Cos'è un dispositivo di taglio al plasma CNC?
Il taglio al plasma CNC è un processo che taglia materiali elettricamente conduttivi mediante un getto accelerato di plasma caldo. I materiali tipici tagliati con una torcia al plasma includono acciaio, alluminio, ottone e rame, sebbene possano essere tagliati anche altri metalli conduttivi. Il taglio al plasma CNC è spesso utilizzato in officine di fabbricazione, riparazioni e restauri di automobili, costruzioni industriali e operazioni di recupero e rottamazione. Grazie all'elevata velocità e alla precisione dei tagli combinate con il basso costo, il taglio al plasma CNC vede un uso diffuso dalle applicazioni CNC industriali su larga scala fino alle piccole officine di hobbisti.
Il processo di base di taglio al plasma CNC prevede la creazione di un canale elettrico di gas surriscaldato e ionizzato elettricamente, ovvero plasma, dal plasma cutter CNC stesso, attraverso il pezzo da tagliare, formando così un circuito elettrico completo che torna al plasma cutter CNC tramite un morsetto di messa a terra. Ciò viene realizzato da un gas compresso (ossigeno, aria, inerte e altri a seconda del materiale da tagliare) che viene soffiato attraverso un ugello focalizzato ad alta velocità verso il pezzo da tagliare. Un arco elettrico viene quindi formato all'interno del gas, tra un elettrodo vicino o integrato nell'ugello del gas e il pezzo da tagliare stesso. L'arco elettrico ionizza parte del gas, creando così un canale di plasma elettricamente conduttivo. Mentre l'elettricità dalla torcia di taglio viaggia lungo questo plasma, fornisce calore sufficiente per fondere il pezzo da tagliare. Allo stesso tempo, gran parte del plasma ad alta velocità e del gas compresso soffiano via il metallo fuso caldo, separando così il pezzo da tagliare.
Dal Taglierine al plasma CNC producono un "cono" molto caldo e molto localizzato con cui tagliare, sono estremamente utili per tagliare lamiere in forme curve o angolate.
I tagliatori al plasma CNC analogici, che in genere richiedono più di 2 kilowatt, utilizzano un trasformatore a frequenza di rete pesante. I tagliatori al plasma inverter raddrizzano l'alimentazione di rete in CC, che viene immessa in un inverter a transistor ad alta frequenza tra 10 kHz e circa 200 kHz. Frequenze di commutazione più elevate consentono un trasformatore più piccolo, con conseguente riduzione delle dimensioni complessive e di w8.
Inizialmente i transistor utilizzati erano MOSFET, ma ora si utilizzano sempre più IGBT. Con i MOSFET paralleli, se uno dei transistor si attiva prematuramente, può portare a un guasto a cascata di un quarto dell'inverter. Un'invenzione successiva, gli IGBT, non sono così soggetti a questa modalità di guasto. Gli IGBT si trovano generalmente in macchine ad alta corrente in cui non è possibile mettere in parallelo un numero sufficiente di transistor MOSFET.
La topologia switch mode è definita convertitore forward off-line a doppio transistor. Sebbene più leggeri e potenti, alcuni tagliatori al plasma inverter, in particolare quelli senza correzione del fattore di potenza, non possono essere azionati da un generatore (ciò significa che il produttore dell'unità inverter lo proibisce; è valido solo per piccoli generatori portatili leggeri). Tuttavia, i modelli più recenti hanno circuiti interni che consentono alle unità senza correzione del fattore di potenza di funzionare su generatori di potenza leggeri.
Alcuni produttori di taglierine al plasma CNC costruiscono tavoli da taglio CNC e alcuni hanno la taglierina integrata nel tavolo. I tavoli CNC consentono a un computer di controllare la testa della torcia producendo tagli netti e puliti. Le moderne apparecchiature al plasma CNC sono in grado di tagliare più assi di materiali spessi, consentendo opportunità per saldature complesse che altrimenti non sarebbero possibili. Per materiali più sottili, il taglio al plasma CNC viene progressivamente sostituito dal taglio laser, principalmente grazie alle superiori capacità di taglio dei fori delle taglierine laser.
Un uso specializzato dei CNC Plasma Cutter è stato nel settore HVAC. Il software elabora le informazioni sulle condutture e crea modelli piatti da tagliare sul tavolo da taglio tramite la torcia al plasma. Questa tecnologia ha aumentato enormemente la produttività nel settore sin dalla sua introduzione nei primi anni '1980.
A cosa serve un taglierino al plasma CNC?
Una macchina per taglio al plasma è uno strumento comunemente utilizzato per tagliare i metalli per una vasta gamma di funzioni. Una macchina per taglio al plasma portatile è uno strumento eccellente per tagliare rapidamente lamiere, piastre metalliche, nastri, bulloni, tubi, ecc. Le torce al plasma portatili sono anche un ottimo strumento di scriccatura, per scriccare le giunzioni di saldatura o rimuovere saldature difettose. Una macchina per taglio al plasma portatile viene solitamente utilizzata per tagliare piccole forme da lamiere, tuttavia non è possibile ottenere un'adeguata precisione o qualità del bordo per molte lavorazioni metalliche. Ecco perché una macchina per taglio al plasma CNC è fondamentale.
