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Sep 08, 2023

Bewegungssteuerung auf Ihrem Plasmatisch

Die Plasmaschneidtechnologie ist im Laufe der Jahre präziser geworden, was den Betrieben ermöglicht

Die Plasmaschneidtechnologie ist im Laufe der Jahre präziser geworden, sodass Betriebe eine sauberere, schärfere und gleichmäßigere Kantenqualität in der Produktion erzielen können. Aber nicht alle Plasmatische sind gleich. Die Bewegung der Maschine hängt ebenso von mechanischen und Softwareeingaben wie von der Stromquelle selbst ab. Beim Kauf eines Plasmasystems ist es wichtig, Ihre Endproduktziele zu verstehen und von dort aus zu ermitteln, was Sie benötigen.

Plasmaschneidtische haben ein so breites Anwendungsspektrum, dass es wichtig ist, zu überlegen, wofür sie verwendet werden sollen: dicke Bleche, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Strukturelemente, Fasen. Jede Anwendung hat ihre eigenen Anforderungen. Daher ist es auch wichtig zu berücksichtigen, ob in der Produktion Präzisionsteile, Schraubenlöcher und andere Detailschnitte erforderlich sind.

Bewegungsqualität ist kein absolutes Muss. Die für einige Teile erforderliche Schnittqualität ist möglicherweise nicht so gut, sodass in diesen Fällen möglicherweise eine geringere Bewegungsqualität ausreicht.

„Qualität liegt im Auge des Betrachters“, sagte Jörg Toberna, Marketingleiter von Messer Cutting Systems. „Das Endergebnis ist ein zugeschnittenes Teil. Die Frage ist, ob es den Anforderungen Ihrer Arbeit entspricht? Die Antwort darauf ist für jede Werkstatt unterschiedlich.“

Geschwindigkeitsanforderungen können bei der Maschinenauswahl eine Rolle spielen, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, dünnere Teile schnell herzustellen.

„Normalerweise werden Sie bei dünnerem Material, basierend auf der verwendeten Stromstärke, wahrscheinlich schneller arbeiten als bei dickerem Material“, sagte Toberna. „Wenn Ihr Maschinendesign nicht über die nötige Steifigkeit verfügt, kommt es zu Bewegungen in der Maschine selbst, die es Ihnen nicht ermöglichen, die gewünschte Qualität zu erreichen.“

Wenn Sie mit einer sehr präzisen Stromquelle arbeiten, müssen Sie natürlich in eine überlegene Bewegungssteuerung investieren.

„Zum Beispiel hat die XPR-Stromquelle von Hypertherm einen sehr steifen Lichtbogen“, sagte Jacob Emery, Produktanwendungsingenieur bei Hypertherm. „Was auch immer bei der Bewegung am Brennerhalter passiert, wird auch am Ende des Lichtbogens passieren. Das heißt, wenn Ihre Bewegung nicht gleichmäßig ist oder Vibrationen aufweist, wird dies am endgültigen Schnittteil sichtbar sein.“

Es gibt eine Reihe unterschiedlicher Führungsoptionen für den Bau einer Plasmamaschine. Zu den gebräuchlichsten zählen V-Führungen, Stangenführungen und lineare Führungen. Aber natürlich ist jedes mit einem Kompromiss verbunden.

„Mit Kontrolllagern verwendetes Stangenmaterial ist kostengünstig, aber auch ungenau und wird im Allgemeinen bei Geräten der Einstiegsklasse verwendet“, sagte Tass Hamstra, Vertriebsleiter bei Machitech Automation. „V-förmige Rollenräder sind präzise, ​​selbstreinigend und zuverlässig, bieten aber nicht viel seitliche Stabilität für eine Maschine mit fortschrittlichen Prozessen wie Anfasen und Bohren.“

Linearführungen gelten als die genauesten, doch Hamstra weist darauf hin, dass es selbst innerhalb dieser Technologie eine Vielzahl von Optionen gibt.

