Kontroler wysokości palnika plazmowego PHC z suportem firmy Hypertherm
Słowem wstępu
W zastosowaniach zmechanizowanego cięcia plazmą jednym z kluczowych elementów wpływających na jakość jest właściwa, prawidłowo utrzymywana wysokość cięcia. W tym celu powstały układy kontroli wysokości palnika/plazmy (THC/PHC – ang. torch/plasma high control), które na podstawie napięcia łuku plazmowego, które to zwiększa się wraz z oddalaniem od materiału, są w stanie ocenić wysokość cięcia i ją skorygować.
Drugą funkcja układów PHC jest wstępne określenie wysokości materiału oraz ustawienie wstępnej (większej niż cięcia) wysokości przebijania i w określonym czasie opuszczenie palnika do wysokości na której będzie następnie kontynuowane cięcie. Przebijanie materiału bezpośrednio z wysokości cięcia jest możliwe tylko dla bardzo cienkich blach, gdyż w innym przypadku przełoży się to na znaczne skrócenie czasu życia materiałów eksploatacyjnych. Tak więc zastosowanie układu PHC ma konkretny wymiar ekonomiczny.
Funkcjonalności PHC:
tryb pracy manualny lub automatyczny,
sterowanie mikroprocesorowe,
może być użyty z dowolnym CNC pod warunkiem, że posiada wymaganą liczbę wejść i wyjść,
wbudowany sterownik silnika w postaci mostka-H 24VDC przy maksymalnym ciągłym prądzie 6A i liniowej odpowiedzi w całym zakresie – wraz z suportem uprasza konstrukcje np. stołu XY,
wbudowana płytka magnetyczna, chroniąca palnik przed uszkodzeniem w razie kolizji (mocowanie/obejma palnika nie jest w standardzie, ale jako opcja ze względu na różne średnice palników: 35mm, 45mm, 50mm),
wbudowane zabezpieczenia i autotestowanie poprawności działania,
automatyczne wycofanie palnika w razie kontaktu z materiałem,
czytelny wyświetlacz 7-segmentowy do prezentacji zadanego/aktualnego napięcia łuku plazmowego oraz kodów błędów,
kontrolki na panelu frontowym: zasilania, osiągnięcia limitu górnego, dolnego oraz zadanej pozycji, błędu, wstrzymania i kontaktu z materiałem,
Opcjonalnie:
– różnej długości kable interfejsowe
– mocowania palnika pod średnice 35mm (Powermax), 45mm i 50mm (MaxPro200 i HPR)
Specyfikacja PHC
| Kompatybilne silniki: | 24VDC, 2-6A prądu ciągłego (w przypadku zastosowania własnego suportu) | |
| Maksymalna moc silnika: | 150W | |
| Zakres ruchu suportu HT: | 152mm | |
| Sterownik silnika: | pełny mostek H z kontrolą PWM, detekcją aktualnego prądu i napięcia | |
| Dokładność: | do 0,25mm lub 0,5V (w zależności od mechanizmu suportu) | |
| Zakres napięcia łuki plazmowego: | 50-210VDC | |
| Zakres ustawień wstępnej wys. przebicia: | 1,2 mm-12 mm (dla suportu HT) | |
| Parametry nastawne: | zadane napięcie łuki, wys. przebicia, czas opóźnienia dla przebicia | |
| Przełączniki: | test wysokości przebijania, tryb automatyczny/manualny, ręczny ruch góra/dół | |
| Wyświetlacze: | 3 cyfry po 7-segmentów dla nastawy napięcia, aktualnego napięcia i kodu błędu | |
| Kalibracja: | napięcie łuku plazmowego, opory ruch, automatyczne wykrywanie krawędzi | |
| Kalibracja: | maks. Prąd silnika, czułość syg. napięcia, prędkość wstępnej wysokości, automatyczne opóźnienie, wew./zew. opóźnienie przebijania, wysokość spoczynku na koniec cięcia, automatyczne wykrywanie krawędzi, wstępny przepływ gazu podczas procedury wstępnej wysokości, nastawa krańcówek, przełącznik płytki magnetycznej, kalibracja napięcia łuku plazmowego |
