Фильтрация в вакуумных прижимах с ЧПУ
Фильтрация в вакуумных прижимах с ЧПУ
Поскольку мы развивались на протяжении столетий, то же самое происходило и с тем, как мы используем и разрабатываем инструменты. В настоящее время производственные отрасли работают с использованием современных инструментов и оборудования для выполнения более сложных работ; многие из которых требуют автономной точности. Один конкретный тип оборудования, станок с ЧПУ (числовым программным управлением), претерпел значительную эволюцию с момента своего создания. Сегодня станки с ЧПУ, включая фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, лазеры с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, 3D-принтеры и многое другое, можно найти в любой отрасли. В этой статье рассматриваются методы вакуумного прижима в приложениях с ЧПУ и решения по фильтрации для защиты вакуумного оборудования, используемого в процессах вакуумного прижима.
Достижения в процессах обработки и маршрутизации
Обработка таких материалов, как металл, дерево, пластик и углеродное волокно, позволяет производить прецизионные детали для различных отраслей промышленности. Начиная с 1940-х годов началось появление станков с ЧПУ (числовым программным управлением). Это сервоуправляемое оборудование для обработки запрограммировано на выполнение ряда функций обработки для производства детали. В первые дни это делалось с помощью перфокарт. Перфокарты — это жесткие бумажные карты, в которых используется ряд пробитых в них отверстий для информирования или «программирования» движений машины. С расцветом компьютерной эры развивалось и программирование, кодирование и управление этим оборудованием для обработки.
Перфокарта с ЧПУ (или «перфокарта»). Отверстия пробиваются в карте как способ определения вычислительных инструкций или программ.
Перенесемся в наши дни, теперь станки с ЧПУ широко используются на производственных предприятиях. Наряду с достижениями в области технологий для управления действиями станка, появились и другие методы, такие как процесс прижима для обрабатываемых деталей. Раньше детали механически зажимались на столе во время обработки и превращались в готовую деталь. Проблема этого метода заключается в возможности повреждения материала при физическом зажиме на месте. Даже при использовании защитных прокладок или материалов существует вероятность поцарапать и повредить детали, поскольку требуется значительное давление, чтобы удерживать материалы от перемещения во время обработки. Проскальзывание и перемещение обрабатываемого материала могут привести к высокому уровню доработки или брака и быть дорогостоящими для производителя. Другая проблема, особенно при изготовлении деталей на заказ, заключается в том, что зажимные устройства могут создавать препятствия для процесса обработки. Когда инструмент движется по столу, он может столкнуться с зажимным устройством. Это может привести к дорогостоящему повреждению инструмента или зажимного устройства.
Вакуумный прижим в обработке с ЧПУ и фрезеровании
В большинстве современных операций по обработке существует некоторая форма вакуумного прижима, которая сводит к минимуму или устраняет необходимость в механических зажимах. Представьте, что вы держите пылесос в гараже на открытой ладони, всасывание плотно прижимает сопло к вашей руке. Тот же принцип применяется к вакуумному прижиму, используемому в обработке с ЧПУ.
Прижимной стол состоит из плоской перфорированной столешницы с сеткой небольших отверстий по всей поверхности. С помощью вакуумного насоса вакуум подается на нижнюю часть стола, создавая поток воздуха и всасывание в отверстиях. При правильно подобранной системе вакуумного насоса всасывание достаточно сильное, чтобы прочно удерживать плоские материалы на столе. Эта огромная удерживающая сила позволяет резать или обрабатывать деталь без перемещения. После того, как вакуум нарушен или удален, детали можно снять. Одним из недостатков этого метода прижима является управление потоком воздуха через перфорации. Если на столешнице открыто слишком много отверстий, система не достигнет уровня вакуума, необходимого для удержания материалов на месте во время процесса обработки. Эффективное управление столешницей требует корректировки до и во время производства, чтобы обеспечить достаточный вакуум на протяжении всего цикла обработки.
Фрезерный станок с ЧПУ с большим вакуумным прижимным столом внутри деревообрабатывающего предприятия.
