Technika pohyblivého propálení Plazmové řezací

Technika pohyblivého propálení
Plazmové řezací systémy HPR400XD™
a HPR800XD™
Bílá kniha
80784G – 0. revize – listopad 2012
Hypertherm, Inc.
Etna Road, P.O. Box 5010
Hanover, NH 03755 USA
603-643-3441 Tel (Main Office)
603-643-5352 Fax (All Departments)
[email protected] (Main Office Email)
800-643-9878 Tel (Technical Service)
[email protected] (Technical Service Email)
800-737-2978 Tel (Customer Service)
[email protected] (Customer Service Email)
866-643-7711 Tel (Return Materials Authorization)
877-371-2876 Fax (Return Materials Authorization)
[email protected] (RMA email)
Hypertherm Plasmatechnik GmbH
Technologiepark Hanau
Rodenbacher Chaussee 6
D-63457 Hanau-Wolfgang, Deutschland
49 6181 58 2100 Tel
49 6181 58 2134 Fax
49 6181 58 2123 (Technical Service)
Hypertherm (S) Pte Ltd.
82 Genting Lane
Media Centre
Annexe Block #A01-01
Singapore 349567, Republic of Singapore
65 6841 2489 Tel
65 6841 2490 Fax
65 6841 2489 (Technical Service)
Hypertherm (Shanghai) Trading Co., Ltd.
Unit 301, South Building
495 ShangZhong Road
Shanghai, 200231
PR China
86-21-60740003 Tel
86-21-60740393 Fax
Hypertherm Europe B.V.
Vaartveld 9
4704 SE
Roosendaal, Nederland
31 165 596907 Tel
31 165 596901 Fax
31 165 596908 Tel (Marketing)
31 165 596900 Tel (Technical Service)
00 800 4973 7843 Tel (Technical Service)
Hypertherm Japan Ltd.
Level 9, Edobori Center Building
2-1-1 Edobori, Nishi-ku
Osaka 550-0002 Japan
81 6 6225 1183 Tel
81 6 6225 1184 Fax
Hypertherm Brasil Ltda.
Rua Bras Cubas, 231 – Jardim Maia
Guarulhos, SP - Brasil
CEP 07115-030
55 11 2409 2636 Tel
55 11 2408 0462 Fax
Hypertherm México, S.A. de C.V.
Avenida Toluca No. 444, Anexo 1,
Colonia Olivar de los Padres
Delegación Álvaro Obregón
México, D.F. C.P. 01780
52 55 5681 8109 Tel
52 55 5683 2127 Fax
Hypertherm Korea Branch
#3904 Centum Leaders Mark B/D,
1514 Woo-dong, Haeundae-gu, Busan
Korea, 612-889
82 51 747 0358 Tel
82 51 701 0358 Fax
© 2012 Hypertherm, Inc. Všechna práva vyhrazena.
HPR400XD, HPR800XD, PowerPierce, EDGE Pro, Phoenix, Sensor THC, ArcGlide THC, ProNest a Hypertherm jsou ochranné známky společnosti
Hypertherm, Inc. a mohou být registrovány ve Spojených státech a/nebo jiných zemích. Všechny ostatní ochranné známky jsou majetkem příslušných
vlastníků.
Technika pohyblivého propálení
Technika pohyblivého propálení (nerezová ocel až do tloušťky 100 mm)
Kapacitu propálení lze zvýšit při použití techniky známé jako „pohyblivé propálení“. Tato technika v kombinaci s technologií
PowerPierce® umožnila zvýšení kapacity propálení nerezové oceli pro HPR800XD až na tloušťku 100 mm a pro
HPR400XD na tloušťku 75 mm.
Zvedák hořáku musí mít schopnost použít výšku přenosu, propalovací výšku a nastavení řezné výšky společně
se zpožděním řezné výšky a automatického řízení napětí (AVC). Řezací stůl a ovladač musí umožňovat v průběhu přesunu
pohyb. Ovladač Hypertherm’s EDGE® Pro (se softwarem Phoenix® 9.72 nebo pozdější verzí), zvedák Sensor™ THC nebo
zdvihák ArcGlide®, a software pro automatické seskupování tvarů ProNest® podporují tuto techniku s danými parametry.
Poznámka: Materiály použité při zpracování této bílé knihy vycházejí z amerických běžných jednotek (palce).
Pro snadnější orientaci se uvádějí metrické převody.
Základní popis
Pohyblivé propálení (známé také jako běžící propálení nebo propálení za letu) je technika, kterou již obsluhy plazmy roky
využívají k tomu, aby plazmové systémy pronikly do tlustých kovů bez nutnosti použít další operace jako například vrtání.
