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Sep 01, 2023

Verbessern Sie das Plasma-Verbrauchsmaterialmanagement Ihrer Fertigungsstätte

Eine der besten Möglichkeiten, die Betriebszeit beim Plasmaschneiden aufrechtzuerhalten, besteht darin, dies zu erkennen

Eine der besten Möglichkeiten, die Betriebszeit beim Plasmaschneiden aufrechtzuerhalten, besteht darin, zu erkennen, wann die Verbrauchsmaterialien für das Plasmaschneiden ausgetauscht werden sollten und wann nicht. Voortman Steel Machinery

Anmerkung des Herausgebers: Diese Funktion wurde aus einem Webinar von Voortman Steel Machinery und Hypertherm mit dem Titel „So verbessern Sie Ihr Plasma-Verbrauchsmaterialmanagement“ am 23. Juni übernommen. Zu den Rednern gehörten Joey Schreur, Geschäftsbereichsleiter, Platten, Voortman; Stef Rohaan, Produktmanager, Teller, Voortman; und Timo Lecher, Vertriebsleiter für Verbrauchsmaterialien, Hypertherm.

Die meisten Unternehmen, die Plasmaschneidmaschinen betreiben, haben das Gefühl, dass ihr Werkstattteam beim Austausch von Verbrauchsmaterialien gute Arbeit leistet. Sie vertrauen darauf, dass ihre Bediener das Beste aus den Plasmaschneidmaschinen herausholen und die Geräteleistung ohne Qualitätseinbußen optimieren.

Während diese Unternehmen wahrscheinlich allen Grund haben, an ihre Maschinenbediener zu glauben, möchten sie möglicherweise auch das Kontrollkästchen für gebrauchte Verbrauchsmaterialien überprüfen. Hier zeigt sich die Wahrheit: Manchmal haben Menschen einfach schlechte Angewohnheiten.

Ein gutes Beispiel für eine schlechte Wahl ist der Bediener einer Plasmaschneidmaschine, der die Verbrauchsmaterialien vor einem neuen Auftrag wechselt, weil er nicht möchte, dass die Verbrauchsmaterialien während der Schneidarbeit verschleißen. Diese Art des Austauschs von Verbrauchsmaterialien kann auftreten, obwohl die Elektrode, die Düse und die Schutzkappe noch verwendbar sind.

Einige andere Betreiber schwören, dass sie die Lebensdauer von Verbrauchsmaterialien anhand von Geräuschen verfolgen können. Sie glauben, dass alles in Ordnung ist, bis sich die Frequenz dramatisch ändert. Leider ist das menschliche Ohr kein präzises Messinstrument. Bis ein erfahrener Bediener glaubt, etwas gehört zu haben, das darauf hindeutet, dass ein Austausch der Verbrauchsmaterialien erforderlich ist, hat der Plasmabrenner möglicherweise mehrere Teile schlecht geschnitten, sodass die Gefahr besteht, dass sie verschrottet werden müssen.

Dank moderner CAM-Software können Bediener aller Erfahrungsstufen beim Plasmaschneiden die richtigen Verbrauchsmaterialänderungen zur richtigen Zeit vornehmen. Die Software verfolgt die Starts/Stopps und den Schnittabstand, ermittelt anhand dieser Daten den Verschleiß des Brenners und benachrichtigt den Bediener, wenn die Verbrauchsmaterialien des Brenners ihre Grenzwerte überschritten haben. Dadurch muss die Verantwortung nicht allein auf den Schultern der Maschinenbediener liegen.

Ein Bediener einer Plasmaschneidemaschine, der an einem modernen Tisch arbeitet, hat den Luxus, viele Details über die bevorstehende Arbeit zu wissen. Er kann den Tag beginnen, indem er sich die Auftragsliste ansieht, sich die Nester ansieht und bei Bedarf Anpassungen vornimmt.

Viele Bediener haben nicht den Luxus, sich eine ganze Schicht lang auf eine Maschine zu konzentrieren. Sie haben anderswo Verantwortung. Deshalb ist es wichtig, dass der Bediener die Reihenfolge der Arbeit anpassen kann.

Die Sequenzierungsfunktion der fortschrittlichsten Plattenschneidemaschinen bietet dem Bediener die Möglichkeit zu sehen, welche Nester die gleichen Verbrauchsmaterialien verwenden, was ihm ermöglicht, sie in einem Job zu bündeln, der für eine bestimmte Zeitspanne unbeaufsichtigt laufen kann. Diese Kontrollfunktion gibt ihm auch Auskunft über die Lebensdauer des Verbrauchsmaterials. Werden während des unbeaufsichtigten Betriebs irgendwelche Verbrauchsmaterialwechsel erforderlich sein? Wenn bestimmte Verbrauchsmaterialien während des unbeaufsichtigten Laufs ausgetauscht werden müssen, wie passt der Bediener die Reihenfolge an, um so viel unbeaufsichtigten Betrieb wie möglich zu gewährleisten, ohne die Leistung des Plasmaschneidens zu beeinträchtigen?

Eine moderne Steuerung liefert dem Bediener alle Informationen, die er benötigt, um die Produktionsqualität und den Durchsatz aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Verbrauchsmaterialien für das Plasmaschneiden optimal zu nutzen.

Elektrode, Düse und Schutzschild sind die Verbrauchsmaterialien, die am häufigsten gewechselt werden, und sie werden normalerweise gleichzeitig gewechselt, da sie sich im gleichen Tempo abnutzen. Hypertherm

Für Anwender von Plasmaschneidtischen ist es kein Geheimnis, dass für die Arbeit mit unterschiedlichen Materialstärken unterschiedliche Brenner erforderlich sind. Dicke Bleche erfordern höhere Stromstärken und andere Verbrauchsmaterialien als zum Schneiden dünner Bleche. Beim Plasmaschneiden gibt es nicht die eine Lösung, die für alle passt.

In den Tagen vor modernen Steuerungen verließen sich die Bediener bei der Auswahl der für die jeweilige Aufgabe geeigneten Verbrauchsmaterialien auf die vom Hersteller der Plasmastromquelle bereitgestellten Schneidtabellen. Heute sind diese Informationen in die Maschinenprogrammierungssoftware integriert.

Die zur Steuerung des Plasmaschneidprozesses verwendeten Parameter gehen jedoch über die einfache Blechdicke und Materialart hinaus. Bediener können die optimalen Schnittparameter für höchste Kantenqualität oder eine Variation auswählen, bei der die Gesamtschnittqualität im Verhältnis zur Schnittgeschwindigkeit abgewogen wird.

Die Wahrheit ist, dass einige Werkstätten keinen großen Wert auf die Kantenqualität der Plasmaschnittteile legen, die sie erhalten. Wenn dies der Fall ist, wird sich das Metallverarbeitungsunternehmen wahrscheinlich auf die Rationalisierung des Schneidprozesses konzentrieren, um Lieferfristen einzuhalten oder zu unterbieten. Für Betriebe, die mehr an Kantenqualität interessiert sind, kann der Plasmaschneidprozess so angepasst werden, dass er diese optimalen Ergebnisse liefert.

Hier weist die Nesting- und Maschinenprogrammierungssoftware den Maschinenbediener in die richtige Richtung. Wenn er den Auftrag aufruft, sind die korrekte Stromstärke der Stromquelle und die entsprechenden Verbrauchsmaterialien für den Auftrag festgelegt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Bediener die richtige Wahl trifft und unerwünschte Fehler vermieden werden.

Der Vorschneidprozess, bei dem der Brenner die Oberseite der Materialoberfläche berührt, stellt sicher, dass die Plasmaschneidmaschine den optimalen Abstand zwischen dem Material und der Unterseite des Brenners einhält. Aber hier endet die Messung noch nicht.

Nach dem ersten Einstechen und Beginn des Schneidvorgangs messen moderne Plasmaschneidanlagen die Lichtbogenspannung. (Durch Messung der Lichtbogenspannung kann die Länge des Lichtbogens von der Elektrode bis zur Platte bestimmt werden.) Diese Überwachung wird über die gesamte Lebensdauer der Elektrode aufrechterhalten und gewährleistet, dass der Brenner auch bei Abnutzung der Elektrode auf der gleichen Schnitthöhe bleibt Der Hafniumstrahler im Inneren wird kürzer, und wenn sich der Abstand zwischen Brenner und Material aufgrund von Höhenabweichungen im Blech ändert.

Diese Höhenkontrolle ist wichtig, da ein Plasmalichtbogen nicht perfekt quadratisch ist. Der Bogen verjüngt sich an den Enden, ähnlich einer Kerzenflamme. Um die beste Schnittqualität und Lebensdauer der Verschleißteile zu erzielen, muss der quadratischste Teil des Lichtbogens – also die Mitte – Kontakt mit der Platte haben.

Wenn in der Vergangenheit der Hafnium-Emitter in der Elektrode abgetragen wurde, bewegte sich der Brenner möglicherweise näher an das Material, um den Lichtbogen aufrechtzuerhalten, auch wenn dieser möglicherweise instabiler wurde. Das Fehlen eines gleichmäßigen Lichtbogens könnte sich daher auf Einstech- und Einführschnitte auswirken.

Durch die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Lichtbogens und der korrekten Schnitthöhe ist der Plasmabrenner in der Lage, einen sauberen Lochstich, einen kürzeren Einlauf und keine Wellenbildung während des nachfolgenden Schneidvorgangs zu liefern, da der quadratischste Teil des Lichtbogens den Kontakt mit dem Werkstück aufrechterhält. Auch die Verbrauchsmaterialien halten länger.

