अधिक प्रक्रिया ज्ञान, बेहतर रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग

एकीकृत रोबोटिक प्लाज़्मा कटिंग के लिए रोबोटिक आर्म के अंत से जुड़ी मशाल से अधिक की आवश्यकता होती है। प्लाज्मा काटने की प्रक्रिया का ज्ञान महत्वपूर्ण है। खजाना
उद्योग भर में धातु के फैब्रिकेटर - कार्यशालाओं, भारी मशीनरी, जहाज निर्माण और संरचनात्मक स्टील में - गुणवत्ता की आवश्यकताओं को पार करते हुए मांग वितरण अपेक्षाओं को पूरा करने का प्रयास करते हैं। वे कुशल श्रम को बनाए रखने की वर्तमान समस्या से निपटने के दौरान लगातार लागत कम करने की मांग कर रहे हैं। व्यवसाय है आसान नहीं है।
इनमें से कई समस्याओं को मैन्युअल प्रक्रियाओं में खोजा जा सकता है जो अभी भी उद्योग में प्रचलित हैं, खासकर जब औद्योगिक कंटेनर ढक्कन, घुमावदार संरचनात्मक स्टील घटकों, और पाइप और टयूबिंग जैसे जटिल आकार के उत्पादों का निर्माण करते हैं। कई निर्माता अपना 25 से 50 प्रतिशत समर्पित करते हैं। मैन्युअल अंकन, गुणवत्ता नियंत्रण और रूपांतरण के लिए मशीनिंग का समय, जब वास्तविक काटने का समय (आमतौर पर हाथ से पकड़े जाने वाले ऑक्सीफ्यूल या प्लाज्मा कटर के साथ) केवल 10 से 20 प्रतिशत होता है।
इस तरह की मैनुअल प्रक्रियाओं में लगने वाले समय के अलावा, इनमें से कई कटौती गलत फीचर स्थानों, आयामों या सहनशीलता के आसपास की जाती है, जिसके लिए व्यापक माध्यमिक संचालन की आवश्यकता होती है जैसे कि पीसने और फिर से काम करना, या इससे भी बदतर, सामग्री जिसे स्क्रैप करने की आवश्यकता होती है। कई स्टोर समर्पित करते हैं उनके कुल प्रसंस्करण समय का 40% इस कम मूल्य के काम और कचरे के लिए।
इस सब ने उद्योग को स्वचालन की ओर धकेल दिया है। एक दुकान जो जटिल बहु-अक्ष भागों के लिए मैनुअल मशाल काटने के संचालन को स्वचालित करती है, ने एक रोबोट प्लाज्मा कटिंग सेल को लागू किया और, आश्चर्यजनक रूप से, भारी लाभ देखा। यह ऑपरेशन मैनुअल लेआउट को समाप्त करता है, और एक नौकरी जो 5 लोगों को लगेगा 6 घंटे अब रोबोट का उपयोग करके केवल 18 मिनट में किया जा सकता है।
जबकि लाभ स्पष्ट हैं, रोबोटिक प्लाज़्मा कटिंग को लागू करने के लिए केवल रोबोट और प्लाज़्मा टॉर्च खरीदने से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है। यदि आप रोबोटिक प्लाज़्मा कटिंग पर विचार कर रहे हैं, तो एक समग्र दृष्टिकोण लेना सुनिश्चित करें और संपूर्ण मूल्य स्ट्रीम को देखें। इसके अतिरिक्त, साथ काम करें एक निर्माता-प्रशिक्षित सिस्टम इंटीग्रेटर जो प्लाज़्मा तकनीक को समझता है और समझता है और सभी आवश्यकताओं को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक सिस्टम घटकों और प्रक्रियाओं को बैटरी डिज़ाइन में एकीकृत किया जाता है।
