Technický přehled technologie Rapid Part Bílá kniha Úvod Integrovaná řešení pro plazmové řezání společnosti Hypertherm s názvem Built for Business poskytují uživatelům mnoho výhod, zejména: dramatické zlepšení kvality otvorů dosažené bez zásahu obsluhy díky využití technologie True Hole, zvýšení produktivity až o 100 % díky zásahu obsluhy s využitím technologie Rapid Part, dosažení optimální životnosti spotřebních dílů bez zásahu obsluhy, integraci zkušenosti společnosti Hypertherm s procesy, která usnadňuje: vyškolení nových pracovníků obsluhy, aby během několika minut řezali jako profesionálové, udržování konzistentnější výkonnosti u všech pracovníků obsluhy, během všech směn a na všech pracovištích, a to bez zásahu obsluhy, Remote Help (vzdálená pomoc) usnadňuje OEM přístup k řezacímu systému během několika sekund prostřednictvím 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 technologie Rapid Part Při sledování tradičního plazmového systému se ukáže, že významný procentuální podíl celkové doby cyklu tvoří čas, kdy se neřeže (doba strávená přesunem od jednoho řezu k dalšímu, která se rovněž označuje jako doba cyklu mezi řezy). Společnost Hypertherm reagovala na požadavek průmyslu dosahovat nepřetržitého zlepšování procesu technologií Rapid Part. Ta 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 pro automatické seskupování tvarů, EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC, ArcGlide nebo Sensor THC, plazmový systém HPRXD. Jedinečné aspekty systému Rapid Part zahrnují 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.
Výrobek Realizační výstup Výhoda Software ProNest Použijte optimalizovaná umístění přívodů. 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. Ostatní součásti systému požadované k provedení Žádná 15 % Příspěvek ke snížení doby cyklu mezi řezy (odhadovaná %)* Použijte optimalizované trasy pro zabránění kolize včetně částečného nebo úplného zdvižení hořáku. Minimalizuje možnost kolizí hořáku a zbytečného pohybu hořáku ve směru osy Z. Úspora doby cyklu závisí na geometrii dílu a konfiguraci seskupování. Žádná Inteligentní odsun hořáku na další propalovací výšku podle vlastností materiálu a dílu. Poskytuje úsporu času v cyklu přibližně jedné sekundy na propal. ArcGlide nebo Sensor THC EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC Rozhoduje, kdy přeskočit IHS (sledování zapalovací výšky). Minimalizuje zbytečný pohyb hořáku ve směru osy Z. Úspora doby cyklu závisí na geometrii dílu a konfiguraci seskupování. ArcGlide nebo Sensor THC 20 % Nastavuje správnou výšku THC. 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. Žádná Umožňuje předfuk během podélného přesunu k dalšímu propálení. Tím se zamezí prostoji, při kterém stroj čeká na předfuk plynu, a ušetří se přibližně 1,3 sekundy na jeden propal. HPRXD ArcGlide nebo Sensor THC Rychlý vertikální pohyb (osa Z) Hořák se pohybuje mnohem blíže k desce ve vysoké rychlosti, což přináší časové úspory cyklu. Žádná 60 % Automatické měření umístění desky a kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí. Automatický přechod na nízkou rychlost a optimální propalovací výšku propalování snižuje čas IHS až o 3 sekundy. Žádná Plazmový systém HPRXD Konstruováno pro rychlé zapálení hořáku pomocí technologie Rapid Ignition Odstraňuje dlouhé proplachovací cykly. EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC 5 % *Příspěvek specifického výrobku k celkovému snížení doby cyklu mezi řezy se bude měnit podle úlohy Tabulka 1.1 2
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 čtyř primárních součástí: 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 %. Tabulka 1.2 uvádí přehled o tom, jak technologie Rapid Part přispívá ke každému elementu doby cyklu mezi řezy. Obr. 1 203 mm příruba 1. Odsun hořáku 2. Pohyb stolu 3. Sledování zapalovací výšky (IHS) 4. Předfuk plynu Rychlý vertikální pohyb (osa Z) pomocí ArcGlide nebo Sensor THC inteligentně odsouvá hořák na další propalovací výšku podle vlastností materiálu a dílu. Optimalizované pohybové instrukce naprogramované pomocí softwaru ProNest s modulem pro zabránění kolize v rozšířené výbavě, který minimalizuje možnosti kolize hořáku a vzdálenost mezi koncem jednoho