Чпу труборез своими руками

Главная страница » Плазменная резка » Плазменная резка труб на станках с ЧПУ

На нашем сайте знакомство с оборудованием, предназначенным для плазменной резки труб, началось со статьи «Станки плазменной резки труб». Про станки, оснащённые ЧПУ, мы рассказывали в статье «Установки плазменной резки с ЧПУ». Сегодня поговорим о плазменной резке труб на станках с ЧПУ.

Машина термической резки «Комета».

ЧПУ на плазменных труборезах

Кому приходилось резать трубы углошлифовальной машиной (УШМ) в ходе подготовки её для дальнейшей сварки, знают, насколько это трудоёмкая работа. Особенно, если рез приходилось выполнять под углом или по кривой линии. Образовавшиеся зазоры приходилось заваривать, а это значительно снижало качество. Что бы как-то выйти из положения, использовали разнообразные переходники, муфты и т. п., что значительно усложняло и утяжеляло конструкцию.

С внедрением технологий плазменной резки труб, выполнение подобных работ стало вызывать значительно меньше трудностей. Современное станочное оборудование, оснащённое числовыми программными устройствами (ЧПУ) с соответствующим программным обеспечением (ПО), даёт возможность легко и точно обрезать трубы по любой, самой сложной траектории и сопрягать между собой любые формы. Это значительно повысило качество соединений и производительность труда. Рассмотрим, как выполняется плазменная резка труб на станке с ЧПУ на примере «Vanad Miron B&R».

Станок плазменной резки бренда «ARCBRO» модель «Tube S1».

Станок для плазменной резки труб с ЧПУ «Vanad Miron B&R»

Станок «Vanad Miron B&R» позволяет выполнить любую точную резку труб высокой сложности благодаря применению последних достижений в области механизированной обработки изделий из металла:

• плазменной автоматизированной технологии резки круглого проката;
• системы точного и быстрого регулирования высоты плазменной горелки. Это позволяет получать прецизионную точность контура, высокое качество реза поверхности без образования грата на его нижней кромке и шлака.

Применение станка «Vanad Miron B&R» даёт возможность:

• интегрировать несколько труб в один узел;
• соединять трубы под острыми углами, избегая при этом зазоров. Следовательно, не потребуется дополнительная механическая обработка.

Станок плазменной резки с ЧПУ «Шквал Б».

ЧПУ для станка «Vanad Miron B&R»

Станок для плазменной резки труб «Vanad Miron B&R» оснащён мощным промышленным компьютером бренда «B&R» модель «Automation PC 620 (APC 620)». Этот компьютер, имеющий собственные операционную систему и язык программирования, обеспечивает комплексную автоматизацию раскроя.

Система его управления представляет собой совокупность точно согласованных компонентов:

• панель управления, имеющая диагональ 10’’. На ней установлен сенсорный цветной интерфейс собственной разработки «Vanad»;
• промышленная клавиатура, закрытая мембранным покрытием. Она имеет степень защиты IP65;
• мобильный пульт управления;
• модули ввода и вывода информации.

Компьютер укомплектован программным обеспечением «Техтран Tube Cutting», предназначенным для раскроя трубного проката. Имеется библиотека с большим количеством макросов конструкций резов.

Особенностью конструкции компьютера является инновационное решение схемы охлаждения: в ней отсутствуют вентиляторы. В системе применено пассивное охлаждение: используются радиаторы, установленные на внешней стенке корпуса компьютера. Исключение вентиляторов дает возможность не всасывать воздух извне. Этим предотвращается попадание металлической пыли на элементы ЧПУ. Кроме того, сокращается время технического обслуживания (исключается необходимость регулярной замены вентиляционных фильтров).

Станок плазменной резки труб с ЧПУ серии «CNCXG».

Технические характеристики

Станок для плазменной резки труб с ЧПУ «Vanad Miron B&R» имеет следующие характеристики:

• размеры обрабатываемой трубы:

• диаметр, мм: 60…600;
• длина, мм: ≤ 6000;

Машина оснащена имеющими высокую надёжность двигателями и сервоусилителями. Запас мощности и точная согласованность цепочки устройств: ЧПУ «B&R» – сервоусилитель «B&R» — двигатель «B&R» — обеспечивают легкость перемещения плазмореза, создавая необходимые ускорения в отверстиях.