सॉफ्टवेयर पर भी विचार करें, जो यकीनन किसी भी रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग सिस्टम के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। यदि आपने एक सिस्टम में निवेश किया है और सॉफ्टवेयर का उपयोग करना मुश्किल है, तो इसे चलाने के लिए बहुत अधिक विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है, या आप इसे पाते हैं रोबोट को प्लाज्मा कटिंग के अनुकूल बनाने और कटिंग पथ सिखाने में बहुत समय लगता है, आप बस बहुत सारा पैसा बर्बाद कर रहे हैं।
जबकि रोबोटिक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर सामान्य है, प्रभावी रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग सेल ऑफ़लाइन रोबोटिक प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करते हैं जो स्वचालित रूप से रोबोट पथ प्रोग्रामिंग का प्रदर्शन करेंगे, टकरावों की पहचान और क्षतिपूर्ति करेंगे, और प्लाज्मा कटिंग प्रक्रिया ज्ञान को एकीकृत करेंगे। गहन प्लाज्मा प्रक्रिया ज्ञान को शामिल करना महत्वपूर्ण है। इस तरह के सॉफ्टवेयर के साथ , सबसे जटिल रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग अनुप्रयोगों को भी स्वचालित करना बहुत आसान हो जाता है।
प्लाज़्मा काटने वाली जटिल बहु-अक्ष आकृतियों के लिए अद्वितीय मशाल ज्यामिति की आवश्यकता होती है। एक विशिष्ट XY अनुप्रयोग (चित्र 1 देखें) में उपयोग की जाने वाली मशाल ज्यामिति को एक जटिल आकार में लागू करें, जैसे कि घुमावदार दबाव पोत सिर, और आप टकराव की संभावना को बढ़ाएंगे। इस कारण से, तेज-कोण वाली मशालें ("नुकीले" डिज़ाइन के साथ) रोबोटिक आकार काटने के लिए बेहतर अनुकूल हैं।
सभी प्रकार के टकरावों को केवल एक तेज-कोण वाली टॉर्च से टाला नहीं जा सकता है। टकराव से बचने के लिए भाग कार्यक्रम में कट की ऊंचाई (यानी मशाल की नोक को वर्कपीस के लिए निकासी होनी चाहिए) में परिवर्तन भी शामिल होना चाहिए (चित्र 2 देखें)।
काटने की प्रक्रिया के दौरान, प्लाज्मा गैस मशाल के शरीर से मशाल की नोक तक एक भंवर दिशा में बहती है। यह घूर्णी क्रिया केन्द्रापसारक बल को गैस कॉलम से भारी कणों को नोजल छेद की परिधि तक खींचने की अनुमति देती है और मशाल असेंबली की रक्षा करती है गर्म इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह। प्लाज्मा का तापमान 20,000 डिग्री सेल्सियस के करीब होता है, जबकि मशाल के तांबे के हिस्से 1,100 डिग्री सेल्सियस पर पिघलते हैं। उपभोग्य सामग्रियों को सुरक्षा की आवश्यकता होती है, और भारी कणों की एक इन्सुलेट परत सुरक्षा प्रदान करती है।
चित्रा 1. मानक मशाल निकायों को शीट धातु काटने के लिए डिज़ाइन किया गया है। बहु-अक्ष अनुप्रयोग में एक ही मशाल का उपयोग करने से वर्कपीस के साथ टकराव की संभावना बढ़ जाती है।
भंवर कट के एक तरफ को दूसरे की तुलना में गर्म बनाता है। दक्षिणावर्त घूमने वाली गैस के साथ मशालें आमतौर पर कट के गर्म हिस्से को चाप के दाईं ओर रखती हैं (जब ऊपर से कट की दिशा में देखा जाता है)। इसका मतलब है कि प्रोसेस इंजीनियर कट के अच्छे पक्ष को अनुकूलित करने के लिए कड़ी मेहनत करता है और मानता है कि खराब पक्ष (बाएं) स्क्रैप होगा (चित्र 3 देखें)।
