom obrabiarki są w stanie pracować bardzo skrupulatnie. Mogą wykonać dokładne, czyste cięcie różnego rodzaju materiałów, wykroić każdy kształt z dokładnością co do milimetra.
- Powtarzalność; Można wykonywać serię cięć według przygotowanego szablonu.
- Szybkość czyli ułatwienie i przyspieszenie produkcji; Moc naszych urządzeń pozwala ułożenie na sobie kilku warstw i obrabianie ich naraz, co z pewnością przyczyni się do szybkości i efektywności produkcji. Technologia HD wyposażona jest w automatyczną konsolę gazową, co daje uproszczenie i przyspieszenie całe procesu produkcyjnego.
- Wszechstronność - łatwość wycinania plazmowego dzięki odpowiednim funkcjom; Obrabiarki cnc produkowane są w rozmaitych konfiguracjach. Mogą być wykorzystane nawet w stomatologii – do produkcji malutkich implantów protetycznych czy do obróbki silników okrętowych, mają szerokie zastosowanie. Nadają się do każdego rodzaju surowca, zarówno do aluminium, miedzi, jak i stali nierdzewnej.
- Opłacalność/oszczędność; proces automatyzacji to ograniczenie kosztów; Produkcja może odbywać się bez udziału człowieka lub z jego niewielkim udziałem. Oprócz tego obniżają się koszty złomowania wadliwych detali. Zarówno koszty utrzymania ruchu, jak i cięcia zostają w miarę możliwości ograniczone do minimum. Tańsze jest też zużycie prądu i gazów.
- Nowoczesność/innowacyjność. Wykorzystanie przecinarki plazmowej pozwala na wykonywanie specjalistycznych prac w zakładach przemysłowych i produkcyjnych. Możliwe jest również różnorodne wykorzystanie proponowanych przez nas sprzętów - zarówno do obróbki klasycznej, jak i według przygotowanego szablonu.
Jedno z najpopularniejszych zastosowań technologii CNC w obróbce materiałów przemysłowych: przecinarki plazmowe CNC
Przecinarki plazmowe sterowane za pomocą technologii CNC posiadają wszystkie właściwości optymalizacji procesów produkcyjnych jakie wiążą się z komputerowym sterowaniem narzędziami. Jednocześnie to urządzenia wykorzystujące nowoczesną technologię plazmową do coraz skuteczniejszego cięcia metali. Do pracy systemu plazmowego niezbędny jest dostęp do zasilania elektrycznego oraz gazu. W zależności od rodzaju używanych gazów, istnieją 2 rodzaje systemów, w jakich działają przecinarki:
- konwencjonalny - jako gazu plazmowego oraz osłonowego używa się sprężonego powietrza aplikowanego z kompresora lub butli.
- system HD - stosowane są gazy techniczne takie jak azot, tlen, dwutlenek węgla, wodór czy argon
Cięcie elementów metalowych, przewodzących prąd elektryczny przy użyciu przecinarek plazmowych to sposób, który obecnie zdobywa coraz większą popularność na świecie. Głównym czynnikiem decydującym jest uniwersalność i ekonomiczność tej metody.
Budowa przecinarki plazmowej
urządzenie składa się z 3 rodzajów przewodów:
- przewodu doprowadzającego prąd do elektrody nietopliwej z palnikiem plazmowym
- przewodu uziemiającego; standardowego przewodu elektrycznego z jednej strony zakończonego standardowym wtykiem spawalniczym, a z drugiej zwykle klemą. Przewód ten służy do zamykania obwodu elektrycznego.
- przewodu masowego łączącego źródło prądu z ciętym materiałem
kolejne części przecinarki to:
- źródło zasilania (nazywane też plazmowym), którym są prostowniki tyrystorowe oraz inwertory; Zasilana w ten sposób wycinarka posiada możliwość bezproblemowej regulacji natężenia prądu.
- sprężarka gazu wykorzystywanego do jonizacji łuku
- konsole gazowe - służą do dozowania i miksowania gazów technicznych w systemach plazmowych wąsko strumieniowych (tzw. HD).
- chłodnica cieczy, która jest niezbędnym wyposażeniem każdego stanowiska; chłodzenie lub wentylacja miejscowa rozprasza trujące azotki oraz tlenki metali powstające podczas topienia metalu
- palnik plazmowy (plazmotron) to urządzenie do wytwarzania plazmy zimnej o temperaturze rzędu 4000–30 000 K, stosowany powszechnie w technice do spawania i cięcia materiałów tkj. stal nierdzewna, wolfram, beton, itp.; występuje w 2 rodzajach: z łukiem wewnętrznym oraz z łukiem zewnętrznym; łuki te różnią się sposobem wytwarzania; wewnętrzny pojawia się w palniku plazmowym pomiędzy dwiema wewnętrznymi elektrodami, a zewnętrzny - pomiędzy elektrodą wewnętrzną palnika, a obrabianym materiałem (najczęściej metalem)
W obu typach konstrukcji następuje ogrzanie gazu w łuku elektrycznym, co prowadzi do wytworzenia strumienia plazmy, który trafia z palnika do obrabianego materiału.
- części eksploatacyjne (dysze, elektrody, osłonki i in.); nakręcane na palnik służą do odpowiedniego rozprowadzania gazu plazmowego i osłonowego; inna funkcja to prawidłowe zajarzenie łuku pilota zamykającego obwód elektryczny; wystawione na działanie bardzo wysokich temperatur, ulegają powolnej degradacji; trzeba je regularnie wymieniać na nowe
Programowanie i obsługa przecinarki plazmowej CNC w praktyce
Aby zaprogramować urządzenie CNC, trzeba wprowadzić kod alfanumeryczny , który korzysta z zaimplementowanego w nie interfejsu użytkownika. Interfejs pozwala na szereg działań, takich jak:
- Komunikacja z pracownikiem obsługującym urządzenie
- Wyświetlanie komunikatów
- Przejście do wykonywania zadań
- Korekcja założeń przesunięcia układu współrzędnych
- Zmiana parametrów
- Analiza postępów działań
Na nośnikach znajduje się napisany wcześniej program sterujący. Czytnik przekłada instrukcje poprzez konwersję na zrozumiały dla obrabiarki system impulsów elektrycznych – CAM. Następnie informacje są rozdzielane przez dekoder.
Jak już wspomniano na początku artykułu, do obsługiwania przecinarek CNC nadal potrzeby jest człowiek. Czym zajmuje się operator takiego urządzenia?
- Wybiera odpowiednie narzędzia do obróbki materiałów i tworzywa
- Sprawdza czy urządzenia funkcjonują poprawnie
- Wykonuje badania techniczne
- Reguluje maszyny do obróbki metali
- Planuje procedury i normy ich wykorzystania
Rodzaje tworzyw obrabiane przecinarkami plazmowymi
W przedsiębiorstwach wykonuje się wiele produktów wykorzystując do tego różne surowce oraz urządzenia plazmowe (nie tylko przecinarki). Na szczególną uwagę zasługują wyroby z metalu, do których najczęściej używa się przecinarek CNC. Elementy metalowe najlepiej przewodzącą prąd elektryczny, dlatego maszyny plazmowe świetnie się do nich dostosowują.Dzięki wykorzystaniu przecinarki plazmowej, możliwa jest obróbka surowców takich jak stal nierdzewna czy aluminium - zarówno nowych, jak i pomalowanych lub zanieczyszczonych, ponieważ nie wpływa to na jakość wykonywanej pracy. A oto przykłady obrabianych metali oraz produktów, jakie się z nich wytwarza:
- stal np. nierdzewna, czarna, węglowa i stopowa
- ze stali nierdzewnej produkuje się np. przewody giętkie układów hydraulicznych i pneumatycznych, poręcze do pojazdów szynowych, spawane elementy balustrad
- z czarnej natomiast powstają m.in. podzespoły lokomotyw, drągi prowadzące, czopy wózków oraz płyt montażowych czopów, gniazda sprężyn, sworznie zawieszenia, bloki mocowania sworzni, blachy balastowe, spawane elementy konstrukcyjne, korpusy maźnic, kołnierze pośrednie
- aluminium stosowane jest do wytwarzania narożników, wsporników, dystansów, elementów wnętrza pojazdów szynowych, elementów matryc form wtryskowych
- miedź wykorzystuje się w budownictwie, np. do instalacji elektrycznych i wodociągowych ( rury, pręty, blachy), infrastruktury elektrycznej i telekomunikacyjnej; Miedź jest miękkim metalem, dlatego świetnie przewodzi prąd i ciepło.
- mosiądz – stop miedzi i cynku odporny na korozję, ciągliwy, łatwy do obróbki plastycznej. W niektórych zastosowaniach jego wadą jest stosunkowo duża gęstość . Z mosiądzu wytwarza się armaturę, a także amunicję, okucia budowlane, w szczególności klamki. Ponadto sprawdza się przy elementach maszyn w przemyśle maszynowym, samochodowym, elektrotechnicznym, okrętowym, precyzyjnym, chemicznym. Ważnym zastosowaniem mosiądzu jest produkcja instrumentów muzycznych.
- żeliwo – wysokowęglowy stop żelaza z węglem; przykłady zastosowania:
- przemysł motoryzacyjny, np. obudowy skrzyni biegów, kadłuby silników, głowice
- piece żeliwne, kaloryfery
- inżynieria sanitarna (włazy kanałowe, rury, wpusty uliczne)
- wyposażenie kuchenne (m.in. patelnie, garnki lub brytfanny)
Ajan - producent przecinarek plazmowych
Ajan to doświadczony producent wysokiej jakości maszyn CNC, w tym przecinarek plazmowych w technologii HD. Wszystkie maszyny oferowane w Polsce wyposażone są w automatyczna konsolę gazową, dobierającą parametry cięcia do pożądanej technologii, co ułatwia i przyspiesza cały proces produkcyjny.
Serdecznie zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą. Do dyspozycji Klientów mamy również doświadczony zespół doradców oraz zaawansowane procesy projektowe i wdrażania naszych urządzeń do linii produkcyjnych. Nasz Doradca odpowie na wszystkie pytania.
