Плазменная резка металла на станках с чпу

Оборудование для плазменного резания металла: виды и преимущества

• Оборудование для плазменного резания металла особенно необходимо в тех отраслях хозяйствования, где предъявляются высокие требования к точности, экономичности, а также аккуратности при резке металла.
• Оборудование плазменной резки обладает более высоким КПД и повышенным качеством резки. Сегодня на рынке помимо оборудования плазменной резки широко представлены лазерные аппараты, но и в сравнении с ними оборудование плазменной резки также выигрывает, так как обладает более высокой скоростью.
• Внешний вид реза после плазменной резки отличается высочайшим качеством – это ровные края без наличия зазубрин.
• Неоценимым свойством оборудования плазменной резки металла есть его способность резать достаточно толстые листы материала – более 40 миллиметров.

Преимущества

1. при помощи оборудования обрабатываются любые металлы: сталь, черные и цветные металлы, сплавы и др.;
2. скорость резания листового металла для малых и средних толщин выше в несколько раз, чем при процессе газопламенной резки;
3. нагрев детали происходит незначительно и локально, чем исключается ее деформация;
4. высокое качество поверхности в месте разреза;
5. безопасность процесса, который не ограничивается по геометрии.

Оборудование плазменной резки сегодня выпускается множеством производителей, некоторые бренды из них: Сварог, Kemppi, Merkle, Fubag, EWM, Blueweld, Telwin Aurora Brima и др. Цены на популярные модели аппаратов плазменной резки находятся в доступном диапазоне. Так аппарат для плазменной резки Сварог CUT можно приобрести по стоимости от 14000 руб. в зависимости от модели, TECNICA PLASMA — от 23000руб, TECHNOLOGY PLASMA — от 38000руб, SUPERLASMA — от 99000руб.

Горелки плазменные — какие бывают, как устроены, работают, что нужно знать

Плазменный тип сварки широко используется при работе с тугоплавкими разновидностями металлов. Для ее проведения используются специальные плазменные аппараты. Они же нуждаются в плазменных горелках, с чьей помощью осуществляется процесс сварки. Рассмотрим основной принцип работы горелки, ее устройство и особенности.

Плазменная горелка: как она устроена
Плазменный резак, он же одноименная горелка или плазмотрон, состоящий из… Далее »

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться в том, как работает плазменный станок с ЧПУ, нужно узнать его конструкций. К основным элементам относятся:

1. Станина — устойчивое основание для закрепления остальных деталей оборудования.
2. Рабочий стол с механизмами для изменения его положения.
3. Направляющие для передвижения рабочей части станка.
4. Шаговые двигатели с помощью которых перемещается плазмотрон.
5. Портал, на котором закрепляется плазмотрон.
6. Датчики, с помощью которых происходит считывание основной информации о рабочем процессе.
7. Панель управления для задания алгоритмов.

Нельзя забывать про крепежные элементы, провода, выключатели, подсветку рабочей зоны. Компактные модели не имеют рабочего стола. Они закрепляются на верстаках с помощью специальных креплений.

Принцип работы плазмотрона простой:

1. На резак под давлением поступает поток воздуха.
2. После соприкосновения с электродом, он нагревается до высокой температуры (максимум до 30000 градусов).

Воздух становится ионизированным, у него повышается показатель электропроводности. Под воздействием раскаленного потока металл расплавляется в зоне нагревания. Мастер убирает разрезанные метали после того, как программа остановила рабочую часть оборудования.

Возможности плазменной резки

Сфера применения плазменной резки очень разнообразна, благодаря своей универсальности и диапазону обрабатываемых металлов и металлических сплавов. Автоматизированная и ручная плазменная резка материалов широко применяется на предприятиях и во многих отраслях промышленности для выполнения обработки:

• Труб;
• Листового металла;
• Чугуна;
• Стали (в т.ч. нержавеющей);
• Бетона;
• Отверстий;
• Фигурной и художественной резки.

Характеристики плазморезов позволяют выполнять обработку нержавеющей стали, что недоступно кислородным горелкам. Плазморезы практически незаменимы для обработки тонкой листовой стали. Особого внимания заслуживают ручные устройства, которые отличаются компактными размерами и экономичным потреблением электроэнергии. Технология плазменно-дуговой резки особенно ценится за выполнение чистого среза без «наплывов», что положительно влияет на скорость и точность выполнения работ, а также на производственные возможности предприятий.

