एकात्मिक रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंगसाठी रोबोटिक हाताच्या टोकाशी जोडलेल्या टॉर्चपेक्षा जास्त काही आवश्यक असते. प्लाझ्मा कटिंग प्रक्रियेचे ज्ञान हे महत्त्वाचे आहे. खजिना
उद्योगातील मेटल फॅब्रिकेटर्स - कार्यशाळा, अवजड यंत्रसामग्री, जहाजबांधणी आणि स्ट्रक्चरल स्टील - गुणवत्तेच्या आवश्यकता ओलांडून मागणी असलेल्या डिलिव्हरी अपेक्षा पूर्ण करण्याचा प्रयत्न करतात. कुशल कामगार टिकवून ठेवण्याच्या सततच्या समस्येला तोंड देताना ते सतत खर्च कमी करण्याचा प्रयत्न करत असतात. व्यवसाय सोपा नाही.
यापैकी अनेक समस्या उद्योगात अजूनही प्रचलित असलेल्या मॅन्युअल प्रक्रियांमुळे उद्भवतात, विशेषतः जेव्हा औद्योगिक कंटेनर झाकण, वक्र स्ट्रक्चरल स्टील घटक आणि पाईप्स आणि ट्यूबिंग यासारख्या जटिल आकाराच्या उत्पादनांचे उत्पादन केले जाते. बरेच उत्पादक त्यांच्या मशीनिंग वेळेपैकी २५ ते ५० टक्के मॅन्युअल मार्किंग, गुणवत्ता नियंत्रण आणि रूपांतरणासाठी देतात, जेव्हा प्रत्यक्ष कटिंग वेळ (सामान्यतः हाताने पकडलेल्या ऑक्सिफ्युएल किंवा प्लाझ्मा कटरसह) फक्त १० ते २० टक्के असतो.
अशा मॅन्युअल प्रक्रियांमध्ये लागणाऱ्या वेळेव्यतिरिक्त, यापैकी बरेच कट चुकीच्या वैशिष्ट्यांच्या ठिकाणी, परिमाणांमध्ये किंवा सहनशीलतेनुसार केले जातात, ज्यामुळे ग्राइंडिंग आणि रीवर्किंग सारख्या व्यापक दुय्यम ऑपरेशन्सची आवश्यकता असते, किंवा त्याहूनही वाईट म्हणजे, स्क्रॅपिंग आवश्यक असलेले साहित्य. अनेक दुकाने त्यांच्या एकूण प्रक्रिया वेळेपैकी 40% पर्यंत या कमी-मूल्याच्या कामासाठी आणि कचऱ्यासाठी समर्पित करतात.
या सर्वांमुळे उद्योग ऑटोमेशनकडे वळला आहे. जटिल मल्टी-अॅक्सिस भागांसाठी मॅन्युअल टॉर्च कटिंग ऑपरेशन्स स्वयंचलित करणाऱ्या एका दुकानाने रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंग सेल लागू केला आणि आश्चर्याची गोष्ट नाही की, त्यात मोठा फायदा झाला. या ऑपरेशनमुळे मॅन्युअल लेआउट काढून टाकले गेले आहे आणि 5 लोकांना 6 तास लागणारे काम आता रोबोट वापरून फक्त 18 मिनिटांत करता येते.
फायदे स्पष्ट असले तरी, रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंग लागू करण्यासाठी फक्त रोबोट आणि प्लाझ्मा टॉर्च खरेदी करणे पुरेसे नाही. जर तुम्ही रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंगचा विचार करत असाल, तर एक समग्र दृष्टिकोन घ्या आणि संपूर्ण मूल्य प्रवाह पहा. याव्यतिरिक्त, उत्पादक-प्रशिक्षित सिस्टम इंटिग्रेटरसह काम करा जो प्लाझ्मा तंत्रज्ञान आणि बॅटरी डिझाइनमध्ये सर्व आवश्यकता एकत्रित केल्या आहेत याची खात्री करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या सिस्टम घटक आणि प्रक्रिया समजून घेतो आणि समजतो.
तसेच सॉफ्टवेअरचा विचार करा, जे कोणत्याही रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंग सिस्टमच्या सर्वात महत्वाच्या घटकांपैकी एक आहे. जर तुम्ही एखाद्या सिस्टममध्ये गुंतवणूक केली असेल आणि ते सॉफ्टवेअर वापरण्यास कठीण असेल, चालवण्यासाठी खूप कौशल्याची आवश्यकता असेल किंवा तुम्हाला असे आढळले की रोबोटला प्लाझ्मा कटिंगशी जुळवून घेण्यासाठी आणि कटिंग मार्ग शिकवण्यासाठी खूप वेळ लागतो, तर तुम्ही खूप पैसे वाया घालवत आहात.
