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Sep 08, 2023

Control de movimiento en su mesa de plasma

La tecnología de corte por plasma se ha vuelto más precisa a lo largo de los años, lo que permite a los talleres

La tecnología de corte por plasma se ha vuelto más precisa a lo largo de los años, lo que permite a los talleres lograr una calidad de borde más limpia, más nítida y más uniforme en la producción. Pero no todas las mesas de plasma son iguales. El movimiento de la máquina depende tanto de las entradas mecánicas y del software como de la propia fuente de alimentación. Al comprar un sistema de plasma, es importante comprender los objetivos de su producto final y trabajar a partir de ahí para determinar lo que necesita.

Las mesas de corte por plasma tienen aplicaciones potenciales tan amplias que es importante considerar para qué se usarán: placa gruesa, HVAC, elementos estructurales, biseles. Cada aplicación tiene sus propios requisitos, por lo que también es importante tener en cuenta si se requerirán piezas de precisión, orificios para pernos y otros cortes de detalle en la producción.

La calidad del movimiento no es un absoluto. La calidad de corte requerida para algunas partes puede no ser tan buena, por lo que una menor calidad de movimiento puede funcionar en esos casos.

"La calidad está en el ojo del espectador", dijo Joerg Toberna, director de marketing de Messer Cutting Systems. "El resultado final es una pieza cortada. La pregunta es, ¿cumple con los requisitos de su trabajo? La respuesta es diferente para cada taller".

Los requisitos de velocidad pueden desempeñar un papel en la elección de la máquina, especialmente si el objetivo es producir piezas más delgadas rápidamente.

"Por lo general, con un material más delgado, según el amperaje que esté usando, probablemente irá más rápido que con un material más grueso", dijo Toberna. "Si no tiene la rigidez en el diseño de su máquina, experimentará movimiento en la máquina misma, lo que no le permitirá lograr la calidad que está buscando".

Si está trabajando con una fuente de energía muy precisa, por supuesto, deberá invertir en un control de movimiento superior.

"Por ejemplo, la fuente de energía XPR de Hypertherm tiene un arco muy rígido", dijo Jacob Emery, ingeniero de aplicaciones de productos de Hypertherm. "Entonces, lo que sea que suceda con el movimiento en el soporte de la antorcha, también sucederá en el extremo del arco. Lo que eso significa es que si su movimiento no es suave o tiene una vibración, eso aparecerá en su parte de corte final".

Hay varias opciones de guías diferentes para construir una máquina de plasma, algunas de las más comunes son las de tipo V, las de material en barra y las lineales. Pero, por supuesto, cada uno viene con una compensación.

"El material en barra que se usa con cojinetes de control es económico, pero también es impreciso y generalmente se usa en equipos de nivel de entrada", dijo Tass Hamstra, gerente de ventas de Machitech Automation. "Las ruedas de rodillos tipo V son precisas, autolimpiantes y confiables, pero no ofrecen mucha estabilidad lateral para una máquina con procesos avanzados como biselado y taladrado".

Las guías lineales se consideran las más precisas, pero Hamstra advierte que existe una variedad de opciones incluso dentro de esta tecnología.

"Los cojinetes lineales económicos no tienen sellos y fallarán rápidamente en un entorno de corte por plasma", señaló. "En una mesa de corte nueva, esos cojinetes pueden parecer una actualización de guías menos costosas, pero simplemente no duran. Los cojinetes lineales de gama alta están completamente sellados e incluso se pueden reconstruir".

Los sistemas de accionamiento digital también deben diseñarse para adaptarse a la precisión de su máquina.

"Si su procesador no puede comunicarse lo suficientemente rápido y recibir datos de la mesa, tendrá el mismo problema que tendría con un movimiento mecánico deficiente", dijo Toberna. "Al igual que su PC, si tiene 20 aplicaciones abiertas en su escritorio, se ralentizará un poco. La velocidad de su procesador, si no tiene el tamaño adecuado para sus aplicaciones, puede actuar de manera similar".

Del mismo modo, es importante dimensionar correctamente las unidades y los motores.

"Esencialmente, debe considerar cuánta energía es necesaria para el rendimiento que necesita", dijo Toberna. "Las máquinas más pesadas generalmente requerirán motores y accionamientos más potentes para superar la inercia de la máquina. Y puede tener el mejor motor del mercado, pero si su caja de cambios es inferior a la media, obtendrá tanto juego que no podrá corte ese orificio redondo. También puede sobredimensionar sus unidades y motores, pero eso no necesariamente proporcionará mejores resultados".

Hamstra señala que la elección y la calidad del motor pueden afectar el rendimiento.

