Máy cắt plasma CNC là gì?
Cắt Plasma CNC là một quá trình cắt qua các vật liệu dẫn điện bằng tia plasma nóng được gia tốc. Các vật liệu thông thường được cắt bằng đèn khò plasma bao gồm thép, nhôm, đồng thau và đồng, mặc dù các kim loại dẫn điện khác cũng có thể được cắt. Máy cắt Plasma CNC thường được sử dụng trong các xưởng chế tạo, sửa chữa và phục hồi ô tô, xây dựng công nghiệp và các hoạt động cứu hộ và tháo dỡ. Do tốc độ cắt cao và độ chính xác kết hợp với chi phí thấp, máy cắt plasma CNC được sử dụng rộng rãi từ các ứng dụng CNC công nghiệp quy mô lớn đến các cửa hàng nhỏ của người yêu thích.
Quy trình cắt plasma CNC cơ bản bao gồm việc tạo ra một kênh điện của khí ion hóa điện, siêu nóng tức là plasma từ chính máy cắt plasma CNC, qua phôi cần cắt, do đó tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh trở lại máy cắt plasma CNC thông qua kẹp nối đất. Điều này được thực hiện bằng cách thổi khí nén (oxy, không khí, khí trơ và các loại khác tùy thuộc vào vật liệu được cắt) qua một vòi phun tập trung ở tốc độ cao về phía phôi. Sau đó, một hồ quang điện được hình thành bên trong khí, giữa một điện cực gần hoặc tích hợp vào vòi phun khí và chính phôi. Hồ quang điện ion hóa một số khí, do đó tạo ra một kênh plasma dẫn điện. Khi điện từ mỏ cắt đi qua plasma này, nó cung cấp đủ nhiệt để làm tan chảy phôi. Đồng thời, phần lớn plasma và khí nén có vận tốc cao thổi bay kim loại nóng chảy, do đó tách ra tức là cắt qua phôi.
từ Máy cắt plasma CNC tạo ra một "hình nón" rất nóng và rất cục bộ để cắt, chúng cực kỳ hữu ích để cắt tấm kim loại có hình cong hoặc góc cạnh.
Máy cắt plasma CNC tương tự, thường yêu cầu hơn 2 kilowatt, sử dụng máy biến áp tần số chính nặng. Máy cắt plasma biến tần chỉnh lưu nguồn cung cấp chính thành DC, được đưa vào bộ biến tần bóng bán dẫn tần số cao trong khoảng từ 10 kHz đến khoảng 200 kHz. Tần số chuyển mạch cao hơn cho phép máy biến áp nhỏ hơn dẫn đến kích thước tổng thể và giảm w8.
Các bóng bán dẫn được sử dụng ban đầu là MOSFET, nhưng hiện nay ngày càng sử dụng IGBT. Với MOSFET song song, nếu một trong các bóng bán dẫn kích hoạt sớm, nó có thể dẫn đến hỏng hóc liên tiếp ở một phần tư bộ biến tần. Một phát minh sau này, IGBT, không dễ bị hỏng hóc như vậy. IGBT thường được tìm thấy trong các máy có dòng điện cao, nơi không thể song song đủ bóng bán dẫn MOSFET.
Cấu trúc chuyển mạch được gọi là bộ chuyển đổi chuyển tiếp ngoại tuyến bóng bán dẫn kép. Mặc dù nhẹ hơn và mạnh hơn, một số máy cắt plasma biến tần, đặc biệt là những máy không có hiệu chỉnh hệ số công suất, không thể chạy từ máy phát điện (điều đó có nghĩa là nhà sản xuất bộ biến tần cấm làm như vậy; điều này chỉ áp dụng cho các máy phát điện di động nhỏ, nhẹ). Tuy nhiên, các mẫu mới hơn có mạch bên trong cho phép các máy không có hiệu chỉnh hệ số công suất chạy trên máy phát điện công suất nhẹ.
