Wat is een CNC-plasmasnijder?
CNC-plasmasnijden is een proces dat elektrisch geleidende materialen snijdt door middel van een versnelde straal heet plasma. Typische materialen die met een plasmatoorts worden gesneden, zijn staal, aluminium, messing en koper, hoewel ook andere geleidende metalen kunnen worden gesneden. CNC-plasmasnijder wordt vaak gebruikt in fabricagewerkplaatsen, autoreparatie en -restauratie, industriële bouw en bergings- en schrootverwerkingsactiviteiten. Vanwege de hoge snelheid en precisiesneden in combinatie met lage kosten, wordt de CNC-plasmasnijder op grote schaal gebruikt, van grootschalige industriële CNC-toepassingen tot kleine hobbywerkplaatsen.
Het basis CNC plasma snijproces omvat het creëren van een elektrisch kanaal van oververhit, elektrisch geïoniseerd gas, d.w.z. plasma van de CNC plasmasnijder zelf, door het te snijden werkstuk, waardoor een compleet elektrisch circuit terug naar de CNC plasmasnijder wordt gevormd via een aardingsklem. Dit wordt bereikt door een samengeperst gas (zuurstof, lucht, inert en andere, afhankelijk van het te snijden materiaal) dat met hoge snelheid door een gefocust mondstuk naar het werkstuk wordt geblazen. Vervolgens wordt er een elektrische boog gevormd in het gas, tussen een elektrode in de buurt van of geïntegreerd in het gasmondstuk en het werkstuk zelf. De elektrische boog ioniseert een deel van het gas, waardoor een elektrisch geleidend kanaal van plasma ontstaat. Terwijl elektriciteit van de snijbrander door dit plasma reist, levert het voldoende warmte om door het werkstuk te smelten. Tegelijkertijd blaast een groot deel van het plasma met hoge snelheid en het samengeperste gas het hete gesmolten metaal weg, waardoor het werkstuk wordt gescheiden, d.w.z. doorgesneden.
Sinds CNC-plasmasnijders Omdat ze een zeer hete en zeer plaatselijke "kegel" produceren om mee te snijden, zijn ze uitermate geschikt voor het snijden van plaatmetaal in gebogen of hoekige vormen.
Analoge CNC-plasmasnijders, die doorgaans meer dan 2 kilowatt nodig hebben, gebruiken een zware netfrequentietransformator. Inverterplasmasnijders richten de netvoeding om naar DC, die wordt gevoed in een hoogfrequente transistoromvormer tussen 10 kHz en ongeveer 200 kHz. Hogere schakelfrequenties maken een kleinere transformator mogelijk, wat resulteert in een algehele grootte en w8-reductie.
De transistoren die werden gebruikt waren aanvankelijk MOSFET's, maar maken nu steeds vaker gebruik van IGBT's. Bij parallelle MOSFET's kan het voortijdig activeren van een van de transistoren leiden tot een cascadestoring van een kwart van de omvormer. Een latere uitvinding, IGBT's, is minder onderhevig aan deze storingsmodus. IGBT's zijn over het algemeen te vinden in machines met een hoge stroomsterkte, waarbij het niet mogelijk is om voldoende MOSFET-transistoren parallel te schakelen.
De switch mode topologie wordt een dual transistor off-line forward converter genoemd. Hoewel ze lichter en krachtiger zijn, kunnen sommige inverter plasma cutters, met name die zonder power factor correction, niet op een generator draaien (dat betekent dat de fabrikant van de inverter unit dit verbiedt; het is alleen geldig voor kleine, lichte draagbare generatoren). Nieuwere modellen hebben echter interne schakelingen die units zonder power factor correction in staat stellen om op lichte stroomgeneratoren te draaien.
Sommige fabrikanten van CNC-plasmasnijmachines bouwen CNC-snijtafels en sommige hebben de snijmachine ingebouwd in de tafel. CNC-tafels stellen een computer in staat de toortskop te besturen en schone, scherpe sneden te produceren. Moderne CNC-plasmaapparatuur is in staat om dik materiaal met meerdere assen te snijden, waardoor er mogelijkheden zijn voor complexe lasnaden die anders niet mogelijk zouden zijn. Voor dunner materiaal wordt CNC-plasmasnijden steeds meer vervangen door lasersnijden, voornamelijk vanwege de superieure gatsnijcapaciteiten van de lasersnijder.
Een gespecialiseerd gebruik van CNC-plasmasnijders is in de HVAC-industrie. Software verwerkt informatie over leidingen en creëert vlakke patronen die op de snijtafel door de plasmatoorts worden gesneden. Deze technologie heeft de productiviteit binnen de industrie enorm vergroot sinds de introductie ervan begin jaren 1980.
Waarvoor wordt een CNC-plasmasnijder gebruikt?
Een plasmasnijder is een veelgebruikt gereedschap voor het snijden van metalen voor uiteenlopende toepassingen. Een handbediende plasmasnijder is een uitstekend hulpmiddel om snel door plaatwerk, metalen platen, banden, bouten, buizen, enzovoort te snijden. Handbediende plasmasnijders zijn ook zeer geschikt als gutsgereedschap, bijvoorbeeld voor het uitgutsen van lasnaden of het verwijderen van defecte lassen. Een handbediende plasmasnijder wordt vaak gebruikt voor het snijden van kleine vormen uit plaatwerk, maar voor veel metaalbewerking is het niet mogelijk om hiermee voldoende nauwkeurigheid of snijkwaliteit te bereiken. Daarom is een CNC-plasmasnijder essentieel.
