Was ist ein CNC-Plasmaschneider?

Wie funktioniert ein CNC-Plasmaschneider?

Was ist CNC-Plasmaschneiden?

Bei diesem Verfahren werden elektrisch leitende Materialien mit einem beschleunigten heißen Plasmastrahl geschnitten. Stahl, Messing, Kupfer und Aluminium sind einige der Materialien, die mit einem Plasmabrenner geschnitten werden können. CNC-Plasmaschneider finden Anwendung in der Kfz-Reparatur, in Fertigungsbetrieben, bei Bergungs- und Abwrackarbeiten und im Industriebau. Die Kombination aus hoher Geschwindigkeit und präzisen Schnitten bei niedrigen Kosten macht den CNC-Plasmaschneider zu einem viel genutzten Gerät.

Was ist ein CNC-Plasmaschneider?

Ein Plasmaschneidbrenner ist ein häufig verwendetes Werkzeug zum Schneiden von Metallen für eine Vielzahl von Zwecken. Ein handgeführter Plasmabrenner ist ein ausgezeichnetes Werkzeug zum schnellen Schneiden von Blechen, Metallplatten, Bändern, Bolzen, Rohren usw. Handgeführte Plasmabrenner eignen sich auch hervorragend zum Fugenhobeln von Schweißnähten oder zum Entfernen defekter Schweißnähte. Ein Handbrenner kann zum Schneiden kleinerer Formen aus Stahlplatten verwendet werden, aber bei den meisten Metallarbeiten sind die Genauigkeit der Teile und die Qualität der Kanten nicht gut genug. Deshalb ist ein CNC-Plasmaschneider notwendig.

Eine „CNC-Plasma”-Anlage ist eine Maschine, die einen Plasmabrenner führt und diesen Brenner auf einer computergesteuerten Bahn bewegen kann. Der Begriff „CNC” bezieht sich auf „Computer Numerical Control„”, was bedeutet, dass ein Computer verwendet wird, um die Bewegung der Maschine über ein auf numerischen Codes basierendes Programm zu steuern.

Handgeführter vs. maschineller Plasmaschneider

CNC-Plasmaschneidmaschinen verwenden in der Regel eine andere Art von Plasmasystem als handgeführte Schneidanwendungen, ein System, das speziell für das „maschinelle” Schneiden anstelle des handgeführten Schneidens entwickelt wurde. Mechanisierte Plasmaanlagen verwenden einen geraden Brenner, der von einer Maschine getragen werden kann und über eine Art Schnittstelle verfügt, die automatisch von der CNC gesteuert werden kann. Einige Einstiegsmaschinen können einen Brenner tragen, der für Handschneidprozesse entwickelt wurde, wie z. B. die PlasmaCAM-Maschinen. Aber jede Maschine, die für eine ernsthafte Herstellung entwickelt wurde, verwendet eine mechanisierte Brenner- und Plasmaanlage.

Teile des CNC-Plasmaschneiders

Die CNC-Maschine kann eine tatsächliche Steuerung für Werkzeugmaschinen sein, mit einem proprietären Schnittstellenpanel und einer speziell entwickelten Steuerkonsole, z. B. einer Fanuc-, Allen-Bradley- oder Siemens-Steuerung. Oder es könnte einfach ein Windows-basierter Laptop sein, der ein spezielles Softwareprogramm ausführt und mit der Maschine über den Ethernet-Port kommuniziert. Viele Maschinen der Einstiegsklasse, HLK-Maschinen und sogar einige Präzisionsmaschinen verwenden einen Laptop oder Desktop-Computer als Steuereinheit.

Um Teile aus Stahlplatten zu schneiden, wird die Bewegung des Brenners von der CNC gesteuert. Ein Teileprogramm, in der Regel eine Textdatei mit „M-Codes” und „G-Codes”, beschreibt, wie die Konturen des Teils aussehen und wann der Brenner ein- und ausgeschaltet werden soll. Teileprogramme werden normalerweise von einer Software erstellt, die als „Postprozessor” bezeichnet wird und eine Teilegeometrie aus einer CAD-Datei in M-Codes und G-Codes übersetzt, welche die CNC lesen kann.

Eine CNC-Plasmamaschine benötigt auch ein Antriebssystem, bestehend aus Antriebsverstärkern, Motoren, Encodern und Kabeln. Es gibt mindestens zwei Motoren, einen für die X-Achse und einen für die Y-Achse. Für jeden Motor gibt es einen Antriebsverstärker, der ein leistungsschwaches Signal von der CNC aufnimmt und in ein leistungsstärkeres Signal umwandelt, um den Motor zu bewegen. Jede Achse verfügt über einen Feedback-Mechanismus, normalerweise einen Encoder, der ein digitales Signal erzeugt, das angibt, wie weit sich die Achse bewegt hat. Die Kabel führen den Strom vom Verstärker zum Motor und die Positionssignale vom Encoder zurück zur CNC.

Die CNC liest das Teileprogramm und gibt dann Signale an das Antriebssystem der Maschine aus, das den Brenner mit der programmierten Geschwindigkeit in die gewünschte Richtung bewegt. Die CNC liest das Feedback des Encoders und nimmt bei Bedarf Korrekturen an den Antriebssignalen vor, um die Brennerbewegung auf dem programmierten Weg zu halten. Die gesamte Elektronik der CNC und des Antriebssystems arbeitet und kommuniziert sehr schnell und misst und aktualisiert die Positionsinformationen in Abständen von wenigen Millisekunden. Dadurch kann die Maschinenbewegung glatt und genau genug sein, um plasmageschnittene Teile mit einer glatten, geraden, gleichbleibenden Kantenqualität und präzisen Teileabmessungen herzustellen.

Zu guter Letzt verfügt eine CNC-Plasmaanlage über eine Art „I/O-System”, ein elektrisches System, das Eingänge und Ausgänge verarbeitet. So schaltet die CNC das Plasma zum richtigen Zeitpunkt ein, indem sie beispielsweise einen Ausgang einschaltet, der ein Relais schließt. Die CNC erkennt anhand von Eingaben, wann der Plasmalichtbogen gestartet wurde und bereit ist, sich zu bewegen. Dies sind die grundlegendsten Eingänge und Ausgänge, die benötigt werden, aber natürlich gibt es noch viele weitere.

Viele andere Untersysteme und Funktionen können hinzugefügt werden, z. B. Systeme zur Steuerung der Lichtbogenspannung, Plasmafasen-Systeme, integrierte Plasmakontrollsysteme usw. Die oben beschriebenen Grundlagen einer CNC-Plasmaschneidmaschine gelten jedoch für alle diese Maschinen, von der einfachsten bis zur komplexesten.