ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА

Организация и работа ГАУ плазменной резки

Внешней по отношению к ГАУ плазменной резки и его системе управления (как и вообще по отношению к участкам и цехам предприя­тия) является комплексная система САПР — АСТПП — АСУП, обеспе­чивающая решение важнейших задач технической подготовки производ­ства.. По мере дальнейшего развития вычислительных средств и методов будет во все большей степени происходить интеграция комплексной системы подготовки производства с системой управления гибким произ­водством. Но указанные системы в общем случае различны как по функци­ональным возможностям, так и по времени действия.

При создании ряда видов продукции или сооружений (судов, энерге­тических установок и других) с помощью комплексной системы подготовки производства решаются сложные проектные, конструкторские, технологи­ческие, организационные и планово-экономические задачи, что требует применения мощных ЭВМ, чертежных машин, а также других средств ото­бражения для диалогового режима работы, оптимизации решений и кон­троля результатов.

Описание объектов производства, расчет их геометрических характе­ристик и параметров технологических процессов, а также накопление расчетных данных (заданий и управляющих программ) осуществляются заблаговременно до начала применения этих данных в сфере производ­ства. Напротив, в системах управления любым гибким производственным комплексом (в данном случае ГАУ плазменной резки) используются в качестве технических средств мини-ЭВМ и микроЭВМ, функционирую­щие в реальном режиме времени и ритме производства.

Ритм изготовления1 деталей задается запусками металла в обработку. Каждой партии запуска соответствуют: определенное количество листов металла, предназначенных для изготовления деталей заданных сборочных единиц; карты раскроя листов; числовые управляющие программы вырезки деталей, относящиеся к картам раскроя. В пределах каждого запуска лис­ты металла группируют по маркам и толщинам с таким расчетом, чтобы обработка деталей каждой группы осуществлялась без изменения режи­мов основных операций.

Очередность и объем партий запусков с привязкой к календарным сро­кам дифференцируются системой управления до программ-заданий, кото­рые поступают на склад стали для подготовки и комплектации металла и на ГАУ для вырезки деталей по каждому запуску (в виде, например, пяти­дневных и сменно-суточных заданий на соответствующих носителях ин­формации).

Для некоторых производств, например для корпусообрабатывающего производства в судостроении, требуются предварительная правка листов, очистка и грунтование с тем, чтобы избежать коррозии металла в межопе - рационный период обработки деталей и сборки конструкций. В таких про­изводствах на резку поступают выправленные и загрунтованные листы ме­талла.

При изображенной на рис. 6.1 планировке ГАУ и изложенных выше характеристиках оборудования процесс работы на этом участке мож­но представить следующим образом.

Листы металла подаются на ГАУ при помощи роликового 3 и цепного 4 конвейеров и накапливаются в пачках, находящихся в зоне действия ро­бота-перегружателя листов I. Этот робот-перегружатель, работа которого планируется управляющей ЭВМ участка, выполняет по программе пере­грузку листов по одному с пачек на секцию роликового конвейера 5 в ли­нии маркирования деталей.

После погрузки очередного листа роликовый конвейер автоматичес­ки приводится в действие и лист по нему поступает на стол одной из марки­ровочных машин 7, которая в данный момент свободна.

Подача листа на стол машины слагается из операций перемещения по линии, остановки на позиции маркирования и подъема стола с листом в рабочую зону машины; причем команды на выполнение операций вы­даются согласно сигналам датчиков, отражающих состояние позиций линии.

После установки листа на машине и вывода рабочего инструмента в некоторую начальную точку (соответствующую началу координат карты раскроя) производится вызов и пуск управляющей программы, по которой на лист наносится маркировка деталей, содержащихся в карте раскроя (карта раскроя наряду с описанием деталей служит исходным документом для подготовки пооперационных управляющих программ маркирования, разметки и плазменной резки на машинах с УЧПУ). Маркировка, иден­тифицирующая каждую деталь, служит для адресации деталей по техно­логическим маршрутам при их обработке и для установки в конструкции при выполнении сборочно-сварочных работ. Наряду с применяемой буквен­но-цифровой маркировкой, предназначенной для человека, найдут, вероят­но, применение специальные знаки, пригодные для распознавания робо­тами и другими средствами автоматизации в условиях ГАС,

По окончании маркирования деталей и возврата рабочего инструмен­та машины в исходное положение приводятся в действие механизмы ли­нии, лист опускается на роликовый конвейер и по нему возвращается в зону действия робота-перегружателя 1. Последний снимает с роликового конвейера лист, снабженный маркировкой деталей, и укладывает его в од­ну из пачек на позиции, служащей буферным накопителем заготовок между линиями.