Một số nhà sản xuất máy cắt plasma CNC chế tạo bàn cắt CNC và một số có máy cắt tích hợp vào bàn. Bàn CNC cho phép máy tính điều khiển đầu mỏ cắt tạo ra các đường cắt sắc nét, sạch sẽ. Thiết bị plasma CNC hiện đại có khả năng cắt nhiều trục vật liệu dày, tạo cơ hội cho các đường hàn phức tạp mà nếu không thì không thể thực hiện được. Đối với vật liệu mỏng hơn, cắt plasma CNC đang dần được thay thế bằng cắt laser, chủ yếu là do khả năng cắt lỗ vượt trội của máy cắt laser.
Một ứng dụng chuyên biệt của Máy cắt Plasma CNC đã có trong ngành HVAC. Phần mềm xử lý thông tin về ống gió và tạo ra các mẫu phẳng để cắt trên bàn cắt bằng đèn cắt plasma. Công nghệ này đã làm tăng đáng kể năng suất trong ngành kể từ khi ra mắt vào đầu những năm 1980.
Máy cắt Plasma CNC được sử dụng để làm gì?
Máy cắt plasma là một công cụ thường được sử dụng để cắt kim loại cho nhiều mục đích khác nhau. Máy cắt plasma cầm tay là một công cụ tuyệt vời để cắt nhanh các tấm kim loại, dây đai, bu lông, ống dẫn, v.v. Mỏ hàn plasma cầm tay cũng là một công cụ tuyệt vời để khoét rãnh, chẳng hạn như khoét rãnh mối hàn hoặc loại bỏ các mối hàn bị lỗi. Máy cắt plasma cầm tay thường được sử dụng để cắt các hình dạng nhỏ từ tấm kim loại, tuy nhiên, nó không thể đạt được độ chính xác một nửa hoặc chất lượng cạnh cần thiết cho nhiều công đoạn gia công kim loại. Đó là lý do tại sao máy cắt plasma CNC lại rất quan trọng.
Máy cắt plasma CNC là một loại máy mang theo mỏ cắt plasma và có thể di chuyển mỏ cắt theo một đường dẫn được điều khiển bởi máy tính. Thuật ngữ "CNC" dùng để chỉ "Điều khiển số bằng máy tính", ngụ ý rằng máy tính được sử dụng để điều khiển chuyển động của máy dựa trên các mã số được lập trình sẵn.
Máy cắt Plasma CNC cũng được sử dụng trong nhiều xưởng để tạo ra đồ kim loại trang trí. Ví dụ, biển báo thương mại và dân dụng, nghệ thuật treo tường, biển báo địa chỉ và nghệ thuật sân vườn ngoài trời.
Máy cắt Plasma CNC so với Máy cắt Plasma cầm tay
Máy cắt plasma CNC thường sử dụng một loại hệ thống plasma khác với các ứng dụng cắt cầm tay, một loại được thiết kế riêng cho cắt "cơ giới" thay vì cắt cầm tay. Máy cắt plasma CNC sử dụng mỏ hàn nòng thẳng có thể được máy mang theo và có một số loại giao diện có thể được CNC điều khiển tự động. Có một số máy cấp đầu vào có thể mang theo mỏ hàn được thiết kế để cắt cầm tay, chẳng hạn như máy PlasmaCAM. Nhưng bất kỳ máy nào được thiết kế để sản xuất hoặc chế tạo nghiêm túc sẽ sử dụng mỏ hàn cơ giới và hệ thống plasma.
Linh kiện máy cắt Plasma CNC
CNC cũng là bộ điều khiển thực tế được thiết kế cho máy công cụ, với bảng điều khiển giao diện độc quyền và bảng điều khiển quản lý được thiết kế đặc biệt, như bộ điều khiển Fanuc, Allen-Bradley hoặc Seimens. Hoặc nó cũng có thể dễ dàng như một máy tính xách tay chạy Windows chủ yếu chạy một chương trình gói đặc biệt và hoạt động với các ổ đĩa máy thông qua cổng LAN. Một số máy cấp thấp, máy HVAC và thậm chí một số máy đơn vị chính xác sử dụng máy tính xách tay hoặc máy tính cá nhân làm bộ điều khiển.
