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.
ГОСТ 5614-74 Машины для термической резки металлов. Типы, основные параметры и размеры
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МАШИНЫ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ
РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ
ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ
ГОСТ 5614-74
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
| МАШИНЫ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ Типы, основные параметры и размеры Machines for thermal cutting of metals. Types, basic parameters and dimensions | ГОСТ 5614-74* Взамен ГОСТ 5614-67 |
* Переиздание (июнь 1998 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, 4, утвержденными в августе 1980 г., июне 1985 г., декабре 1986 г., декабре 1989 г. (ИУС 11-80. 9-85, 3-87, 4-90)
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 14 марта 1974 г. № 592 срок введения установлен
с 01.07.75
Ограничение срока действия снято по протоколу № 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
Настоящий стандарт распространяется на машины общего назначения для термической резки листового металла.
1. ТИПЫ
1.1. Машины для термической резки листового металла должны изготавливаться типов и исполнений, указанных в табл. 1.
(Измененная редакция, Изм. № 4).
2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ
2.1. Основные параметры и размеры стационарных машин должны соответствовать указанным в табл. 2.
| Исполнение по конструктивной схеме | Наибольший размер обрабатываемых листов (сваренных полотнищ), мм | Ширина колеи рельсового пути, мм | Диапазон регулирования скорости перемещения резаков, мм/мин | Потребляемая мощность*, Вт, не более | Масса ходовой части**, кг, не более | ||
| ширина | длина | от | до*** | ||||
| Ш | 1000 | 1000 | — | 100 | 800; 1600; 2000; 4000; 6000; 8000; 10000; 12000 | 120 | 200 |
| Пк | 1000 | 2000; 4000; 6000; 8000; 12000; 20000; 24000 | 1600 | 1000 | 600 | ||
| 1300 | 2100 | 1500 | 750 | ||||
| 2000 | 2400 | 1500 | 900 | ||||
| П | 1000 | 1500 | 70 | 800 | 350 | ||
| 1500 | 2000 | 1300 | 700 | ||||
| 2000 | 2700 | 1800 | 920 | ||||
| 2500 | 3300 | 3400 | 1230 | ||||
| 3200 | 4000 | 3600 | 1900 | ||||
| 3500 | 4500 | 3600 | 1960 | ||||
| 3600 | 4500 | 3600 | 2000 | ||||
| 5000 | 6500 | 4400 | 2600 | ||||
| 6500 | 8000 | 5800 | 2900 | ||||
| 8000 | 9500 | 7100 | 3500 | ||||
| 10000 | 11500 | 8900 | 4200 | ||||
| 12000 | 13600 | 10500 | 4800 | ||||
* 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. № 4).
| Класс точности машин | Предельное отклонение, мм |
| В | +0,10 |
| 1 | ±0,33 |
| 2 | ±0,50 |
| 3 | ±1,00 |
2.2. В зависимости от точности воспроизведения заданного контура стационарные машины следует изготовлять классов точности, указанных в табл. 3.
Структура условного обозначения стационарных машин приведена на схеме
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, 3, 4).
2.3. Основные параметры переносных машин должны соответствовать указанным в табл. 4.
| Типоразмер | Способ движения | Число резаков | Наибольшая толщина разрезаемого металла, мм | Диапазон регулирования скоростей перемещения резака, мм/мин, не менее | Потребляемая мощность, Вт, не более | Масса, кг, не более | |
| от | до | ||||||
| К-1 | Р; Ц; Н; Г | 1 | 65 | 100 | 800; 1600 | 30 | 15 |
| К-2 | Р; Ц; Н; Г | 1; 2 | 100 | 50 | 20 | ||
| К-3 | Н | 1-3 | 300 | 50 | 100 | 50 | |
| Пл-1 | Р; Ц; Н; Г | 1 | — | 1600; 4000 | 50* | 20* | |
| Пл-2 | Н | 1 | — | 1600; 10000 | 100* | 50 | |
* Без источников питания технологической оснастки.
Условное обозначение переносных машин должно состоять из обозначений типоразмера, способа движения и настоящего стандарта.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
2.4. (Исключен, Изм. № 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. № 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.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
Портально консольные машины представители
(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.
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.
Машины плазменной резки
В комплект оборудования (машины) для механизированной плазменной резки входят:
На машинах портального типа обрабатываемый лист располагается под ходовой частью, называемой порталом.
Плазменные резаки (их может быть несколько) установлены на каретке, которая перемещается в поперечном направлении с помощью ходового винта. Портал за счет роликов перемещается в продольном направлении по установленным на опорах рельсам. Обрабатываемый лист укладывается на раскройный стол.
В машинах плазменной резки наибольшее распространение получили следующие способы управления: фотоэлектронное, электромагнитное и программное.
При фотоэлектронном (фотокопировальном) управлении контур детали отслеживается по чертежу с помощью фотокопировального устройства. Фотоэлемент фиксирует различную интенсивность светового потока, отражаемого от белого фона или линии чертежа. Это позволяет удерживать линии в «поле зрения» фотоэлемента и отслеживать контур чертежа. Плазмотрон повторяет движения фотоэлемента, вырезая детали в соответствии с чертежом.
Электромагнитное (магнито-копировальное) управление используется в машинах шарнирного типа. Копировальное устройство состоит из электродвигателя, редуктора, электромагнита и металлического стержня, который намагничивается электромагнитом и одновременно вращается приводом. В качестве копира используется ранее вырезанная стальная деталь. За счет электромагнитных сил стержень прижимается к стальному копиру и обкатывается вокруг него. Траекторию движения металлического стержня повторяет шарнирная рама и, соответственно, плазмотрон, обеспечивая вырезку детали необходимого контура.
Программное управление процессом резки позволяет не только вырезать детали требуемого контура, но и задавать параметры резки в зависимости от толщины металла, вида реза и т. д. Программы для вырезки различных деталей могут храниться в памяти ЭВМ или на сменных носителях информации.