आंतरिक विशेषताओं को वामावर्त दिशा में काटने की आवश्यकता होती है, प्लाज्मा के गर्म पक्ष को दाईं ओर (भाग किनारे की ओर) एक साफ कट बनाते हैं। इसके बजाय, भाग की परिधि को दक्षिणावर्त दिशा में काटने की आवश्यकता होती है। यदि मशाल गलत दिशा में कट जाती है, यह कट प्रोफाइल में एक बड़ा टेपर बना सकता है और हिस्से के किनारे पर सकल बढ़ा सकता है। अनिवार्य रूप से, आप स्क्रैप पर "अच्छे कट" डाल रहे हैं।
ध्यान दें कि अधिकांश प्लाज़्मा पैनल कटिंग टेबल में आर्क कट की दिशा के संबंध में कंट्रोलर में निर्मित प्रोसेस इंटेलिजेंस होता है। लेकिन रोबोटिक्स के क्षेत्र में, ये विवरण आवश्यक रूप से ज्ञात या समझे नहीं जाते हैं, और वे अभी तक एक विशिष्ट रोबोट कंट्रोलर में एम्बेडेड नहीं हैं - इसलिए एम्बेडेड प्लाज्मा प्रक्रिया के ज्ञान के साथ ऑफ़लाइन रोबोट प्रोग्रामिंग सॉफ़्टवेयर होना महत्वपूर्ण है।
धातु को छेदने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली मशाल गति का प्लाज्मा काटने के उपभोग्य सामग्रियों पर सीधा प्रभाव पड़ता है। यदि प्लाज्मा मशाल शीट को काटने की ऊंचाई (वर्कपीस के बहुत करीब) पर छेदती है, तो पिघली हुई धातु की पुनरावृत्ति जल्दी से ढाल और नोजल को नुकसान पहुंचा सकती है। इसके परिणामस्वरूप खराब गुणवत्ता और कम उपभोज्य जीवन।
फिर, यह गैन्ट्री के साथ शीट मेटल कटिंग अनुप्रयोगों में शायद ही कभी होता है, क्योंकि उच्च स्तर की मशाल विशेषज्ञता पहले से ही नियंत्रक में निर्मित होती है। ऑपरेटर पियर्स अनुक्रम शुरू करने के लिए एक बटन दबाता है, जो उचित पियर्स ऊंचाई सुनिश्चित करने के लिए घटनाओं की एक श्रृंखला शुरू करता है। .
सबसे पहले, मशाल एक ऊंचाई-संवेदन प्रक्रिया करता है, आमतौर पर वर्कपीस सतह का पता लगाने के लिए एक ओमिक सिग्नल का उपयोग करता है। प्लेट की स्थिति के बाद, मशाल प्लेट से स्थानांतरण ऊंचाई तक वापस ले ली जाती है, जो प्लाज्मा चाप को स्थानांतरित करने के लिए इष्टतम दूरी है। वर्कपीस के लिए। एक बार प्लाज्मा चाप को स्थानांतरित कर दिया जाता है, तो यह पूरी तरह से गर्म हो सकता है। इस बिंदु पर मशाल छेद की ऊंचाई तक जाती है, जो वर्कपीस से एक सुरक्षित दूरी है और पिघला हुआ सामग्री के झटका से दूर है। मशाल इसे बनाए रखता है जब तक प्लाज्मा चाप प्लेट में पूरी तरह से प्रवेश नहीं कर लेता है, तब तक दूरी। पियर्स विलंब पूरा होने के बाद, मशाल धातु की प्लेट की ओर नीचे जाती है और काटने की गति शुरू करती है (चित्र 4 देखें)।
फिर, यह सारी बुद्धि आमतौर पर शीट काटने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्लाज्मा नियंत्रक में बनाई जाती है, रोबोट नियंत्रक नहीं। रोबोटिक काटने में जटिलता की एक और परत होती है। गलत ऊंचाई पर छेदना काफी खराब होता है, लेकिन बहु-अक्ष आकार काटने पर मशाल वर्कपीस और सामग्री की मोटाई के लिए सबसे अच्छी दिशा में नहीं हो सकता है। यदि मशाल धातु की सतह के लंबवत नहीं है, तो यह आवश्यक से अधिक मोटे क्रॉस-सेक्शन को काट देगा, उपभोग्य जीवन को बर्बाद कर देगा। इसके अलावा, एक समोच्च वर्कपीस को छेदना गलत दिशा में मशाल असेंबली को वर्कपीस की सतह के बहुत करीब रख सकते हैं, जिससे यह ब्लोबैक पिघल सकता है और समय से पहले विफलता हो सकती है (चित्र 5 देखें)।