Другой распространенный метод вакуумного удержания использует вакуумный присос. При этом методе присоска имеет определенную форму, соответствующую профилю удерживаемой детали. Прокладочный материал используется по периметру присоски, чтобы гарантировать, что обработанная деталь надежно удерживается на вакуумной присоске. Этот метод гораздо более целенаправленный и фокусирует давление вакуума на конкретной детали или серии деталей. Присоска обычно требует гораздо меньшего потока от меньшего вакуумного насоса, поскольку площадь поверхности намного меньше, а область, требующая вакуума, очень специфична.
Проблемы фильтрации в приложениях вакуумного прижима с ЧПУ
Все методы вакуумного прижима представляют проблемы для самого важного компонента в этом процессе обработки: вакуумного насоса. Без работающего вакуумного насоса нет прижима и нет производства. При работе вакуумного насоса с пониженной производительностью операторы могут столкнуться с высоким уровнем брака и разочарованием из-за отключения в середине цикла. Оба сценария являются неприятными новостями для операторов.
При резке или обработке материалов образуются частицы, такие как пыль или стружка, которые будут перемещаться к вакуумному насосу через любые свободные отверстия в перфорированном столе или контейнере. Большинство предприятий, использующих вакуумный прижим, понимают важность защиты и обслуживания вакуумного насоса. Отказ вакуумного насоса может привести к остановке всей производственной линии и привести к дорогостоящему ремонту.
Справа налево: Фильтр предварительной очистки для тяжелых условий эксплуатации, удаляющий крупные частицы деревообработки с ЧПУ перед прямоточным мелкодисперсным полиэфирным вакуумным фильтром.
Как защитить свой вакуумный насос и поддерживать производство в рабочем состоянии? Чтобы ответить на этот вопрос, важно понимать переменные процесса. Во-первых, какой материал режется или обрабатывается? Во-вторых, какой тип вакуумного насоса используется (технология, производительность, требуемый уровень вакуума и т. д.)? В-третьих, есть ли другие добавки, такие как смазочно-охлаждающие жидкости, в процессе обработки? После того, как все предыдущие вопросы будут даны ответы, можно будет предоставить индивидуальную вакуумную систему с правильным решением для фильтрации.
Фрезерование с ЧПУ с вакуумным прижимом обычно используется в деревообрабатывающей промышленности. Почти каждый предмет мебели имеет панели или рамы, вырезанные на станке с ЧПУ из древесины или ДСП. Обработка с ЧПУ и вакуумный прижим также используются для обработки других материалов, таких как сплавы, пена, углеродное волокно, смола и многие другие. Одним из общих знаменателей для всех материалов является то, что технологический мусор, образующийся в процессе обработки, будет втягиваться в вакуумный поток. В зависимости от обрабатываемого и/или разрезаемого материала существует разница в консистенции мусора. Например, древесина создает более крупные частицы пыли, в то время как углеродное волокно создает гораздо более мелкие частицы. При резке металлических сплавов для облегчения процесса обычно используется смазочно-охлаждающая жидкость, которая может быть втянута в вакуумный насос. Учитывая сложность и многообразие материалов, используемых с оборудованием для фрезерования и обработки с ЧПУ, вакуумная система и решение для фильтрации, которые соответствуют определенным требованиям процесса, помогут максимально увеличить время безотказной работы и эксплуатационную эффективность.
Загрязнение частицами в вакуумном прижиме
Загрязнение в виде пыли и порошковых частиц является обычным явлением при фрезеровании древесины и смолы. При выборе правильной фильтрации для вакуумного насоса необходимо понимать размер и объем частиц, переносимых из процесса ЧПУ. В зависимости от технологических параметров и характеристик частиц, один встроенный фильтр вакуумного насоса может быть правильным решением для легкой пылевой нагрузки. Для более тяжелой пылевой нагрузки может потребоваться сложная многоступенчатая система фильтрации со специальными фильтрующими средами. При фрезеровании древесины обычно генерируется большое количество пылевых частиц, которые попадают в вакуумный поток. В этом случае рекомендуется двухступенчатая фильтрация. Первая ступень удалит более крупные частицы и продлит срок службы первичного фильтра второй ступени. Например, фильтр Solberg Spinmeister можно использовать для отжима основной массы материала с помощью центробежной силы. Первичный фильтр будет представлять собой традиционный гофрированный 5-микронный или 1-микронный полиэфирный фильтрующий элемент для улавливания более мелкой пыли, которая может пройти мимо первой ступени.