Особенности плазменных станков

Плазменные машины с ЧПУ отличаются рядом преимуществ и практически не имеют недостатков. Станки отличаются высокими показателями мощности и возможностью обработки сложных профилей. Встроенная программа ЧПУ помогает производить маневренные операции по обработке металла.

Устройство плазменного станка с ЧПУ

К указаниям по эксплуатации установок можно отнести ряд их особенностей. Функционирование плазменного станка связано с высочайшей скоростью разрезания. Современные лазерные установки не достигли таких показателей производительности. Но подобные темпы работы могут сопровождаться повреждениями обрабатываемой поверхности.

Высокотехнологичная обработка требует дополнительного осмотра материала после разрезания. При выполнении работ на плазморезе следует отслеживать появление термических деформаций, возникающих в результате перегрева металла.

Машина практически неуязвима в плане кибербезопасности

Программное обеспечение ЧПУ не может быть заражено вредоносными файлами, что исключает удаления важной информации. Аппарат не используют для обработки листов, толщина которых превышает 10 см

Изделия из титана также непригодны для станков плазменной резки.

При грамотном техническом обслуживании плазморез, оснащенный числовым управлением, будет функционировать длительный срок. Информация о периодичности технического осмотра содержится в инструкции к каждому аппарату.

Технические характеристики

Установка плазменной резки металла с ЧПУ имеет ряд параметров, которые обуславливают ее производительность, возможности. Характеристики плазмотрона:

1. Размер рабочего стола, возможность изменения его положения.
2. Размеры направляющих.
3. Дополнительные настройки ЧПУ, версия программного обеспечения.
4. Мощность плазмотрона.
5. Максимальная температура нагревания.
6. Скорость разрезания металла.
7. Точность оборудования, допустимые погрешности.
8. Вид газа, образующего плазменный поток.
9. Используемый охлаждающий газ.

Некоторые модели работают на переменном токе, но большинство использует при рабочем процессе постоянный.

Кто предлагает лучшее оборудование для плазменной резки

Если вопрос денег не актуален, можно обратить внимание на продукцию концернов Hypertherm (США) и Kjellberg (Германия). Аппараты данных компания обладают высокой скоростью работы, максимально точны

Готовые изделия отличаются высочайшим качеством. Единственный недостаток — очень высокая цена. За простейшую установку придется заплатить в разы дороже, чем за аналог, произведенный в России или Азии.

Если речь идет о покупке бюджетного оборудования с хорошим качеством реза, стоит обратить внимание на продукцию компаний Плазмокрой и DOG. Потребитель получает надежную установку   с минимумом брака

Если требуется массовое производство, и вопрос качества заготовок не является решающим, можно приобрести станок, произведенный в Китае. Стабильность кроя и электрической дуги не гарантированы.

Выбрать плазморез, идеально сочетающий в себе низкую цену, идеальное качество, производительность и надежность, не получится. Приходится расставлять приоритеты.

Устройство плазмореза

Плазморез состоит из нескольких блоков:

Устройство плазмореза. Плазменная резка осуществляется плазморезом, который состоит из нескольких блоков

• источник электропитания;
• плазмотрон (резак);
• компрессор;
• комплект кабель-шлангов (отдельно о шлангах тут).

Источник электропитания

Источником электропитания может быть:

• трансформатор. Достоинством его является то, что он практически не чувствителен к перепадам напряжения электросети и позволяет резать заготовки большой толщины, а недостатком – значительный вес и низкий КПД;
• инвертор. Единственным его недостатком является то, что он не позволяет резать заготовки большой толщины. Достоинств много:
  • при питании от него стабильно горит дуга;
  • КПД на 30 % выше, чем у трансформатора;
  • дешевле, экономичнее и легче трансформатора;
  • его удобно использовать в труднодоступных местах.

Подробнее смотрите в статье про источники питания.

Плазмотрон

Плазмотрон – это плазменный резак, с помощью которого разрезается заготовка. Он является основным узлом плазмореза.