Để cắt các thành phần từ tấm, chuyển động của mỏ cắt được điều khiển bởi CNC. Một chương trình khu vực, đôi khi chỉ là một tệp máy tính có "M-code" và "G-code", mô tả các đường viền của một nửa và một lần để hiển thị đèn cắt bật và tắt. Các chương trình một nửa đôi khi được tạo bởi một phần của gói được gọi là "bộ xử lý hậu kỳ", sẽ lấy một khu vực toán học thuần túy từ tệp CAD và dịch nó thành mã M và mã G mà CNC có thể duyệt.
Máy cắt plasma CNC cũng cần một hệ thống truyền động, bao gồm bộ khuếch đại truyền động, động cơ, bộ mã hóa và cáp. Sẽ có tối thiểu 2 động cơ, một cho trục tọa độ và một cho trục tọa độ. Có một thiết bị điện tử truyền động cho mỗi động cơ, lấy tín hiệu công suất thấp từ CNC và biến nó thành tín hiệu công suất cao hơn để điều khiển động cơ. Mỗi trục kết hợp một cơ chế phản hồi, đôi khi là bộ mã hóa cấp độ liên kết, tạo ra tín hiệu kỹ thuật số chỉ ra cách trục bị cố định. Cáp dẫn năng lượng từ thiết bị điện tử đến động cơ và mang tín hiệu vị trí từ bộ mã hóa trở lại CNC.
Máy CNC đọc chương trình bán phần rồi xuất tín hiệu đến hệ thống truyền động của máy để di chuyển mỏ hàn theo hướng mong muốn với tốc độ đã lập trình. Máy CNC đọc phản hồi từ bộ mã hóa và thực hiện các hiệu chỉnh cần thiết cho tín hiệu truyền động để giữ cho chuyển động của mỏ hàn nằm trên đường dẫn đã lập trình. Tất cả các nguyên lý vật lý trong máy CNC và hệ thống truyền động hoạt động và giao tiếp cực kỳ nhanh chóng, thường đo lường và thay đổi dữ liệu vị trí cứ sau vài mili giây. Điều này cho phép chuyển động của máy mượt mà và chính xác đủ để cung cấp các chi tiết cắt plasma có chất lượng cạnh sắc nét, thẳng, nhất quán và kích thước bán phần chính xác.
Hệ thống plasma CNC có thể có một số kiểu “hệ thống I/O”, hệ thống điện liên kết xử lý Đầu vào và Đầu ra. Tuy nhiên, CNC thường kích hoạt plasma vào thời điểm chấp nhận được, bằng cách bật đầu ra liên kết đóng rơ le, ví dụ. CNC sử dụng đầu vào để nắm bắt khi hồ quang plasma đã bắt đầu và sẵn sàng để điều động. Đó là những Đầu vào và Đầu ra cơ bản nhất cần thiết, tuy nhiên rõ ràng là thường có nhiều hơn nữa.
Nhiều hệ thống phụ và tùy chọn thay thế thường được bổ sung, như hệ thống quản lý điện áp hồ quang h8, hệ thống vát plasma, hệ thống quản lý plasma tích hợp, v.v. Tuy nhiên, những nguyên tắc cơ bản của máy cắt plasma CNC được mô tả ở trên sẽ giống nhau đối với bất kỳ hoặc tất cả các máy như vậy, từ loại tốt nhất đến loại phức tạp nhất.
Trong những năm gần đây, thậm chí còn có nhiều phát triển hơn nữa. Theo truyền thống, bàn cắt của máy nằm ngang, nhưng hiện nay đã có máy cắt plasma CNC thẳng đứng, tạo ra diện tích nhỏ hơn, tăng tính linh hoạt, an toàn tối ưu và vận hành nhanh hơn.
