Особенности выбора машин термической резки (МТР) с ЧПУ

• Заготовки вырезаются газорезчиками вручную по шаблонам или разметке.
• Используются машины механизированной резки тракторного типа (Радуга, Смена, Микрон и пр.) или по магнитному копиру (АСШ, Огонек, СГУ).
• Применяются МТР портального типа 80-х, 90-х годов выпуска прошлого столетия с вводом программ через фотокопир, перфоленты, блоки ОЗУ, дисководы 3,5II (Комета, ПКФ, ППлЦ, Гранат, Кристалл, Енисей и пр.).
• Применяются новейшие МТР отечественного и импортного производства как самостоятельно так и совместно с МТР старых типов в заводском исполнении или прошедших модернизацию.
  

Для того чтобы оценить необходимость применения в своем производстве МТР портального типа с ЧПУ прежде всего необходимо определить ежемесячную потребность предприятия заготовок в тоннах, получаемых методом термической резки. В среднем пороговая цифра составляет 60-100 тонн листового металлопроката. В случае если эта цифра меньше, то необходимость в МТР с ЧПУ будет определяться потребностью в получении заготовок высокого качества для снижения затрат на механическую обработку деталей после ручной вырезки заготовок или при использовании алюминиевых материалов, нержавейки, особенно больших толщин (свыше 50 мм).

Далее необходимо оценить сортамент применяемого листового проката по габаритным размерам, толщинам, выделить диапазон самых часто применяемых в производстве толщин и задать минимальные и максимальные толщины обработки.

Следует понимать, что МТР с ЧПУ в первом приближении способна обеспечить вырезку деталей с точностью порядка 1 мм. Конечно, на больших толщинах возникает эффект «косины» реза (неперпендикулярность кромки по отношению к поверхности листа). Повышение качества резки по параметру «косина» возможно, но потребует дополнительных затрат на первоначальную комплектацию МТР и применение более дорогих расходных материалов. Так например в случае применения микроплазменной резки, переход от обычных систем резки воздух-воздух (плазмообразующий газ – завихряющий газ) к системам кислород-воздух, стоимость систем плазменной резки может увеличиться вдвое, а то и втрое. Результатом будет меньшая «косина» реза, отсутствие «грата» на нижней кромке реза, меньшая ширина реза, меньше эффекта науглероживания  и азотирования кромки реза, что бывает очень важно при изготовлении ответственных сварных металлоконструкций.

Очень часто возникает спорная ситуация в понимании реальной точности МТР. Прежде всего мы с вами ожидаем от МТР высокоточных заготовок, но парадокс в том, что механическая точность наведения инструмента МТР и точность вырезанной детали могут очень сильно отличаться. Все дело в физических процессах горячей резки металла, детали начинают «дышать», лист может изменять свое положение при резке на раскройном столе, рабочие части режущей оснастки изнашиваются и изменяют свои технологические характеристики в худшую сторону. Все это приводит к тому, что механически точная МТР начинает резать детали близкие к браку. Все производители МТР стараются повысить механическую точность наведения своих МТР, но существует динамический предел в соответствии с которым высокая точность МТР больше не компенсирует технологическую точность рабочего инструмента. На сегодняшний день производители обеспечивают механическую точность для легких МТР ± 0,15 мм и ± 0,35 мм для больших МТР. Следует понимать, что МТР конструктивно не обеспечивает характеристик полноценного расточного станка, но для нее это и не важно.

