Steuerung gleicht Techniknachteile von Trennverfahren aus

Anbieter zum Thema

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Zur Erzeugung des Plasmas muss der Brenner zum ersten mit dem zu ionisierenden Gas versorgt werden (je nach Anforderungen an die Präzision, das verwendete Material und die gewünschte Nachbearbeitung, also Schweißen, Beschichten, Druckluft oder bestimmte technische Gase) sowie meist noch mit einem Wirbelgas, das den Plasmastrahl umschließt.

Zum zweiten muss die notwendige elektrische Energie (mit Stromstärken von mehreren Hundert Ampere) zugeführt werden. Die elektrische Energie wird benötigt, um das Gas zu ionisieren und den Lichtbogen zwischen dem Brenner und dem zu bearbeitenden Material zu erzeugen.

Plasmaschneiden erfordert oft Kinematiken mit besonderen Anforderungen

Zum dritten muss der Schneidkopf mit Wasser gekühlt werden. Ansonsten würde er den hohen Temperaturen nicht standhalten. Alle diese Medien und die elektrische Versorgung müssen durch einen entsprechend dicken Schlauch zum Schneidkopf geführt und im Falle des Kühlwassers auch wieder von dort abgeführt werden. Dieser dicke und entsprechend unflexible Schlauch beeinflusst die Auslegung der Kinematik meist erheblich.

Dies alles führt dazu, dass häufig besondere Kinematiken (Bild 1) erforderlich sind, die stark von den klassischen Kinematiken (zum Beispiel bei CNC-Fräsmaschinen) abweichen. Anders als zum Beispiel beim Fräsen, wo sich die Werkzeugspitze direkt an der Schnittfläche befindet, muss beim Plasmaschneiden ein gewisser Abstand zwischen der Spitze des Brenners und der Werkstückoberfläche beziehungsweise der resultierenden Trennfuge eingehalten werden.

Dazu kommt, dass die Trennfuge räumlich ausgedehnt ist. Dies führt zum Beispiel bei einer Schrägstellung des Brenners dazu, dass die Schnitttiefe als Hypotenuse eines Dreiecks (gebildet aus der Materialdicke als Kathete und dem Versatz des Plasmaaustritts als Ankathete) ansteigt. Bei vielen Trennverfahren ist die Trennfuge außerdem V-förmig oder ähnlich konisch ausgeführt.

CNC hat Probleme beim Schneiden im Griff

Alle diese Probleme sind mit den vorgestellten CNC-Lösungen für das Schneiden leicht zu beherrschen. Für das Steuerungsengineering kann der Maschinenbauer dabei auf eine Vielzahl geeigneter Softwaremodule zurückgreifen. Wo diese erprobten Standards einmal nicht ausreichen, sorgt Eckelmann als lösungsorientierter CNC-Anbieter für kunden- oder technikspezifische Anpassungen der Firmware.

Für spezielle Kinematiken setzt Eckelmann ein eigenes Softwarewerkzeug zur Hardware-in-the-Loop-Simulation ein, das unter Matlab entwickelt wurde. Die Steuerungshardware wird dafür über die Ein- und Ausgänge mit einem Hardware-in-the-Loop-Simulator verknüpft, auf dem die Mechanik der Maschine realitätsnah simuliert wird, einschließlich der Antriebstechnik.

CNC-Firmware per Simulation für neue Kinematik ertüchtigen

Die Entwicklungsingenieure von Eckelmann können so beliebige Kinematiken digital simulieren. Bereits vor Fertigstellung der realen Maschine durch den Anwender ist es auf diesem Weg möglich, die CNC-Firmware für die neue Kinematik zu ertüchtigen und die fehlerfreie Umsetzung aller Funktionen zu kontrollieren. Die Inbetriebnahme wird dabei durch den Einsatz moderner Simulationswerkzeuge signifikant beschleunigt, was die Time to market verkürzt.

(ID:30667800)