Metoda pohyblivého propálení zde popsaná využívá synchronizace polohování zvedáku hořáku, pohybu stolu a náběhu
plazmového proudu k dosažení relativně krátkého nájezdu, který směruje roztavený kov na stranu a pryč od hořáku.
Zároveň udržuje hořák co nejdále od roztaveného kovu a udržuje takové napětí na oblouku, které lze zajistit pomocí
napájecího zdroje HPRXD.
Základní proces kombinuje pohyb během propálení tak, aby došlo k vytvoření žlábku v tlustém kovu, kterého lze potom
využít pro odvod roztaveného kovu pryč z prohlubující se „štěrbiny“. Roztavený kov se vede na bok hořáku v opačném
směru, než je pohyb stolu a většina se ho ukládá na horní straně tlustého kovu. Jakmile oblouk proniká tlustým kovem,
lze k řezání použít standardní nastavení.
Poznámka: Chemické vlastnosti různých materiálů mohou nepříznivě ovlivňovat výkon propálení systému.
Nastavení pohyblivého propálení podrobně popsané v tomto dokumentu bylo vyvinuto s využitím nerezové
oceli 304L.
Omezení a vybavení a bezpečnostní rizika
Při použití této techniky vzniká roztavený kov ve tvaru „kohoutího ocasu“ a horké plyny, které mohou způsobit poranění
osob, požár a poškodit zařízení, pokud nebudou přijata odpovídající bezpečnostní opatření. Možná bude nutné, abyste
použili chrániče na ochranu obsluhy a zabránili styku roztaveného kovu s jakýmikoliv hořlavými materiály (hořlavé materiály
je třeba držet mimo dosah řezání plazmou). Směr pohyblivého propálení by měl být plánován tak, aby roztavený kov nebyl
směrován na zvedák, portálové řezací zařízení, blízké hořáky, ovladač a jiné citlivé části.
Poznámka: Parametry pohyblivého propálení v tomto dokumentu byly vyvinuty za použití pouze lineárního pohybu.
Roztavený kov, který se kumuluje na tlustém kovu, může ovlivnit následující řeznou dráhu. Může být tedy nutné buď pečlivě
řeznou dráhu naplánovat tak, aby nedocházelo k hromadění strusky, nebo řezný proces přerušit (poté co oblouk pronikl
tlustým kovem) a nahromaděnou strusku z plechu odstranit.
Sekvencování pohybu zvedáku a stolu
Během pohyblivého propálení se jak výška hořáku tak pohyb stolu simultánně kontrolují, aby došlo k optimalizaci výkonu
propálení tlustého kovu. Podrobné údaje pro typické propálení jsou uvedeny v následujícím „Sekvence pohybu zvedáku“
a „Sekvence pohybu stolu“ oddílech.
Bílá kniha 80784G 0. revize
1
Technika pohyblivého propálení
Sekvence pohybu zvedáku
Viz ilustrace následující sekvenceObrázek 1.
1. Provede se IHS (initial height sensing) – sledování zapalovací výšky a hořák je umístěn do výšky přesunu.
2. Hořák je spuštěn a přesouvá se k obrobku; začíná náběh proudu.
3. Po přesunu se hořák rychle posune do propalovací výšky a dojde k pohybu stolu první rychlostí naprogramovanou
pomocí vloženého „F” kódu. (Viz „Sekvence pohybu stolu“ na stránce 4.)
4. Hořák se udržuje v propalovací výšce dokud nevypršízpoždění pohybu (procento celkového propalovacího
zpoždění).
5. Když uplyne zpoždění pohybu , hořák se posune do koncové propalovací výšky. Tento posun je načasován tak,
aby k němu došlo v koncové výšce, kdy uplynulo propalovací zpoždění.
6. Hořák zůstane v v koncové propalovací výšce po dobu zpoždění řezné výšky. Po uplynutí zpoždění řezné
výšky se hořák posune do řezné výšky a v této výšce zůstane dokud neuplyne zpoždění AVC (kontrola napětí
na oblouku) při pohyblivém propálení (MP).
7.
Když uplyne zpoždění AVC při MP, spustí se ovládání napětí na oblouku.
