坡口技术应用介绍
爱科曼数控系统能满足各种切割技术:火焰/等离子、激光、水刀、玻璃、坡口、钻切及相贯线等。我们的切割解决方案融汇了爱科曼25年的软/硬件控制经验。
坡口技术应用介绍

 

控制技术简介

 

适用于坡口切割惯性补偿的多重补偿功能

适用于补偿值的扩展技术表

通过电弧电压和/或扫描材料表面实现的间隙控制

适用于CAD/CAM 系统的CNC集成预处理器       

在一个机器上采用多重坡口切割装置总成

 

 

精湛的一体式设计保证了高速精准与高动态响应的完美融合,即使小孔的坡口切割也应付自如。独立集成即装即用,灵活的自由度,小巧的体积,在+/—45度切割时也与外部机构几乎无任何动作干涉。

CNC全自动旋转控制

坡口角度:+/—45度

坡口切割厚度:0.5-120mm

垂直行程:230mm

集成3轴防碰撞保护

接触式电动初始定位

 

 

案例介绍  【坡口切割的创新技术】

 

 

林德责任有限公司25年来在火焰及等离子切割领域为客户提供专门的解决方案。这家位于黑森州尼德奥的中型企业的强项在于设计带旋转装置的切割设备。其他火焰切割机厂家也选用林德的旋转装置,其旋转式等离子割炬可以正负45角进行切割。自动化了的等离子坡口切割对于数控系统的要求很高,由于角度的误差必须对切头的调高做出复杂的补偿,而这是用标准组件无法实现的。坡口切割的间距或者说理想的燃点无法像直边切割机那样充分地通过电弧电压来控制。

 

 

等离子体束比激光束迟缓(惰性),激光以光速传播,而等离子束“只“能达到超音速。这就像花园里的水管子射出的水流会有个时间的延迟,如果出口的位置快速发生变化。等离子也如此,它会随着切头的移动有一个延迟。在这种情况下,如果切割参数设置不佳就会造成割缝不精确。

 

等离子切割时气体会在喷嘴(阴极)和工件(阳极)间的电弧里离子化,在接触工件的一刹那,重构能量被迅速释放,并以3万摄氏度的高温使金属立刻升华。如果用等离子束来切割一个正方形下来,那么它的薄弱的环节是最终掉下来的阳极部分,会造成切口边沿或拐角失控融化,最终成为废品或次品。原因是,电动对位短时间内缺失,光束在剩余材料里“寻找”相反极。

 

磁化和惰性对割缝的质量会产生负面影响。这一物理属性造成的后果虽无法被完全消除,但可使其影响最小化。先进的控制技术可以有效地补偿这一技术缺陷。调节控制技术的重点在于割炬调高、切割速度和切缝偏移的补偿。如果割炬还需适用于坡口切割,则必须在割炬的间距补偿中有所考虑。

 

 

“多合一”,机械制造向移动电话看齐

 

这些年来移动通讯的发展使我们认识到:移动电话的使用早已不仅限于打电话,而是集发短信、听广播、拍照、上网等多种功能于一身。同样,在机械制造领域把一些技术集中到一个平台上也是明智的。制造工艺的集成避免了耗时的准备工作,使短流程链成为可能,最终使生产成本得以降低。

 

林德公司新近为他的一个客户研发了一款数控全能机,一个平台上不仅有等离子和火焰切割(包括坡口),还有打钻,铣削和打标。这款“KingP4500“机器的机架前部配有一个用来坡口切割的等离子旋转装置和一个火焰单元。机架的后部装有一个钻镗攻螺丝单元和一个针式打标机。机架本身借助于“龙门轴”移动。机器还配有换刀装置和测量刀具长度的探测头。这款机器的控制系统使用的是爱科曼公司的数控技术,机器得以完美实现是这家位于威斯巴登市的数控专家与林德公司紧密合作的结果。

 