Одной из важных характеристик МТР портального типа с ЧПУ является их производительность. В первую очередь это зависит от технически рационального выбора технологической оснастки, а именно газокислородной резки, плазменной или микроплазменной. Каждая технология обладает как преимуществами так и недостатками. Если технологически необходимо резать черные стали с толщиной до 200 мм, то применение газокислородной резки не позволяет ускорить этот процесс более чем на 10% от оптимальных для этого вида физического процесса. При этом придется обеспечить более высокое входное давление кислорода, более дорогостоящие сопла, что не всегда бывает возможно технически. Газокислородная резка не может превысить скорости резания в 1000 мм/мин, откуда и вытекает довольно средняя производительность МТР. Именно поэтому для толщин материалов до 30 мм применяют плазменную технологию, которая позволяет выполнять резку, в зависимости от характеристик источника плазменной резки до 6000 мм/мин. Следует однако отметить, что выходные энергетические характеристики источника плазменной резки прямо пропорциональны не только его производительности, но и цене самого источника и расходам на электроэнергию для его работы. На сегодняшний день практически у всех производителей плазменных систем резки рекомендованные ими скорости резки различных толщин для различных металлов практически одинаковы, но это и не удивительно, ведь в основе лежит один и тот же физический процесс.

Для реального увеличения производительности МТР лучше всего обратить внимание на технологическую операцию загрузки на раскройный стол МТР листового металлопроката и выгрузки готовых деталей. Существующая статистика показывает, что машинное время работы МТР по резке деталей в лучшем случае равно времени на ее загрузку/выгрузку, а чаще составляет 40% от общего технологического цикла операции термической резки заготовок. Очевидным выходом в последнее время стало применение МТР с двумя рабочими зонами: на одной идет резка, на другой погрузка/выгрузка. К сожалению, это требует дополнительного пространства в цехе. Как показал опыт многих предприятий, выполнение погрузочных операций более эффективно с применением двух типов кранов в зоне работы МТР. Основной кран – это многотонный мостовой для загрузки листа на резку, снятие облоя, обслуживания шлакосборников раскройного стола, и дополнительный кран – это полукозловой кран с грузоподъемностью до 3,2 тн. для снятия деталей, причем такой ширины, чтобы в его рабочую зону попадал не только раскройный стол МТР, но и место вдоль рельсового пути МТР как минимум 2х6 м. Самая эффективная система – это двухуровневый полуавтоматический комплекс подачи раскройных столов в зоны загрузки листа, рабочей зоны резки МТР и зоны выгрузки деталей. Не многие предприятия на сегодняшний день сохранили в рабочем состоянии такие системы, а для разворачивания новых мало кто из производителей МТР может предложить хотя бы конструкторскую документацию на подобное устройство. Не стоит забывать что производительность такой линии нужно еще загрузить, что тоже не всегда представляется возможным.

Долгое время в нашей стране не уделялось должного внимания такой важной части МТР как раскройный стол. Технически – это часть комплекса машины для термической резки портального типа, но из-за кажущейся простоты этого узла чаще всего его изготавливают до сих пор сами заводчане. Поэтому на просторах нашей Родины каких только не встретишь конструкций! В последние годы по примеру зарубежных производителей все чаще стали применяться раскройные столы со встроенной системой дымоудаления. Конструкций довольно много, но общая тенденция в том, что вентиляционные короба снабжаются автоматически открываемыми окнами в той зоне стола где ведется резка. Чаще всего привод заглушки окна пневматический с системой датчиков определения позиции МТР на раскройном столе. Основным ноу-хау проектантов и изготовителей таких столов является геометрия окон, поскольку чем оптимальнее выбрана его форма, место расположение, тем менее производительный вентилятор нужен для работы всей системы.

Если на вашем предприятии сохранилась старая машина для термической резки в рабочем или нерабочем состоянии, то экономически целесообразно не приобретение новой МТР, а проведение глубокой модернизации. Затраты по модернизации обычно составляют не более 60% от стоимости новой МТР, срок службы увеличивается до 10 лет. Как правило модернизированная МТР не сильно уступает по характеристикам новой. Следует только обязательно обратить внимание на выполнение полного комплекса работ, а именно: восстановление механической точности МТР (что часто не делается), замена электрической части и ЧПУ на современные (желательно те же, что используются производителями в новых МТР), замена технологической части в полном объеме (клапана, шланги, резаки и пр.), установка программного обеспечения преемственного старым моделям и согласующегося с новейшими САПР по составлению раскройных программ.