Машины для кислородной резки
Машины для кислородной резки применяют для сокращения объема тяжелого ручного труда, повышения производительности и улучшения качества резки
Согласно ГОСТ 5614—74 машины, применяемые при кислородной резке, делятся на два основных типа: стационарные и переносные.
Стационарные машины делятся: по конструктивному исполнению — на портальные (П), которые располагаются непосредственно над разрезаемой деталью, портально-консольные (Пк), когда над разрезаемой деталью располагается только консоль, и шарнирные (Ш);
по способу резки — на кислородные (К), кислороднофлюсовые (Кф)> плазменно-дуговые (Пл), газолазерные (Гл);
по способу движения или системе контурного управления— на линейные (Л) для прямолинейной резки; магнитные (М) по стальному копиру для фигурной резки, фотокопировальные (Ф) по чертежу для фигурной резки, цифровые программные (Ц) для фигурной резки;
по технологическому назначению — для раскройных работ (Р), для точной прямолинейной и фигурной вырезки деталей (Т), универсальные для прямолинейной и фигурной вырезки деталей (У), для фигурной вырезки малоїабаритных деталей (М).
Переносные машины подразделяются — по способу резки — на кислородные (К), плазменно — дювые (Пл);
по способу движения или системе контурного управления—по разметке (Р), по циркулю (Ц), по направляющим (Н), по гибкому копиру (Г).
Каждая кислородная машина состоит из несущей части, резака (одного или нескольких), пульта управления, ведущего механизма.
Стационарные машины изготовляются трех классов точности исполнения заданного контура детали. ГОСТ 5614—74 устанавливает следующие допускаемые отклонения по классам точности машин: 1-й класс ±0,5 мм, 2-й— ±1,0 мм; 3-й—±1,5 мм.
Основным рабочим инструментом машины для кислородной резки металлов является машинный газовый резак. Машинные газовые резаки отличаются от ручных тем, что у них нет рукоятки, они крепятся непосредственно к корпусу машин. Применение такого или иного резака определяется типом машины. Используются следующие основные типы машинных резаков, инжекторные, равного давления и внутрисопло — вого смешения.
Машинные резаки состоят из корпуса с запорными вентилями, ствола резака, который закрепляется непосредственно в суппорте машины и головки с мундштуками.
Резаки равного давления не имеют инжектора (рис. 68). Кислород подается через центральное отверстие 1, а горючий газ — через боковое отверстие 2. Смесь газов по каналу 3 и трубке 4 поступает в головку резака. Для поддержания равного давления газов перед резаком устанавливается специальный регулятор давления.
Резаки с внутри сопловым смешением имеют многофакельные мундштуки, в каналах которых и происходит смешение газов.
Мундштуки, которые используются на машинных резаках, подразделяются на цельные и разъемные. Цельные изготовляются со сверлеными каналами для горючей смеси и режущего кислорода, разъемные состоят из наружного и внутреннего мундштуков.
У стационарных машин основным узлом, автоматизирующим процесс резки, является система копирования. В таких машинах применяют принципы механического, электромагнитного, фотоэлектронного, дистанционномасштабного и программного копирования.
Ведущий механизм обычно размещается в корпусе машины, но может выполняться также отдельно в виде ведущей головки. Для привода ведущего механизма используется ручной, механический, воздушный и электрический привод. В большинстве переносных и стационарных машин используется электрический привод.
Механическое копирование осуществляется механической головкой по чертежу или разметке. Резак воспроизводит точную копию вырезаемой детали при повороте от руки ведущего ролика машины, который перемещается рядом с чертежом по поверхности копировального стола. Этот принцип позволяет производить резку по прямой, а при оснащении механической головки и циркульным устройством — по окружности.
Электромагнитное копирование осуществляется магнитной головкой. При электромагнитном копировании магнитный палец (стальной цилиндрический стержень с накаткой) получает вращение от электродвигателя через редуктор. В результате магнитный палец притягивается к рабочей кромке стального копира и обкатывает контур копира. Резак жестко связан с магнитной головкой и производит вырезку детали такой же формы и размеров, что и копир. Копиры изготовляются из листовой низкоуглеродистой стали толщиной 5— 8 мм.
