Een uitgebreid overzicht van CNC-plasmasnijmachine

De basis

Een CNC plasmasnijmachine , ook bekend als de CNC-plasmasnijder, wordt veel gebruikt voor het snijden van metalen voor een breed scala aan doeleinden. De plasma-CNC-machine is de machine die de plasmasnijbenadering toepast bij CNC-bewerking. Bij een conventionele CNC-bewerkingsoperatie worden boren of snijgereedschappen gebruikt om de werkstukken te snijden of de ongewenste delen van de werkstukken te verwijderen door de fysieke kracht van piercing, penetratie of snijden. Aan de andere kant gebruikt een plasma-CNC-machine niet de conventionele snijgereedschappen, maar in plaats daarvan een straal heet plasma.

Dit type machines is met name geschikt voor machinale bewerkingen waarbij elektrisch geleidende materialen worden gebruikt. Materialen zoals staal, roestvrij staal, aluminium, messing of koper kunnen bijvoorbeeld allemaal worden gesneden door een plasmatoorts. Er zijn meer metalen materialen die kunnen worden gesneden met de plasma-CNC-machines. Het plasmasnijden kan ook worden toegepast in andere industriële omgevingen zoals fabricage, autoreparatie en restauratie, constructie, enz.

Wat is plasma?

Plasma wordt beschouwd als de vierde toestand van materie, behalve vast, vloeibaar en gas. Zoals we weten, verandert een materie van toestand van de ene naar de andere door de verandering van temperatuur, verwarming of koeling. De aard van de temperatuurverandering is de dynamiek van energie. De basisregel gaat als volgt:wanneer een vaste stof wordt verwarmd, smelt deze geleidelijk en verandert in vloeistof. Bij verdere verhitting verdampt de vloeistof tot gas. Dus waar zit plasma in?

Simpel gezegd, wanneer het gas of de stoom nog verder wordt verwarmd, wordt het gas geïoniseerd en elektrisch geleidend en verandert het in plasma. Een plasmasnijder brengt de energie van het elektrisch geleidende gas over op de elektrisch geleidende materialen, de metalen werkstukken. Het proces waarbij energie van plasma naar de werkstukken wordt overgebracht, zorgt ervoor dat de onderdelen waarmee het plasma in contact komt, worden verwijderd.

De manier waarop de delen van de werkstukken door plasma worden verwijderd of ontleed, lijkt meer op die van elektrische ontladingsbewerking of lasersnijden dan de traditionele CNC-bewerking. In plaats van de onderdelen van het werkstuk fysiek te ontleden, smelt of verdampt het plasma de onderdelen. Plasmasnijden wordt beschouwd als een van de precisiesnijmaatregelen bij CNC-bewerking.

Constructie en werkingsprincipe

Er zijn drie essentiële componenten van een plasma-CNC-machine:de voeding, de startconsole van de plasmaboog en de plasmatoorts. De voeding van een plasmasnijder zet de wisselspanning om in een constante gelijkspanning die varieert van 200 tot 400 VDC. De gelijkspanning moet constant zijn om de plasmaboog tijdens het snijproces te behouden. Het voedingssysteem regelt ook de huidige output op basis van de hoeveelheid die nodig is om door bepaalde soorten en diktes van materialen te snijden. Hoe dikker of stijver het werkstuk is, hoe meer elektrische stroom er nodig is.

Een CNC-plasmamachine draagt ​​typisch een plasmatoorts en de toorts kan worden bewogen in een pad dat wordt geleid door een computer. De term "CNC" wordt "Computer Numerical Control" genoemd, wat betekent dat een computer wordt gebruikt om de beweging van de machine te sturen op basis van numerieke codes in een programma.

De toorts van de CNC-plasmasnijmachine kan snijden in staal, roestvrij staal, aluminium, messing en koper, evenals andere geleidende metalen. Het wordt vaak ingezet in fabricagewerkplaatsen, autoreparatie- en restauratiewerkplaatsen, industriële constructies of bergings- en sloopwerkzaamheden.

Vanwege de hoge snelheid en precisie van deze snijplotters, is het gebruik van plasmasnijden wijdverbreid, van grootschalige industriële CNC-toepassingen tot kleine hobbywinkels. Maar er zijn nog meer cruciale componenten die het bekijken waard zijn:

Alle elektronica in de CNC en het aandrijfsysteem werkt en communiceert zeer snel, waarbij vaak de positie-informatie om de paar milliseconden wordt gemeten en bijgewerkt. Hierdoor kan de machinebeweging soepel en nauwkeurig genoeg zijn om plasmagesneden onderdelen te produceren met een vloeiende, rechte, consistente randkwaliteit en nauwkeurige onderdeelafmetingen.