Станок плазменной резки труб «Vanad Miron B&R».

Где купить

Компания ЗАО «ВанадРус»;

Компания предлагает станок для плазменной резки труб с ЧПУ «Vanad Miron B&R». Стоимость от 1800000 рублей.

При производстве различных операций связанных с обработкой металла широкое распространение получила технология плазменной резки. Плазменные труборезы позволяют производить разноплановый раскрой обрабатываемых заготовок с минимальным воздействием на изделия. Высокая производительность оборудования позволяет выполнять разделку металла, образуя ровные края реза без изъянов и с достаточно высокой скоростью.

Технология плазменной резки

Технология, когда выполняется плазменная резка труб, основана на нескольких основополагающих факторах:

1. составе газовой смеси используемой для резки;
2. установленном факельном зазоре (расстоянии, между обрабатываемой заготовкой и соплом трубореза);
3. используемой силе тока для образования плазменной дуги;
4. скорости проведения операции резки.

Операция плазменной обработки металла может выполняться в двух режимах:

При использовании оборудования для ручной резки применяется плазмообразующий газ – воздух, который обеспечивает процесс разделки металла с толщиной до 25 мм. Использование воздуха при проведении технологического процесса является наиболее экономичным способом, но образующаяся кромка на металле содержит повышенный процент оксида азота, трудно удаляемой при зачистке.

Автоматическая резка производится при подаче смеси газов: азота и водяной взвеси и применяется для металлов толщиной до 25 мм.
При обработке металла толщиной более 25 мм, производится увеличение давления подаваемого газа, что способствует ускоренной разделке металла.

Характеристики процесса плазменной резки

Для осуществления процесса разделки металла необходимо поддерживать состояние газового пламени на одном уровне.

Факельный зазор должен быть постоянным для обеспечения:

1. устойчивости дуги;
2. перпендикулярности кромки реза;
3. постоянной величины плотности дуги.

Процесс резки напрямую зависит от факельного зазора и угла наклона. С увеличением факельного зазора возрастает угол наклона кромки реза. Оптимальным считается размер зазора в пределах от 1.5 до 10 мм, что обеспечивает высокое качество и скорость проведения работ. Снижение расстояния необходимого зазора способствует выходу из строя электрода и сопла. Для этого оборудование для резки (труборез) оснащается стабилизатором высоты, регулирующим постоянное значение факельного зазора.

Немаловажную роль играет сила тока дуги, используемая в ходе операции резки. В зависимости от подбора пары электрод-сопло, устанавливается оптимальное значение тока. При настройке системы устанавливается величина тока в размере 95% от оптимального значения. Рабочие пары подбираются по принципу прямой зависимости – с увеличением значения величины тока подбирается сопло с большим диаметром выходного отверстия.

Производительность оборудования, когда выполняется плазменная резка труб, прежде всего, характеризуется скоростью выполнения операций разделки металла с образованием отходов горения, которые необходимо удалить.

Скорость резки должна быть оптимальной для образования ровного реза, с учетом того, что угол отставания прорезания нижней кромки недолжен, превышать 5% по сравнению с верхним участком поверхности металла.

Настройка оборудования при выполнении операций плазменной резки

Процесс плазменной резки и его качественные характеристики нормируются по ГОСТ 14792-80 и содержат показатели, которые должны соответствовать:

1. по шероховатости поверхности торцевой кромки;
2. по влиянию на термическую зону;
3. по линейному отклонению;
4. неперпендикулярности торцевой поверхности.

Для поддержания высокого качества реза особо регламинтаруются два показателя:

Для выполнения разделки металлических труб используются плазматроны, выпускаемые специализированными компаниями:

Применение труборезов на производстве

Перечень выпускаемых моделей труборезов можно разделить на три категории:

1. стационарные установки, применяемые для разделки труб широкого диапазона;
2. портативные установки, которые используются для разделки труб большого диаметра, в полевых условиях;
3. переносные установки.

На промышленных предприятиях широко используются станки плазменной резки с ЧПУ. Процесс резки металла осуществляется в автоматическом режиме согласно установленной программе. Станок для плазменной резки (труборез) состоит:

Использование однотипного копира дает возможность менять диаметр обрабатываемой трубы или угол обработки без смены шаблона. Труборез позволяет резать трубы в диапазоне от 0 до 45*. Оборудование рассчитано на напряжение 380 В с использованием подачи сжатого воздуха под давлением более 0.6 МПа.