8. Vyřezání obrysů dílu je dokončeno.
2
Bílá kniha 80784G 0. revize
Technika pohyblivého propálení
Výška hořáku
15
17
13
16
14
18
Čas
Obrázek 1 – Časový diagram výšky hořáku při pohyblivém propálení
Propalovací výška
AVC začne, když uplyne zpoždění AVC při MP před
začátkem řezu
Koncová propalovací výška
Posun na výšku přenosu
Výška přenosu
Propalovací zpoždění
Řezná výška
13
Zpoždění pohybu
Snímání počáteční výšky
14
Posun na propalovací výšku
Přenos oblouku, začíná pohyb, průtok ochranného plynu
se přepne z předfuku plynu do pracovního průtoku
(je-li předfuk plynu nižší než pracovní průtok)
15
Zpoždění řezné výšky
Hořák se začne snižovat na koncovou propalovací výšku
16
Oblouk proniká do tlustého kovu v této oblasti
Hořák dosáhne koncové propalovací výšky, jakmile uplyne
propalovací zpoždění
17
Zpoždění AVC MP
Hořák se sníží do řezné výšky, jakmile uplyne zpoždění
řezné výšky
18
Posun na řeznou výšku
Bílá kniha 80784G 0. revize
3
Technika pohyblivého propálení
Sekvence pohybu stolu
Viz ilustrace následující sekvenceObrázek 2.
1. Po přesunu začíná první část pohybu stolu při vysoké drážkovací rychlosti (první „F“ kód) po takovou požadovanou
dobu, nutnou k tomu, aby se vytvořil odvodný kanálek (nebo žlábek).
2. Druhá část pohybu stolu začíná při střední rychlosti (druhý „F“ kód) a probíhá po dobu nutnou k tomu, aby došlo
k penetraci tlustého kovu.
3. Třetí část pohybu stolu začíná při naprogramované řezné rychlosti. Zbytek řezu je proveden při této rychlosti
(třetí „F“ kód).
4. Nakonec se dokončí vyřezání obrysů dílu.
Rychlost posuvu
13
Čas
Obrázek 2 – Časový diagram pohybu stolu při pohyblivém propálení
Drážkovací rychlost
Hořák se sníží do řezné výšky, jakmile uplyne zpoždění
řezné výšky
Řezná rychlost
AVC začne, když uplyne zpoždění AVC při MP před
začátkem řezu
Pomalý pohyb nebo střední rychlost
Vytvoří odtokový žlábek
Snímání počáteční výšky
Penetrace tlustého kovu pokračuje zatímco roztavený kov
je odváděn pomocí žlábku
Přenos oblouku, začíná pohyb, průtok ochranného plynu
se přepne z předfuku plynu do pracovního průtoku
(je-li předfuk plynu nižší než pracovní průtok)
Oblouk proniká do tlustého kovu v této oblasti
Hořák se začne snižovat na koncovou propalovací výšku
13
Přesun na řeznou rychlost zatímco oblouk proniká
do tlustého kovu
Hořák dosáhne koncové propalovací výšky, jakmile uplyne
propalovací zpoždění
4
Bílá kniha 80784G 0. revize
Technika pohyblivého propálení
Parametry vestavěného programu dílů
Pokud používáte ovladač EDGE Pro, použijte následující výčet parametrů k ovládání sekvence pohyblivého propálení
(MP).
Tabulka 1: Parametry vestavěného programu dílů pro pohyblivé propálení
Název parametru
Kód vestavěného programu
Popis
Posuv při MP #1 – rychlé
drážkování
F45
G01 X0 Y1
Rychlost = 1143 mm/m
Pohyb 25 mm, osa Y
Posuv při MP #2 – střední
F20
G01 X0 Y0.5
Rychlost = 508 mm/m
Pohyb 13 mm, osa Y
Posuv při MP #3 – řezná rychlost
F10
G01 X0 Y2.5
Rychlost = 254 mm/m
Pohyb 65 mm, osa Y
Faktor výšky přenosu
G59 V604 F300
Výška přenosu = 300 % řezné výšky
Propalovací zpoždění
G59 V601 F8.0
Celkové propalovací zpoždění = 8,0 sekund
Zpoždění pohybu (zvedák)
G59 V610 F50
Procentuální zpoždění pohybu = 50 % propalovacího
zpoždění
Faktor propalovací výšky
G59 V602 F500
Propalovací výška = 500 % řezné výšky
Faktor koncové propalovací výšky
G59 V611 F250
Koncová propalovací výška = 250 % řezné výšky
Zpoždění řezné výšky
G59 V605 F3.0
Zpoždění řezné výšky = 3,0 sekund
Řezná výška
G59 V603 F0.25
Řezná výška = 6 mm
Zpoždění AVC MP
M51T15
Zpoždění AVC MP = 4 sekundy (hodnota M51T
je součet zpoždění AVC MP, zpoždění řezné výšky
a propalovacího zpoždění)
Parametry pohyblivého propálení nerezové oceli
Následující tabulky obsahují parametry pohyblivého propálení (v metrických jednotkách), které byly navrženy pro propálení
nerezové oceli do tloušťky 100 mm.