रोबोटिक सिम्युलेशन सॉफ्टवेअर सामान्य असले तरी, प्रभावी रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंग सेल्स ऑफलाइन रोबोटिक प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेअर वापरतात जे स्वयंचलितपणे रोबोट पाथ प्रोग्रामिंग करेल, टक्कर ओळखेल आणि भरपाई करेल आणि प्लाझ्मा कटिंग प्रक्रियेचे ज्ञान एकत्रित करेल. खोल प्लाझ्मा प्रक्रियेचे ज्ञान समाविष्ट करणे महत्त्वाचे आहे. यासारख्या सॉफ्टवेअरसह, सर्वात जटिल रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंग अनुप्रयोग देखील स्वयंचलित करणे खूप सोपे होते.
प्लाझ्मा कटिंग कॉम्प्लेक्स मल्टी-अॅक्सिस आकारांसाठी अद्वितीय टॉर्च भूमिती आवश्यक आहे. सामान्य XY अनुप्रयोगात वापरलेली टॉर्च भूमिती (आकृती 1 पहा) वक्र प्रेशर वेसल हेडसारख्या जटिल आकारावर लागू करा आणि तुम्ही टक्कर होण्याची शक्यता वाढवाल. या कारणास्तव, तीक्ष्ण-कोन टॉर्च ("पॉइंटेड" डिझाइनसह) रोबोटिक आकार कटिंगसाठी अधिक योग्य आहेत.
सर्व प्रकारच्या टक्करी फक्त तीक्ष्ण कोन असलेल्या टॉर्चने टाळता येत नाहीत. टक्करी टाळण्यासाठी पार्ट प्रोग्राममध्ये कट उंचीमध्ये बदल (म्हणजेच टॉर्चच्या टोकाला वर्कपीसपर्यंत क्लिअरन्स असणे आवश्यक आहे) असणे आवश्यक आहे (आकृती २ पहा).
कटिंग प्रक्रियेदरम्यान, प्लाझ्मा वायू टॉर्च बॉडीमधून भोवरा दिशेने टॉर्चच्या टोकाकडे वाहतो. या फिरण्याच्या क्रियेमुळे केंद्रापसारक शक्ती जड कणांना वायू स्तंभातून नोझल होलच्या परिघापर्यंत खेचू देते आणि टॉर्च असेंब्लीचे गरम इलेक्ट्रॉनच्या प्रवाहापासून संरक्षण करते. प्लाझ्माचे तापमान २०,००० अंश सेल्सिअसच्या जवळ असते, तर टॉर्चचे तांबे भाग १,१०० अंश सेल्सिअसवर वितळतात. उपभोग्य वस्तूंना संरक्षणाची आवश्यकता असते आणि जड कणांचा इन्सुलेट थर संरक्षण प्रदान करतो.
आकृती १. मानक टॉर्च बॉडीज शीट मेटल कटिंगसाठी डिझाइन केल्या आहेत. बहु-अक्ष अनुप्रयोगात समान टॉर्च वापरल्याने वर्कपीसशी टक्कर होण्याची शक्यता वाढते.
घुमटामुळे कटची एक बाजू दुसऱ्यापेक्षा जास्त गरम होते. घड्याळाच्या दिशेने फिरणाऱ्या वायूसह टॉर्च सामान्यतः कटची गरम बाजू कमानीच्या उजव्या बाजूला ठेवतात (वरून कटच्या दिशेने पाहिल्यास). याचा अर्थ असा की प्रक्रिया अभियंता कटची चांगली बाजू ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी कठोर परिश्रम करतो आणि असे गृहीत धरतो की वाईट बाजू (डावीकडे) भंगार असेल (आकृती 3 पहा).
अंतर्गत वैशिष्ट्ये घड्याळाच्या उलट दिशेने कापली पाहिजेत, प्लाझ्माची गरम बाजू उजव्या बाजूला (भागाच्या काठाची बाजू) स्वच्छ कट करते. त्याऐवजी, भागाची परिमिती घड्याळाच्या दिशेने कापली पाहिजे. जर टॉर्च चुकीच्या दिशेने कापला तर तो कट प्रोफाइलमध्ये एक मोठा टेपर तयार करू शकतो आणि भागाच्या काठावर ड्रॉस वाढवू शकतो. मूलतः, तुम्ही स्क्रॅपवर "चांगले कट" लावत आहात.
लक्षात घ्या की बहुतेक प्लाझ्मा पॅनेल कटिंग टेबल्समध्ये कंट्रोलरमध्ये आर्क कटच्या दिशेबद्दल प्रक्रिया बुद्धिमत्ता अंतर्भूत असते. परंतु रोबोटिक्सच्या क्षेत्रात, हे तपशील आवश्यकपणे ज्ञात किंवा समजलेले नाहीत आणि ते अद्याप सामान्य रोबोट कंट्रोलरमध्ये एम्बेड केलेले नाहीत - म्हणून एम्बेडेड प्लाझ्मा प्रक्रियेचे ज्ञान असलेले ऑफलाइन रोबोट प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेअर असणे महत्वाचे आहे.
धातूला छेदण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या टॉर्चच्या हालचालीचा प्लाझ्मा कटिंग उपभोग्य वस्तूंवर थेट परिणाम होतो. जर प्लाझ्मा टॉर्च कटिंग उंचीवर (वर्कपीसच्या खूप जवळ) शीटला छेदत असेल, तर वितळलेल्या धातूच्या रिकॉइलमुळे ढाल आणि नोजलचे त्वरीत नुकसान होऊ शकते. यामुळे कटची गुणवत्ता खराब होते आणि उपभोग्य वस्तूंचे आयुष्य कमी होते.
पुन्हा, गॅन्ट्रीसह शीट मेटल कटिंग अॅप्लिकेशन्समध्ये हे क्वचितच घडते, कारण उच्च दर्जाची टॉर्च कौशल्ये कंट्रोलरमध्ये आधीच अंतर्भूत असतात. ऑपरेटर पियर्स सीक्वेन्स सुरू करण्यासाठी एक बटण दाबतो, ज्यामुळे योग्य पियर्स उंची सुनिश्चित करण्यासाठी अनेक घटना सुरू होतात.
प्रथम, टॉर्च उंची-सेन्सिंग प्रक्रिया करते, सामान्यतः वर्कपीस पृष्ठभाग शोधण्यासाठी ओमिक सिग्नल वापरते. प्लेट ठेवल्यानंतर, टॉर्च प्लेटपासून ट्रान्सफर उंचीवर मागे घेतली जाते, जे प्लाझ्मा आर्क वर्कपीसवर ट्रान्सफर करण्यासाठी इष्टतम अंतर आहे. एकदा प्लाझ्मा आर्क ट्रान्सफर झाल्यानंतर, ते पूर्णपणे गरम होऊ शकते. या टप्प्यावर टॉर्च पियर्स उंचीवर जाते, जे वर्कपीसपासून सुरक्षित अंतर आहे आणि वितळलेल्या पदार्थाच्या ब्लोबॅकपासून दूर आहे. प्लाझ्मा आर्क प्लेटमध्ये पूर्णपणे प्रवेश करेपर्यंत टॉर्च हे अंतर राखते. पियर्स विलंब पूर्ण झाल्यानंतर, टॉर्च मेटल प्लेटकडे खाली सरकते आणि कटिंग गती सुरू करते (आकृती 4 पहा).
पुन्हा, ही सर्व बुद्धिमत्ता सहसा शीट कटिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या प्लाझ्मा कंट्रोलरमध्ये तयार केली जाते, रोबोट कंट्रोलरमध्ये नाही. रोबोटिक कटिंगमध्ये देखील गुंतागुंतीचा आणखी एक थर असतो. चुकीच्या उंचीवर छेदन करणे पुरेसे वाईट आहे, परंतु बहु-अक्ष आकार कापताना, टॉर्च वर्कपीस आणि सामग्रीच्या जाडीसाठी सर्वोत्तम दिशेने असू शकत नाही. जर टॉर्च तो छेदत असलेल्या धातूच्या पृष्ठभागावर लंब नसेल, तर तो आवश्यकतेपेक्षा जाड क्रॉस-सेक्शन कापेल, ज्यामुळे उपभोग्य आयुष्य वाया जाईल. याव्यतिरिक्त, चुकीच्या दिशेने कंटूर केलेल्या वर्कपीसला छेदन केल्याने टॉर्च असेंब्ली वर्कपीस पृष्ठभागाच्या खूप जवळ येऊ शकते, ज्यामुळे ते वितळण्याच्या झटक्यात येऊ शकते आणि अकाली बिघाड होऊ शकतो (आकृती 5 पहा).
