Не лазером единым. Роботизация резки водой и плазмой

Обработка материалов в современной промышленности – основа успешного производства. Чем точнее будет разрезан метал, пластик или даже кожа, тем ниже будет вероятность брака в ходе финальной сборке детали или готового изделия. Инженеры компании «Металворк», которая специализируется на проектировании и изготовлении промышленной оснастки, рассказали, о роботизированном оборудовании будущего.

Вода не только камень точит

Гидроабразивная резка, как и любой вид производства имеет как свои плюсы, так и минусы. Однако сегодня в России этот вид резки применяют минимум производств. В среднем на город-миллионник едва ли наберется пару десятков таких станков.

От других видов резки этот способ отличает сам принцип работы. Вместо лазера или пилы в гидроабразивном станке используется вода и океанический песок мелкой фракции. Благодаря насосам струя подается под давлением 4000 атмосфер, а скорость потока воды с песком составляет около одного километра в секунду.

Такому способу резки подвластны любые материалы – от бумаги и кожи до камня и титана, поэтому на одном станке можно раскроить практически любой материал. При этом, в отличие от лазера или пилы, материал при обработке не нагревается, края не оплавляются, а значит и дополнительная шлифовка детали будет не нужна. Плюс такие станки полностью и абсолютно экологичны, что для современного производства также несомненный плюс. Особенно это актуально для металлургии.

Их недостатков гидроабразивной резки эксперты отмечают диаметр отверстия при резке на входе и выходе. Поскольку скорость резки снижается, когда поток входит в материал, то срез может получиться конусообразным. А сопла и трубки станка требуют постоянной и регулярной замены, так как ресурс их работы все около 100 часов непрерывной резки.

Горячее солнца

Еще один вид современной резки – плазменная. Вместо пилы в таком станке используется направленная струя плазмы, температура которой достигает 30 000 градусов цельсия. Для сравнения: температуру поверхности солнца оценивают в 5500° градусов цельсия. Принцип действия аппарата заключается в том, что между электродом и металлом зажигается электрическая дуга. В специальное сопло подается газ, который, под действием электричества превращается в плазму. Газ для работы может быть активным (например, кислород) или неактивным (азот, аргон или водород). Первые хороши для работы по черным металлам, а вторые идеальны для резки цветных. В целом плазменная резка менее универсальна, чем гидроабразивная,

Сам процесс плазменной резки – это расплавление материала и выдувание жидкого металла.

Роботизация плазменной резки позволяет локализовать площадь нагрева до минимальных величин, что сохраняет сам металл от деформации из-за перегрева. При роботизации станка газ подается через специальный резервуар, это позволяет не использовать газ в баллонах и повышает безопасность самого оборудования. При этом роботизированные комплексы позволяют настроить высокоточную резку металла. При этом стоимость роботизированной оснастки для плазменной резки, по сравнению с другими видами обработки металла, невысокая.

Наибольшее применение плазменная резка роботами находит в крупносерийном производстве в автомобилестроении, машиностроении, судостроении, авиастроении и так далее.

Использование роботизированной оснастки для плазменной резки в России распространено в двух видах. Первый – плазменное оборудование и робот представляют собой одно целое. Это более универсальный подход. Деталь для обработки в таком случае может быть как подвижной, так и неподвижной. Второй пример, когда плазменная горелка закреплена отдельно от роботизированной оснастки, в этом случае именно робот захватывает деталь и подносит ее струе плазмы.

Возможны два варианта применения роботов для плазменной резки. Первый вариант: на роботе устанавливается плазмотрон, при этом генерация плазмы осуществляется на роботе. В данном случае используются все преимущества шарнирных антропоморфных промышленных роботов в плане свободы их перемещения и обработки сложных объемных деталей. Обрабатываемая деталь в данном случае может быть как неподвижной, так и подвижной.

Во втором варианте плазменная горелка закрепляется отдельно от промышленного робота, в задачи которого в этом случае входит захват обрабатываемой детали и ее поднесение к струе плазмы.

Умная начинка

Во всех случаях, когда присутствует роботизированная оснастка, важно обратить снимание и на программное обеспечение. Чем более универсальное оно будет – тем лучше. Особенно, если ПУ позволит использовать готовые ЗD модели будущей детали, что поможет выстроить путь робота в ходе выполнения операции.

Роботизировать и модернизировать любой станок можно при помощи технологической оснастки. Разработать ее под цели и нужды конкретного предприятия могут инжиниринговые компании. Такие существуют и в Китае, однако в этом вопросе безопаснее обращаться к отечественным инженерам – они правильно поймут задачи (как минимум из-за отсутствия языкового барьера) и выдадут именно тот результат, который нужен бизнесу. Дополнительный бонус – гарантии качества, которые отечественные предприятия будут соблюдать. При работе с иностранными государствами, в случае, например, обострения пандемии, гарантийные обязательства могут быть не исполнены.