|
| Technologia pomiaru: | sprzężenie zwrotne na podstawie napięcia łuku plazmowego i wstępny pomiar stykowy | |
| We/wy. interfejsu: | 8 wyjść i 6 wejść izolowanych na gnieździe typu D-sub | |
| Wymiary PHC: | 157mm x 190mm x 264mm | |
| Masa PHC: | 4,5kg | |
| Zasilanie: | 115VAC lub 230VAC +/- 10% 50/60 Hz – do wyboru | |
| Wymiary suportu HT: | 152mm x 80mm x 546mm | |
| Masa suportu HT: | 10kg | |
| Zakres pracy: | 0 to 50C; 95% względnej wilgotności (bez kondensacji) |
Uproszczony schemat połączeń
Pokazany schemat dotyczy bezpośrednio starszych urządzeń Powermax G3 (np. Powermax1650) oraz źródeł innych producentów gdyż posiada Interfejs Plazmowy, który dzieli bezpośrednio wysokie napięcie łuku plazmowego. Nowsze urządzenia Powermax serii G4 (np. Powermax105) mają już dzielnik wbudowany wewnątrz, więc nie potrzebują wspomnianego interfejsu plazmowego i zamiast jego oraz jego przewodu (228249), można użyć przewodu CPC dla nowych urządzeń (123896) – dostępne są różne długości tego przewodu (*):
223354 Kabel interfejsowy CPC dla Powermax G4 zakończony wtyczką D-sub, dł. 3m
223355 Kabel interfejsowy CPC dla Powermax G4 zakończony wtyczką D-sub, dł. 6m
223048 Kabel interfejsowy CPC dla Powermax G4 zakończony wtyczką D-sub, dł. 7,5m
223356 Kabel interfejsowy CPC dla Powermax G4 zakończony wtyczką D-sub, dł. 10m
123896 Kabel interfejsowy CPC dla Powermax G4 zakończony wtyczką D-sub, dł. 15m (CABL-0269)
Kabel CNC (123895) dołączony do zestawu jest stosunkowo krótki i posiada ok. 25żył, co sugeruje miejsce umieszczenia sterownika PHC gdzieś obok lub we wspólnej obudowie ze sterownikiem CNC. Nie wszystkie sygnały są jednak niezbędne do działania – do podstawowej pracy wystarczą trzy pary przewodów. Przewód PHC-CNC jest z obu stron zakończony standardową wtyczką DB-25.
Dla urządzenia MaxPro200, które nie posiada wbudowanego dzielnika mamy specjalną wersje Interfejsu Plazmowego (428022), która dodatkowo posiada przewody sterujące źródłem ze specjalną wtyczką do płyty głównej oraz przewody wysokonapięciowe łuku plazmowego. Montuje się ją wewnątrz źródła i wyprowadza kabel interfejsowy do PHC na zewnątrz. W tym przypadku może zajść konieczność dołożenia samodzielnie przekaźnika wysokonapięciowego w celu rozłączenia przewodu omowego na czas zajarzania łuku (zajarzanie HF/HV) – przekaźnik należy wysterować osobnym wyjściem sterownika CNC.
Panel frontowy i interfejsy
WAŻNE!
Podstawą poprawnego działania jest solidne uziemienie wszystkich elementów systemu PHC wraz z maszyną na której jest zamontowany.
Dla wejść i wyjść interfejsu PHC nie wolno przekraczać 24V i 30mA oraz należy zwrócić szczególną uwagę na właściwą polaryzację!
Przykładowe wysterowanie wejść i wyjść:
Suport Hypertherm
Suport jest częścią urządzeń do cięcia realizującą ruch w osi Z, czyli góra/dół. Mogą to być zarówno stoły XY, obrotnice do cięcia rur, jak i zastosowania niestandardowe. Podnośnik posiada wbudowane krańcówki, podające sygnały do PHC, zapobiegające przekroczeniu granic ruchu. Palnik mocowany jest pośrednio za pomocą połączenia magnetycznego, które w razie kolizji z materiałem przy pewnej zadanej sile rozłącza się, a dołączony stycznik sygnalizuje ten fakt do PHC.
