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一体化板切割的潜力

发布时间:[2019-06-11 10:41:20]

所需的钻孔,倒角,铣削,攻丝和等离子切割均在一台机器上进行。


制造业的早期组合板切割机,不仅有等离子和火焰火炬,还有钻头和(最近)磨机等硬模具。几十年前推出的这些板材切割组合机器是为解决穿孔难题而开发的。

今天,这些系统已经发展成为板式切割的瑞士军刀。从这个意义上讲,他们的主要功能已经发展。它们现在不仅仅是避免或最小化穿孔,尽管它仍然是整个方程中的一个重要变量。现在,它的目的是最大限度地减少处理,消除二次加工,并提高零件流速,从原料到下一个应用。

关于吞吐量

起初,这些机器只提供钻孔能力以及等离子和氧燃料切割。制造商现在可以钻一个导向孔,然后用割炬进行边缘启动,而不是处理火炬消耗品上很长的刺穿周期。


这也开辟了新的嵌套布局可能性,特别是在非常厚的板(例如2英寸厚)中,其中等离子体穿孔将是困难的,耗时的或者仅仅是不可能的。在这些板材中,程序员从板边缘开始包含边缘开始,并且可能从一个部件轮廓切割到下一个部件轮廓,因此在切割期间火炬不必停止和重新制作。

当然,边缘启动要求限制了嵌套布局的可能性。一个程序员可能不得不最终得到一个较小的残余 - 这么小,以至于只需要将它切成废料而不是保存它。集成钻孔使程序员可以在任何需要的地方放置导孔,以保持最佳,高效,节省材料的嵌套布局。

导孔的钻孔是这些组合机器早期成功背后的一个重要原因,但这不是唯一的原因。添加钻孔功能的能力是一个额外的好处。该机器还可以添加具有高深宽比的小孔,这是传统等离子炬难以或不可能实现的。有时制造商需要切割较大的孔,因为它们的公差很小,需要加工。他们需要各种尺寸的孔,其中一些带有螺纹。

从这里出来的组合机器不仅有氧燃料和等离子炬,而且还有一个带有旋转炮塔的切割头,可容纳大约六个工具。它可以容纳各种尺寸的传统麻花钻以及攻丝和类似的切割工具。接下来需要更大的钻孔,反过来,需要在具有高马力主轴的大型机器上使用更大的钻头,现在需要通过主轴冷却剂输送来处理增加的扭矩和热量。

倒角和铣削,包括口袋和槽的螺旋铣削,是下一个合乎逻辑的步骤。考虑一个大切口部分,内部有一个8英寸宽的孔,边缘公差非常小,还有一个倒角。通常,等离子体将切割轮廓,然后操作者将该部件移动到立式加工中心,该加工中心将边缘铣削并倒角至所需的公差。

这当然需要额外的处理和设置时间,这会阻碍吞吐量,因此在组合机器上的单个设置中完成所有操作都是有意义的。提高产量是最终目标,特别是在重型工厂运行中,其中切割是路由中的第一个操作。有问题的切板可能会使车间的其他部分挨饿。这最终是那些拥有组合式切板机的目标是避免的。

斜角切割仍然是最复杂的等离子弧切割操作之一。

变化:板厚和热膨胀

当然,它并不像将龙门架和铣刀加到等离子切割台上那么简单。铣削和钻孔大板确实遵守许多加工的速度和进给惯例,但在某些方面,该过程可以是不同的动物。

例如,在钻孔和铣削固定在立式加工中心(VMC)中的工件时,零件固定到位,操作员设置刀具长度偏移和工件偏移值。机器知道工件的位置和起始位置。

VMC中的小工件是一回事; 一块1英寸厚的板,跨越15英尺宽或更长,是另一个。

当重型制造商接受板材时,库存管理器或帮助器测量板厚度,并且操作员装载材料验证它。说它是50级热轧碳钢。组合板切割机的控制器应在其库中具有该材料,因此它知道其平均硬度,拉伸值和标称厚度。它不知道的是实际厚度。1英寸 测量为1.0625英寸的钢板仍在轧机规格公差范围内。如果控制器不知道实际厚度,则钻孔操作可能不会突破板的底部,操作员只是创建了返工。

当然,操作员可以在控制中手动更改板厚测量,但这可能不适用于所有情况,特别是在大板上。仅仅因为一个地方的板块是1.0625英寸并不意味着它到处都是那么厚。而且,很多板都鞠躬。钻头或铣刀下降到1英寸。板可以发现板面高出四分之一英寸或更高,这可能使整个操作失控。

有效的工作持有可以帮助弥补这些并发症。典型的氧燃料和等离子切割操作不需要工件夹持 - 这是使用“软工具”热切割工艺的好处之一。但钻井和铣削呢。大板的质量可能足够重,以承受来自某些钻孔或铣削操作的扭矩。但同样,从工厂收到的许多板块并不完全平坦。

历史上,组合机器使用气动夹具。有些系统现在使用一个伺服驱动的夹脚 - 一个小框架,它直接在主轴下方下降,以夹紧工作区域并将其向下推平。夹紧工件后,系统会检测到这些夹具在Z方向上的确切位置,然后相应地调整切割程序。

