Alegerea echipamentelor de debitare cu plasmă: sfaturi pentru o decizie reuşită (I)

Sudura

de Sorin Udrea

Alegerea echipamentelor de debitare cu plasmă: sfaturi pentru o decizie reuşită (I)

Deşi pe piaţă există destul de multe echipamente automate de debitare cu plasmă, informaţiile la care cumpărătorii şi utilizatorii au acces din partea potenţialilor furnizori sunt relativ reduse şi, din acest motiv, de cele mai multe ori, deciziile de achiziţie se iau fără a exista o bază solidă de cunoştinţe, principalele criterii de decizie devenind preţul de achiziţie şi brandul furnizorului. Din acest motiv, doresc ca prezentul articol să uşureze luarea unei decizii în ceea ce priveşte achiziţionarea unui astfel de echipament, astfel încât persoanele de decizie să poată alege în cunoştinţă de cauză, care este cea mai bună soluţie pentru necesităţile firmei lor.

În primul rând, pornesc de la câteva precizări referitoare la debitarea cu plasmă, care, de cele mai multe ori, nu sunt luate în considerare în procesul de achiziţie:

  • Cumpărătorii trebuie să conştientizeze faptul că pe piaţă există diverse tehnologii de debitare cu plasmă, iar alegerea uneia dintre aceste tehnologii trebuie să se facă în funcţie de necesităţile pe care le are fiecare client în parte. Astfel, o greşeală des întâlnită este aceea de a se solicita un echipament automat de debitare cu plasmă, fără a se preciza la ce va fi utilizat şi care sunt rezultatele dorite, iar o bună parte a potenţialilor furnizori vor oferi echipamente fără a ţine cont de aplicaţiile clientului, ajungându-se, în final, la achiziţia unui echipament care nu oferă precizia şi productivitatea scontate.
  • Este cel mai rapid şi mai economic procedeu de debitare pentru grosimi de tablă între 10 şi 30 mm, însă, pentru acest lucru, trebuie să se acorde o importanţă ridicată atât la alegerea generatorului de plasmă, cât şi la alegerea maşinii şi a performanţelor acesteia.
  • Este obligatorie echiparea maşinilor automate de debitare cu plasmă cu mese modulare şi cu filtre, în scopul captării şi filtrării noxelor care se degajă în procesul de debitare.

În cazul echipamentelor de debitare cu plasmă sunt câteva componente importante, care fac diferenţa şi care, dacă sunt analizate cu atenţie, vă vor ghida către alegerea optimă. Aceste componente sunt: echipamentul de comandă numerică şi software-ul CAD/CAM utilizat, structura mecanică a echipamentului şi performanţele sale dinamice, generatorul de plasmă utilizat şi performanţele sistemului pentru controlul înălţimii capului de debitare cu plasmă (THC – Torch Height Control).

În cele ce urmează le voi analiza pe rând, punctând aspectele importante de care trebuie să ţineţi cont:

Comanda numerică şi software-ul CAD/CAM

Comanda numerică, care controlează echipamentul automat de debitare cu plasmă, joacă un rol foarte important în cadrul întregului proces de debitare cu plasmă, din următoarele motive:

  • Are implicaţii deosebite asupra precizieişi fiabilităţii echipamentului de debitare în ansamblu;
  • Este foarte importantă pentru asigu­rarea unei productivităţi ridicate;
  • Joacă un rol important în ceea ce pri­veşte rapiditatea şi uşurinţa în diagnosticare şi în rezolvarea unor probleme la distanţă.

În scopul unei alegeri reuşite se poate ţine cont de următoarele recomandări:

  • Este foarte important ca echipamen­tul să fie controlat de către o comandă numerică profesională, care să aibă la bază un calculator industrial. Se vor evita cu desăvârşire echipamentele comandate de către PC-uri pe care sunt instalate diverse software-uri de debitare, care ajută la controlul procesului, deoarece viteza lor de reacţie este relativ redusă, iar precizia este scăzută.
  • Se va căuta, pe cât posibil, ca sis­temul de operare al comenzii numerice să fie Linux sau alte sisteme de operare dedicate, deoarece sunt mult mai stabile decât clasicul Windows şi, de asemenea, sunt protejate împotriva infestării cu viruşi în momentul introducerii programelor de debitare sau la legarea echipamentului în reţea.
  • Sunt de preferat comenzile numerice la care clasicul hard-disk (HDD) să fie înlocuit cu dispozitive de stocare a datelor, fără componente în mişcare, cum sunt discurile compact flash sau SSD-urile (Solid State Drive), deoarece una din cele mai frecvente probleme ale comenzilor nume­rice prevăzute cu HDD este defectarea acestuia din urmă şi pierderea datelor.
  • Un alt lucru important este ca respectiva comandă numerică să poată fi legată la internet, pentru o diagnoză rapidă din partea firmei producătoare.
  • Este, de asemenea, recomandat ca respectiva comandă numerică să comunice cu generatorul de plasmă prin fibră optică.

