Technologie Rapid Part Technický přehled

Technologie Rapid Part Technický přehled

Úvod Pokročilé řešení pro integrované plazmové řezání společnosti Hypertherm poskytuje uživatelům mnoho výhod, zejména: Dramatické zlepšení kvality otvorů dosažené bez zásahu obsluhy s využitím technologie True Hole. Zvýšení produktivity až o 100 % díky zásahu obsluhy s využitím technologie Rapid Part. Dosažení optimální životnosti spotřebních dílů bez zásahu obsluhy. Staví na zkušenosti společnosti Hypertherm s procesy, která usnadňuje: Vyškolení nových pracovníků obsluhy, aby během několika minut řezali jako profesionálové Udržení konzistentnější výkonnosti u všech pracovníků obsluhy, během všech směn a na všech pracovištích bez zásahu obsluhy Remote Help (vzdálená pomoc) usnadňuje OEM přístup k řezacímu systému během několika sekund po internetu a poskytuje procesní podporu a/nebo odstraňování poruch. Tento dokument uvádí podrobnosti o technologii Rapid Part, včetně toho, jaká je, co dělá a jak funguje. Přehled o technologii Rapid Part Při sledování tradičního plazmového systému se ukáže, že významný procentuální podíl celkové doby cyklu je čas, kdy se neřeže (doba strávená přesunem od jednoho řezu k dalšímu - rovněž se označuje jako doba cyklu mezi řezy). Společnost Hypertherm reagovala na požadavek průmyslu dosahovat nepřetržitého zlepšování procesu technologií Rapid Part; poskytuje až 100% zvýšení produktivity díky zkrácení doby cyklu mezi řezy dosaženého bez zásahu obsluhy. Technologie Rapid Part znamená kratší dobu cyklu mezi řezy, maximalizuje dobu, během níž hořák řeže kov, a minimalizuje provozní náklady. Sada výrobků Hypertherm přispívá k dodávce technologie Rapid Part následujícím způsobem: Software ProNest 2010 pro automatické seskupování tvarů EDGE Pro a MicroEDGE Pro CNC ArcGlide THC Plazmový systém HPRXD Jedinečné aspekty systému Rapid Part zahrnuje následující: Výrobky vyráběné a podporované společností Hypertherm těží ze 40 let zkušeností v odvětví plazmového řezání. Výrobky projektované a určené pro spolupráci se systémem bez zásahu obsluhy využívají několika technologických prvků. Systém, který nejen pracuje s technologií Rapid Part jako funkcí úlohy, ale rovněž obsahuje technologii True Hole a automatické vzorkování napětí na oblouku ve stejném seskupení, pokud je to vhodné. Inteligentní a automatický výpočet optimální výšky odsunu hořáku. Rychlý pohyb THC ve směru osy Z 2

Výrobek Realizační výstup Výhoda Ostatní součásti systému požadované k provedení Software ProNest 2010 EDGE Pro a MicroEDGE Pro CNC ArcGlide THC Plazmový systém HPRXD Použijte optimalizovaná umístění vývodů. Použijte optimalizované trasy pro zabránění kolize včetně částečného nebo úplného zdvižení hořáku. Inteligentní odsun hořáku na další propalovací výšku podle vlastností materiálu a dílu. Rozhoduje, kdy přeskočit IHS (sledování zapalovací výšky). Nastavuje správnou výšku THC. Umožňuje předfuk během podélného přesunu k dalšímu propálení. Rychlý vertikální pohyb (osa Z) Automatické měření umístění desky a kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí. Konstruováno pro rychlé zapálení hořáku pomocí technologie Rapid Ignition Minimalizuje možnost kolize hořáku a vzdálenost mezi koncem jednoho řezu a propalováním na dalším dílu. Inteligentní přeskočení IHS (sledování zapalovací výšky) na základě geometrie dílu a konfigurace seskupování. Minimalizuje možnost kolizí hořáku a zbytečného pohybu hořáku ve směru osy Z. Úspora doby cyklu závisí na geometrii dílu a konfiguraci seskupování. Poskytuje úsporu času v cyklu přibližně jedna sekunda na propal. Minimalizuje zbytečný pohyb hořáku ve směru osy Z. Úspora doby cyklu závisí na geometrii dílu a konfiguraci seskupování. Inteligentně sleduje pokyny ohledně výšky hořáku v části programu vytvořené pomocí ProNest. Pokud nebudou předány povely ohledně výšky hořáku, číslicové řízení (CNC) použije ke stanovení výšky hořáku vestavěné tovární tabulky parametrů. Úspora doby cyklu závisí na geometrii dílu a konfiguraci seskupování. Tím se zamezí prostoji, při kterém stroj čeká na předfuk plynu, a ušetří se přibližně 1,3 sekundy na jeden propal. Hořák se pohybuje mnohem blíže k desce ve vysoké rychlosti, což přináší časové úspory cyklu. Automatický přechod na nízkou rychlost a optimální výšku propalování, snižuje čas IHS až o 3 sekundy. Odstraňuje dlouhé proplachovací cykly. Žádná 15% Žádná ArcGlide THC / Senzor THC ArcGlide THC / Senzor THC Žádná HPRXD *Příspěvek ke snížení doby cyklu mezi řezy (odhadovaná %) 20% Žádná 60% Žádná EDGE Pro a MicroEDGE Pro CNC *Poznámka: Příspěvek specifického výrobku k celkovému snížení doby cyklu mezi řezy se bude měnit podle úlohy Tabulka 1.1 5% 3