Технологический процесс работы ГАЛ разметки и плазменной резки в отношении выполнения ряда транспортно-установочных операций сходен с процессом работы предыдущей ГАЛ.

Тот же робот-перегружатель, работая между фиксированными пози­циями, осуществляет в каждом очередном цикле перегрузку листа с пачки буферного накопители на раскроечную раму 6, поступившую на входную позицию ГАЛ разметки и плазменной резки. Раскроенные рамы служат спутниками для подачи листов на оборудование с ЧПУ, перемещаясь по роликовому конвейеру 2, который образует нижний ярус этой линии.

Раскроечная рама с листом подается к одной из свободных в данный момент разметочно-плазморежущих машин 8 и затем (после остановки конвейера) поднимается в рабочую зону этой машины.

Сменный рабочий инструмент (вначале для разметки, а потом для рез­ки) выводится в точку начала траектории его движения по программе; при этом необходимо, чтобы площадь карты раскроя, по которой составлена программа, совпдала с используемой площадью листа, не выходя из его кромки.

Управляющая программа задает последовательное выполнение маши­ной с ЧПУ:

разметки способом металлонапыления технологических линий внутри контуров деталей — линий сломов, фасок, приварки набора, контрольных, припусков;

плазменной вырезки деталей в последовательности, отвечающей ми­нимизации холостых переходов и тепловых деформаций деталей.

Программы на резку содержат информацию о перемещениях плазмен­ного резака и технологические команды, используемые для реализации технологического процесса. Особое место среди технологических команд занимает задание скорости резки.

Процесс резки в целом состоит из пробивки металла, рабочих ходов и холостых переходов, в результате чего происходят контурная обработка деталей, образование перемычек и разрезка неиспользуемых отходов.

По окончании работы машины по программе и возвращении ее портала и каретки в исходное положение последовательно включаются приводы механизма опускания раскроечной рамы и приводных роликов конвейера, происходит транспортирование раскроечной рамы с деталями в зону дейст­вия выходного робота-перегружателя деталей.

Робот-перегружатель деталей 10, снабженный магнитной плитой, сни­мает с раскроечной рамы все находящиеся на ней детали, а также дело­вые и неделовые отходы для последующей их сортировки. При помощи ро - бота-сортировщика крупные и средние детали в зависимости от техноло­гического маршрута обработки могут направляться: на комплектацию, разделку кромок под сварку, правку или гибку. Мелкие детали в контейне­рах могут поступать на комплектацию или на дополнительные операции — разделку кромок и гибку фланцев.

Плазменная вырезка деталей из листового проката применяется на многих предприятиях разных отраслей промышленности. Гибкая автомати­зация участков плазменной резки на предприятиях позволит значительно повысить технико-экономические показатели этих участков.

Программное обеспечение и технические средства ГАУ (оборудование и системы управления) дают возможность осуществлять быструю перена­ладку процессов при изготовлении деталей разнообразных форм и разме­ров как в пределах одного изделия, так и при смене изделий. Посредством расчета (на этапе ТПП) рациональных карт раскроя, задания опти­мальных траекторий и режимов резки, а также должной профилактики оборудования при его эксплуатации можно получать детали с относитель­но высокой точностью размеров и хорошим качеством кромок. Это способствует сокращению цикла и трудоемкости всего комплекса опера­ций изготовления деталей, а также сборочно-сварочных операций.

При создании ГАУ уменьшается количество работающих на участке; человек устраняется от непосредственного участия в технологическом про­цессе и не должен уже находиться у пульта машины, т. е. в зоне воздейст­вия плазменной дуги, где имеются некоторая загазованность воздуха и на­личие светового излучения, а также выполнять на линии ручные операции разметки и маркирования деталей. Повышается загрузка оборудования, обеспечивается рост производительности труда в несколько раз.

При рациональных планировках ГАУ, характеристиках оборудования, структуре системы управления (групповое управление) и организации про­изводства можно получить высокую технико-экономическую эффектив­ность, обеспечить окупаемость капитальных вложений, необходимых для создания ГАУ, в пределах нормативного срока.

Igg

[1] Пробивку следует производить при перемещении плазмотрона относительно разре­заемого листа с уменьшением скорости перемещения примерно в 2 раза по сравнению с рабочей.