Bílá kniha 80784G 0. revize
5
Tloušťka
(mm)
Rychlost 1
(mm/m)
Rychlost 2
(mm/m)
Rychlost 3
(mm/m)
Část 1
(mm)
Část 2
(mm)
Část 3
(mm)
Faktor výšky přenosu
(% výšky řezu)
Propalovací zpoždění
(sekundy)
Procentuální
zpoždění posunutí
(% zpoždění propálení)
Faktor propalovací výšky
(% výšky řezu)
Konec propálení
Faktor výšky
(% výšky řezu)
Zpoždění řezné výšky
(sekundy)
Výška řezu
(mm)
Zpoždění AVC MP
(sekundy)
Bílá kniha 80784G 0. revize
Proces
Proces
Tloušťka
(palce)
Rychlost 1
(palec/min)
Rychlost 2
(palec/min)
Rychlost 3
(palec/min)
Část 1
(palce)
Část 2
(palce)
Část 3
(palce)
Faktor výšky přenosu
(% výšky řezu)
Propalovací zpoždění
(sekundy)
Procentuální
zpoždění posunutí
(% zpoždění propálení)
Faktor propalovací výšky
(% výšky řezu)
Konec propálení
Faktor výšky
(% výšky řezu)
Zpoždění řezné výšky
(sekundy)
Výška řezu
(palce)
Zpoždění AVC MP
(sekundy)
800 A
H35/N2
4
40
6
11
2
1
1.5
150
6
50
475
275
8
0.5
2
400 A
H35-N2/N2
3
45
20
10
0.998
0.417
2.5
300
8
50
500
250
3
0.25
4
400 A
H35-N2/N2
2
45
15
20
0.75
0.417
1.5
300
4.8
50
500
250
0.5
0.25
5.7
Tabulka 3: Parametry pohyblivého propálení (MP) tlusté nerezové oceli – metrické jednotky
800 A
H35/N2
100
1016
152
279
50,8
25,4
38,1
150
6
50
475
275
8
12,7
2
400 A
H35-N2/N2
75
1143
508
254
25,3
10,6
63,5
300
8
50
500
250
3
6,4
4
400 A
H35-N2/N2
50
1143
381
508
19,1
10,6
38,1
300
4,8
50
500
250
0,5
6,4
5,7
Technika pohyblivého propálení
6
Tabulka 2: Parametry pohyblivého propálení (MP) tlusté nerezové oceli – anglosaské jednotky
Technika pohyblivého propálení
Příklad kódu EDGE Pro pro 400 A – nerezová ocel 75 mm
Následující příklad kódu z CNC Hypertherm EDGE Pro předpokládá použití běžných amerických jednotek (palců) a jeho
cílem je poskytnout příklad kódů, které je možné použít při pohyblivém propálení tlustého kovu z nerezové oceli 75 mm
při 400 A.
G99 X1 Y180 I0 J0
G20
(zvolte anglické jednotky [palce])
G91
(přírůstkový programovací režim)
G43X0.265
(hodnota řezné spáry = 0,265 palců)
G41
(umožňuje kompenzaci levé řezné spáry)
G59 V502 F35
(plazmový hořák/typ spotřebního dílu)
G59 V503 F2
(typ materiálu)
G59 V504 F400
(aktuální nastavení)
G59 V505 F23
(typ plazmového / ochranného plynu)
G59 V507 F58
(tloušťka materiálu)
G59 V600 F202
(napětí na oblouku)
G59 V601 F8
(propalovací zpoždění)
G59 V602 F500
(faktor propalovací výšky)
G59 V603 F0.25
(řezná výška)
G59 V604 F300
(faktor výšky přenosu)
G59 V605 F3
(zpoždění řezné výšky)
G59 V610 F50
(procentuální zpoždění pohybu = 50 %)
G59 V611 F250
(koncová propalovací výška = 250 %)
M07
(spuštění plazmy)
M51T15
(zpoždění AVC MP = 4)
(součet propalovacího zpoždění, zpoždění řezné výšky a zpoždění AVC)
F45
(drážkovací rychlost)
G01 X0 Y.9975
(lineární pohyb)
F20
(pomalý pohyb)
G01 X0 Y.4166
(lineární pohyb)
F10
(řezná rychlost)
G01 X0 Y2.5
(lineární pohyb)
M08
(stop plazmy)
G40
(vypnutí kompenzace řezné spáry)
M02
(konec programu)
Bílá kniha 80784G 0. revize
7