एक रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग एप्लिकेशन पर विचार करें जिसमें एक दबाव पोत के सिर को झुकाना शामिल है। शीट काटने के समान, रोबोटिक मशाल को सामग्री की सतह पर लंबवत रखा जाना चाहिए ताकि वेध के लिए सबसे पतला संभव क्रॉस-सेक्शन सुनिश्चित हो सके। प्लाज्मा मशाल वर्कपीस के पास पहुंचता है , यह तब तक ऊंचाई संवेदन का उपयोग करता है जब तक कि यह पोत की सतह का पता नहीं लगा लेता है, फिर ऊंचाई को स्थानांतरित करने के लिए मशाल की धुरी के साथ पीछे हट जाता है। चाप को स्थानांतरित करने के बाद, मशाल को फिर से मशाल की धुरी के साथ वापस ले लिया जाता है, ऊंचाई को छेदने के लिए, सुरक्षित रूप से ब्लोबैक से दूर (चित्र 6 देखें) .
एक बार पियर्स विलंब समाप्त हो जाने पर, मशाल को काटने की ऊंचाई तक कम कर दिया जाता है। समोच्चों को संसाधित करते समय, मशाल को वांछित काटने की दिशा में एक साथ या चरणों में घुमाया जाता है। इस बिंदु पर, काटने का क्रम शुरू होता है।
रोबोट को अतिनिर्धारित प्रणाली कहा जाता है। उस ने कहा, एक ही बिंदु पर पहुंचने के कई तरीके हैं। इसका मतलब यह है कि रोबोट को स्थानांतरित करने के लिए सिखाने वाले किसी भी व्यक्ति के पास, या किसी और को, रोबोट गति या मशीनिंग को समझने में विशेषज्ञता का एक निश्चित स्तर होना चाहिए। प्लाज्मा काटने की आवश्यकताएं।
हालांकि सिखाने वाले पेंडेंट विकसित हो गए हैं, कुछ कार्य पेंडेंट प्रोग्रामिंग सिखाने के लिए स्वाभाविक रूप से उपयुक्त नहीं हैं - विशेष रूप से ऐसे कार्य जिनमें बड़ी संख्या में मिश्रित कम-मात्रा वाले हिस्से शामिल हैं। जब उन्हें पढ़ाया जाता है तो रोबोट उत्पादन नहीं करते हैं, और शिक्षण में घंटों लग सकते हैं, या यहां तक ​​​​कि जटिल भागों के लिए दिन।
प्लाज्मा कटिंग मॉड्यूल के साथ डिज़ाइन किया गया ऑफ़लाइन रोबोट प्रोग्रामिंग सॉफ़्टवेयर इस विशेषज्ञता को एम्बेड करेगा (चित्र 7 देखें)। इसमें प्लाज्मा गैस काटने की दिशा, प्रारंभिक ऊंचाई संवेदन, पियर्स अनुक्रमण, और मशाल और प्लाज्मा प्रक्रियाओं के लिए गति अनुकूलन काटना शामिल है।
चित्रा 2. तीव्र ("नुकीले") मशालें रोबोटिक प्लाज्मा काटने के लिए बेहतर अनुकूल हैं। लेकिन इन मशाल ज्यामिति के साथ भी, टकराव की संभावना को कम करने के लिए कट ऊंचाई को बढ़ाना सबसे अच्छा है।