Фотоэлектронное копирование осуществляется по чертежу, выполненному тушью на бумаге, на прямоугольно-координатных параллелограммных машинах, которые оснащены механическими головками. Принцип фотокопирования заключается в том, что расположенный на копировальной части источник света дает через систему линз световой пучок, который, падая на наклонное зеркало, фокусируется в яркое пятно на поверхности чертежа. Находящийся в закрытой коробке
фотоэлемент воспринимает только лучи, которые отражаются от белого фона чертежа, а когда световое пятно попадает на черную линию, фотоэлемент световых лучей не принимает. В газорезательных машинах применяются амплитудные и импульсные фотокопировальные системы.
В машинах с программным управлением автоматизируются все операции резки. Такие машины обеспечивают автоматическое зажигание пламени, автоматическое регулирование всех параметров режима резки: расстояние от сопла до поверхности металла, мощность и состав пламени, скорость резки, а также пуск и перекрытие газовой и кислородной струй.
Стационарная машина АСШ-70 предназначена для ацетилено-кислородной резки сталей толщиной от 5 до 100 мм. Машина работает по принципу магнитного копирования, она оснащена магнитной головкой, палец которой обкатывает неподвижно закрепленный стальной копир.
Машина АСШ-70 оснащена специальной приставкой для одновременной вырезки нескольких деталей (до трех) и циркульным устройством для вырезки фланцев, дисков и отверстий без копира. Техническая характеристика машины АСШ-70 приведена в табл. 23.
Машины «Днепр» однотипны по конструкции и отличаются друг от друга шириной обработки и числом ре-
23. Техническая характеристика машины АСШ-70
Портально-консольные машины
Портально-консольные машины предназначены преимущественно для автономного цехового использования при объемах обработки листового металла менее 10 тыс. т в год: в заготовительном производстве для вырезки фигурных заготовок или готовых деталей малых и средних размеров из низко- и среднелегированных сталей толщиной менее 100 мм. Машины удобно использовать для раскроя листов на полосы или прямоугольные карты.
Портально-консольные машины оснащены системой фотокопирования по копир-чертежу «Москва» (масштаб 1:1). Изготовление копиров не представляет трудностей. Обслуживание фотопривода не требует особой подготовки. Высокая производительность машины обеспечивается возможностью одновременной вырезки четырех одинаковых заготовок (деталей). Машины могут работать как на ацетилене, так и с использованием газов-заменителей (пропан-бутана и природного газа).
В фотокопировальной системе «Москва» использован фазоимпульсный способ управления за контуром чертежа. Этот способ предполагает получение управляющих импульсов от фотоголовки, фаза и взаимное положение которых зависят от расположения участка прослеживаемой линии (ее направления, отклонения от нулевого значения и т. д.) и последующее управление двумя взаимно перпендикулярными перемещениями.
Фотоголовка состоит из двух осветителей, которые создают равномерно освещенное пятно, превышающее по размерам рабочее поле объектива, состоящего из двух линз. В фокальной плоскости объектива установлен вращающийся модуляционный диск, имеющий два круглых радиально расположенных отверстия диаметром 0,4 мм, одно из которых смещено относительно оси вращения на 1,2 мм, другое на 3 мм. За диском расположены два фотоумножителя для преобразования световой энергии в электрическую.
Световой поток, пройдя отверстия в диске, попадает на фотоумножитель. Вращение диска (с частотой менее 3000 мин-1) осуществляется синхронным и синфазным двигателем, питающимся от трехфазной сети. В момент прохождения отверстием белого поля чертежа сила тока имеет максимальное значение, а в момент прохождения линии — минимальное. Фаза возникновения импульсов зависит от направления чертежа. В случае отклонения линии чертежа от центра кольцевого сканирования, расстояние между импульсами отличается на тс. Таким образом, фото головка является датчиком импульсов, которые несут информацию: фаза импульсов — о направлении линии, а расстояние между импульсами — об отклонении линии от центра кольцевого сканирования.
