介紹數控等離子設備及在鋼結構生產中的編程與運用
1等離子切開的原理及與火焰切開的異同精工等離子切開于20世紀50年代在美國研制成功， 是集精工技能 等離子切開技能 電源技能于一體的機電一體化設備 它的根本工作原理的發現和開展， 得益于二戰中美國飛機制造業的技能革新，從當前仍大量運用的火焰切開變革而來 作為熱切開的二種首要方法有必要對二者的異同 特色做一對比， 才能對它們的運用更有對于和便于挑選， 為此， 應明白知道等離子切開的原理及與火焰切開的區別首先， 火焰切割是燃氣( 目前多為丙烷氣等高燃燒值氣體) 加氧氣燃燒加熱切割鋼材， 加工溫度數千度 等離子切割所需熱力能源和切割原理則大為不同， 先了解一下什么是等離子體? 現在知道， 物質有四種狀態， 隨著溫度升高， 依次呈現為固體 液體和氣體三態， 當氣體溫度進一步升高時， 能量使分子之間徹底分離， 其中的原子由于激烈的相互碰撞而使得電子從原子游離出來， 離解為電子和正離子( 或稱帶正電的核) ， 這時物質將進入一種新的稱為第四態的狀態， 稱為等離子體， 等離子體之間的撞擊將釋放出巨大的能量， 產生和維持更高的溫度， 可達上萬度， 這應是 熱態等離子 ( 有別于 冷態等離子 ) 等離子體的這種性質用于切割， 如由電流產生， 再加以約束， 可產生電流密度極高的等離子弧，根據所使用的工作氣體， 主要分為氧 氬氣等離子弧切割等， 而根據約束方式， 主要分為水再壓縮等離子弧切割 磁場再約束等離子弧切割等， 而目前開發的等離子系統， 僅使用壓縮空氣和電 一般等離子切割機由電控系統 機械裝置及噴嘴組成， 根據引弧原理不同控制系統有所不同 電控系統產生高溫高熱等離子弧， 由壓縮空氣壓縮后從噴嘴噴出，( 類似氣體保護焊) ， 將被切割金屬局部熔化并被高速氣流吹走， 從而形成細窄切割縫 從切割效果看， 火焰切割與等離子切割的切口質量差別較大， 等離子切口較窄， 光滑度較好一般不需打磨， 火焰切割則經常需要人工除渣磨邊， 但等離子通常只切割 30mm 以下的鋼板( 以及有色金屬板) ， 較厚的鋼板仍需火焰切割， 而多邊直條切割機一般使用火焰切割火焰切割與等離子切割又一直觀的效果差別在于， 由于電弧與溫度不同， 火焰切割對金屬板起著熔化與吹離作用， 而等離子弧的高溫， 除熔化外還有氧化蒸發過程， 切割中常常冒出黃煙， 因而不得不采用板下水槽或其他除塵措施 然而綜合比較各方面優缺點， 等離子切割由于切割速度快 切口質量好， 穿孔時間短， 僅用電可不使用切割氣， 使得前期投資高而后期成本較低， 這些獨有的特點使它在技術選型中優勢較突出， 因而越來越受到市場重視可見， 根據使用目的和范圍的不同， 二種切割方式還是有著比較明顯的分工取向的2 精工等離子設備的基本系統構成精工等離子切割設備一般概括為三大部分: 機床部分 精工部分和軟件部分 機床整體由道軌 機架 齒輪齒條傳動 減速機 伺服電機 氣路系統 切割機噴嘴 冷卻除塵等系統組成; 二是以計算機 電源系統 伺服運動控制系統為核心的全套電氣系統硬件; 計算機軟件則為第三部分， 以下擬分類簡介2． 1 等離子切割的引弧方式和電源等離子切割的引弧方式一般有傳統的高頻高壓方式和新型非高頻方式， 目前國內許多公司仍采用高頻高壓方式， 國外新技術代表美國海寶等公司及國內一些新技術公司， 則采用非高頻引弧技術 而電源類型則通常有增強漏磁型變壓器電源 晶閘管整流電源 逆變電源和斬波電源四種 比較通用的海寶 MAX200 是一種恒流 提供 40 － 200A 連續可調電流的次級變換斬波器電源， 這類品牌目前在制作技術和性能上更為專業和精良， 國內也有越來越多的產品進入市場競爭高壓高頻引弧要求在工件和電極間產生 3KV以上的高壓和150 － 200KHZ 的高頻振蕩， 擊穿中性氣體介質而形成電弧， 電路又分為短路和非短路型，這種引弧方式具有較高的引弧成功率， 但造成的電磁干擾較嚴重， 在精工自動切割和對電磁干擾要求嚴格的場合無法使用非高頻引弧也稱為接觸引弧， 要求電極與噴嘴直接接觸短路后靠氣體分壓而引燃小弧， 產品內無需高頻振蕩器， 消除了高頻高壓放電產生的電磁干擾， 降低了對人體的傷害 該型燃弧方式對電極引弧高度控制提出了較高要求， 一般設立專門的弧壓高度控制系統2． 2 伺服控制系統精工切割機是一種將精工技術與精密機械緊密結合的機電一體化產品， 技術性能已遠超越仿形切割 半自動小車之類初級產品， 適應切割任意復雜圖形 根據加工大小， 其機械結構形式可為龍門式 懸臂式 臺式便攜式精工切割機， 可選用等離子或火焰切割頭， 還有更為專用的精工相貫線切割機 機械人切割機 激光切割機等 以大中型龍門 懸臂式為例， 精工等離子切割機實質是一種切割專用的多軸精工伺服系統， 以計算機控制為中心， 可在二軸以上方向對切割頭進行圖形運動控制， 以達到切割加工目的2． 3 弧壓高度控制器以上提到， 精工等離子切割對引弧 弧壓控制要求很高， 廠家多采用專門的弧壓高度控制器來實現這一要求 等離子弧壓高度控制器的原理是利用等離子電源的基本恒流特性， 通過檢測等離子弧電壓的變化， 來測定等離子切割過程的割炬高度變化， 實現對切割割炬的高度控制 通常具有的基本功能有， 初始自動定位 開機穿孔與斷弧提升功能 割炬防撞 給定與實際弧壓 顯示監控 手動與自動操作等 海寶產品有自身配套的高性能高度控制器， 應提及， 目前許多國產該用途產品， 性能已完全可以滿足工程要求， 替代進口使用已很普遍