对于精密工作,组合机器需要按照战略顺序进行切割,其中包括热膨胀等。假设您有一个嵌套布局,其中包含一系列空白轮廓,每个轮廓中都有一个孔。孔的位置与部件周长有关是至关重要的。

如果机器一次钻出所有这些孔,然后用等离子炬回来切割型材,那么这些孔的位置可能会略微偏离,从零件边缘开始测量。为什么?它与热膨胀有关。当等离子体从板的一端切割到另一端时,片材“稍微”生长,这反过来又抛弃了等离子炬相对于这些孔的位置。

为了精确地切割这个序列,机器使用钻孔作为参考轮廓的基准点; 机器切换到等离子并根据该参考进行切割。该过程从一部分到另一部分重复。

这些零件涉及各种铣削和切削工艺,所有这些都在组合板切割机上进行。

通过这种方式,系统可以解释热膨胀问题。当然,这比一次性进行等离子切割然后进行钻孔要慢,但在精密加工中,这种切割和钻孔顺序不能可靠地生产出公差范围内的优质零件。无论如何,与将工作带到二次钻孔或加工操作相比,它可能要快得多,更不用说劳动密集程度要低得多。

操作员培训

比如说,参观一个有大型岩石滑槽的矿井,你会看到一个犁形螺栓与板面齐平。松开另一侧的螺丝,取出大方螺栓,你会看到一个犁螺栓孔,显示组合式切板机在一次装配中可以做什么。

从板面开始,机器铣削一个浅口袋以产生阶梯偏移,因此螺栓位于斜槽表面的稍下方,保护螺栓免受过度磨损。

然后立铣刀向下倾斜加工方形口袋。之后是倒角工具,以产生45度角,这将有助于将螺栓固定到位。然后等离子体切割穿过板的方孔。

这不是一个简单的操作。磨机下降了一定量,只去掉了那么多的材料; 然后是倒角,然后是等离子。那个洞底部剩下多少材料?基于此,哪些消耗品最好,哪种速度和进给速率最适合实现真正的方孔?

新手操作员可能不应该尝试这样的应用程序。大多数制造商在组合板切割中取得长期成功,同时逐渐提高应用复杂性。

该例子还说明等离子切割和铣削和钻孔都有其复杂性。一个基本上不比另一个容易,特别是在组合板切割机的情况下。最终,制造商的产品组合最能推动工艺复杂性。

许多制造商倾向于选择具有加工经验的人来操作组合板切割机。这是有道理的,特别是如果产品组合涉及复杂的加工几何形状。但是,如果产品组合需要简单的孔,但需要使用复杂的斜面几何形状进行轮廓切割,那么等离子切割退伍军人可以获得有价值的见解。

用等离子体进行斜切可能在程序上非常复杂。等离子体从垂直方向旋转的每个角度,材料厚度都会随着等离子体的设置而变化。现代系统具有创建有效斜角所需的信息,但操作员需要遵循正确的程序。

火炬本身必须完全垂直; 如果它稍微偏离,斜角将会关闭,预期的切割厚度和等离子体设置也将关闭。例如,如果操作员切割斜面圆但火炬处于错误的角度,则该圆将变成蛋形。

无论如何,当制造商决定谁应该使用组合板切割机时,最终决定取决于公司文化,可用人才和培训方案。

一个渴望和敬业的制造新手可以操作组合系统,给予适当的培训和足够的时间,然后再进行更复杂的工作。

创意组合

组合系统适用于各种板等离子切割和加工应用 - 但不是所有的板加工应用。它可以追溯到系统的夹紧能力和板材的性质。由于轧制过程的性质,板材中间的厚度往往会略微变厚。因此,组合系统确实不适合表面铣削。在铣削口袋,释放孔,槽和其他形状时,机器表现良好。但由于板的固定方式以及厚度变化,组合机的端铣能力无法在小数点右侧的无数位置内产生表面公差。

也就是说,一些制造商已将T型槽加工中心直接集成到组合机床切割台的一端 - 本质上是一个真正的加工中心,拥有自己的工具,控制器和所需的夹紧能力。在组合机完成初始切割之后,关键部件移动到加工台,在那里它们可以被平放,以进行真正的表面铣削应用。

移动中的材料

组合切割真的是关注大局,这包括材料处理。假设组合机器完成复杂零件的嵌套,铣削,钻孔和等离子切割零件轮廓。每个部件重约600磅,因此现在操作员需要等待高架起重机。等一下 然后等一下。

如今,某些组合系统配备了重型拾放自动化系统。当巢完成后,带有磁性末端执行器的机器人将每个部件抬起并将其堆叠在相邻的托盘上。自动化知道它正在挑选哪些部件,因此它可以将它们放置在最适合部件流动的配置中。例如,如果零件在套件中流动,则机器人将切割的坯料堆叠在套件中。卸下零件后,通常可以通过手动割炬切割去除骨架。

这种自动化显示了切割组合的全部内容:减少零件必须移动或处理的次数。最终,它是关于确保商店的下游约束 - 无论是焊接,成型还是其他任何地方 - 都不会缺乏工作。如果板切割过程存在问题,并且它导致下游约束在较低的容量水平下操作,那么制造商就没有尽可能高的生产率。

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