„Kostengünstige Linearlager haben keine Dichtungen und versagen in einer Plasmaschneidumgebung schnell“, bemerkte er. „Auf einem brandneuen Schneidetisch sehen diese Lager vielleicht wie ein Upgrade von günstigeren Führungsschienen aus, aber sie halten einfach nicht lange. Hochwertigere Linearlager sind vollständig abgedichtet und können sogar wieder aufgebaut werden.“

Auch digitale Antriebssysteme müssen auf die Genauigkeit Ihrer Maschine abgestimmt sein.

„Wenn Ihr Prozessor nicht schnell genug kommunizieren und Daten vom Tisch zurückempfangen kann, haben Sie das gleiche Problem wie bei schlechter mechanischer Bewegung“, sagte Toberna. „Wenn auf Ihrem Desktop wie bei Ihrem PC 20 Anwendungen geöffnet sind, wird er etwas langsamer. Wenn die Prozessorgeschwindigkeit nicht für Ihre Anwendungen geeignet ist, kann es ähnlich wirken.“

Ebenso wichtig ist die richtige Dimensionierung von Antrieben und Motoren.

„Im Wesentlichen muss man überlegen, wie viel Leistung für die gewünschte Leistung erforderlich ist“, sagte Toberna. „Schwere Maschinen erfordern im Allgemeinen leistungsstärkere Motoren und Antriebe, um die Trägheit der Maschine zu überwinden. Und Sie können den besten Motor auf dem Markt haben, aber wenn Ihr Getriebe unterdurchschnittlich ist, wird es so viel Spiel geben, dass Sie es nicht können.“ Schneiden Sie dieses runde Loch. Sie können Ihre Antriebe und Motoren auch überdimensionieren, aber das führt nicht unbedingt zu besseren Ergebnissen.“

Hamstra weist darauf hin, dass die Wahl und Qualität des Motors die Leistung beeinflussen kann.

„Einige High-End-Schrittmotoren sind tatsächlich besser als einige Low-End-Servomotoren. Während Servomotoren im Allgemeinen die bessere Wahl sind, kommt es darauf an, was Sie kaufen“, sagte er.

„Einige Tische verfügen tatsächlich über einen Motor mit Direktantrieb über ein Ritzel, ohne Untersetzung“, bemerkte er. „Dies ist keine gute Möglichkeit, eine Bewegungsplattform zu erstellen, aber sie ist kostengünstig, da kein Getriebe vorhanden ist. Das Getriebe ermöglicht es, Ihren Tisch auf eine bestimmte Geschwindigkeit und Beschleunigung abzustimmen, sodass er auch seine eigenen Spezifikationen hat.“

„Normalerweise sucht man in einer Plasmaumgebung nach einem Getriebe mit sehr hoher Präzision. Diese wird in Bogenminuten gemessen“, fuhr Hamstra fort. „Je niedriger die Bogenminutenzahl, desto präziser ist das Getriebe und desto weniger Spiel haben Sie, was bedeutet, dass Sie das Ritzel nicht hin und her bewegen können, wenn Sie es festhalten. Wenn Sie dort Spiel haben, Sie können sich vorstellen, wie dieser Wert am Brennerkopf verstärkt wird, wenn er sich durch die Bewegung in der Maschine bewegt. In allen unseren Maschinen verwenden wir Getriebe mit einem Spiel von weniger als 3 Bogenminuten. Das ist der von uns verwendete Standard. Einige haben eine Bewertung von 7 Bogenminuten, was wesentlich günstiger wäre.“

Ein schrägverzahntes Zahnstangenantriebssystem verleiht der Bewegung eines Tisches ein weiteres Maß an Präzision.