řezu a propalováním na dalším dílu. Rychlý pohyb ve směru osy Z pomocí ArcGlide nebo Sensor THC. Automatická kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí. Inteligentní přeskočení IHS (sledování zapalovací výšky) na základě geometrie dílu a konfigurace seskupování. Dokončen současně během sledování zapalovací výšky a během pohybu stroje, pokud se IHS přeskočí. Tabulka 1.2 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 7 sekund ke každému cyklu mezi řezy, což se může během dne nahromadit do významné doby. Obr. 2 Doba výroby dílu 203 mm příruba 100 80 80% zkrácení doby cyklu mezi řezy Graf (obr. 2) ukazuje rozpis doby zpracování pro díl v podobě 203 mm příruby (obr. 1). Povšimněte si, že typické nastavení plazmy pomocí předcházející technologie THC (např. systém Command THC) potřebuje významnou dobu na předfuk, sledování zapalovací výšky (IHS) a odsun hořáku. Sekundy 60 40 20 0 Předcházející technologie THC ArcGlide nebo Sensor THC (samostatný) Předfuk IHS Čas odsunu Pohyb stolu Řezání Sada automatizovaných ovladačů společnosti Hypertherm s integrovanými výrobky pro plazmové řezání s názvem Built for Business 3
U technologie Rapid Part s ArcGlide nebo Sensor THC se doba cyklu mezi řezy významně zkracuje. U všech úloh technologie Rapid Part zkracuje dobu cyklu mezi řezy, kdy nejvýznamnějších zlepšení produktivity je 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. Celkový čas na díl (203 mm příruba s osmi otvory) Red = 80% snížení; 50% snížení celkem Obr. 3 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Command THC s Hypertherm CNC, HPRXD a softwarem pro automatické seskupování tvarů Řezání Bez řezání ArcGlide nebo Sensor THC s EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC, HPRXD a softwarem pro automatické seskupování tvarů ProNest Jak vyplývá z grafů (obr. 3, obr. 4), při řezání 203 mm 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. (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.) Počet dílů 203 mm příruba 600 500 400 300 100% zvýšení počtu dílů Počet dílů vyrobených za den Obr. 4 200 100 0 Command THC ArcGlide nebo Sensor THC (samostatný) Sada automatizovaných ovladačů společnosti Hypertherm s integrovanými výrobky pro plazmové řezání s názvem Built for Business 4
Technický přehled systému Následující část uvádí podrobnosti o tom, jak každá součást systému funguje, aby zajistila svůj příspěvek technologii Rapid Part: Například: Software ProNest pro automatické seskupování tvarů Použití softwaru pro automatické seskupování dílů ProNest s modulem pro zabránění kolize v rozšířené výbavě 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 přínosy produktivity mohou být výsledkem minimalizovaných kolizí hořáku, které mohou způsobit jeho poškození a prostoje či 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 prostoji či výpadku výroby kvůli naklopení nebo zkroucení desky. Obr. 5 Když se k seskupení přidávají díly, funkce Prevence kolize (zachycena na obr. 5 výše) 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. Obr. 6 S aktivovanou funkcí Prevence kolize (zachycena na obr. 6 výše): 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. 5
IHS inteligentně přeskočeno Odborné znalosti Hypertherm zabudované do softwaru 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) místo provedení plného odsunu. Pokud je realizován, poskytuje úsporu času v cyklu přibližně jedné sekundy na propal. Obr. 7 Parametry, které přispívají k rozhodnutím o odsunutí hořáku, jsou založeny na nastavení Prevence kolize zavedeného v rámci konfigurace stroje se softwarem 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. Výše 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. 6