प्रेशर वेसलचे डोके वाकवण्याचा समावेश असलेल्या रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंग अॅप्लिकेशनचा विचार करा. शीट कटिंग प्रमाणेच, रोबोटिक टॉर्चला छिद्र पाडण्यासाठी शक्य तितके पातळ क्रॉस-सेक्शन सुनिश्चित करण्यासाठी मटेरियलच्या पृष्ठभागावर लंब ठेवावे. प्लाझ्मा टॉर्च वर्कपीसजवळ येताच, ते वेसल पृष्ठभाग सापडेपर्यंत उंची सेन्सिंग वापरते, नंतर उंची हस्तांतरित करण्यासाठी टॉर्च अक्षाच्या बाजूने मागे घेते. चाप हस्तांतरित केल्यानंतर, टॉर्च पुन्हा टॉर्च अक्षाच्या बाजूने मागे घेतला जातो जेणेकरून उंची छेदता येईल, ब्लोबॅकपासून सुरक्षितपणे दूर (आकृती 6 पहा).
एकदा पियर्स विलंब संपला की, टॉर्च कटिंग उंचीपर्यंत खाली आणला जातो. आकृतिबंधांवर प्रक्रिया करताना, टॉर्च एकाच वेळी किंवा चरणांमध्ये इच्छित कटिंग दिशेने फिरवला जातो. या टप्प्यावर, कटिंग क्रम सुरू होतो.
रोबोट्सना अति-निर्धारित प्रणाली म्हणतात. असं असलं तरी, एकाच टप्प्यावर पोहोचण्यासाठी त्यात अनेक मार्ग आहेत. याचा अर्थ असा की रोबोटला हालचाल शिकवणाऱ्या किंवा इतर कोणालाही, रोबोटची हालचाल समजून घेण्याच्या बाबतीत किंवा प्लाझ्मा कटिंगच्या मशीनिंग आवश्यकता समजून घेण्याच्या बाबतीत, विशिष्ट पातळीचे कौशल्य असणे आवश्यक आहे.
जरी शिकवण्याचे पेंडेंट विकसित झाले असले तरी, काही कामे मूळतः शिकवण्याच्या पेंडेंट प्रोग्रामिंगसाठी योग्य नाहीत - विशेषतः मोठ्या संख्येने मिश्रित कमी-व्हॉल्यूम भागांचा समावेश असलेली कामे. रोबोट शिकवले जातात तेव्हा ते उत्पादन करत नाहीत आणि जटिल भागांसाठी शिकवण्यास तास किंवा दिवस देखील लागू शकतात.
प्लाझ्मा कटिंग मॉड्यूल्ससह डिझाइन केलेले ऑफलाइन रोबोट प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेअर हे कौशल्य एम्बेड करेल (आकृती 7 पहा). यामध्ये प्लाझ्मा गॅस कटिंग दिशा, प्रारंभिक उंची सेन्सिंग, पियर्स सिक्वेन्सिंग आणि टॉर्च आणि प्लाझ्मा प्रक्रियांसाठी कटिंग स्पीड ऑप्टिमायझेशन समाविष्ट आहे.
आकृती २. रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंगसाठी शार्प ("पॉइंटेड") टॉर्च अधिक योग्य आहेत. परंतु या टॉर्च भूमितींसह, टक्कर होण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी कटची उंची वाढवणे चांगले.
हे सॉफ्टवेअर ओव्हरडिटरमँड सिस्टम प्रोग्राम करण्यासाठी आवश्यक असलेली रोबोटिक्स कौशल्य प्रदान करते. ते सिंग्युलॅरिटीज किंवा रोबोटिक एंड-इफेक्टर (या प्रकरणात, प्लाझ्मा टॉर्च) वर्कपीसपर्यंत पोहोचू शकत नाही अशा परिस्थितींचे व्यवस्थापन करते; जॉइंट लिमिट्स; ओव्हरट्रॅव्हल; रिस्ट रोलओव्हर; टक्कर शोधणे; बाह्य अक्ष; आणि टूलपाथ ऑप्टिमायझेशन. प्रथम, प्रोग्रामर तयार झालेल्या भागाची CAD फाइल ऑफलाइन रोबोट प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेअरमध्ये आयात करतो, नंतर टक्कर आणि श्रेणी मर्यादा लक्षात घेऊन पियर्स पॉइंट आणि इतर पॅरामीटर्ससह कट करायची धार परिभाषित करतो.