Система «Москва» обеспечивает: слежение по краю широкой или оси тонкой линии копир-чертежа; слежение по ходу и против хода часовой стрелки; автоматический ввод в режим слежения; прохождение в полуавтоматическом режиме мест разрыва прослеживаемой линии длиной не более 10 мм по направлению, совпадающему с направлением слежения; прохождение в полуавтоматическом режиме перекрестий (мест пересечения прослеживаемой линии другими, а также мест, где близко подходят соседние линии), расположенных под углами 45. 135° к копируемой линии, по направлению, совпадающему с направлением слежения; ручное управление системой для перемещения в любую точку над обрабатываемым изделием.
В систему «Москва» входят три узла: шкаф управления с электронными блоками; пульт управления; фотоголовка. Эта система может работать в других масштабах (1:5; 1:10; 1:20) с приведенными ниже параметрами.
Точность воспроизведения заданного контура (ГОСТ 5614—74), мм, не менее ±0,5
Минимальный диаметр вырезаемого отверстия, мм : 50
Дискретность обработки перемещения, мм : 0,01
Точность стабилизации высоты резака при скорости движения до 6000 мм/мин, мм, не более : ±0,5
Потребляемая мощность, кВт, не более : 3,0
Фотоэлектронная система управления «Москва» содержит автономные следящие системы для компенсации погрешностей, ширины реза. Расширение диапазона скоростей обеспечивают два сканирующих кольца: большое для скорости слежения менее 4 м/мин и малое для скорости до 1,5 м/мин.
Благодаря переводу на новую элементную базу и снабжению микропроцессором, стало возможным производить оперативное управление, т. е. путем набора программы резки на пульте управления можно без чертежакопира вырезать детали простой формы (окружности, ромбы и выпукло-вогнутые многоугольники разной формы с числом сторон до 30) и автоматически всеми резаками выполнить полный раскрой листа. Точность воспроизведения заданного контура при работе от микропроцессора у этих машин более высокая и соответствует первому классу точности, т. е. 0,5 мм. Примером может служить система фотокопировального оперативного управления «Москва М».
Основные параметры портально-консольной машины с фотокопировальным и микропроцессорным управлением ПкКФ2-4-2 приведены ниже.
Портально консольные машины кислородной резки
(Измененная редакция, Изм. N 4).
2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ
2.1. Основные параметры и размеры стационарных машин должны соответствовать указанным в табл.2.
Исполнение по конструк- тивной
схеме
Наибольший размер обрабатываемых листов (сваренных полотнищ), мм
Ширина колеи рельсового пути, мм
Диапазон регули-
рования скорости перемещения резаков,мм/мин
Потребляемая мощность*, Вт, не более
Масса ходовой части**,
кг,
не более
* Без источников питания технологической оснастки.
** Без массы устанавливаемых на ходовую часть блоков управления.
*** Для машин с лазерной оснасткой верхний диапазон не ограничивается.
(Измененная редакция, Изм. N 4).
2.2. В зависимости от точности воспроизведения заданного контура стационарные машины следует изготовлять классов точности, указанных в табл.3.
Класс точности машин
Предельное отклонение, мм
Структура условного обозначения стационарных машин приведена на схеме
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3, 4).
2.3. Основные параметры переносных машин должны соответствовать указанным в табл.4.
Наибольшая толщина разрезаемого металла, мм
Диапазон регули-
рования скоростей перемещения резака, мм/мин, не менее
Потребляемая
мощность,
Вт, не более
* Без источников питания технологической оснастки.
Условное обозначение переносных машин должно состоять из обозначений типоразмера, способа движения и настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2.4. (Исключен, Изм. N 2).
2.5. Стационарные портальные и портально-консольные машины должны быть обеспечены устройствами для автоматического или ручного дистанционного поддержания заданного расстояния резака от поверхности листа, а также системой ручного или автоматического зажигания резака.
2.6. Точность воспроизведения заданного контура стационарными машинами следует проверять сравнением размеров заданной окружности диаметром 500 мм с вычерченными машиной окружностями того же диаметра в двух крайних по ширине обработки положениях суппорта машин. Вычерчивание производят твердосплавной чертилкой (или шариковой ручкой), закрепленной в суппорте вместо резака, на горизонтальном стальном листе (или на листе ватмана, неподвижно закрепленном на гладкой поверхности) при скорости перемещения суппорта 300 мм/мин для кислородных машин и 1000 мм/мин для лазерных и плазменных машин. Ширина линий окружностей, воспроизводимых чертилкой или шариковой ручкой, не должна быть более 0,2 мм.