"Algunos motores paso a paso de gama alta son en realidad mejores que algunos servomotores de gama baja, por lo que, aunque generalmente los servomotores son una mejor opción, depende de lo que compre", dijo.

"Algunas mesas en realidad tendrán un motor con una salida de accionamiento directo en un engranaje de piñón, sin reducción de engranajes", señaló. "Esta no es una buena manera de crear una plataforma de movimiento, pero es económica porque no hay caja de cambios. La caja de cambios permite ajustar la mesa para una determinada velocidad y aceleración, por lo que también tiene sus propias especificaciones.

"Normalmente, en un entorno de plasma, se busca una caja de cambios de muy alta precisión. Esto se mide en minutos de arco", continuó Hamstra. "Cuanto más bajo sea el número de minutos de arco, más precisa es la caja de cambios y menos holgura, lo que significa que cuando tienes el piñón en la mano no puedes moverlo de un lado a otro. Si tienes algo de juego allí, puede imaginar cómo se amplifica eso en el cabezal de la antorcha a medida que se mueve a través del movimiento en la máquina. En todas nuestras máquinas, usamos cajas de engranajes que tienen menos de 3 minutos de arco en contragolpe. Ese es el estándar que usamos. Algunas tienen clasificaciones de 7 minutos de arco, lo que sería sustancialmente menos costoso".

Un sistema de transmisión de piñón y cremallera helicoidal agrega otro nivel de precisión al movimiento de una mesa.

"La ventaja de una cremallera helicoidal en comparación con una cremallera recta es que obtiene un movimiento más suave porque tiene más dientes en contacto con la cremallera en todo momento", dijo Hamstra. "Tiene más dientes enganchados en un momento dado. Una cremallera recta está bien, y hay muchos tipos de ellas. En un escenario típico, la helicoidal le dará un movimiento más suave y un mejor contacto, y eso le permitirá tener una mayor aceleración velocidades, lo que le permite acelerar y desacelerar más rápido, permitiéndole hoyos de buena calidad y esquinas de buena calidad. Plasma se trata de lograr la velocidad correcta de la manera más eficiente posible ".

Para aquellos que estén considerando una máquina combinada de láser/plasma, es importante tener en cuenta la velocidad y la robustez que requiere la tecnología en juego.

"La aceleración y desaceleración en un láser es mucho mayor que la que se necesita en un plasma", dijo Toberna. "Entonces, cuando observa una máquina construida para corte combinado, necesita dos cosas: con las altas tasas de aceleración y desaceleración, el control de movimiento debe ser mucho más sustancial que en un plasma estándar; y la máquina debe ser construido para resistir el poder destructivo de un plasma. Un plasma genera mucho más salpicaduras y calor en comparación con una máquina láser. Las máquinas láser generalmente no están construidas para la dureza de ese entorno. Muchas de estas serán máquinas unificadas en lugar de diseños de estilo pórtico".

Los talleres que tienen mesas de plasma más antiguas y están considerando actualizar la fuente de energía para lograr una mayor precisión o esperan agregar una estación de perforación o un cabezal de biselado no deben sorprenderse si dicho experimento ofrece resultados menos que ideales.

"A menudo, con las máquinas más antiguas, la columna vertebral física y mecánica no está ahí para garantizar el movimiento de alta gama que requieren estos procesos", dijo Hamstra.

Emery alienta a las personas que compran una mesa nueva a hablar con los fabricantes de mesas sobre sus controles de movimiento, lo que pueden manejar en términos de tolerancia y aceleración.

"Obtenga muestras de las tablas mismas para ver ejemplos del mundo real de lo que sale de esa mesa", dijo. "Con XPR, si pones eso en dos mesas diferentes, la apariencia de los cortes puede ser muy diferente".

Emery señaló que una ondulación en el lado de un corte, una esquina muy mordida, un rebasamiento o pequeños agujeros que parecen ovalados son indicaciones de que puede haber un problema de movimiento con una mesa.

Una prueba que sugieren Emery y Toberna es usar una herramienta de trazo de lápiz para ejecutar diferentes rutas o partes a diferentes velocidades y luego revisar el trazo de lápiz.

"¿Ve oscilaciones en las esquinas? ¿Ve exceso y luego corrección? Porque si lo ve en una hoja de papel con un bolígrafo, también lo verá en un corte de plasma", dijo Emery.

En última instancia, hacer las preguntas correctas y comprender el objetivo de su sistema en términos de exactitud y precisión lo guiará hacia el sistema de plasma adecuado para su taller.

Se puede contactar al editor Robert Colman en [email protected].

Hypertherm, www.hypertherm.com

Automatización Machitech, www.machitech.com

Messer Cutting Systems, www.messer-cutting.com