În acest mod se vor elimina foarte multe probleme datorate interferenţelor undelor electromagnetice generate de către generatoarele de plasmă.

  • Un alt lucru foarte important, atât în ceea ce priveşte fiabilitatea echipamentului de debitare,cât şi din punctul de vedere al rapidităţii şi preciziei de transmitere a datelor şi a posibilităţilor de a realiza un up-grade ulterior al maşinii este ca modul de comunicare dintre comanda numerică şi driverele motoarelor să fie digital, prin intermediul unor interfeţe gen EtherCAT sau MecatroLink şi nu analogic.  
  • De asemenea, software-ul de debi­ta­re care echipează respectiva comandă numericătrebuie să fie realizat astfel încât să permită efectuarea următoarelor operaţii:
  • Gestiunea simplă şi rapidă a punctului zero al foilor de tablă şi rotirea acestora atunci când este nevoie;
  • Alinierea automată a poziţiei foii de tablă cu axele maşinii;
  • Completarea bazelor de date cu parametri de lucru, în funcţie de generatorul de plasmă utilizat;
  • Să permită modificarea parametrilor de lucru în timpul operaţiilor de debitare;
  • Repornirea rapidă şi uşoară a debitării din punctul în care aceasta a fost întreruptă de către operator sau ca urmare a unei căderi de tensiune.

În ceea ce priveşte software-ul CAD/CAM, care vine instalat pe calculatorul utilizatorului, este important ca acesta să dispună de funcţii precum:

  • Aranjarea automată a pieselor (nesting automat) pe una sau pe mai multe foi de tablă;
  • Gestionarea comenzilor;
  • Gestionarea foilor de tablă şi a resturilor de foi de tablă;
  • Tăierea cu muchie comună şi tăierea cu punţi;
  • Modificarea în grup sau individuală a intrărilor şi a ieşirilor;
  • Să conţină baze de date cu parametri de debitare în funcţie de generatorul de plasmă utilizat;
  • Emiterea de rapoarte şi de devize cu privire la o comandă.

Structura mecanică a echipamentului şi performanţele dinamice

Pe piaţă pot fi întâlnite multe tipuri diferite de echipamente automate de debitare cu plasmă, având structuri mecanice dintre cele mai diverse (de la maşini cu un braţ în consolă, de-a lungul căruia se deplasează capul de debitare, până la sisteme cu portal, cu motoare la ambele capete, în vederea obţinerii unei bune precizii de poziţionare), însă, în funcţie de necesităţile de utilizare, este foarte important să se ţină cont de următoarele informaţii:

  • În scopul asigurării unei bune precizii de poziţionare (cerută de însăşi tehnologia de debitare cu plasmă, în special în cazul generatoarelor performante), pe toată durata de viaţă a maşinii, este important ca maşina să fie de tip portal cu două motoare pe axa longitudinală, iar căile de rulare să fie separate de masa maşinii. Separarea căilor de rulare faţă de masa maşinii este foarte importantă, deoarece în timpul debitării unor table de grosime mare, masa de aşezare a tablei poate suferi mici deformaţii şi, implicit, poate afecta ghidajele maşinii, în cazul în care acestea nu sunt realizate respectând anumite reguli. Pentru a evita această problemă, se recomandă ca structura maşinii şi bazinul acesteia să fie două entităţi complet separate.
  • Un alt aspect important în alegerea tipului de maşină este acela de a se lua în considerare dacă aceasta va trebui prelungită ulterior. În acest caz, va fi obligatoriu ca structura maşinii să fie separată de masa de aşezare a tablei, iar transmiterea mişcării pe axa longitudinală şi ghidarea să se facă cu un sistem pinion-cremalieră şi, respectiv, ghidaje liniare cu rulmenţi liniari cu bile recirculabile.
  • Nu în ultimul rând, este foarte important ca toate ghidajele maşinii, precum şi motoarele să fie foarte bine încapsulate, pentru a se evita pătrunderea impurităţilor şi a stropilor de material topit, care vor conduce la deteriorarea componentelor.
  • Motoarele şi driverele se vor alege astfel încât să asigure o precizie de poziţionare foarte bună şi performanţe dinamice ridicate. Astfel, o maşină performantă de debitare cu plasmă trebuie:
  1. Să fie echipată cu motoare brushless (fără perii) performante;
  2. Să atingă o viteză de deplasare în gol de minim 25 – 30 m/min.