Un taglio al plasma CNC è una macchina che monta una torcia al plasma e può muoverla lungo un percorso definito da un computer. Il termine "CNC" si riferisce a "Computer Numerical Control", ovvero a un computer che controlla il movimento della macchina tramite codici numerici supportati da un programma.
I CNC Plasma Cutter sono utilizzati anche in molti laboratori per creare lavori decorativi in metallo. Ad esempio, segnaletica commerciale e residenziale, arte murale, cartelli per indirizzi e arte da giardino per esterni.
Taglierina al plasma CNC vs Taglierina al plasma portatile
I tagliatori al plasma CNC di solito utilizzano un tipo di sistema al plasma diverso rispetto alle applicazioni di taglio manuali, uno specificamente progettato per il taglio "meccanizzato" anziché per il taglio manuale. I tagliatori al plasma CNC utilizzano una torcia a canna dritta che può essere trasportata da una macchina e hanno un qualche tipo di interfaccia che può essere controllata automaticamente dal CNC. Ci sono alcune macchine entry level che possono trasportare una torcia progettata per il taglio manuale, come le macchine PlasmaCAM. Ma qualsiasi macchina progettata per una produzione o fabbricazione seria utilizzerà una torcia meccanizzata e un sistema al plasma.
Parti del taglierino al plasma CNC
Il CNC è anche un controller di livello associato progettato per macchine utensili, con un pannello di interfaccia proprietario e una console di gestione appositamente progettata, come un controller Fanuc, Allen-Bradley o Seimens. Oppure potrebbe essere semplice come un computer portatile basato su Windows che esegue un programma di pacchetto speciale e agisce con le unità della macchina tramite la porta LAN. Diverse macchine entry level, macchine HVAC e persino alcune macchine unificate di precisione utilizzano un computer portatile o un personal computer come controller.
Per tagliare i componenti dalla piastra, il movimento della torcia è controllato dal CNC. Un programma di area, a volte semplicemente un file di computer con "codici M" e "codici G", descrive i contorni della metà e una volta per mostrare la torcia accesa e spenta. I programmi di metà sono a volte creati da un pezzo di pacchetto denominato "post-processore", che prenderà un'area di matematica pura da un file CAD e la tradurrà in codici M e codici G che il CNC può esplorare.
Un plasma cutter CNC necessita congiuntamente di un sistema di azionamento, costituito da amplificatori di azionamento, motori, encoder e cavi. Ci saranno almeno 2 motori, uno per l'asse delle coordinate e uno per l'asse delle coordinate. C'è un'apparecchiatura elettronica di azionamento per ogni motore, che prende un segnale a bassa potenza dal CNC e lo trasforma in un segnale ad alta potenza per manovrare il motore. Ogni asse incorpora un meccanismo di feedback, a volte un encoder di grado associato, che crea un segnale digitale che indica in che modo l'asse è prigioniero. I cavi prendono la funzione dall'apparecchiatura elettronica al motore e trasportano i segnali di posizione dall'encoder al CNC.
Il CNC legge il programma parziale e invia segnali al sistema di azionamento della macchina, che muove la torcia nella direzione desiderata alla velocità programmata. Il CNC legge il feedback dell'encoder ed effettua correzioni ai segnali di azionamento in tempo reale per mantenere il movimento della torcia sul percorso programmato. Tutti i componenti fisici all'interno del CNC e del sistema di azionamento funzionano e comunicano estremamente rapidamente, in genere misurando e modificando i dati di posizione ogni pochi millisecondi. Ciò consente al movimento della macchina di essere fluido e preciso, garantendo componenti tagliati al plasma con un bordo liscio, dritto e uniforme, e dimensioni parziali precise.
Un sistema al plasma CNC può avere un qualche tipo di "sistema I/O", un sistema elettrico di livello associato che gestisce Input e Output. Questo è spesso il CNC che attiva il plasma al momento accettabile, attivando un output di livello associato che chiude un relè, ad esempio. Il CNC usa gli input per afferrare una volta che l'arco al plasma è iniziato ed è pronto per la manovra. Questi sono gli Input e gli Output di base più necessari, ma chiaramente ce ne sono spesso altri.
Molti sottosistemi e opzioni alternativi sono spesso aggiuntivi, come i sistemi di gestione della tensione d'arco h8, i sistemi di smusso al plasma, i sistemi di gestione del plasma integrati e così via. Tuttavia, i principi fondamentali di un taglierina al plasma CNC delineati sopra saranno comuni a tutte queste macchine, dalla più semplice alla più complessa.
Negli ultimi anni c'è stato ancora più sviluppo. Tradizionalmente i tavoli da taglio delle macchine erano orizzontali, ma ora sono disponibili macchine da taglio al plasma CNC verticali, che offrono un ingombro ridotto, una maggiore flessibilità, una sicurezza ottimale e un funzionamento più rapido.