2.7. Измерение предельных отклонений вычерченных машиной окружностей от заданной следует производить измерительным инструментом с погрешностью не более ±0,01 мм по четырем диаметрам, смещенным относительно друг друга на (45±0,5)°.
2.6, 2.7. (Измененная редакция, Изм. N 4).
2.8. Портальные машины должны иметь следующие показатели надежности (без источников питания технологической оснастки):
Показатель надежности обеспечивается при выполнении установленных техническими условиями на конкретную машину и указанных в эксплуатационной документации регламентных работ по техническому обслуживанию машин.
Легкие портальные машины кислородной и воздушно-плазменной резки с ЧПУ
Легкие портальные машины плазменной и газокислородной резки с ЧПУ
(Координатные машины (станки) плазменной резки металла)
Легкая портальная машина воздушно-плазменной и газокислородной резки металла серии SNR-QL2 представляет собой лёгкий обрабатывающий комплекс для раскроя листового металлопроката шириной до 2 м по заданным чертежам с использованием системы ЧПУ.
Новейший блок ЧПУ SF-2012AH с цветным 7-дюймовым дисплеем, установленный на машине, позволяет производить раскрой деталей сложного профиля, также предусмотрена библиотека контуров, которые можно использовать, не прибегая к программам автоматизированного раскроя.
Портал позволяет осуществлять вырезку заготовок сложной конфигурации с высокой точностью и качеством поверхности реза.
Машина изготовлена из прочного высокоточного стального профиля. Продольные и поперечные движения портала осуществляются по прецизионным хромированным направляющим. Высокая точность повторяемости контура достигается за счет двустороннего привода.
В оборудовании стандартно используются шаговые двигатели, однако, по желанию заказчика, могут быть поставлены сервоприводы.
Для подготовки управляющих программ на компьютере в комплект поставки машин входит пакет специализированного лицензионного программного обеспечения FastCAM. Эта программа выполняет все необходимые операции по преобразованию файлов CAD в управляющие программы для автоматического раскроя.
Программа имеет русифицированный интуитивно понятный интерфейс и достаточно проста в освоении даже для неопытного пользователя. Управляющая программа может быть введена с клавиатуры, либо подготовлена на компьютере с использованием специальных программных пакетов и перенесена на машину с помощью флэшкарты.
В стандартной комплектации машина оснащается оборудованием для газовой резки: резак пропановый, электромагнитный клапан, вентили, штуцера для подключения газовых рукавов.
Дополнительно машина может комплектоваться оборудованием для воздушно-плазменной резки металлов различных производителей.
Машины воздушно-плазменной резки серии SNR-QL2 могут комплектоваться различными источниками плазмы:
— PROFARC CUT120A, который позволяет производить качественный рез с пробивкой металла до 20 мм, а резку с края листа до 35 мм, с машинным резаком TRAFIMET P141.
— источники плазмы HYPERTHERM (Powermax 45 MACH, Powermax 65 MACH, Powermax 85 MACH, Powermax 105 MACH, Powermax 125 MACH)
В комплект поставки машины входит система автоматического слежения за высотой резака, позволяющая компенсировать неровности металлического листа, что значительно повышает качество раскроя.
Система автоматического слежения универсальна и может работать в двух режимах:
Легкий портал может эффективно использоваться на предприятиях с различными профилями производства: от изготовления вентиляции до тяжелых металлоконструкций.
Одна из модификаций модели SNR-QL2
Легкая портальная машина плазменной и газокислородной резки серии SNR-QL4
Легкая портальная машина плазменной и газокислородной резки серии HoneyBEE серии ECO
Портальная машина термической резки серии ECO представляет собой лёгкий обрабатывающий комплекс для раскроя листового металлопроката по заданным чертежам с использованием системы ЧПУ. Машина позволяет осуществлять вырезку заготовок сложной конфигурации с высокой точностью и качеством поверхности реза.
