O que é uma máquina de corte a plasma CNC?
O corte a plasma CNC é um processo que corta materiais eletricamente condutores por meio de um jato acelerado de plasma quente. Materiais típicos cortados com uma tocha de plasma incluem aço, alumínio, latão e cobre, embora outros metais condutores também possam ser cortados. O cortador a plasma CNC é frequentemente usado em oficinas de fabricação, reparo e restauração automotiva, construção industrial e operações de salvamento e sucata. Devido à alta velocidade e aos cortes de precisão combinados com baixo custo, o cortador a plasma CNC vê uso generalizado de aplicações CNC industriais de grande escala até pequenas oficinas de hobby.
O processo básico de corte a plasma CNC envolve a criação de um canal elétrico de gás superaquecido e eletricamente ionizado, ou seja, plasma do próprio cortador a plasma CNC, através da peça de trabalho a ser cortada, formando assim um circuito elétrico completo de volta ao cortador a plasma CNC por meio de um grampo de aterramento. Isso é realizado por um gás comprimido (oxigênio, ar, inerte e outros, dependendo do material que está sendo cortado) que é soprado através de um bico focado em alta velocidade em direção à peça de trabalho. Um arco elétrico é então formado dentro do gás, entre um eletrodo próximo ou integrado ao bico de gás e a própria peça de trabalho. O arco elétrico ioniza parte do gás, criando assim um canal eletricamente condutor de plasma. À medida que a eletricidade da tocha do cortador viaja por esse plasma, ela fornece calor suficiente para derreter a peça de trabalho. Ao mesmo tempo, grande parte do plasma de alta velocidade e do gás comprimido sopra o metal fundido quente para longe, separando, ou seja, cortando a peça de trabalho.
Como Cortadores de plasma CNC produzem um "cone" muito quente e muito localizado para cortar, sendo extremamente úteis para cortar chapas metálicas em formas curvas ou angulares.
Cortadores de plasma CNC analógicos, que normalmente exigem mais de 2 quilowatts, usam um transformador de frequência de rede pesada. Cortadores de plasma inversores retificam a alimentação de rede para CC, que é alimentada em um inversor de transistor de alta frequência entre 10 kHz e cerca de 200 kHz. Frequências de comutação mais altas permitem transformadores menores, resultando em tamanho geral e redução de w8.
Os transistores usados inicialmente eram MOSFETs, mas agora estão usando cada vez mais IGBTs. Com MOSFETs em paralelo, se um dos transistores for ativado prematuramente, isso pode levar a uma falha em cascata de um quarto do inversor. Uma invenção posterior, IGBTs, não está tão sujeita a esse modo de falha. IGBTs podem ser geralmente encontrados em máquinas de alta corrente onde não é possível colocar em paralelo transistores MOSFET suficientes.
A topologia do modo de comutação é chamada de conversor direto off-line de transistor duplo. Embora mais leves e potentes, alguns cortadores de plasma inversores, especialmente aqueles sem correção do fator de potência, não podem ser operados a partir de um gerador (isso significa que o fabricante da unidade inversora proíbe fazer isso; é válido apenas para geradores portáteis pequenos e leves). No entanto, modelos mais novos têm circuitos internos que permitem que unidades sem correção do fator de potência operem em geradores de energia leves.
Alguns fabricantes de cortadores de plasma CNC constroem mesas de corte CNC, e alguns têm o cortador embutido na mesa. As mesas CNC permitem que um computador controle a cabeça da tocha produzindo cortes limpos e afiados. O equipamento de plasma CNC moderno é capaz de corte multieixo de material espesso, permitindo oportunidades para costuras de soldagem complexas que não seriam possíveis de outra forma. Para materiais mais finos, o corte de plasma CNC está sendo progressivamente substituído pelo corte a laser, devido principalmente às habilidades superiores de corte de furos do cortador a laser.
Um uso especializado de CNC Plasma Cutters tem sido na indústria de HVAC. O software processa informações sobre dutos e cria padrões planos para serem cortados na mesa de corte pela tocha de plasma. Essa tecnologia aumentou enormemente a produtividade dentro da indústria desde sua introdução no início dos anos 1980.
Para que serve uma máquina de corte a plasma CNC?
Uma máquina de corte a plasma é uma ferramenta comumente usada para cortar metais em diversas aplicações. Uma máquina de corte a plasma manual é uma excelente ferramenta para cortar rapidamente chapas, placas metálicas, tiras, parafusos, tubos, etc. Tochas de plasma manuais também funcionam muito bem como goivagem, para remover soldas defeituosas ou fazer goivagem reversa. Uma máquina de corte a plasma manual é geralmente usada para cortar formas pequenas em chapas, porém não é possível obter a precisão de corte ou a qualidade de borda adequadas para a maioria das peças metálicas. É por isso que uma máquina de corte a plasma CNC é essencial.