Технологические операции по резке труб должны выполняться при температурном режиме от +5 до +40*С и оснащаться вытяжной вентиляцией.

Для разделки труб с высокой точностью используется труборез плазменной резки Vanad Miron ЧПУ B&R обеспечивающий обработку заготовок в автоматическом режиме. Труборез укомплектован двигателями и специальными сервоусилителями позволяющими вести точную обработку заготовок.

Используемый труборез Vanad Miron дает возможность:

1. вести обработку деталей с выполнением сразу нескольких операций;
2. проводить постоянную самодиагностику;
3. использовать готовую библиотеку макросов;
4. снизить расход электроэнергии;
5. производить высокоточную обработку заготовок.

Станок оснащен вращающимся модулем Rot Cut, который позволяет производить комбинированную резку труб, а консольная конструкция дает возможность обрабатывать трубы под разными углами с разных сторон.

Технические характеристики оборудования:

1. мощность привода – 350 Вт;
2. точность позиционирования заготовки — +-0.1 мм;
3. диаметр обрабатываемых труб – 60-600 мм;
4. скорость обработки – 13 м/мин.;
5. точность -+-0.25 м/сек2;
6. допустимая длина обрабатываемой трубы – 6000 мм;
7. оси X,Y,Z — линейные направления.

Оборудование для плазменной резки можно устанавливать на трубу в любом свободном месте с использованием зажимов специальной конструкции. Для смещения установки используются специальные ролики и привод. Для фиксации агрегата применяется металлическая лента центратора.

Для управления труборезом и перемещением его по трубе применяется пульт управления. Труборезы способны производить раскрой труб различного диаметра и осуществлять вспомогательные операции (подготовка поверхности, зачистка шва, снятие фаски, разделывание кромки).

Переносные установки используются для выполнения локальных работ в труднодоступных местах и при выполнении операций связанных с малосерийными заказами.

Использование оборудования для плазменной резки позволяет повысить производительность труда, точность разделки заготовок и сложность выполняемых поставленных задач.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Плазменная резка металла отличается от других способов изготовления деталей сложной конфигурации тем, что в результате получаются изделия очень точной формы, и обрабатывать их кромки не требуется. Станок с ЧПУ плазморез своими руками сделать теоретически можно. На практике же получается на 50-70% крупноузловая сборка.

Самостоятельно сделать можно некоторые узлы:

• станину;
• систему охлаждения;
• защитные приспособления.

Все остальное придется покупать в готовом виде и устанавливать на станок. Стоимость самодельного станка будет ниже, чем у оборудования заводской сборки приблизительно на 50%. Но при этом возникнут сложности с настройкой и обслуживанием. К тому же станок плазменной резки кустарного производства ограничен в возможностях. Полной универсальности достичь не удастся, даже при использовании деталей от лучших производителей. Максимум, что он сможет — это вырезать отдельные детали из листового металла небольшой толщины. Для крупносерийного производства самодельные станки не годятся.

Но в условиях небольшой мастерской или цеха, где металлообработка требуется в ограниченном объеме и нет высоких запросов к точности конфигурации деталей, такой станок очень пригодится. Кроме того, что купить его получиться вдвое дороже, при сборке можно использовать часть уже имеющегося металла, например, при изготовлении станины.

Рабочий стол

Плазменная резка металла применяется для обработки листового проката довольно больших размеров. Стол должен иметь большие размеры и регулироваться по высоте. Для самодельного станка воздушно-плазменной резки достаточно размеров 1300х1300 мм или чуть больше. Как правило, в непрофильных мастерских более крупные листы не используются. Но при постройке станка своими руками чертежи можно изменить под конкретные потребности.

Платформа сваривается из профильной трубы (квадрат) 80х80х4 мм или 10х10х4 мм. Можно использовать и прямоугольный профиль, но квадрат получается дешевле, и варить его проще. Форма основания — обычный стол на четырех ножках. Каждая ножка должна быть оборудована винтовой системой регулировки высоты — для точного горизонтирования.