Přehled doby cyklu mezi řezy U typického plazmového řezacího stroje je doba cyklu mezi řezy součtem všech nezbytných pohybů mezi řezy a může se rozdělit do čtyřech primárních složek: Odsun hořáku Pohyb stolu Sledování zapalovací výšky (IHS*) Předfuk plynu* (*některé THC tyto dva kroky kombinují) Technologie Rapid Part snižuje dobu cyklu mezi řezy až o 80 %. Následující tabulka (Tabulka 1.2) uvádí přehled o tom, jak technologie Rapid Part přispívá ke každému elementu doby cyklu mezi řezy. Příruba 203 mm Obr. 1 1. Odsun hořáku Rychlý vertikální pohyb (osa Z) pomocí ArcGlide THC inteligentně odsouvá hořák na další propalovací výšku podle vlastností materiálu a dílu. Tabulka 1.2 2. Pohyb stolu Optimalizované pohybové instrukce naprogramované pomocí ProNest 2010 s modulem pro zabránění kolize v rozšířené výbavě, který minimalizuje možnosti kolize hořáku a vzdálenost mezi koncem jednoho řezu a propalováním na dalším dílu. 3. Sledování zapalovací výšky Rychlý pohyb ve směru osy Z pomocí ArcGlide THC. Automatická kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí. inteligentní přeskočení IHS (sledování zapalovací výšky) na základě geometrie dílu a konfigurace seskupování. 4. Předfuk plynu Dokončen současně během sledování zapalovací výšky a během pohybu stroje, pokud se IHS přeskočí. U typického nastavení plazmy se hořák při dokončení řezu odsune od desky o několik centimetrů. Po přesunu na místo dalšího propalování poté hořák provede sledování zapalovací výšky a pokračuje předfukem plynů pro propalování. Když se tento čas změří, obvykle to přidá 6 až 7 sekund ke každému cyklu mezi řezy, což se může během dne nahromadit do významné doby. Graf (obr. 2) ukazuje rozpis doby zpracování pro díl v podobě 203 mm příruby (obr. 1). Povšimněte si, že systém Command THC (který představuje typické nastavení plazmy) potřebuje významnou dobu na předfuk, IHS a odsun hořáku. Sekundy 100 80 60 40 20 0 Doba výroby dílu 203 mm příruba Command THC 80% zkrácení doby cyklu mezi řezy Předfuk IHS Čas odsunu Pohyb stolu Řezání Technologie ArcGlide THC s řadou integrovaných výrobků pro plazmové řezání Obr. 2 4