ऑफलाइन रोबोटिक्स सॉफ्टवेअरच्या काही नवीनतम पुनरावृत्तींमध्ये तथाकथित टास्क-बेस्ड ऑफलाइन प्रोग्रामिंगचा वापर केला जातो. ही पद्धत प्रोग्रामरना स्वयंचलितपणे कटिंग पाथ जनरेट करण्याची आणि एकाच वेळी अनेक प्रोफाइल निवडण्याची परवानगी देते. प्रोग्रामर एक एज पाथ सिलेक्टर निवडू शकतो जो कटिंग पाथ आणि दिशा दर्शवितो आणि नंतर प्रारंभ आणि शेवटचे बिंदू तसेच प्लाझ्मा टॉर्चची दिशा आणि कल बदलणे निवडू शकतो. प्रोग्रामिंग सामान्यतः सुरू होते (रोबोटिक आर्म किंवा प्लाझ्मा सिस्टमच्या ब्रँडकडे दुर्लक्ष करून) आणि विशिष्ट रोबोट मॉडेल समाविष्ट करण्यासाठी पुढे जाते.
परिणामी सिम्युलेशन रोबोटिक सेलमधील सर्व गोष्टी विचारात घेऊ शकते, ज्यामध्ये सुरक्षा अडथळे, फिक्स्चर आणि प्लाझ्मा टॉर्च सारख्या घटकांचा समावेश आहे. त्यानंतर ते ऑपरेटरसाठी कोणत्याही संभाव्य किनेमॅटिक त्रुटी आणि टक्करांसाठी खाते तयार करते, जो नंतर समस्या दुरुस्त करू शकतो. उदाहरणार्थ, एका सिम्युलेशनमुळे प्रेशर वेसलच्या डोक्यात दोन वेगवेगळ्या कटांमधील टक्कर समस्या उघड होऊ शकते. प्रत्येक चीरा डोक्याच्या समोच्च बाजूने वेगळ्या उंचीवर असतो, म्हणून चीरांमधील जलद हालचाली आवश्यक क्लिअरन्ससाठी जबाबदार असतात - काम जमिनीवर पोहोचण्यापूर्वी सोडवलेले एक लहान तपशील, जे डोकेदुखी आणि कचरा दूर करण्यास मदत करते.
सततची कामगार टंचाई आणि ग्राहकांच्या वाढत्या मागणीमुळे अधिकाधिक उत्पादक रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंगकडे वळले आहेत. दुर्दैवाने, बरेच लोक अधिक गुंतागुंत शोधण्यासाठी पाण्यात बुडी मारतात, विशेषतः जेव्हा ऑटोमेशन एकत्रित करणाऱ्या लोकांना प्लाझ्मा कटिंग प्रक्रियेचे ज्ञान नसते. हा मार्ग फक्त निराशेकडे नेईल.
सुरुवातीपासूनच प्लाझ्मा कटिंगचे ज्ञान एकत्रित करा आणि गोष्टी बदलतात. प्लाझ्मा प्रोसेस इंटेलिजन्ससह, रोबोट सर्वात कार्यक्षमतेने छेदन करण्यासाठी आवश्यकतेनुसार फिरू शकतो आणि हालचाल करू शकतो, ज्यामुळे उपभोग्य वस्तूंचे आयुष्य वाढते. ते योग्य दिशेने कापते आणि कोणत्याही वर्कपीस टक्कर टाळण्यासाठी युक्त्या करते. ऑटोमेशनच्या या मार्गाचे अनुसरण करताना, उत्पादकांना बक्षीस मिळते.
हा लेख २०२१ च्या FABTECH परिषदेत सादर केलेल्या "३D रोबोटिक प्लाझ्मा कटिंगमधील प्रगती" वर आधारित आहे.
फॅब्रिकेटर हे उत्तर अमेरिकेतील आघाडीचे धातू निर्मिती आणि फॅब्रिकेशन उद्योग मासिक आहे. हे मासिक बातम्या, तांत्रिक लेख आणि केस हिस्ट्री प्रदान करते जे उत्पादकांना त्यांचे काम अधिक कार्यक्षमतेने करण्यास सक्षम करते. फॅब्रिकेटर १९७० पासून उद्योगाला सेवा देत आहे.
आता द फॅब्रिकेटरच्या डिजिटल आवृत्तीत पूर्ण प्रवेशासह, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश.
द ट्यूब अँड पाईप जर्नलची डिजिटल आवृत्ती आता पूर्णपणे उपलब्ध आहे, जी मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश प्रदान करते.
स्टॅम्पिंग जर्नलच्या डिजिटल आवृत्तीचा पूर्ण प्रवेश घ्या, जे मेटल स्टॅम्पिंग मार्केटसाठी नवीनतम तांत्रिक प्रगती, सर्वोत्तम पद्धती आणि उद्योग बातम्या प्रदान करते.
आता द फॅब्रिकेटर एन एस्पॅनॉलच्या डिजिटल आवृत्तीत पूर्ण प्रवेशासह, मौल्यवान उद्योग संसाधनांमध्ये सहज प्रवेश.
पोस्ट वेळ: मे-२५-२०२२