Справа налево: сверхпрочный фильтр предварительной очистки, улавливающий крупные частицы перед встроенным фильтром вакуумного насоса в деревообрабатывающем ЧПУ-приложении.
Материалы, которые производят более мелкие частицы пыли, такие как углеродное волокно, требуют специальных фильтрационных решений. При обработке углеродное волокно производит мелкую пыль, похожую по консистенции на тальк. В приложениях с высокой пылевой нагрузкой эта мелкая пыль может быстро засорить стандартный полиэфирный фильтрующий материал. Для этого приложения технология обратного импульса является идеальным решением для борьбы с большой нагрузкой мелких частиц. Система обратного импульса использует специализированный фильтрующий элемент, изготовленный из фильтрующего материала с низкой тактностью и превосходными характеристиками высвобождения. Фильтрующий элемент сконструирован так, чтобы выдерживать периодические импульсы сжатого воздуха, которые отправляют уловленную пыль в сборный контейнер. Эта технология самоочищающегося фильтра обеспечивает непрерывный поток воздуха через вакуумный процесс и увеличивает интервалы технического обслуживания. Конфигурация обратного импульса может быть оптимизирована для импульса по мере необходимости, чтобы поддерживать процесс в рабочем состоянии и чистоте.
Жидкостное загрязнение в вакуумном прижиме
При обработке металлических сплавов обычно используется смазочно-охлаждающая жидкость для охлаждения инструмента. В этом вакуумном прижиме загрязняющие вещества присутствуют как в жидкой, так и в твердой форме. Многоступенчатая система выталкивания обычно является наилучшим подходом для решения проблем с большими жидкостными нагрузками и обеспечения безопасности вакуумного оборудования. Большинство многоступенчатых систем фильтрации будут использовать перегородки, изменения скорости и фильтр твердых частиц конечной ступени для минимизации миграции загрязняющих веществ в направлении вакуумного насоса. Когда скорость потока жидкости высока или требуется постоянный слив, можно добавить автоматические системы слива для удаления жидкости из резервуара выталкивания без нарушения вакуумного процесса. Автоматизация устраняет необходимость для оператора следить за уровнями жидкости и вручную сливать резервуар выталкивания. Автоматические системы слива помогают минимизировать вероятность человеческой ошибки и имеют важное значение для защиты вакуумных насосов в вакуумных прижимных устройствах, где присутствуют жидкости.
Встроенный вакуумный фильтр, улавливающий мелкие металлические частицы (в центре слева), и сепаратор жидкости, улавливающий смазочно-охлаждающую жидкость (вверху справа) перед поступлением в вакуумный насос ЧПУ.
Вывод: защитите свой вакуумный насос
Вакуумные насосы играют важную роль в процессах производства с ЧПУ. Вакуумное удержание является высокоэффективным методом сохранения безопасности деталей при применении адекватного вакуума. При большом количестве частиц и жидкостей, выделяемых в процессе, защита вакуумного насоса от попадания вредных загрязняющих веществ имеет важное значение для поддержания работоспособности оборудования для производства с ЧПУ. Все технологии вакуумных насосов подвержены снижению производительности и отказу при попадании достаточного количества загрязняющих веществ. Стоимость восстановления или замены вакуумного насоса намного выше, чем внедрение и обслуживание решения для фильтрации.
Как указано выше, существует множество стандартных и индивидуальных вариантов фильтрации, доступных для оптимизации любого процесса вакуумного удержания, независимо от его сложности. Выбор правильной защиты от фильтрации и разделения для системы вакуумного удержания может значительно сэкономить время, деньги и нервы операторам производственного предприятия с ЧПУ. Для получения дополнительной информации <1>свяжитесь с Solberg<1> и сообщите детали вашей заявки.