U technologie Rapid Part a ArcGlide THCse doba cyklu mezi řezy významně zkracuje. U všech úloh technologie Rapid Part zlepšuje dobu cyklu mezi řezy, kdy nejvýznamnějších zlepšení produktivity bude dosaženo u seskupování, kdy se využívá tenká deska a vysokým počtem dílů a/nebo propalování. Čím více propalování na dané desce bude, tím větší bude i časová úspora. 80 70 60 50 40 30 20 10 Celková doba dílu 203mm příruba s 8 otvory Červená = 80% snížení; 50% snížení celkem 0 Obr. 3 Technologie Command THC s řadou integrovaných výrobků Hypertherm pro řezání Technologie ArcGlide THC s řadou integrovaných výrobků Hypertherm pro řezání Jak vyplývá z grafů (obr. 3, obr. 4), při řezání 203mm příruby technologií Rapid Part se doba cyklu snižuje o 80 % a celková výrobní doba se snižuje o 50 %. Nezapomeňte, že odhadovaný počet dílů, který lze vyříznout za den se významně zvýší. 600 Počet dílů vyrobených za den 203mm příruba 500 400 100% zvýšení počtu dílů 300 200 100 0 Technologie Command THC s řadou integrovaných výrobků Hypertherm pro řezání Obr. 4 Samostatný ArcGlide THC Technologie ArcGlide THC s řadou integrovaných výrobků Hypertherm pro řezání (Je rovněž důležité si uvědomit, že různé řezací stroje vykazují vlastní rozdíly v době potřebné k dokončení některých shora uvedených prvků kvůli různým možnostem pohonu přesunu atd.) 5

Technický přehled o systému Následující část uvádí podrobnosti o tom, jak každá systémová komponenta funguje, aby zajistila svůj příspěvek technologie Rapid Part: ProNest 2010 Použití softwaru pro automatické seskupování dílů a optimalizaci ProNest 2010 s přídavným modulem pro prevenci kolizí při programování úloh přispívá k optimalizovanému pohybu stolu a pokyny pro odsun hořáku jsou vydávány automaticky bez zásahu obsluhy: Pokyny pro optimalizovaný pohyb stolu Řazení dílů Optimalizuje sekvenci řezání vnitřního profilu (otvory a zářezy) a sekvenci seskupování řezů, aby se minimalizoval potenciální výskyt kolize hořáku. Umístění přívodů Znovu umístí vnitřní přívody na díly tak, aby vzdálenost mezi koncem jednoho řezu a propalováním na dalším dílu byla optimalizovaná (skutečný přínos závisí na velikosti dílu a počtu vnitřních prvků). Znovu umístí vnější přívody na díly tak, aby se snížila potřeba plného odsunu hořáku a vzdálenost mezi koncem jednoho řezu a propalováním na dalším dílu byla minimální. (Další zisky produktivity mohou být výsledkem minimalizovaných kolizí hořáku, které mohou způsobit jeho poškození a výpadek výroby.) Kombinace přesměrování podélných pohybů a plné či částečné zdvihnutí řezací hlavy, aby se tak vyhnula plochám na seskupení, kde může dojít k potenciálnímu poškození hořáku a výpadku výroby kvůli naklopení nebo zkroucení desky. Například: Obr. 5 Obr. 6 Když se k seskupení přidávají díly, funkce Prevence kolize (zachycena na obr. 5 shora) se deaktivuje: Umístění přívodů se nastaví na standardní polohu 6 hodin. To znamená, že hlava hořáku může na své dráze přecházet přímo přes otvory vyřezané již dříve. Tato metoda by vyžadovala plné zdvihnutí hlavy, aby se zabránilo kolizím způsobeným naklopením. Umístění externích přívodů se nenachází na dráze nejkratší doby podélného posunu. Sekvence vnitřních řezů se vždy nastaví na standardní sekvenci (stejná pro všechny díly). Tento přístup nemusí být optimální. Například sekvence pro daný díl nemusí končit v místě, které je v blízkosti dalšího dílu. S aktivovanou funkcí Prevence kolize (zachycena na obr. 6 shora): Umístění přívodů je nyní uspořádáno tak, aby se vždy pohybovaly od již dříve vyříznutých otvorů. U hlavy již dále nehrozí nebezpečí kolize způsobené naklopením. Umožňuje to bezpečný pohyb hlavy dolů řezem. Externí přívody jsou nyní umístěny blíže k dalšímu dílu, aby se minimalizovala doba podélného pohybu. Vnitřní sekvence řezu se optimalizuje pro počáteční a koncové body, které nejlépe podporují prevenci kolizí a minimální dobu podélného pohybu vzhledem k umístění externího přívodu. 6