Inną funkcjonalnością wbudowaną w zestaw PHC jest kontaktowy pomiar wysokości materiału. Dołączony do suportu przewód ohmowy łączy się z konektorem nasadki ohmowej, a ten bezpośrednio z tarczą/osłoną (która normalnie jest odseparowana elektrycznie). Gdy czubek palnika dotknie materiału obwód zamyka się i urządzenie wie, że jest na styk z nim. Następnie odjeżdża w górę na zadaną wysokość przebijania.
Obejmy mocującej palnik nie ma w zestawie PHC ze względu na różne średnice palników różnych urządzeń i jest dostępna osobno:
128277 obejma mocująca palnik fi 35mm (Powermax)
128278 obejma mocująca palnik fi 45mm
128279 obejma mocująca palnik fi 50mm (MaxPro200/HPR)
Sygnały sterujące PHC-CNC
Opis sygnałów (definiowane parami przewodów) interfejsu PHC-CNC. Wtyczka D-sub 25 pin.
| Nazwa angielska | Numer pinu | Wejście / Wyjście | Opis | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Cycle START | 11 – 23 | wejście | Sygnał do rozpoczęcia IHS I rozpoczęcia cięcia. | ||
| Auto disable / Corner HOLD | 10 – 22 | wejście | Powoduje czasowe zatrzymanie kontroli wysokości palnika oraz pozwala na sterowanie czasem przebicia z poziomu CNC. | ||
| IHS Sync | 9 – 21 | wejście | Wstrzymuje odpalenie palnika do synchronizacji IHS stołów wielopalnikowych (przydatny sygnał). | ||
| IHS Complete | 18 – 5 | wyjście | Potwierdzenie zakończenia sekwencji IHS. | ||
| MOTION | 17 – 4 | wyjście | Nastąpił transfer głównego łuku plazmowego na materiał. Można rozpocząć ruch. | ||
| Rectract complite | 16 – 3 | wyjście | Gdy nastąpi koniec cyklu cięcia i palnik zostanie podciągnięty na wysokość spoczynkową. | ||
| ERROR or BREAKAWAY | 15 – 2 | wyjście | Sygnał wystąpienia błędu – kod błędu na wyświetlaczu PHC. | ||
| Interlock | 14 – 1 | Przekaźnik z CNC | Normalnie zwarty, w przypadku rozwarcia silnik jest zatrzymany. CNC może zgłaszać syg. Awaryjny do PHC. | ||
| Field +12V | 12, 24, 13, 25 | zasil. | Zasilanie +12V z zasilacza w PHC. | ||
| Field common | 6, 19, 8, 20 | masa. | Potencjał odniesienia zasilania. |
Sygnały pogrubione to sygnały wymagane
Objaśnienia:
Interfejs Plazmowy (ang. plasma interface) – moduł pozwalający na podłączenie pary przewodów wysokonapięciowych z łuku plazmowego. Posiada wbudowany dzielnik napięcia obniżający napięcie do wartości przyjmowanych przez interfejs sensora PHC.
Suport/winda (ang. lifter) – dedykowany do PHC element wykonawczy ruchu osi Z bez wbudowanego sterownika; posiada krańcówki dolną i górną, silnik 24VDC, IHS (ang. Initial High Sensing) – procedura stykowego określenia wysokości materiału (ohmic)
Dostępne konfiguracje zestawów PHC:
228214 Sensor PHC, czyli moduł kontrolny, suport, przewody 15m (SPHC-001)
228123 Sensor PHC, czyli moduł kontrolny zestaw wraz z interfejsem plazmowym 123896 (dzielnikiem) dla urządzeń Powermax 3-ciej (starszej) generacji
228242 Sensor PHC, zestaw bez suportu (ale z kablami do niego)
228243 Sensor PHC, zestaw bez suportu i kabla PHC do CNC
228244 Sensor PHC, zestaw PHC bez samego PHC
228245 Sensor PHC, zestaw bez interfejsu plazmowego