Een CNC-plasmasnijder is een machine met een plasmatoorts die deze in een door een computer aangestuurde baan kan bewegen. De term "CNC" verwijst naar "Computer Numerical Control", wat inhoudt dat een computer wordt gebruikt om de beweging van de machine aan te sturen met behulp van numerieke codes in een programma.
CNC-plasmasnijders worden ook in veel werkplaatsen gebruikt om decoratief metaalwerk te maken. Bijvoorbeeld commerciële en residentiële bewegwijzering, wandkunst, adresborden en tuinkunst voor buiten.
CNC-plasmasnijder versus handbediende plasmasnijder
CNC-plasmasnijders gebruiken doorgaans een ander type plasmasysteem dan handmatige snijtoepassingen, een systeem dat specifiek is ontworpen voor "gemechaniseerd" snijden in plaats van handmatig snijden. CNC-plasmasnijders gebruiken een rechte toorts die door een machine kan worden gedragen en hebben een soort interface die automatisch door de CNC kan worden aangestuurd. Er zijn enkele instapmachines die een toorts kunnen dragen die is ontworpen voor handmatig snijden, zoals de PlasmaCAM-machines. Maar elke machine die is ontworpen voor serieuze productie of fabricage, gebruikt een gemechaniseerde toorts en plasmasysteem.
CNC-plasmasnijderonderdelen
De CNC is ook een associate degree werkelijke controller ontworpen voor machinegereedschappen, met een eigen interfacepaneel en een speciaal ontworpen beheerconsole, zoals een Fanuc, Allen-Bradley of Seimens controller. Of het kan net zo eenvoudig zijn als een Windows-gebaseerde laptopcomputer die een speciaal pakketprogramma draait en met de machine-drives werkt via de LAN-poort. Verschillende instapmachines, HVAC-machines en zelfs sommige precisie-unitized machines gebruiken een laptopcomputer of pc als controller.
Om componenten uit een plaat te snijden, wordt de beweging van de toorts aangestuurd door de CNC. Een oppervlakteprogramma, soms gewoon een computerbestand met "M-codes" en "G-codes", beschrijft de contouren van de helft en geeft eens aan of de toorts aan en uit is. Oppervlakteprogramma's worden soms gemaakt door een stuk pakket dat een "post-processor" wordt genoemd en die een oppervlakte zuiver wiskundig uit een CAD-bestand haalt en vertaalt naar M-codes en G-codes die de CNC kan doorbladeren.
Een CNC-plasmasnijder heeft gezamenlijk een aandrijfsysteem nodig, bestaande uit aandrijfversterkers, motoren, encoders en kabels. Er zijn minimaal 2 motoren, één voor de coördinatenas en één voor de coördinatenas. Er is een aandrijfelektronica voor elke motor, die een laagvermogensignaal van de CNC opneemt en dit omzet in een krachtiger signaal om de motor te besturen. Elke as bevat een feedbackmechanisme, soms een encoder, dat een digitaal signaal creëert dat aangeeft hoe de as vastzit. Kabels brengen de faciliteit van de elektronische apparatuur naar de motor en dragen de positiesignalen van de encoder terug naar de CNC.
De CNC-machine leest het programma en stuurt vervolgens signalen naar het aandrijfsysteem van de machine, dat de snijbrander in de gewenste richting beweegt met de geprogrammeerde snelheid. De CNC-machine leest de feedback van de encoder en corrigeert de aandrijfsignalen naar behoefte om de beweging van de snijbrander op het geprogrammeerde pad te houden. Alle fysica binnen de CNC-machine en het aandrijfsysteem werkt en communiceert zeer snel, waarbij positiegegevens doorgaans elke paar milliseconden worden gemeten en gewijzigd. Dit zorgt ervoor dat de beweging van de machine soepel en nauwkeurig genoeg is om plasmagesneden onderdelen te voorzien van een strakke, rechte en consistente randkwaliteit en precieze afmetingen.
Een CNC-plasmasysteem kan een soort "I/O-systeem" hebben, een elektrisch systeem dat invoer en uitvoer verwerkt. Dit is echter vaak de CNC die het plasma op het acceptabele moment activeert, door de uitvoer in te schakelen die bijvoorbeeld een relais sluit. De CNC gebruikt invoer om te begrijpen wanneer de plasmaboog is gestart en klaar is om te bewegen. Dit zijn de belangrijkste basisinvoer en uitvoer die nodig zijn, maar er zijn er duidelijk meer.
Veel alternatieve subsystemen en opties zijn vaak aanvullend, zoals boogspanning h8-beheersystemen, plasma-afschuinsystemen, geïntegreerde plasmabeheersystemen, enzovoort. De basisprincipes van een CNC-plasmasnijder die hierboven worden beschreven, zijn echter gemeenschappelijk voor al dergelijke machines, van de beste tot de meest complexe.
De laatste jaren is er nog meer ontwikkeling geweest. Traditioneel waren de snijtafels van de machines horizontaal, maar nu zijn er verticale CNC-plasmasnijmachines beschikbaar, die zorgen voor een kleinere footprint, meer flexibiliteit, optimale veiligheid en snellere werking.