IHS inteligentně přeskočen Odborné znalosti Hypertherm zabudované do ProNest přispívají k inteligentnímu odsunu hořáku na další výšku propalování podle vlastností materiálu a dílu. ProNest obsahuje továrně testované parametry výšky hořáku v souboru NC. Doba odsunu hořáku se minimalizuje pouhým částečným odsunem na další výšku propalování (přenosu) namísto provedení plného odsunu. Pokud je realizován, poskytuje úsporu času v cyklu přibližně jedna sekunda na propal. Fig. 7 Parametry, které přispívají k rozhodnutím o odsunutí hořáku, jsou založeny na nastavení Prevence kolize zavedeného v rámci konfigurace stroje ProNest. Pokud během provozu stroje ProNest rozhodne, že odsunutí na další výšku hořáku je bezpečné, pak ProNest zavede parametry do souboru NC a CNC z nich čerpá při pořízení vhodné hodnoty výšky propalování na základě typu materiálu a jeho tloušťky. Shora uvedený snímek (obr. 7) je výňatkem z tabulky procesních parametrů. Povšimněte si sloupců nastavení ovládání výšky V600 obsahující výšku přenosu, výšku propalování, výšku řezu a parametry napětí oblouku. 7

ArcGlide THC ArcGlide THC pracuje bez problémů s ProNest 2010, EDGE Pro a MicroEDGE Pro CNC a plazmovým systémem HPRXD při provádění následujících úkonů: Vykonává programy optimalizovaných pohybů definovaných softwarem ProNest 2010 a zpracovávaných EDGE Pro CNC, které zajišťují: rychlý pohyb ve směru osy Z automatickou kalibraci přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí inteligentní přeskočení IHS (sledování zapalovací výšky) na základě geometrie dílu a konfigurace seskupování Následující položky popisují, jak fungují automatické funkce ArcGlide. Rychlý pohyb ve směru osy Z Během odsunu hořáku je rychlost pohybu (zdvihu) ArcGlide THC až 15 240 mm/min v délce zdvihu 241 mm. Tato vysoká rychlost pohybu způsobuje snížení doby odsunu o více než 0,5 sekundy při plném odsunu. Automatická kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí. Je typické, že se ovladač výšky hořáku pohybuje dolů velmi rychle směrem k desce, dokud nedosáhne určité vzdálenosti, kdy jeho se jeho rychlost dramaticky zpomalí. Mnoho ovladačů výšky hořáku používá pevně stanovenou vzdálenost od řezacího stolu a ne skutečné místo na desce ke stanovení vzdálenosti od desky, kde se rychlost snižuje. Tuto vzdálenost nastavuje technik instalující řezací stroj. Zatímco obsluha má kontrolu nad tímto nastavení, jen někteří jej skutečně optimalizují pro každou tloušťku desky, protože zapomenutí v případě přechodu na tlusté desky může hořák poškodit. Proto může u tlustých desek docházet k tomu, že hořák zpomalí v 12,5 mm nad deskou; pokud se ale na stůl položí tenká deska, může být vzdálenost, v níž dochází ke zpomalení hořáku, až 63 mm nad deskou, což drasticky zvyšuje dobu mezi řezacími cykly. ArcGlide THC automaticky kalibruje tento přechod mezi vysokou a nízkou rychlostí během sledování zapalovací výšky (IHS) na desce tím, že sleduje skutečné umístění desky a zajišťuje, že nezpomalí, dokud nedosáhne 12,5 mm nad deskou bez ohledu na tloušťku desky. Tím se během IHS může ušetřit až 1 sekunda. Jako bezpečnostní opatření se automatická kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí ArcGlide znovu nastaví, pokud THC (Torch Height Control) řízení výšky hořáku neřezalo déle než třicet sekund nebo pokud hořák byl ručně přemístěn ve zdvižené nebo spuštěné poloze. V zásadě platí, že pokud systém stanoví, že by mohlo existovat riziko kolize, ArcGlide bude k desce přistupovat na prvním propálení pomalu. IHS inteligentně přeskočen Když THC nalezne desku pro první propálení, pohybuje se v průběhu IHS pomalu. Každý následný IHS je při použití této výchozí kalibrace mnohem rychlejší, což dovoluje minimalizovat dobu cyklu mezi řezy bez rizika kolize hořáku. THC provede IHS na prvních několika propáleních a zároveň získá výchozí vzorky pro nastavení napětí na oblouku THC. IHS je velmi rychlé, ale úplné přeskočení IHS je ještě rychlejší. Předfuk plynu pro hořák se uskuteční během rychlého pohybu hořáku a hořák se odsune pouze v případě, že hrozí nebezpečí kolize, jinak se odsune právě na propalovací výšku dalšího propalování. Tato schopnost se aktivuje pomocí funkce prevence kolize softwaru ProNest a je popsána shora. Po vyříznutí první části se hořák plně odsune, aby se zajistilo, že není s dílem v kontaktu, ale jinak přeskočí IHS na další díl. 8

EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC přijímají a zpracovávají NC soubor pro úlohu vytvořenou softwarem ProNest 2010. CNC rovněž komunikuje s ArcGlide THC a plazmovým systémem HPRXD, čímž pomáhá zajistit úspěšné dokončení úlohy. Konkrétně EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC nabízí následující příspěvek k technologii Rapid Part: Vykonává programy optimalizovaných pohybů definovaných softwarem ProNest 2010 pro automatické seskupování dílů a optimalizaci procesů. Pomocí vlastní chráněné technologie Hypernet společnosti Hypertherm EDGE Pro a MicroEDGE Pro automaticky komunikují nastavení optimální nastavení ovladače výšky hořáku do ArcGlide THC bez nutnosti zásahu obsluhy. Vydává pokyn ArcGlide THC k odsunutí na další propalovací výšku, když je vyvolán programem dílů. Vydává pokyn plazmovému systému HPRXD k předfuku plynů během pohybu stolu, čímž zajišťuje připravenost plazmového systému k okamžitému zapálení po přesunu na místo. Plazmový systém HyPerformance HPRXD HPRXD umožňuje plazmovému systému podporovat rychlejší cykly předfuku, což je prvek snižující dobu cyklu mezi řezy projednávaný v bodě ArcGlide THC. Konstruován pro rychlé zapálení, čímž přispívá ke kratším proplachovacím cyklům. 9

ProNest EDGE Pro/ MicroEDGE ArcGlide THC Plazmový systém HyPerformance HPRXD d d Inteligentní umístění přívodů Inteligentní trasa pohybu d d Inteligentní výška odsunu d d d Přeskočit IHS d d Předfuk během podélného přesunu d d Rychlý pohyb ve směru osy Z Inteligentní měření umístění desky a kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí d d Konstruováno pro rychlé zapálení hořáku 15 % 20 % 60 % 5 % Odhadovaný příspěvek k technologii Rapid Part Tabulka 1.3 Odchylky součástí systému Použití softwaru ProNest 2010 pro seskupování dílů společnosti Hypertherm společně s EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC, ArcGlide THC a plazmovým systémem HPRXD přináší plné výhody snížení doby cyklu mezi řezy. Ovšem jak podrobně uvádí tabulka 1.1, lze dosáhnout významného podílu úspory celkové doby cyklu bez použití všech součástí systému, které slouží k nasazení technologie Rapid Part. Pro určité uživatele může být nasazení částečného systému k dosažení procentuálního podílu úspory celkové doby cyklu logickým řešením. Uživatel má například dlouhodobý zavedený vztah s OEM stroje, který nezačleňuje plné integrované řešení Hypertherm do svého stroje, a místo toho vyrábí vlastní software pro seskupování dílů nebo CNC. Stroj by mohl přesto v závislosti na konfiguraci dosáhnout vynikajících přírůstků produktivity. Naproti tomu uživatelé, kteří vlastní stroje obsažené v již dříve existujících výrobcích Hypertherm, například Command THC nebo verzi softwaru ProNest, která nepodporuje technologii True Hole, mohou mít vynikající příležitost dovybavit svůj stroj nejnovějšími součástmi Hypertherm, které přináší úplné možnosti technologie Rapid Part při snadno zdůvodnitelném výnosu z investice. Podrobnosti o tom, co lze získat a ztratit při použití různých konfigurací součástí naleznete v tabulce 1.1 shora, případně použijte tabulku 1.3, kde je zjednodušený přehled. www.hypertherm.com 10 Hypertherm, Rapid Part, True Hole, Remote Help, ProNest, EDGE, ArcGlide, HPR, Rapid Ignition, Command a Hypernet jsou ochranné známky společnosti Hypertherm, Inc., a mohou být registrovány ve Spojených státech a/nebo jiných zemích. 09/2011 Hypertherm, Inc. Česky / Czech