¿Para qué se utiliza un cortador de plasma CNC?

¿Para qué se utiliza un cortador de plasma CNC?

¿Qué es un cortador de plasma CNC?

El corte por plasma CNC es un proceso que corta materiales conductores de electricidad mediante un chorro acelerado de plasma caliente. Los materiales típicos cortados con un soplete de plasma incluyen acero, aluminio, latón y cobre, aunque también se pueden cortar otros metales conductores. El cortador de plasma CNC se utiliza a menudo en talleres de fabricación, reparación y restauración de automóviles, construcción industrial y operaciones de salvamento y desguace. Debido a los cortes de alta velocidad y precisión combinados con un bajo costo, el cortador de plasma CNC se usa ampliamente desde aplicaciones CNC industriales a gran escala hasta pequeños talleres de aficionados.

El proceso básico de corte por plasma CNC implica la creación de un canal eléctrico de gas sobrecalentado, eléctricamente ionizado, es decir, plasma desde el propio cortador de plasma CNC, a través de la pieza de trabajo que se va a cortar, formando así un circuito eléctrico completo de regreso al cortador de plasma CNC a través de una abrazadera de conexión a tierra. Esto se logra mediante un gas comprimido (oxígeno, aire, inerte y otros según el material que se esté cortando) que se sopla a través de una boquilla enfocada a alta velocidad hacia la pieza de trabajo. Luego se forma un arco eléctrico dentro del gas, entre un electrodo cercano o integrado en la boquilla de gas y la pieza de trabajo misma. El arco eléctrico ioniza parte del gas, creando así un canal de plasma conductor de electricidad. A medida que la electricidad del soplete de corte viaja por este plasma, proporciona suficiente calor para fundir la pieza de trabajo. Al mismo tiempo, gran parte del plasma de alta velocidad y el gas comprimido expulsan el metal fundido caliente, separando así, es decir, cortando, la pieza de trabajo.

Dado que los máquinas de corte por plasma CNC producen un "cono" muy caliente y muy localizado para cortar, son extremadamente útiles para cortar chapa metálica en formas curvas o en ángulo.

Los cortadores de plasma CNC analógicos, que normalmente requieren más de 2 kilovatios, utilizan un transformador de frecuencia de red pesado. Los cortadores de plasma con inversor rectifican la fuente de alimentación de la red a CC, que se alimenta a un inversor de transistor de alta frecuencia entre 10 kHz y aproximadamente 200 kHz. Las frecuencias de conmutación más altas permiten un transformador más pequeño, lo que da como resultado una reducción general del tamaño y el peso.

Los transistores utilizados inicialmente eran MOSFET, pero ahora se utilizan cada vez más IGBT. Con MOSFET en paralelo, si uno de los transistores se activa prematuramente, puede provocar una falla en cascada de una cuarta parte del inversor. Una invención posterior, los IGBT, no están tan sujetos a este modo de falla. Los IGBT se pueden encontrar generalmente en máquinas de alta corriente donde no es posible conectar en paralelo suficientes transistores MOSFET.

La topología de modo de conmutación se conoce como convertidor directo fuera de línea de transistor dual. Aunque son más ligeros y potentes, algunos cortadores de plasma inverter, especialmente aquellos sin corrección del factor de potencia, no pueden funcionar con un generador (eso significa que el fabricante de la unidad inverter prohíbe hacerlo; solo es válido para generadores portátiles pequeños y livianos). Sin embargo, los modelos más nuevos tienen circuitos internos que permiten que las unidades sin corrección del factor de potencia funcionen con generadores de energía livianos.

Algunos fabricantes de cortadores de plasma CNC construyen mesas de corte CNC y algunos tienen el cortador integrado en la mesa. Las mesas CNC permiten que una computadora controle el cabezal de la antorcha produciendo cortes limpios y nítidos. El equipo de plasma CNC moderno es capaz de cortar materiales gruesos en varios ejes, lo que permite oportunidades para costuras de soldadura complejas que no son posibles de otra manera. Para materiales más delgados, el corte por plasma CNC está siendo reemplazado progresivamente por el corte por láser, debido principalmente a las capacidades superiores de corte de orificios del cortador láser.

Un uso especializado de los cortadores de plasma CNC ha sido en la industria de HVAC. El software procesa información sobre los conductos y crea patrones planos para ser cortados en la mesa de corte por el soplete de plasma. Esta tecnología ha aumentado enormemente la productividad dentro de la industria desde su introducción a principios de la década de 1980.

¿Para qué se utiliza un cortador de plasma CNC?

Un cortador de plasma es una herramienta que se utiliza habitualmente para cortar metales para una gran variedad de funciones. Un cortador de plasma portátil es una herramienta maravillosa para cortar rápidamente láminas, placas de metal, correas, pernos, tuberías, etc. Los sopletes de plasma portátiles también son una herramienta maravillosa para ranurar, para ranurar hacia atrás las juntas de soldadura o eliminar las soldaduras defectuosas. Un cortador de plasma portátil se utiliza normalmente para cortar formas pequeñas de la placa, pero no es posible inducir una precisión de corte adecuada o una calidad de borde para la mayoría de las fabricaciones de metal. Por eso es fundamental un cortador de plasma CNC.