Generatorul de plasmă    

În acest moment, pe piaţă există trei game diferite de generatoare de plasmă, indiferent care este firma producătoare, destinate aplicaţiilor de debitare automată. Deşi fiecare producător în parte denumeşte fiecare dintre aceste trei game de generatoare complet diferit faţă de ceilalţi, le putem  împărţi generic astfel:

1 Generatoare de plasmă cu aer comprimat

  • Modul de funcţionare: Cele mai simple generatoare de plasmă care se pot instala pe echipamentele automate de debitare. Debitează materialele utilizând aer comprimat drept gaz plasmagen şi nu folosesc gaz de protecţie. Precizia de debitare a acestora este în clasa 5 conform ISO 9013, încli­naţia muchiei debitate fiind de 5º - 7º, iar muchia de sus rezultând rotunjită.
  • Avantaje: Principalele lor avantaje sunt costul mic de achiziţie (de obicei, costul unui asemenea generator de plasmă nu depăşeşte 8.000,00 de euro) şi posibilitatea de a debita oţel carbon, oţel inoxidabil şi aluminiu, utilizând doar aer comprimat.
  • Dezavantaje: Dezavantajele lor, însă, sunt numeroase şi includ: • Viteze mici de debitare
  • Cele mai mari influenţele termice • Piesele necesită, de multe ori, prelucrări ulterioare • În majoritatea cazurilor, au fost gândite pentru debitare manuală şi, din acest motiv, sunt limitate ca putere şi durată activă, putând lucra între 4 şi maxim 8 ore pe zi.

2 Generatoare de plasmă de mare productivitate

  • Modul de funcţionare: Aceste generatoare de plasmă au devenit, în multe cazuri, standard pentru industrie, fiind plasate între cele cu aer comprimat şi cele de precizie ridicată.

Sunt create, în mod special, pentru a fi montate pe echipamente automate şi au cea mai mare viteză de debitare dintre toate cele trei game de plasme.

Debitează materialele utilizând două tipuri de gaz şi anume: • gaz plasmagen: O2, aer, N2, Ar, N2/H2 sau Ar/H2, în funcţie de producător şi de materialul debitat • gaz de protecţie: O2, aer, N2, sau H2O, în funcţie de producător şi de materialul debitat

Precizia de debitare a acestora este în clasele 2-4 conform ISO 9013,  înclinaţia muchiei debitate fiind de 3º - 4º, iar muchia de sus rezultând, în unele cazuri, puţin rotunjită

  • Avantaje: Au cele mai bune viteze de tăiere, iar posibilitatea de a alege dintr-o multitudine de gaze permite utilizatorilor să ţină sub control calitatea şi productivitatea.

De asemenea, au cele mai bune durate de viaţă ale consumabilelor dintre toate cele trei game de generatoare de plasmă. Pot fi utilizate pentru debitarea în trei schimburi.

  • Dezavantaje: Costul investiţiei este net superior generatoarelor de plasmă cu aer comprimat.

3 Generatoare de plasmă de precizie ridicată

  • Modul de funcţionare: Aceste generatoare de plasmă sunt cele mai avansate şi mai precise generatoare de plasmă existente la ora actuală.

Sunt create, în mod special, pentru a fi montate pe echipamente automate, au viteze de debitare apropiate de plasmele de mare productivitate şi sunt singurele care permit marcarea pieselor.

Debitează materialele utilizând două tipuri de gaz şi anume: • gaz plasmagen: O2, aer, N2, Ar, N2/H2 sau Ar/H2, în funcţie de producător şi de materialul debitat • gaz de protecţie: O2, aer, N2, sau H2O, în funcţie de producător şi de materialul debitat

Precizia de debitare a acestora este cea mai bună, fiind în clasele 2-4 conform ISO 9013, înclinaţia muchiei debitate fiind de maxim 2º, iar muchia de sus rezultând întotdeauna perfect ascuţită.

  • Avantaje: Au viteze de tăiere foarte bune, iar posibilitatea de a alege dintr-o multitudine de gaze permite utilizatorilor să ţină sub control calitatea şi productivitatea.

De asemenea, sunt singurele generatoare de plasmă care permit marcarea pieselor înainte de debitare. Pot fi utilizate pentru debitarea în trei schimburi.

  • Dezavantaje: Costul investiţiei este net superior generatoarelor de plasmă de mare productivitate.

English summary

Plasma cutting machine users are not always in the position to make informed purchasing choices for such machines. Various assessment criteria for these machines are presented, which would allow the beneficiary to comply with all related operation requirements: what the user needs to know about the plasma cutting process; conditions to be fulfilled by the digital control equipment and software; the particularities of the mechanical structure and the performances thereof; the features and types of plasma cutting machines.


Sorin Udrea  este General Manager Laser Technology Soluţii Globale Srl



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord