Реально ли сделать своими руками ЧПУ плазморез

Реально ли сделать своими руками ЧПУ плазморез

Сделать своими руками плазморез ЧПУ теоретически можно. На практике же получается на 50-70% крупноузловая сборка. Чего можно добиться — читайте далее.

Плазменная резка металла отличается от других способов изготовления деталей сложной конфигурации тем, что в результате получаются изделия очень точной формы, и обрабатывать их кромки не требуется. Станок с ЧПУ плазморез своими руками сделать теоретически можно. На практике же получается на 50-70% крупноузловая сборка.

Самостоятельно сделать можно некоторые узлы:

  • станину;
  • систему охлаждения;
  • защитные приспособления.

Все остальное придется покупать в готовом виде и устанавливать на станок. Стоимость самодельного станка будет ниже, чем у оборудования заводской сборки приблизительно на 50%. Но при этом возникнут сложности с настройкой и обслуживанием. К тому же станок плазменной резки кустарного производства ограничен в возможностях. Полной универсальности достичь не удастся, даже при использовании деталей от лучших производителей. Максимум, что он сможет — это вырезать отдельные детали из листового металла небольшой толщины. Для крупносерийного производства самодельные станки не годятся.

Но в условиях небольшой мастерской или цеха, где металлообработка требуется в ограниченном объеме и нет высоких запросов к точности конфигурации деталей, такой станок очень пригодится. Кроме того, что купить его получиться вдвое дороже, при сборке можно использовать часть уже имеющегося металла, например, при изготовлении станины.

Плазменная резка и ее преимущества

Плазменная резка – процесс резки электропроводящих материалов с использованием плазменной электрической дуги при температуре до +30 000 °C.

Первое преимущество использования плазменного резака – нет необходимости подготавливать устройство к началу работы, например, нагревать горелку или материал, который необходимо разрезать. Плазменный резак сразу готов к использованию и обеспечивает высокую эффективность, достигая очень высоких скоростей обработки материала. Например, производительность плазменного резака с ЧПУ в сравнении с кислородно-газовым методом выше почти в семь раз, что кардинально влияет на эффективность работы.

Резак может использоваться для резки различных материалов и особенно металлов различной толщины. Стандартный диапазон толщины составляет от 0,5 мм до 160 мм. Плазменный резак характеризуется, прежде всего, высокой точностью резки и способностью обработки материала вертикально и под углом. Резак минимально влияет на структуру разрезаемого материала, что обусловлено чрезвычайно узкой зоной резания и низким нагревом. Устройство очень быстро пробивает материал, гарантируя небольшой разрыв и минимальную потерю материала, а края и поверхность остаются гладкими и без лишних дефектов.

Технические характеристики

Установка плазменной резки металла с ЧПУ имеет ряд параметров, которые обуславливают ее производительность, возможности. Характеристики плазмотрона:

  1. Размер рабочего стола, возможность изменения его положения.
  2. Размеры направляющих.
  3. Дополнительные настройки ЧПУ, версия программного обеспечения.
  4. Мощность плазмотрона.
  5. Максимальная температура нагревания.
  6. Скорость разрезания металла.
  7. Точность оборудования, допустимые погрешности.
  8. Вид газа, образующего плазменный поток.
  9. Используемый охлаждающий газ.

Некоторые модели работают на переменном токе, но большинство использует при рабочем процессе постоянный.

Виды станков для плазменной резки металла

Плазморезы с ЧПУ делятся по производительности, по техническим характеристикам и конструктивным особенностям.

  • По способу размещения разрезаемого металла они делятся на портальные и консольные. Первые в своем составе имеют специальные устройства в виде стола, в который и закладывается заготовка. Последняя в них не движется и не скользит. Вторые – это оборудование без стола. Плазморез (плазмотрон) для ЧПУ навешивается на специальную консоль, которая и создает направление движения инструмента. Консольные станки в основном предназначаются для узорной резки.
  • Сама установка плазменной резки металла может быть стационарной или передвижной.
  • Управление станками может производиться фотоэлементами или электромагнитами. Но в любом случае применяется числовое программное управление.
  • По типу обрабатываемых заготовок. То есть, есть станки, которые используются только для резки труб, другие используются для раскроя листового железа. Правда, консольные конструкции в данном случае считаются универсальным. Для них нет разницы, какой формы и размеров заготовка подлежит резке. Но для этого необходимо использовать различные программы.
  • Что касается толщины реза, то станки с ЧПУ могут раскраивать не только толстые листы, но и несколько с небольшой толщиной. Это позволяет увеличить производительность агрегата.

Как показывает практика, простота работы станка для резки с ЧПУ очевидна. Главное – это квалификация оператора.

Необходимо отметить, что установка плазменной резки металла с ЧПУ ничем по принципу работы не отличается от ручной резки плазмой. То есть, все работает вот в такой последовательности.

  • С помощью неплавящегося электрода воздух внутри резака нагревается до 20000-30000С.
  • Далее в сопло резака подается сжатый воздух или газ.
  • Разогрев воздуха делает его ионизированным. То есть, он становится проводником электрического тока.
  • Этот нагретый воздух и есть плазма, которая легко разрезает металл любой прочности.
  • Давление сжатого воздуха и температура электрода создают направленный поток плазмы, который не только режет заготовку, но и выдувает под действием своего давления расплавленный металл.

Единственное отличие ручной плазменной резки от станка – это программное обеспечение последнего, по которому и ведется точный раскрой. В ПО закладываются параметры разрезаемого металла (плотность, толщину), сложность узора. К тому же производители сегодня предлагают станки с несколькими резаками, что увеличивает производительность. Поэтому оборудование данного типа всегда пользовалось большой популярностью. Небольшие станки сегодня стали устанавливать даже в цехах малого бизнеса.

2 Особенности резки металла на плазморезах с программным управлением

Для получения ожидаемого результата обработки металлических изделий следует принимать во внимание такие факторы:

  • какие технические характеристики имеет машина для плазменной резки;
  • химический состав смесей, используемых в процессе операции;
  • параметры и особенности обрабатываемых изделий.

Если аппарат (плазморез) с ЧПУ применяется для раскроя листов малой толщины (не более одного сантиметра), на нем можно работать небольшой по мощности плазменной дугой. Для более толстых заготовок уже потребуется установка с добавочной стабилизацией дуги. А для раскроя листов толщиной более десяти сантиметров должна применяться серьезная плазменная машина, способная выдавать прямую и мощную по воздействию дугу.

Большое значение (по сути, основное) имеет и вид источника, с помощью коего формируется плазма (сжатая потоком воздуха высокотемпературная электродуга). Станок, предназначенный для работы с тонколистовой сталью (толщина не более 6 мм), может функционировать на сравнительно небольшом токе. Для обработки же листов толщиной от 12 мм требуется использовать источник высокого тока.

Если источник не имеет нужной мощности, плазменный аппарат не сможет качественно разрезать металл. На изделиях стопроцентно появятся шлаковые отложения на участке среза, окалина и другие дефекты. Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуется всегда подбирать такой источник, который способен выдавать мощность в 1,5–2 раза больше необходимого уровня.

Композиции и составы для обработки раскраиваемых заготовок также следует выбирать максимально ответственно. Как правило, при обработке алюминиевых листов используют смеси, содержащие аргон, азот и водород, медных сплавов – исключительно водородосодержащие. А латунные изделия лучше всего разрезать композициями с азотом и водородом.

Читайте также  Полуавтомат своими руками

Добавим, что современная плазменная машина для раскроя металлов, изготовленная известным производителем, имеет достаточно большой срок службы. Его можно существенно увеличить, если обеспечить плазморезу регулярное обслуживание. О том, как его грамотно выполнять (и с какой периодичностью), рассказывают видео- и обычные инструкции, коими производители снабжают свои аппараты. Если следовать таким инструкциям, станок для плазменного раскроя с ЧПУ будет эксплуатироваться на протяжении нескольких десятилетий!

  • Отправить тему по email
  • Версия для печати
  • Перейти на страницу:

Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение iVadik » 22 фев 2013, 13:38

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение Nick » 22 фев 2013, 14:14

60х60 не тонкая будет труба?

Двигатели и драйверы это второй вопрос. Для начала надо полностью разобраться с механикой.

Направляющие — по уму надо профильную направляющую от 20мм. Можно по X поставить рельс и танкетки. В принципе направляющая типа SBR работать будет не сильно хуже.

Передачи — рейка, ремень или цепь. Проще и дешевле всего — ремень. Лучше всего — рейка.
На Z — швп маленькая.

Какой бюджет на станок и что от него хочется в итоге получить?

ЗЫ для плазмы один из самых важных вопросов — THC.

Use the Console, Luke.

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение iVadik » 22 фев 2013, 17:24

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение aftaev » 22 фев 2013, 20:05

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение giraf_79 » 22 фев 2013, 20:17

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение iVadik » 22 фев 2013, 20:44

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение michael-yurov » 22 фев 2013, 21:33

Драйверы, если покупать у purelogic, то однозначно те, что они называют «нового поколения»,
Контроллер лучше не с usb, а с ethernet, особенно для плазмы.
На эти направляющие тоже смотрю, но не могу понять — на сколько прилично качество при этой цене.
У профильных направляющих, насколько я понимаю, преднатяг вообще не регулируется, а только на заводе подбирается оптимальная пара?

Если поставить шаговые моторы напрямую мотор-шестерня-рейка, то очень велика вероятность получить на невысоких скоростях резонансные вибрации, особенно, если моторы большие. А если еще и шестерни большие, то эти вибрации будут как-раз в области рабочих скоростей.
Если поставить ременные редукторы, то они позволят демпфировать вибрации и сместить резонансную область подальше от рабочих скоростей.
Есть еще варианты использовать дорогие шаговые драйверы (но их сложно настроить), или сервоприводы (их тоже сложно настроить).
Коэффициент редукции для такого станка, как у вас желателен около 20-40 мм/оборот.

Re: Помогите в постройке ЧПУ-плазмореза

Сообщение giraf_79 » 22 фев 2013, 22:08

Основной принцип работы

Установка, предназначенная для резки плазмой, просто необходима для того, чтобы выполнить точную нарезку труб из металла, а также многих других заготовок, причем не только из металла.

Для нарезки труб и других материалов подходит любое оборудование данного типа. Установка приводится в действие путем нажатия кнопки включения.

В этот момент начинает подаваться ток на оборудование плазмотрона с заданной высокой частотой.

После этого в самом станке начинает формироваться дежурная дуга, температура которой может достигать нескольких тысяч градусов по Цельсию.

Далее в камеру начинает поступать под определенным давлением поток воздуха. Его нагрев происходит в момент прохождения электрической дуги, кроме этого, он ионизируется и становится токопроводником.

Формирование необходимого воздушного потока производится в сопле, в котором воздух и становится плазмой в широком понимании этого термина.

В момент соприкосновения плазмы и рабочей поверхности, начинает зажигаться дуга с режущими характеристиками. При выполнении нарезки труб, их поверхность прогревается локально.

Металл начинает плавиться, вследствие чего появляется рез.

Появляющиеся на поверхности разрезаемого материала расплавленные мелкие частички сдуваются немощным потоком воздуха, который формируется в сопле станка для плазменной резки с ЧПУ.

В настоящее время широко используются как ручные плазморезы, так и автоматическое оборудование, оснащенное блоком ЧПУ.

Первый тип устройств используется, как правило, в бытовых целях и подразумевает ручное управление.

В этом случае резак для плазменной резки находится в руках оператора, а вся необходимая работа выполняется исключительно своими руками.

Цена такого плазмореза достаточно доступная, однако функциональные возможности ограничены.

В свою очередь, станки для плазменной резки труб и других заготовок, оснащенные блоком ЧПУ, делают участие человека в рабочем процессе минимальным.

Оператор осуществляет управлением станком через блок ЧПУ. Такое оборудование позволяет производить рез туб и других деталей с высоким качеством и максимальной точностью.

Работа плазменного станка с ЧПУ

Современные установки с плазменной резкой ЧПУ оборудованы не слишком сложной конструкцией. Основными элементами плазморежущего станка являются:

  • стол или рама;
  • компьютер с программным управлением;
  • плазмотрон с механизмом подачи газа;
  • система ТНС (осуществляющая контроль высоты пламени).

Работа ведется в следующей последовательности:

  • С использованием электрода разогревается газ внутри резака (до 3 тыс. градусов).
  • Из сопла резака вырывается сжатый воздух.
  • Разогретый до огромных температур газ становится ионизированным и работает как электрический проводник (это и есть плазма, способная резать металл).
  • Температура электрода и давление от сжатого воздуха создают плазменный поток, разрезающий заготовку.

Важную роль в процессе резки играет сила тока. Чем толще металл, тем должен быть выше показатель действующего тока. Если неправильно выбрать толщину заготовки и не соотнести ее с силой направленного тока, то на срезе детали останутся окалины и другие изъяны процесса. Значение силы тока можно найти в паспортных показателях на оборудование. В работе необходимо соблюдать зависимость обрабатываемого металла от состава газовой смеси:

  • если в резке находится медь, то для кроя удобнее использовать водородосодержащую смесь;
  • для работы с алюминием – аргон или азот;
  • для резки латуни – композитный состав из водорода и азота;
  • сталь и листовое железо лучше всего режутся под напором сжатого воздуха.

Значительных недостатков плазменные станки с ЧПУ не имеют. Единственные условия — они непригодны для кроя слишком толстых деталей, их не используют для резки высоколегированной стали толщиной более 10 см, на этих станках не обрабатывают титан.

Целевая аудитория

Станки с ЧПУ, которые предназначены для плазменной резки металла, в основном используются для выполнения заказов фигурной резки. Основными потребителями являются частные лица, а также компании, занимающиеся благоустройством территорий. Металлические гербы, рисунки, адресные таблички, указатели, элементы для оформления заборов и ограждений для частных домов — вот кто будет основными потребителями продуктов вашей деятельности.

Часто подобными услугами пользуются граждане, оформляющие ограждения на кладбище. Рынок довольно насыщен, но крупные компании, занимающиеся реализацией и резкой металла, зачастую не берут мелкие заказы или выполняют их долго. Именно эту нишу в крупных городах занимают небольшие предприятия.

Сколько можно заработать на резке металла плазмой?

Здесь надо исходить из возможностей имеющегося у вас станка и потребностей клиентов. Чем толще металл — тем дороже обойдутся заказчику услуги по его резке. Чем сложнее заказ в плане выполнения (фигурная резка), тем выше, опять же, будет стоимость услуг. Мы приведем средние цены на резку металла разной толщины и планируемую возможную прибыль при полной загрузке станка.