• Toorts en fakkelcontroller: Om onderdelen uit metalen platen te snijden, stuurt de CNC de beweging van de toorts. Een onderdeelprogramma is dan verantwoordelijk voor het vertellen van de fakkel wanneer deze moet worden in- en uitgeschakeld. Deze onderdeelprogramma's worden normaal gesproken gemaakt door een stukje software dat de "postprocessor" wordt genoemd, dat een onderdeelgeometrie uit een CAD-bestand kan nemen en deze in een taal kan vertalen (meestal aangeduid als de M-codes en G-codes ) die de CNC kan lezen.
• Aandrijfsysteem: Een CNC-plasmasnijmachine omvat ook een aandrijfsysteem dat aandrijfversterkers, motoren, encoders en kabels omvat. Er zijn ten minste twee motoren voor respectievelijk de X-as en de Y-as. Er is dan een stuurversterker voor elke motor, die een laagvermogensignaal van de CNC neemt en dit omzet in een hoogvermogensignaal om de motor te starten. Elke as bevat een feedbackmechanisme, meestal een encoder, die een digitaal signaal genereert om aan te geven hoe ver de as heeft afgelegd. Kabels leiden vervolgens de stroom naar de motor vanaf de versterker en voeren de positiesignalen van de encoder terug naar de CNC.
• I/O-systeem: CNC-plasmasnijder zal een elektrisch systeem hebben dat zorgt voor de in- en uitgangen. Dit is in wezen hoe plasma op het optimale moment door de CNC wordt ingeschakeld. Dit kan bijvoorbeeld door een uitgang aan te zetten die een relais sluit. De CNC van de plasmasnijder gebruikt invoer als prompt wanneer de plasmaboog is begonnen en klaar is om te bewegen. Dat zijn de meest fundamentele inputs en outputs die nodig zijn, maar er kunnen er natuurlijk veel meer zijn.

Vele andere functies kunnen worden aangevuld met de CNC-plasmasnijder, zoals boogspannings-hoogteregelsystemen, plasma-afschuiningssystemen, geïntegreerde plasmaregelsystemen, enzovoort. Desalniettemin zullen de hierboven beschreven basisprincipes van een CNC-plasmasnijder hetzelfde zijn voor al dergelijke machines, van de eenvoudigste tot de meest gecompliceerde.

Werkingsprincipe uitgelegd

Zoals hierboven vermeld, wordt het plasmagas aangedreven door de bogen die worden gegenereerd door de elektrode van de stroombron. De eerste is de pilootboog en gevolgd door de hoofdboog.

Wanneer de stroombron wordt gebruikt, zou deze de negatieve spanning op de elektrode toepassen, wat de kathode is van het pilootboogcircuit. Vervolgens werd een tijdelijke, positieve spanning op het mondstuk geplaatst, dat de anode is van het pilootboogcircuit, en de pilootboog zou dan worden gestart. Als de pilootboog door de mondstukopening naar het werkstuk stroomt, wordt het hoofdboogcircuit gegenereerd en wordt de eigenlijke snijbewerking aangestuurd om de optimale snijstroomsterkte te bereiken.

Wanneer het mondstuk wordt geopend door de hoofdboog, zou de plasmamachine plasma tot 20.000°C produceren en naar het werkstuk bewegen. Zodra de warmte aan het werkstuk wordt gegeven, begint het gelokaliseerde werkstuk te smelten door het verdampte plasmagas. Nadat het gelokaliseerde werkstuk volledig is verzwakt, beginnen de gewenste delen van het materiaal op het werkstuk te worden verwijderd. Op dat moment zouden de stroom en het mondstuk de stroom van het plasmagas regelen, om de meest nauwkeurige sneden na te streven en de vervorming van de producten te verminderen.

Als alles klaar is, zal de toorts van de plasmamachine zou de instructies van het CNC-programma volgen om met de juiste snelheid en vereiste beweging over het oppervlak van het werkstuk te bewegen. Daarna zouden de gewenste sneden op het werkstuk worden gemaakt met de optimale precisie en indien nodig gladde afwerkingen.

Voordelen en kosten

CNC gestuurde plasmamachines zorgen voor een optimale precisie van de uiteindelijke onderdelen. Bovendien kunnen zelfs de dikkere materialen eenvoudig worden verwerkt door de stroombron af te stellen. Daarom kunnen ze in verschillende toepassingen worden gebruikt. Bovendien zorgen plasmasnijders voor lagere apparatuur- en operationele kosten, waardoor het een snijmachine is met een hoge waarde en effectiviteit.

Kosten

CNC-plasmasnijders, met name de toortsen, waren ooit vrij duur. Om deze reden werden ze meestal alleen gevonden in professionele laswerkplaatsen en zeer goed gevulde particuliere garages en winkels. Moderne plasmatoortsen worden echter steeds goedkoper en vallen nu binnen de prijsklasse van veel hobbyisten, die minder dan $ 300 kunnen bedragen.

Oudere apparaten zijn misschien erg zwaar, maar nog steeds draagbaar, terwijl sommige nieuwere met invertertechnologie slechts een klein beetje wegen, maar de capaciteiten van oudere evenaren of overtreffen.

Operatorveiligheid voor plasma-gerelateerde bewerkingen

Om de veiligheid te garanderen van degenen die een CNC-plasmasnijder bedienen, zijn goede oogbescherming en gezichtsschermen nodig om oogletsel (d.w.z. boogogen) en schade door vuil te voorkomen.

Leren handschoenen, een schort en een jas worden ook aanbevolen om brandwonden door vonken en heet metaal te voorkomen. Werken in een schone ruimte vrij van brandbare vloeistoffen, materialen en gassen is erg belangrijk. Vonken en heet metaal van een plasmasnijder kunnen snel brand veroorzaken als ze niet worden geïsoleerd van ontvlambare voorwerpen.

Plasmasnijders kunnen in bepaalde situaties hete vonken tot 1,5 meter ver weg laten vliegen. De bediener van de machine is meestal blind voor brand die is ontstaan ​​omdat ze zich achter hun gezichtsscherm bevinden. Neem veiligheidsmaatregelen om ervoor te zorgen dat uw werkgebied vrij is van brandgevaar.