Машина имеет жесткую конструкцию, усиленную поперечную консоль, на которую возможна установка одного или двух суппортов. При этом один из суппортов может быть комбинированным: с газовым и плазменным резаками.
Плоские направляющие для продольного перемещения изготовлены из высококачественной рельсовой стали.
В качестве редукторов применяются прецизионные безлюфтовые редукторы NEUGART или EISELE.
Механизм крепления сервопривода обеспечивает надежное сопряжение рейки с шестерней, что сказывается на высокой точности перемещения и позиционирования режущего инструмента
Производитель предлагает несколько вариантов систем управления ЧПУ:
Система управления VUP CNC – представляет собой блок управления базе персонального компьютера c операционной системой Windows XP и использующего оболочку VUP для управления всеми компонентами машины.
Система управления HBCNC с русифицированной оболочкой.в отличие от VUP HBCNC построена на базе промышленного процессора ARM9 и имеет более высокий уровень производительности и помехозащищенности, и отличается повышенной надежностью.
Легкая портальная машина плазменной и газокислородной резки серии HoneyBEE серии ECO с двумя суппортами: один с газовым резаком, другой с плазменным
Блоки ЧПУ фирмы Hypertherm:
EDGE Pro
MicroEDGE
Fhoenix
Данная комплектация особенно рекомендуется при применении источников плазмы Hypertherm
ЧПУ Fhoenix позволяет использовать высокопроизводительные источники из линейки – Hypertherm HPRXD
В качестве системы автоматического слежения за высотой резака используется промышленное оборудование фирмы HYD Technologies. В базовую комплектацию с системой слежения входит Anti-Collision system, которая предотвращает возможность столкновения резака с препятствиями и выходом его из строя.
В газовой и кислородной магистрали используются высококачественные шланги высокого давления южнокорейского производства.
В базовой комплектации машина оснащена системой автоподжига, а газокислородная магистраль оборудована надежными электромагнитными клапанами, что позволяет управлять пламенем полностью в автоматическом режиме.
Для подготовки управляющих программ на компьютере в комплект поставки машин входит пакет специализированного лицензионного программного обеспечения FASTCAM Professional Edition. Эта программа выполняет все необходимые операции по преобразованию файлов CAD в управляющие программы для автоматического раскроя.
Программа имеет русифицированный интуитивно понятный интерфейс и достаточно проста в освоении даже для неопытного пользователя. Управляющая программа может быть введена с клавиатуры, либо подготовлена на персональном компьютере с использованием специальных программных пакетов и перенесена на машину с помощью флэшкарты.
Легкая портальная машина плазменной и газокислородной резки серии HoneyBEE серии Bigbee с двумя суппортами c плазменными резаками
Машина термической резки: назначение и виды
Машина для термической резки – высокотехнологичное оборудование для вырезания прямолинейных и фигурных заготовок из металлопроката разных марок и толщин. Станки выпускаются разных видов по назначению, принципу работы и уровню автоматизации. Это позволяет подобрать оптимально подходящую модель для решения конкретных производственных задач.
Назначение и область применения
Станки предназначены для термической резки листового и профильного металлопроката разных видов по химическому составу и толщине. В основном на предприятиях применяются газокислородные и плазменные модели.
Оборудование для газокислородного раскроя обычно используется при работе с углеродистыми и низколегированными марками сталей толщиной до 300 мм. Плазменные модели имеют более ограниченный диапазон разрезаемых толщин, однако более эффективны при резании тонколистового металла (из-за минимальной тепловой деформации заготовок), легированных сталей (толщина до 50 мм), чугуна (до 90 мм), алюминия (до 120 мм), меди (до 80 мм) и сплавов на их основе.
Основные сферы применения машин для термической резки металла:
Виды оборудования
Станки, предназначенные для термической резки, подразделяются на несколько видов по назначению, конструктивному исполнению и уровню автоматизации. Рассмотрим более подробно каждый тип машины.
Портальные машины
Представляют собой трехкоординатный обрабатывающий комплекс с раскроечным столом. Направляющие для продольного перемещения в зависимости от разновидности оборудования могут располагаться непосредственно на координатном столе или независимо от него.