上述机器的研发中控制电子技术扮演了关键性的角色。等离子和火焰切割对数控系统的要求特别具有挑战性,因为优质的切割效果需要复杂的补偿。林德的这款特制机器还要求不同工艺的控制技术整合,光有标准组件是不够的,还需针对特殊应用来进行修改,使之成为一个合理的自动化方案。

 

中型机械制造企业往往不具备随时跟进电子控制技术领域日新月异的发展能力,所以尤其在制造上述特款机型时,制造厂家首选与自动化专业伙伴合作,这样他们就可以专注于自己的核心竞争力。如果研发时能够借鉴制造商的其它产品或者特定行业应用中业已得到证明的工艺,则机器制造的速度可更快、成本就会更低。

 

对一个平起平坐富于创新的合作关系来说,自动化技术伙伴必须对其特定行业的要求了如指掌。爱科曼集团70年代起就开始为机器和生产线研发电子控制系统,其业务部“嵌入式控制系统”专为数控解决方案提供控制电子技术和研发服务。最近几年公司尤其受益于切割技术方面的出色成就。

 

 

 

完美的坡口切割

 

等离子装置不仅可以像常见的那样调整高度,也可以倾斜。这样,直线和坡口切割一体机就成为可能。等离子切割时,等离子喷嘴和工件之间的间距通过电弧电压测量和调节,而坡口切割时这样就不行了,因为这时候喷嘴是倾斜的,不仅高度、角度也在不断地变化,于是准确的间距跟踪只靠电弧电压就不可能了。一句话:常规调高在CNC -“皇家铁律”坡口切割上是非常不精确的。

 

通过使用扫描笔对工件表面进行事先扫描,数控系统在切割过程中可得到真正的修正值来控制间距。数控系统根据所测量的数值来校正高度(Z轴)。对工件表面的扫描当然只有在坡口切割时才有必要,校正参数过后即可删除。喷嘴的高度将额外由B轴的倾斜角度来做在线补偿。火焰单元的控制使用的是一个电容调高,与等离子单元同样固定在Y轴上。

 

 

 

智能控制完成补偿

 

等离子切割数控解决方案的一个最大挑战是补偿方法。只有少数数控切割设备制造商掌握的等离子技术能做到有效地减小物理特性所造成的不利。林德公司的机器中,等离子割炬的倾斜轴的位置、切割速度、切缝偏移和割炬距离是通过补偿列表由数控内部来实现补偿的。这些补偿表可以输入操作终端并进行对接。

 

补偿表的制作主要依据所谓的面向车间的编程(WOP)草案。技术工人可以直接在机器上丰富其知识和经验。这就是说,工具校正表可以依据经验来制作,并且可以随时进行补充。开始时只需要设置一个单一的工作点,在操作过程中操作员可以通过输入继续补充更多的工作点。

 

这些都是可以自由选择的,有时候可以紧密地并排排列,有时候则可以大间距排列。这些工作点之间可互做插值。坡口切割时边缘区域的工作点会紧密排列,以便更好地解决这里出现的非线性关系,并从控制技术上给与补偿。这将提高控制精度,并最终实现高级坡口。

 

为了让用户操作机器时更方便,并确保CAD/CAM系统的独立性,所有补偿和轮廓调整全部由机器控制自行来完成。林德使用的CAD/CAM软件是“PROfirst CAM”。通过爱科曼公司编程的预处理器来植入控制特定的DIN指令,控制器就能独立于其所使用的CAD/CAM系统。

 

CAD-后处理器之后投入使用的爱科曼预处理器的首要任务是,给操作者提供一份所需镗钻和攻螺纹刀具名单,用这种简便的办法来补充CAD/CAM系统所缺乏的刀具管理,因为CAD/CAM系统只专注于火焰切割。除此之外,还通过爱科曼公司的预处理器增加了之前提到的坡口切割的扫描周期,来使局限于正负450度旋转轴的问题通过前后旋转周期得以缓和。

 

爱科曼的NC操作系统支持所有切割特定的功能,如:Z-调高,切线刀具复位(追踪),依赖路径速度的控制(激光性能)以及套式转换(相贯线切割用)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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