Un cortador de plasma CNC es una máquina que lleva un soplete de plasma y puede mover ese soplete en una dirección determinada por una computadora. El término "CNC" se refiere a "Control numérico por computadora", lo que implica que se utiliza una computadora para dirigir el movimiento de las máquinas mediante códigos numéricos respaldados por un programa.

Los cortadores de plasma CNC también se utilizan en muchos talleres para crear trabajos decorativos en metal. Por ejemplo, señalización comercial y residencial, arte mural, letreros de direcciones y arte de jardín al aire libre.

Cortadora de plasma CNC vs. cortadora de plasma manual

Las cortadoras de plasma CNC suelen utilizar un tipo de sistema de plasma diferente al de las aplicaciones de corte manual, uno diseñado específicamente para el corte "mecanizado" en lugar del corte manual. Las cortadoras de plasma CNC utilizan una antorcha de cañón recto que puede ser transportada por una máquina y tienen algún tipo de interfaz que puede ser controlada automáticamente por el CNC. Hay algunas máquinas de nivel básico que pueden llevar una antorcha diseñada para el corte manual, como las máquinas PlasmaCAM. Pero cualquier máquina diseñada para la fabricación o fabricación seria utilizará una antorcha mecanizada y un sistema de plasma.

Piezas de corte por plasma CNC

El CNC también es un controlador real diseñado para máquinas herramienta, con un panel de interfaz propietario y una consola de administración especialmente diseñada, como un controlador Fanuc, Allen-Bradley o Siemens. O puede ser tan simple como una computadora portátil con Windows que ejecuta un programa de paquete especial y actúa con los controladores de la máquina a través del puerto LAN. Varias máquinas de nivel de entrada, máquinas HVAC e incluso algunas máquinas unificadas de precisión utilizan una computadora portátil o personal como controlador.

Para cortar componentes de la placa, el movimiento de la antorcha es controlado por el CNC. Un programa de área, a veces simplemente un archivo de computadora con "códigos M" y "códigos G", describe los contornos de la pieza y una vez para encender y apagar la antorcha. Los programas de área a veces son creados por un trozo de paquete denominado "postprocesador", que puede tomar un área de matemáticas puras de un archivo CAD y traducirlo en códigos M y códigos G que el CNC puede leer.

Un cortador de plasma CNC también necesita un sistema de accionamiento, que consta de amplificadores de accionamiento, motores, codificadores y cables. Habrá un mínimo de 2 motores, uno para el eje de coordenadas y otro para el eje de coordenadas. Hay un equipo electrónico de accionamiento para cada motor, que toma una señal de baja potencia del CNC y la convierte en una señal de mayor potencia para mover el motor. Cada eje incorpora un mecanismo de retroalimentación, a veces un codificador, que crea una señal digital que indica la dirección en la que se ha movido el eje. Los cables llevan la energía del equipo electrónico al motor y llevan las señales de posición del codificador de regreso al CNC.

El CNC lee el programa parcial y luego envía señales al sistema de accionamiento de la máquina que mueve la antorcha en la dirección deseada a la velocidad programada. El CNC lee la retroalimentación del codificador y realiza correcciones a las señales de accionamiento pro re nata para mantener el movimiento de la antorcha en la trayectoria programada. Toda la física dentro del CNC y el sistema de accionamiento funciona y se comunica terriblemente rápido, generalmente midiendo y cambiando datos de posición cada pocos milisegundos. Esto permite que el movimiento de la máquina sea lo suficientemente suave y correcto para proporcionar componentes cortados con plasma con una calidad de borde suave, recta y consistente y dimensiones medias precisas.

Un sistema de plasma CNC puede tener algún tipo de "sistema de E/S", un sistema eléctrico que maneja las entradas y salidas. Esto suele ser así, ya que el CNC activa el plasma en el momento adecuado, activando una salida que cierra un relé, por ejemplo. El CNC utiliza entradas para saber cuándo se ha iniciado el arco de plasma y está listo para moverse. Esas son las entradas y salidas básicas más importantes que se necesitan, pero obviamente hay más.

A menudo se añaden muchos subsistemas y opciones alternativas, como sistemas de gestión de altura de voltaje de arco, sistemas de bisel de plasma, sistemas de gestión de plasma integrados, etc. Sin embargo, los fundamentos de un cortador de plasma CNC delineados anteriormente serán comunes a todas estas máquinas, desde las mejores hasta las más complicadas.

En los últimos años ha habido incluso más desarrollo. Tradicionalmente, las mesas de corte de las máquinas eran horizontales, pero ahora hay disponibles máquinas de corte por plasma CNC verticales, que ofrecen un espacio más pequeño, mayor flexibilidad, seguridad óptima y un funcionamiento más rápido.