Конструкция и схема подключения плазмотрона

Конструкция плазмотрона состоит из следующих составляющих:

• электрод;
• сопло;
• охладитель;
• колпачок.

Узнайте больше об устройстве резака здесь.

Компрессор

Компрессор в плазморезе требуется для подачи воздуха. Он должен обеспечивать тангенциальную (или вихревую) подачу сжатого воздуха, которая обеспечит расположение катодного пятна плазменной дуги строго по центру электрода. Если этого не будет обеспечено, то возможны неприятные последствия:

• плазменная дуга будет гореть нестабильно;
• могут образоваться одновременно две дуги;
• плазмотрон может выйти из строя.

Про компрессоры смотрите больше информации на этой странице.

Можно ли сделать аналогичное оборудование самому

Самостоятельное изготовление плазмореза требует наличия некоторых навыков по сборке сложной техники. Основными элементами конструкции выступают: сопло, нагревательный элемент, источник питания, компрессор, коммутирующая аппаратура. Сложность возникает с подбором плазмореза, через который соединяются горючие воздушные массы.

Недостаточные расчетные значения диаметра сопла приводят к браку или к недостаточно прорезанному материалу. В качестве источника питания используют инвертор от любого сварочного аппарата. Критерием подбора является его максимальная мощность.

Критичным является соответствие типа горючего вещества выбранному материалу заготовки. С изделиями из алюминия используют азот или водород. Для медных сплавов подходит только водородная смесь. А латунь раскраивают при помощи объединенных азота и водорода.

Станки демонстрационного зала WRS

Фрезерно-гравировальные системы

Multicam 1000S серия 1-304

	Габариты Длина L, мм 3963 Ширина W, мм 2057 Высота H, мм 1473 Зона обработки, мм 2032 x 3048 Вес, кг 925,3
Подробнее о станке

Технические характеристики

Системы плазменной резки

Multicam V-PRO серия 204P

	Габариты Длина L, мм 3785 Ширина W, мм 2083 Высота H, мм 1346 Зона обработки, мм 1524 x 3048 Вес, кг 787
Подробнее о станке

Технические характеристики

Multicam V- серия 204

	Габариты Длина L, мм 3962 Ширина W, мм 2057 Высота H, мм 1473 Зона обработки, мм 1524 x 3048 Вес, кг 1785
Подробнее о станке

Технические характеристики

Multicam 3000 серия 204P

	Габариты Длина L, мм 4674 Ширина W, мм 2413 Высота H, мм 1524 Зона обработки, мм 1524 x 3048 Вес, кг 2340
Подробнее о станке

Технические характеристики

ФОРМА ЗАПИСИ НА ДЕМОНСТРАЦИЮ

Как выбирать оборудование для раскроя металла

Чтобы не сделать ошибку и не потратить деньги впустую, до оформления заказа на плазморез необходимо ответить на ряд вопросов:

• требуется стандартная резка типовых деталей или речь идет о производстве сложных 3D-изделий;
• как планируется управлять оборудованием — при помощи программного обеспечения, фотокопирования и т. д.;
• сколько одинаковых деталей требуется в час/минуту? Нужно ли одновременное изготовление нескольких однотипных изделий;
• листы какой толщины предстоит обрабатывать? От этого показателя зависит мощность установки.

Наиболее важные показатели — поддерживаемые напряжение и сила тока

Если требуется быстрое изготовление партий деталей, важно учитывать длительность разового реза без перегрева оборудования. При выборе сопел предпочтение лучше отдавать образцам из меди

Тогда их придется реже менять. Изготовление деталей из металла большой толщины возможно, если в зону резки подавать азот. Резка деталей небольшой толщины
Предполагает применение воздуха.

Производители поставщики, уважающие своих клиентов, предлагают приобрести не просто стандартные установки для резки металла, а предлагают ответить предварительно на ряд вопросов, характеризующих деятельность. На основании полученных данных подбирается оптимальная модель, соответствующая потребностям заказчика.

Причины выхода оборудования из строя Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что чаще всего станки выходят из строя по следующим причинам:

• напряжение в сети нестабильно, наблюдаются скачки, превышающие диапазон, установленный производителем;
• выработан ресурс, детали изношены и подлежат замене;
• в электросети фиксируются короткие замыкания.

Основные узлы, требующие замены — трансформаторы или инверторы, диоды и резисторы. Дополнительно приходится регулярно проверять мундштуки  и их работоспособность.

Стоимость плазморезов

Цена оборудования для раскроя существенно разнится в зависимости от объема и характера
выполняемых операций:

• Бюджетные. Максимальная толщина обрабатываемого металла — 20 мм.
  Производитель гарантирует среднее качество реза и кромки. Не получится в час раскраивать листы под 100 автомобилей или тракторов. Средняя стоимость не превышает 500 тысяч рублей.
• Общепромышленные. Максимальная толщина металла ограничена 100 мм. Есть
  возможность проводить узкоспециальные операции при хорошем качестве реза и кромки. За станок данного типа придется заплатить до 1,5 млн. российских рублей.
• Профессиональные. Эта группа объединяет все плазморезы универсального типа с практически неограниченным функционалом. Отличаются высокой производительностью. На деталях не остается облой (кромка). Есть возможность настраивать на изготовление деталей сложной формы со
  сверхмалыми отверстиями.
  Минимальная цена — от 3 млн. рублей.

Выбор правильного режима

Правильная организация подачи тока играет важную роль. Она предопределяется техническими характеристиками плазмотрона и используемым режимом резки. Неправильно выбранный режим резки может привезти к двойному дугообразованию (когда дуга горит с электрода на сопло, а с сопла на металл). Это разрушает сопло и электрод, также деформирует края вырезаемой заготовки. Чтобы правильно выбрать режим, следует знать некоторые показатели. В первую очередь, его выбор зависит от:

• типа разрезаемого материала;
• диаметра сопла;
• толщины разрезаемого листа;
• средней ширины реза;
• силы тока;
• напряжения;
• скорости резки.

Для ориентирования в выборе режима можно воспользоваться данными из нижеприведенной таблицы. В ней представлены средние параметры, на примере воздушно-плазменной резки.

С учетом поставленных задач для плазменной резки, показатели могут быть изменены. После того, как необходимые параметры выставлены, следует проверить работу аппарата. Для этого надо сделать пробный надрез с завышенной силой тока. Так можно отрегулировать скорость раскроя и силу тока.

Особенности работы с оборудованием

Можно следующим образом описать типичную стратегию, по которой применяются фрезерные ЧПУ станки, когда создаются изделия:

1. Этап, посвященный созданию эскиза или чертежа.
2. Предыдущая работа становится основой для разработки моделей в трёхмерном варианте.
3. Задание маршрута при использовании программного обеспечения. Трехмерная модель теперь становится основой, по которой создается этот самый маршрут.
4. Затем переходят к экспорту управляющей программы, с использованием специального формата. Главное, чтобы формат был понятен самой модели лазерного станка.
5. Загрузка программы управления внутрь памяти устройства. После чего запускается программа обработки.

Первый этап

На первом этапе не обойтись без тщательного изучения документации конструкторского содержания. Предполагается применение чертежей по мелким компонентам и сборочным единицам, большого количества материалов при разработке подробных чертежей. На чертежах специалисты укажут виды, разрезы, сечения, проставят необходимые размеры. Использование плазменной резки упрощает получение требуемого результата.

Несколько лет назад производственные условия предполагали создание технологических карт для построения будущих изделий. Они предназначались для того, чтобы эффективно организовать работу специалистов с ручными фрезерными станками. Но, когда появилось автоматическое оборудование, создавать такие карты больше не нужно.

Подробные чертежи в большинстве случаев с самого начала поддерживают электронный формат, создаются с его активным применением. Двухмерные эскизы, помимо всего прочего, легко сделать, осуществив оцифровку бумажного чертежа. Созданная в программе, такая картинка ускорит процесс обработки.

Второй этап

Во время второго этапа создаются детали в трехмерной плоскости. Эта задача так же осуществляется с использованием CAD-среды. Благодаря чему можно доступна визуализация каркаса у деталей, узлов для сборки, целого изделия. Дополнительная возможность – проведение расчётов на основе жёсткости с прочностью.

Трехмерная модель, ставшая базисом – это математическая копия изделия, каким оно должно быть в готовом виде. Для воплощения проекта в жизни остается лишь выпустить деталь, обладающую требуемыми характеристиками. Использование плазменной резки позволяет быстрее добиваться результатов.

Третий этап

Именно для получения необходимого результата применяется третий этап. Он предполагает разработку маршрута для будущей обработки с применением плазменного оборудования. Такая работа относится к технологической части процесса. Она влияет на несколько параметров в итоге:

• Качество, с которым выпускаются изделия.
• Уровень себестоимости.
• Скорость обработки.

Если говорить о фрезерных станках с ЧПУ, на которых осуществляется резка, то в данном случае трехмерный эскиз преобразовывается. Значит, выполняются следующие действия:

1. Область обработки ограничивается.
2. Определение переходов, чистовых и черновых.
3. Подбор фрезы с определёнными габаритами.
4. Программирование режимов, в которых проводится резка.

Есть специальное программное обеспечение – посткомпрессоры. Они позволяют провести экспорт описанных выше данных в удобном формате, который без проблем принимается в контроллере для станка ЧПУ, представляющего ту или иную конкретную модель.

Четвертый этап

Четвёртый этап завершается оформлением рабочего файла управления, позволяющего создать требуемую деталь. После этого все делают сами плазморезы.

Пятый этап

Завершается работа на пятом этапе. Он предполагает, что файл программы загружается в память станка ЧПУ. Выполняется сама обработка. Первый образец выпущенной детали надо обязательно проверить. Если выявлены ошибки, то проводятся корректировки и в электронной документации.

Конструкция

Базовая конструкция плазменного станка практически не отличается от других станочных приборов и состоит из:

• основного блока;
• источника подачи электричества;
• рабочего механизма.

Рабочий механизм включает наконечник и шланг. Вместе они образуют электрическую дугу при включении. Главным инструментом, выполняющим плазморезку, выступает плазменный резак. Данный механизм также известен под названием «плазматрон». В процессе обработки он получает силу тока через источник питания, что позволяет ему работать на протяжении длительного периода. В главном блоке находится кабель-шланговый пакет и воздушный компрессор.

Плазматрон и плазморез — разные понятия. Плазматрон, известный также под названием «плазменный резак» — рабочий инструмент станочного прибора. Плазморез — название всего станка.

Плазматрон состоит из:

• сопла;
• электрода;
• охладителя (изолятора);
• канала подачи сжатого воздуха.

Электрод возбуждает электрическую дугу, благодаря чему она приводится в рабочее состояние. Данная деталь производится по чертежам на основе различных элементов: гафний, цирконий, бериллий, торий.

Изготовление своими руками

Многие небольшие мастерские, частные предприниматели заинтересованы в плазморезах с программным управлением. Покупные модели стоят больших денег, из-за чего недоступны многим покупателям. Могут возникнуть мысли о сборке самодельного резака с ЧПУ. Чертежи конструкции с рабочим столом, направляющими можно найти в интернете. Однако самые большие сложности возникнут со сборкой плазмотрона, подключения автоматизированной системы. Чтобы выполнить поставленную задачу, необходимо разбираться в программировании, уметь правильно выставлять детали.

Изготовление каркаса своими руками

Разновидности

Плазменные резаки с ЧПУ разделяются по разным факторам. Если говорить о конструкции, можно выделить две группы:

1. Передвижные компактные модели, которые имеют специальные колесики для перемещения по мастерской.
2. Стационарные станки. Крупногабаритные с большой массой.

По способу размещения проката выделяется два типа установок:

1. Станки с порталом, которые позволяют надежно закреплять заготовки, делать более точные резы.
2. Консольные машины, у которых отсутствует рабочий стол. Не относятся к промышленным установкам.

Оборудование разделяется по допустимому количеству разрезаемых металлических листов, виду обрабатываемых заготовок. Одни модели предназначены для разрезания листового материала, другие для разделения труб.