Sensoren in der Stromversorgung werden Metallverarbeitern helfen, die Kopfschmerzen durch kurzlebige Verbrauchsmaterialien und sogar das Explodieren des Brenners zu vermeiden.

Die heutige Technologie kann den Beginn eines katastrophalen Elektrodenschadens erkennen. (Stellen Sie sich vor, dass Wasser aus einem Druckluftschlauch in den Plasmaschneidbrenner eindringt und dass es dadurch zu einem Platzen kommt. Das könnte passieren, wenn eine Elektrode fast das Ende ihrer Lebensdauer erreicht und über ihre Grenzen hinaus beansprucht wird.) Wie Sensoren feststellen, ist das dramatisch Bei Stromänderungen und unregelmäßiger Lichtbogenspannung schaltet die Steuerung das System sofort ab. Dies verhindert Brennerausfälle und vermeidet lange Ausfallzeiten, die mit der Reinigung nach einem Rohrbruch verbunden sind.

Sensoren werden auch eingesetzt, um die erhebliche Belastung der Verbrauchsmaterialien zu verhindern, wenn der Plasmaschnitt unkontrolliert zu Ende geht, etwa wenn der Plasmaschneidprozess weiterläuft, selbst nachdem der Brenner den Schnitt an der Materialkante verlassen hat. Dadurch wird der Lichtbogen gedehnt, der die Verbindung zum Metall aufrechterhalten möchte, und stellt eine große Belastung für die Brennerverschleißteile dar.

In diesem Fall bemerken die Sensoren einen abrupten Anstieg der Lichtbogenspannung, während sich der Lichtbogen ausdehnt, um den Kontakt mit dem Metall aufrechtzuerhalten. Es erkennt korrekt, dass der Lichtbogen kurz vor dem Ende steht, und leitet eine kontrollierte Absenkung des Stroms ein. Diese Art der kontrollierten Abschaltung gibt dem Hafnium in der Elektrode die Zeit, die es benötigt, um sich wieder zu verfestigen, was zu einer erheblichen Verlängerung der Lebensdauer des Verbrauchsmaterials führt.

Diejenigen Maschinenbediener, die vor der Einführung moderner Steuerungen mit Austauschzyklen für Verbrauchsmaterialien beschäftigt waren, haben wahrscheinlich eine wichtige Leistungskennzahl genau beobachtet. Es könnte sich um die Anzahl der Löcher oder die Anzahl der geschnittenen Meter Material gehandelt haben. (Diese Messwerte werden weiterhin von der Software verwendet, um den Verschleiß der Verschleißteile zu bestimmen!) Ganz gleich, was es war, der Bediener wusste, was er verfolgen musste, damit der Plasmabrenner wie erwartet schneidet.

Mit dem Aufkommen moderner Steuerungen wurde die Verfolgung des Verschleißes von Verbrauchsmaterialien formalisiert, wodurch ein Teil der Verantwortung von den Schultern der Bediener genommen wurde. Allerdings kann die Maschine selbst die Verbrauchsmaterialien nicht entfernen, wenn sie ausgetauscht werden müssen. Die Betreiber müssen noch eingebunden werden.

Deshalb ist die Kombination aus einem engagierten Bediener und fortschrittlichen Steuerungen an Plasmaschneidsystemen so leistungsstark. Maschinensoftware kann beispielsweise berechnen, wo in einem Nest ein Verbrauchsmaterialwechsel erforderlich ist; Die Maschine kann den Bediener dann darüber informieren, wann er an der Maschine sein muss, um den Wechsel durchzuführen. Wenn das Plasmaschneidsystem und der Bediener gemeinsam arbeiten, können sie maximale Maschinenverfügbarkeit und hochwertige Schneidergebnisse liefern.

Doch das Leben in einem Metallverarbeitungsbetrieb ist ständig von Veränderungen geprägt, und das bedeutet, dass sowohl Mensch als auch Maschine flexibel sein müssen. Wenn ein Eilauftrag den Produktionsplan unterbricht, ändert sich durch diese Änderung nicht nur der zeitliche Ablauf nachfolgender Aufträge, sondern auch die Lebensdauer der Verbrauchsmaterialien.

Offensichtlich verfügt nicht jeder über eine Multiprozessmaschine, bei der eine Maschine Fräsen, Schneiden, Bohren und Markieren übernehmen kann. Aber für diejenigen, die dies tun, gibt es eine schöne Alternative, wenn es darum geht, Löcher in dicke Materialien zu bohren. Anstatt durch das Material zu stechen, wodurch die Gefahr besteht, dass Schlacke in den Brenner gespritzt wird und möglicherweise die Verbrauchsmaterialien beschädigt werden, können Maschinenbediener wählen, ob sie den ersten Teil des Lochs als Vorstechschritt oder das gesamte Loch bohren möchten.