Automatická kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí Je typické, že ovladač výšky hořáku se pohybuje dolů velmi rychle směrem k desce, dokud nedosáhne určité vzdálenosti, kdy 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 nastavením, 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 však 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 nebo Sensor THC ArcGlide nebo Sensor THC pracuje bez problémů s ProNest, EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC a plazmovým systémem HPRXD při provádění následujících úkonů: vykonává programy optimalizovaných pohybů definovaných softwarem ProNest 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 THC. Rychlý pohyb ve směru osy Z Během odsunu hořáku je rychlost pohybu (zdvihu) ArcGlide THC až 15 240 mm/min. a Sensor THC dosahuje rychlosti 25 400 mm/min. Tato vysoká rychlost pohybu způsobuje snížení doby odsunu o více než 0,5 sekundy při plném odsunu. ArcGlide nebo Sensor 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 výšky 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 a Sensor THC znovu nastaví, pokud THC (řízení výšky hořáku) neřezalo déle než třicet sekund nebo pokud byl hořák ručně přemístěn ve zdvižené nebo spuštěné poloze. V zásadě platí, že pokud systém stanoví, že by mohlo existovat riziko kolize, ArcGlide nebo Sensor THC bude při prvním propálení přistupovat k desce pomalu. IHS inteligentně přeskočeno 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 výše. Po vyříznutí prvního dílu se hořák plně odsune, aby se zajistilo, že není s dílem v kontaktu, ale jinak přeskočí IHS na další díl. 7
EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC přijímají a zpracovávají NC soubor pro úlohu vytvořenou softwarem ProNest. CNC rovněž komunikuje s ArcGlide THC a Sensor THC i plazmovým systémem HPRXD, čímž pomáhá zajistit úspěšné dokončení úlohy. Konkrétně EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC nabízí následující příspěvky k technologii Rapid Part: Plazmový systém HyPerformance HPRXD HPRXD umožňuje plazmovému systému podporovat rychlejší cykly předfuku, což je prvek snižující dobu cyklu mezi řezy projednávaný v oddílu THC. Je konstruován pro rychlé zapálení, čímž přispívá ke kratším proplachovacím cyklům. Vykonává programy optimalizovaných pohybů definovaných softwarem ProNest pro automatické seskupování dílů a optimalizaci procesů. Pomocí vlastní chráněné technologie Hypernet společnosti Hypertherm CNC automaticky komunikuje nastavení optimální nastavení ovladače výšky hořáku do THC bez nutnosti zásahu obsluhy. Vydává pokyn ArcGlide nebo Sensor 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. 8
ProNest EDGE Pro/ MicroEDGE ArcGlide/Sensor THC Plazmový systém HyPerformance HPRXD Inteligentní umístění přívodů Inteligentní trasa pohybu Inteligentní výška odsunu Přeskočit IHS Předfuk během podélného přesunu Rychlý pohyb ve směru osy Z Inteligentní měření umístění desky a kalibrace přechodu mezi vysokou a nízkou rychlostí Konstruováno pro rychlé zapálení hořáku 15 % 20 % 60 % 5 % Odhadovaný příspěvek k technologii Rapid Part Tabulka 1.3 Odchylky součástí systému Použití softwaru ProNest pro seskupování dílů společnosti Hypertherm společně s EDGE Pro nebo MicroEDGE Pro CNC, ArcGlide nebo Sensor THC a plazmovým systémem HPRXD přináší plné výhody snížení doby cyklu mezi řezy. Jak ovšem podrobně uvádí tabulka 1.1, lze dosáhnout významného podílu úspory celkové doby cyklu i 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. Oproti tomu uživatelé, kteří vlastní stroje obsahující předcházející technologii společnosti Hypertherm, například Command THC nebo verzi softwaru ProNest, která nepodporuje technologii True Hole, mohou mít vynikající příležitost dovybavit svůj stroj nejnovějšími součástmi Hypertherm, které přinášejí úplné možnosti technologie Rapid Part při snadno zdůvodnitelné návratnosti z investice. Podrobnosti o tom, co lze získat a ztratit při použití různých konfigurací součástí, naleznete v tabulce 1.1 výše, případně použijte tabulku 1.3, kde je uveden zjednodušený přehled. Více informací naleznete na www.hypertherm.com Hypertherm, Rapid Part, True Hole, Remote Help, ProNest, EDGE, ArcGlide, Sensor, HPR, Rapid Ignition, Command a Hypernet jsou ochranné známky společnosti Hypertherm Inc. a mohou být registrovány ve Spojených státech a/nebo jiných zemích. Jednou z dlouhodobých základních hodnot společnosti Hypertherm je soustředění se na minimalizaci dopadu na životní prostředí. Tento přístup je rozhodující pro úspěch nás i našich zákazníků. Vždy se snažíme stát se lepšími ochránci životního prostředí. Je to proces, o který se důkladně staráme. 3/2014 Hypertherm Inc., 2. revize 89594G Česky / Czech