Uma máquina de corte a plasma CNC é uma máquina que possui uma tocha de plasma e pode movê-la em um caminho específico, direcionado por um computador. O termo "CNC" refere-se a "Controle Numérico Computadorizado", o que implica que um computador é usado para direcionar o movimento da máquina com base em códigos numéricos em um programa.
Os cortadores de plasma CNC também são usados em muitas oficinas para criar trabalhos decorativos em metal. Por exemplo, sinalização comercial e residencial, arte de parede, placas de endereço e arte de jardim ao ar livre.
Cortador de plasma CNC vs. cortador de plasma portátil
Os cortadores de plasma CNC geralmente usam um tipo diferente de sistema de plasma do que as aplicações de corte manual, um projetado especificamente para corte "mecanizado" em vez de corte manual. Os cortadores de plasma CNC usam uma tocha de cano reto que pode ser transportada por uma máquina e tem algum tipo de interface que pode ser controlada automaticamente pelo CNC. Existem algumas máquinas de nível básico que podem transportar uma tocha projetada para corte manual, como as máquinas PlasmaCAM. Mas qualquer máquina projetada para fabricação ou fabricação séria usará uma tocha mecanizada e um sistema de plasma.
Peças de corte de plasma CNC
O CNC também é um controlador real de grau associado projetado para máquinas-ferramentas, com um painel de interface proprietário e um console de gerenciamento especialmente projetado, como um controlador Fanuc, Allen-Bradley ou Seimens. Ou pode muito bem ser tão fácil quanto um laptop baseado em Windows executando um programa de pacote especial e agir com as unidades da máquina por meio da porta LAN. Várias máquinas de nível de entrada, máquinas HVAC e até mesmo algumas máquinas unificadas de precisão usam um laptop ou computador pessoal como o controlador.
Para cortar componentes da chapa, o movimento da tocha é controlado pelo CNC. Um programa de área, às vezes simplesmente um arquivo de computador com "códigos M" e "códigos G", descreve os contornos da metade e uma vez para mostrar a tocha ligada e desligada. Programas de metade são às vezes criados por um pedaço de pacote chamado de "pós-processador", que pegará uma área matemática pura de um arquivo CAD e a traduzirá em códigos M e códigos G que o CNC pode navegar.
Um cortador de plasma CNC precisa conjuntamente de um sistema de acionamento, consistindo de amplificadores de acionamento, motores, codificadores e cabos. Haverá no mínimo 2 motores, um para o eixo de coordenadas e um para o eixo de coordenadas. Há um equipamento eletrônico de acionamento para cada motor, que pega um sinal de baixa potência do CNC e o transforma em um sinal de alta potência para manobrar o motor. Cada eixo incorpora um mecanismo de feedback, às vezes um codificador de grau associado, que cria um sinal digital indicando de que forma o eixo está cativo. Os cabos levam a facilidade do equipamento eletrônico para o motor e carregam os sinais de posição do codificador de volta para o CNC.
O CNC lê o programa parcial e envia sinais para o sistema de acionamento da máquina, que move a tocha na direção desejada e na velocidade programada. O CNC lê o feedback do encoder e corrige os sinais de acionamento conforme necessário para manter o movimento da tocha na trajetória programada. Todos os componentes físicos do CNC e do sistema de acionamento funcionam e se comunicam muito rapidamente, geralmente medindo e alterando os dados de posição a cada poucos milissegundos. Isso permite que o movimento da máquina seja suave e preciso o suficiente para produzir componentes cortados a plasma com bordas lisas, retas e consistentes, além de dimensões precisas.
Um sistema de plasma CNC pode ter algum estilo de “sistema de E/S”, sistema elétrico de grau associado que lida com entradas e saídas. Isso geralmente é, no entanto, o CNC ativa o plasma no momento aceitável, ligando a saída de grau associado que fecha um relé, por exemplo. O CNC usa entradas para entender quando o arco de plasma começou e está preparado para manobrar. Essas são as entradas e saídas mais básicas necessárias, no entanto, claramente, geralmente há mais.
Muitos subsistemas e opções alternativos são frequentemente adicionais, como sistemas de gerenciamento de tensão de arco h8, sistemas de chanfro de plasma, sistemas de gerenciamento de plasma integrado e assim por diante. No entanto, os fundamentos de um cortador de plasma CNC delineados acima serão comuns a todas essas máquinas, das melhores às mais complicadas.
Nos últimos anos, houve ainda mais desenvolvimento. Tradicionalmente, as mesas de corte das máquinas eram horizontais, mas agora estão disponíveis máquinas de corte a plasma CNC verticais, proporcionando uma pegada menor, maior flexibilidade, segurança ideal e operação mais rápida.