„Der Vorteil einer schrägverzahnten Zahnstange im Vergleich zu einer geraden Zahnstange besteht darin, dass man eine gleichmäßigere Bewegung erhält, da immer mehr Zähne Kontakt mit der Zahnstange haben“, sagte Hamstra. „Es sind zu jedem Zeitpunkt mehr Zähne im Eingriff. Eine gerade Zahnstange ist in Ordnung, und davon gibt es viele Arten. In einem typischen Szenario sorgt eine spiralförmige Zahnstange für eine gleichmäßigere Bewegung und einen besseren Kontakt, und das ermöglicht eine höhere Beschleunigung.“ Geschwindigkeiten, die es Ihnen ermöglichen, schneller zu beschleunigen und zu verlangsamen, was Ihnen Löcher von guter Qualität und Kurven von guter Qualität ermöglicht. Bei Plasma geht es darum, die richtige Geschwindigkeit so effizient wie möglich zu erreichen.“

Für diejenigen, die eine kombinierte Laser-/Plasmamaschine in Betracht ziehen, ist es wichtig, die Geschwindigkeit und Robustheit zu berücksichtigen, die die eingesetzte Technologie erfordert.

„Die Beschleunigung und Verzögerung eines Lasers ist viel größer als die eines Plasmas“, sagte Toberna. „Wenn Sie sich also eine Maschine ansehen, die für das Kombischneiden gebaut wird, sind zwei Dinge erforderlich: Angesichts der hohen Beschleunigungs- und Verzögerungsraten muss die Bewegungssteuerung viel umfassender sein als bei einem Standard-Plasma, und die Maschine muss dies tun gebaut werden, um der zerstörerischen Kraft eines Plasmas standzuhalten. Ein Plasma erzeugt im Vergleich zu einer Lasermaschine viel mehr Spritzer und Hitze. Lasermaschinen sind im Allgemeinen nicht für die raue Umgebung dieser Umgebung gebaut. Viele davon werden eher modulare Maschinen sein Portalkonstruktionen.“

Betriebe, die über ältere Plasmatische verfügen und erwägen, die Stromquelle aufzurüsten, um eine höhere Präzision zu erreichen, oder hoffen, eine Bohrstation oder einen Anfaskopf hinzuzufügen, sollten sich nicht wundern, wenn ein solches Experiment nicht optimale Ergebnisse liefert.

„Oft ist bei älteren Maschinen das physische, mechanische Rückgrat nicht vorhanden, um die für diese Prozesse erforderliche High-End-Bewegung sicherzustellen“, sagte Hamstra.

Emery ermutigt Leute, die einen neuen Tisch kaufen, mit Tischherstellern über deren Bewegungssteuerungen zu sprechen und darüber, was sie in Bezug auf Toleranz und Beschleunigung bewältigen können.

„Besorgen Sie sich Proben von den Tischen selbst, damit Sie reale Beispiele dessen sehen können, was von diesem Tisch kommt“, sagte er. „Wenn man das bei XPR auf zwei verschiedene Tische legt, sehen die Schnitte möglicherweise sehr unterschiedlich aus.“

Emery bemerkte, dass eine Welligkeit an der Seite eines Schnitts, eine wirklich angekaute Ecke, ein Überstand oder kleine Löcher, die oval erscheinen, allesamt Anzeichen dafür sind, dass möglicherweise ein Bewegungsproblem mit einem Tisch vorliegt.

Ein von Emery und Toberna vorgeschlagener Test besteht darin, mit einem Stiftverfolgungstool verschiedene Pfade oder Teile mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abzufahren und dann die Stiftverfolgung zu überprüfen.

„Sehen Sie Wackelbewegungen in den Ecken? Sehen Sie ein Überschwingen und dann eine Korrektur? Denn wenn Sie es mit einem Stift auf einem Blatt Papier sehen, werden Sie das auch bei einem Plasmaschnitt sehen“, sagte Emery.

Wenn Sie die richtigen Fragen stellen und das Ziel Ihres Systems in Bezug auf Genauigkeit und Präzision verstehen, werden Sie letztendlich das richtige Plasmasystem für Ihre Werkstatt finden.

Herausgeber Robert Colman ist unter [email protected] erreichbar.

Hypertherm, www.hypertherm.com

Machitech Automation, www.machitech.com

Messer Cutting Systems, www.messer-cutting.com