Направляющие делаются из трубы диаметром 1 или 1,5 дюйма. На них установлены ролики на подшипниках, которые можно без труда выточить самостоятельно из мягкой стали. Станок плазменной резки металла с ЧПУ будет отличаться высокой производительностью только в том случае, когда подача и перемещение заготовок не будет вызывать затруднений.

Плазморез

Самодельный рабочий плазморез, несмотря на рекламу в интернете и советы «знатоков», сделать невозможно. Слишком сложные процессы происходят в плазмотроне, и поддержать постоянный уровень температуры и стабильную дугу, которых требует ЧПУ станок на кустарном изделии невозможно. Потребуется купить одну из моделей плазмотронов, рассчитанных на длительную работу.

При высокой стоимости оборудования для сварки, лучше всего остановиться на инструментах известных брендов, например, Brima, TBi или ESAB. Покупать элитное оборудование для самодельного станка нет необходимости — уровень продукции этих компаний вполне профессиональный, а цена доступная даже для домашнего производства. Китайские дешевые плазмотроны не нужно покупать даже из соображений экономии. Лучше отказаться от идеи плазменного станка с ЧПУ своими руками, чем держать его в мастерской в качестве мебели.

Генератор тока выбираем инверторный. Трансформаторы отличаются невысоким КПД и невысокой стабильностью тока. Они вполне работоспособны в составе ручных плазморезов, но для серийного производства не подходят — пульсации тока могут отрицательно повлиять на точность резки. Кроме того, энергозатраты при использовании трансформатора на порядок выше, чем у инвертора. Если приходится работать на станке часто и длительное время, то разница весьма ощутима.

Направляющие и управление

Плазморез с ЧПУ своими руками практически ничем не отличается от заводского по возможностям. Режущая головка должна иметь возможность двигаться по трем осям. Мобильную раму можно без особого напряжения сделать своими руками. Купить придется только шаговые двигатели и экранированные кабели.

Защита кабеля необходима — сигнал от ЧПУ очень чувствительный и помехи даже от инвертора могут повлиять на работу системы. Если станок работает от трансформатора, то защита кабелей необходима вдвойне. Программный блок тоже подвержен влиянию посторонних электрических полей, установить его лучше всего в заземленном металлическом ящике. Схема простая, но очень действенная.

Купить двигатели, блок питания и остальные комплектующие для координатной системы можно в интернет-магазинах. Стоимость среднего по качеству набора из 5-ти двигателей, блока питания и контроллера (пятиосевого) составляет около 20 тысяч рублей (по ценам eBay). По сравнению со стоимостью заводского станка — цена мизерная.

Ходовые винты, концевики и прочие принадлежности тоже придется покупать. В качестве концевых выключателей можно использовать автомобильные датчики Холла. Они на порядок дешевле стандартных промышленных, хотя по надежности и действенности находятся на одном и том же уровне.

Платы управления можно смонтировать и самостоятельно, если есть навыки работы с паяльником и некоторые познания в электронике. Но дешевле и быстрее будет воспользоваться заводской сборкой, например AVR ATmega16 или аналогами. По цене они вполне доступные, а по работоспособности — вполне уместны на станках промышленного уровня.

Сложность схемы и настройки управления делает уместным покупку готовой системы. Адаптировать ее под готовый рабочий стол и плазморез достаточно сложно, лучше поступить наоборот — сначала приобрести систему управления, а затем разрабатывать и реализовать исполняющие механизмы. Это будет оправданным в любом случае.

Стоимость станка

Изготовить станок плазменной резки своими руками — удовольствие дорогое, как в плане финансовых затрат, так и по времени. Кроме слесарных навыков, потребуется профессиональное инженерное мышление и знания электроники и электротехники. В условиях профильного цеха, где работают специалисты различных направлений, стенок с ЧПУ построить вполне реально.

Стоимость самодельного станка, с учетом всех затрат на приобретение комплектующих и оплату труда наемных работников будет находиться в пределах 600-800 тысяч рублей. Купить станок с такими же (приблизительно) возможностями не слишком известного производителя будет стоить около 1,2-1,5 миллиона.

Принимая во внимание то, что собственноручно собранный станок максимально адаптирован под конкретные запросы и отличается стопроцентной ремонтопригодностью без привлечения посторонних сервисных служб (притом дорогостоящих), это еще один аргумент в пользу.