Стационарный плазменный резак с ЧПУ

Как выбрать установку для резки металла

Выбор необходимого станка плазменной резки основывается на потребностях производства с учётом возможности расширения

При этом принимаются во внимание следующие технические характеристики:. Зона обработки

Зависит, в основном, от размера портала и параметров реечной балки, перемещающей плазматрон. Наиболее распространены станки плазменной резки металла размером 1,5х3 метра. В продаже встречаются модели с порталами шириной 2,5 м и длиной 12 м. Большие размеры изготавливаются исключительно на заказ. При этом учитывается и высота балки над порталом

Зона обработки. Зависит, в основном, от размера портала и параметров реечной балки, перемещающей плазматрон. Наиболее распространены станки плазменной резки металла размером 1,5х3 метра. В продаже встречаются модели с порталами шириной 2,5 м и длиной 12 м. Большие размеры изготавливаются исключительно на заказ. При этом учитывается и высота балки над порталом.

Толщина резки. Зависит от мощности источника, а также особенностей модели. Принято различать несколько параметров: качественный рез – толщина реза с максимально качественными характеристиками без дефектов; разделительный рез – толщина, после которой могут наблюдаться различные отклонения; минимальная толщина резки.

Точность. Один из главных параметров, влияющих на конечную стоимость станка. На недорогих моделях точность варьируется в пределе 1–1,5 мм, а наилучшими результатами считаются 0,3–0,6 мм.

Помимо этого, перед покупкой станка плазменной резки учитывается дополнительный функционал:

• возможность работы со сложными сплавами или определёнными видами сталей;
• разметка и маркировка изделий плазмой;
• газокислородная резка;
• резка неровных поверхностей, трубопроката, угловая;
• возможности ЧПУ и систем автоматизации;
• привязка системы координат и т. д.

Каждый производитель оснащает собственные станки оригинальными дополнениями для улучшения качества реза, повышения удобства и безопасности. Для примера можно привести оборудование «ПлазмаКрой» (Тольятти). Помимо основных компонентов, станок может иметь:

• автоматические контролёры высоты;
• шаговые двигатели;
• промышленный компьютер (аналог ЧПУ);
• дистанционный пульт и многие другие опции.

Классификация и предназначение

Плазморезы используются для работы с электропроводящими материалами. Основное назначение плазморезов — изготовление деталей из металла. В некоторых случаях оборудование используется для плазменной резки с ЧПУ заготовок из древесины и пластика.

Основные отличия среди плазменных станков имеются по способу зажигания дуги и мощности, с которой работает система охлаждения.

В зависимости от способа применения станочные приборы делятся на устройства, работающие с:

• защитными восстановительными газами;
• окислительными газами, насыщенными кислородом;
• смесями;
• газожидкостными стабилизаторами;
• водной и магнитной стабилизацией.

По типу оборудования станки плазменного типа бывают:

• инверторными;
• трансформаторными.

Инверторное оборудование включает бюджетные устройства, предназначенные для плазменной резки металла с максимальной толщиной 3 сантиметра. Оборудование отличается небольшим весом и стабильным горением дуги. КПД инверторных плазморезов превосходит аналогичный показатель трансформаторных аналогов. Но такие приборы могут применяться только частными мастерскими и небольшими предприятиями.

Трансформаторные устройства стоят дороже, но способны обрабатывать металлические заготовки толщиной до 8 сантиметров. Они потребляют больше электричества, чем инверторные устройства, но имеют надежный сигнал, устойчивый к перепадам напряжения в сети.

По виду контакта станочные устройства также делятся на две категории:

• контактную;
• бесконтактную.

Плазморезки с числовым программным управлением контактного типа требуют соприкосновения плазмы с металлической поверхностью, и не способны резать на глубину больше 1,8 сантиметра. Устройства второго типа могут обрабатывать детали с максимально допустимой глубиной.

Для плазмореза, используемого в бытовых целях, требуется электрическая сеть с напряжением 220 Вольт. Для промышленных аналогов требуется трехфазная питающая сеть, имеющая напряжение 380 Вольт. Но даже бытовые плазморезы оказывают большую нагрузку на электропроводку, поскольку вместе со станком-плазморезом работает система охлаждения. Поэтому перед использованием устройства необходимо убедиться в том, что электрическая проводка находится в исправном состоянии, и может выдерживать большие нагрузки. Для этого существует специальное оборудование, подающее сигнал в случае перегрузки.

Список источников

• plazmen.ru
• VseOChpu.ru
• www.plazmakroy.ru
• www.multicam.ru
• promzn.ru
• metalloy.ru