सॉफ्टवेयर अतिनिर्धारित प्रणालियों को प्रोग्राम करने के लिए आवश्यक रोबोटिक्स विशेषज्ञता प्रदान करता है। यह विलक्षणताओं, या स्थितियों का प्रबंधन करता है जहां रोबोट एंड-इफ़ेक्टर (इस मामले में, प्लाज्मा मशाल) वर्कपीस तक नहीं पहुंच सकता है;संयुक्त सीमाएं;अति यात्रा;कलाई रोलओवर;टक्कर की पहचान हुई है;बाहरी कुल्हाड़ियों;और टूलपाथ ऑप्टिमाइजेशन। सबसे पहले, प्रोग्रामर तैयार हिस्से की सीएडी फाइल को ऑफलाइन रोबोट प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर में आयात करता है, फिर कटौती करने के लिए किनारे को परिभाषित करता है, साथ ही पियर्स पॉइंट और अन्य मापदंडों के साथ, टकराव और सीमा बाधाओं को ध्यान में रखते हुए।
ऑफ़लाइन रोबोटिक्स सॉफ़्टवेयर के कुछ नवीनतम पुनरावृत्तियों में तथाकथित कार्य-आधारित ऑफ़लाइन प्रोग्रामिंग का उपयोग किया जाता है। यह विधि प्रोग्रामर को स्वचालित रूप से कटिंग पथ उत्पन्न करने और एक साथ कई प्रोफाइल का चयन करने की अनुमति देती है। प्रोग्रामर एक किनारे पथ चयनकर्ता का चयन कर सकता है जो कटिंग पथ और दिशा दिखाता है , और फिर प्रारंभ और समाप्ति बिंदुओं के साथ-साथ प्लाज्मा मशाल की दिशा और झुकाव को बदलना चुनें। प्रोग्रामिंग आम तौर पर शुरू होती है (रोबोटिक आर्म या प्लाज्मा सिस्टम के ब्रांड से स्वतंत्र) और एक विशिष्ट रोबोट मॉडल को शामिल करने के लिए आगे बढ़ती है।
परिणामी सिमुलेशन रोबोटिक सेल में सब कुछ को ध्यान में रख सकता है, जिसमें सुरक्षा अवरोध, जुड़नार और प्लाज्मा मशाल जैसे तत्व शामिल हैं। यह तब किसी भी संभावित गतिज त्रुटियों और ऑपरेटर के लिए टकराव के लिए जिम्मेदार होता है, जो तब समस्या को ठीक कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक अनुकरण दबाव पोत के सिर में दो अलग-अलग कटों के बीच टकराव की समस्या को प्रकट कर सकता है। प्रत्येक चीरा सिर के समोच्च के साथ एक अलग ऊंचाई पर है, इसलिए चीजों के बीच त्वरित गति को आवश्यक निकासी के लिए जिम्मेदार होना चाहिए-एक छोटा सा विवरण, काम मंजिल तक पहुंचने से पहले हल किया जाता है, जो सिरदर्द और कचरे को खत्म करने में मदद करता है।
लगातार श्रम की कमी और ग्राहकों की बढ़ती मांग ने अधिक निर्माताओं को रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग की ओर रुख करने के लिए प्रेरित किया है। दुर्भाग्य से, बहुत से लोग अधिक जटिलताओं की खोज के लिए पानी में गोता लगाते हैं, खासकर जब स्वचालन को एकीकृत करने वाले लोगों को प्लाज्मा काटने की प्रक्रिया का ज्ञान नहीं होता है। यह रास्ता केवल निराशा की ओर ले जाते हैं।
शुरू से ही प्लाज्मा काटने के ज्ञान को एकीकृत करें, और चीजें बदल जाती हैं। प्लाज्मा प्रक्रिया खुफिया के साथ, रोबोट सबसे कुशल भेदी करने के लिए आवश्यकतानुसार घूम सकता है और आगे बढ़ सकता है, उपभोग्य सामग्रियों के जीवन का विस्तार कर सकता है। यह किसी भी वर्कपीस से बचने के लिए सही दिशा और युद्धाभ्यास में कटौती करता है। टक्कर। स्वचालन के इस मार्ग का अनुसरण करते समय, निर्माता पुरस्कार प्राप्त करते हैं।
यह लेख 2021 FABTECH सम्मेलन में प्रस्तुत "3D रोबोटिक प्लाज्मा कटिंग में प्रगति" पर आधारित है।
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