Фото 1. Портальная машина с направляющими рельсами на рабочем столе
Станки производятся стационарного и переносного типа. Также они отличаются по размерам рабочей зоны – стандартная ширина обработки может составлять от 1,5 до 8 м. Могут работать как в механизированном режиме (процессом резки управляет оператор), так и в автоматическом (вырезание заготовок выполняется с помощью системы ЧПУ).
Консольные модели
Конструктивно состоят из направляющего рельса и консоли с режущим устройством для воздушно-плазменной (плазмотрон) или газокислородной резки (резак). Основой таких машин является контрольно-исполнительный блок, который двигается по направляющему рельсу, обеспечивая продольное перемещение режущего аппарата. Также он приводит в движение консоль, чем обеспечивает поперечное передвижение устройства для резки.
Фото 2. Внешний вид машины консольного типа
По функциональным возможностям и точности реза консольные машины термической резки ничем не уступают портальным. Однако они являются мобильными, поэтому могут работать с металлопрокатом ограниченных размеров.
Шарнирно-консольное оборудование
Конструкция этих станков состоит из колонны с поворотной траверсой, по которой перемещается режущее устройство. Резка производится с помощью специального циркульного устройства либо по шаблону с использованием магнитного копировального устройства.
Фото 3. Шарнирно-консольный станок термической резки
Машины этого типа отличаются повышенной точностью воспроизведения заданного контура, увеличенной рабочей зоной, удобным в применении выносным пультом управления.
Машины для раскроя труб
Оборудование разработано специально для механизированного раскроя труб в полевых (при ремонте магистральных трубопроводов) и стационарных условиях (на трубосварочных базах). Поставляется в нескольких модификациях – с ручным и электрическим приводом, что определяет уровень автоматизации.
Фото 4. Работа трубореза с ручным приводом
Конструктивно станок термической резки труб состоит из самоходной тележки с установленной на ней штанги с резаком. Устройство перемещается перпендикулярно оси трубы по окружности при помощи привода, звездочки и крючковой цепи.
Металлургические станки для резки больших толщин
Такие машины обычно применяются для прямолинейного резания слябов, блюмов и полураскатов большой толщины на предприятиях по переработке и переплавке металлолома. Конструктивное исполнение и оснащение специальными режущими устройствами обеспечивает возможность разрезания толщин до 1500 мм.
Фото 5. Разделительная резка горячей отливки в производственных условиях
Для обеспечения максимальной толщины реза требуется высокое давление кислорода (от 3 до 25 кгс/см2) и горючего газа (до 3,5 кгс/см2). Мундштук в таком оборудования имеет оптимальные газодинамические параметр и обязательно водоохлаждаемую конструкцию.
Машины с ЧПУ
Станки с числовым программным управлением – это современное оборудование, которое обеспечивает возможность фигурного и прямолинейного раскроя листового металла в автоматическом режиме (с минимальным участием оператора).
Стандартное конструктивное исполнение:
Фото 6. Машина с ЧПУ «Диагональ»
Система ЧПУ представляет собой комбинацию стойки, монитора и панели с клавиатурой, которые расположены в защищенном корпусе. Автоматизированный раскрой металла выполняется после загрузки в систему предварительно разработанного технического чертежа. Числовое программное управление способно воспроизводить контуры любой конфигурации и сложности – от простых единичных деталей до пакетных комплектов из заготовок разных форм и размеров, расположенных на одном листе металла.
Возможности и характеристики машин термической резки
Особенности станков для термической резки металла:
Функциональность и возможности оборудования зависят напрямую от номинальной мощности источника питания. К основным характеристикам процесса резки относятся рабочий ток, определяющий максимальную толщину разрезаемого металла, а также скорость резания, время прожига листа, ширина реза.
Фото 7. Станок плазменной резки с ЧПУ в работе
Точность и качество реза определяется установленной системой ЧПУ и мастерством инженера, разрабатывающего карты раскроя для станка. Здесь важно тщательно продумать расположение каждой детали на листе, правильно задать припуски на резку с учетом ширины реза, колебаний режущей дуги и других моментов.