介绍数控等离子设备及在钢结构生产中的编程与运用
1等离子切开的原理及与火焰切开的异同精工等离子切开于20世纪50年代在美国研制成功， 是集精工技能 等离子切开技能 电源技能于一体的机电一体化设备 它的根本工作原理的发现和开展， 得益于二战中美国飞机制造业的技能革新，从当前仍大量运用的火焰切开变革而来 作为热切开的二种首要方法有必要对二者的异同 特色做一对比， 才能对它们的运用更有对于和便于挑选， 为此， 应明白知道等离子切开的原理及与火焰切开的区别首先， 火焰切割是燃气( 目前多为丙烷气等高燃烧值气体) 加氧气燃烧加热切割钢材， 加工温度数千度 等离子切割所需热力能源和切割原理则大为不同， 先了解一下什么是等离子体? 现在知道， 物质有四种状态， 随着温度升高， 依次呈现为固体 液体和气体三态， 当气体温度进一步升高时， 能量使分子之间彻底分离， 其中的原子由于激烈的相互碰撞而使得电子从原子游离出来， 离解为电子和正离子( 或称带正电的核) ， 这时物质将进入一种新的称为第四态的状态， 称为等离子体， 等离子体之间的撞击将释放出巨大的能量， 产生和维持更高的温度， 可达上万度， 这应是 热态等离子 ( 有别于 冷态等离子 ) 等离子体的这种性质用于切割， 如由电流产生， 再加以约束， 可产生电流密度极高的等离子弧，根据所使用的工作气体， 主要分为氧 氩气等离子弧切割等， 而根据约束方式， 主要分为水再压缩等离子弧切割 磁场再约束等离子弧切割等， 而目前开发的等离子系统， 仅使用压缩空气和电 一般等离子切割机由电控系统 机械装置及喷嘴组成， 根据引弧原理不同控制系统有所不同 电控系统产生高温高热等离子弧， 由压缩空气压缩后从喷嘴喷出，( 类似气体保护焊) ， 将被切割金属局部熔化并被高速气流吹走， 从而形成细窄切割缝 从切割效果看， 火焰切割与等离子切割的切口质量差别较大， 等离子切口较窄， 光滑度较好一般不需打磨， 火焰切割则经常需要人工除渣磨边， 但等离子通常只切割 30mm 以下的钢板( 以及有色金属板) ， 较厚的钢板仍需火焰切割， 而多边直条切割机一般使用火焰切割火焰切割与等离子切割又一直观的效果差别在于， 由于电弧与温度不同， 火焰切割对金属板起着熔化与吹离作用， 而等离子弧的高温， 除熔化外还有氧化蒸发过程， 切割中常常冒出黄烟， 因而不得不采用板下水槽或其他除尘措施 然而综合比较各方面优缺点， 等离子切割由于切割速度快 切口质量好， 穿孔时间短， 仅用电可不使用切割气， 使得前期投资高而后期成本较低， 这些独有的特点使它在技术选型中优势较突出， 因而越来越受到市场重视可见， 根据使用目的和范围的不同， 二种切割方式还是有着比较明显的分工取向的2 精工等离子设备的基本系统构成精工等离子切割设备一般概括为三大部分: 机床部分 精工部分和软件部分 机床整体由道轨 机架 齿轮齿条传动 减速机 伺服电机 气路系统 切割机喷嘴 冷却除尘等系统组成; 二是以计算机 电源系统 伺服运动控制系统为核心的全套电气系统硬件; 计算机软件则为第三部分， 以下拟分类简介2． 1 等离子切割的引弧方式和电源等离子切割的引弧方式一般有传统的高频高压方式和新型非高频方式， 目前国内许多公司仍采用高频高压方式， 国外新技术代表美国海宝等公司及国内一些新技术公司， 则采用非高频引弧技术 而电源类型则通常有增强漏磁型变压器电源 晶闸管整流电源 逆变电源和斩波电源四种 比较通用的海宝 MAX200 是一种恒流 提供 40 － 200A 连续可调电流的次级变换斩波器电源， 这类品牌目前在制作技术和性能上更为专业和精良， 国内也有越来越多的产品进入市场竞争高压高频引弧要求在工件和电极间产生 3KV以上的高压和150 － 200KHZ 的高频振荡， 击穿中性气体介质而形成电弧， 电路又分为短路和非短路型，这种引弧方式具有较高的引弧成功率， 但造成的电磁干扰较严重， 在精工自动切割和对电磁干扰要求严格的场合无法使用非高频引弧也称为接触引弧， 要求电极与喷嘴直接接触短路后靠气体分压而引燃小弧， 产品内无需高频振荡器， 消除了高频高压放电产生的电磁干扰， 降低了对人体的伤害 该型燃弧方式对电极引弧高度控制提出了较高要求， 一般设立专门的弧压高度控制系统2． 2 伺服控制系统精工切割机是一种将精工技术与精密机械紧密结合的机电一体化产品， 技术性能已远超越仿形切割 半自动小车之类初级产品， 适应切割任意复杂图形 根据加工大小， 其机械结构形式可为龙门式 悬臂式 台式便携式精工切割机， 可选用等离子或火焰切割头， 还有更为专用的精工相贯线切割机 机械人切割机 激光切割机等 以大中型龙门 悬臂式为例， 精工等离子切割机实质是一种切割专用的多轴精工伺服系统， 以计算机控制为中心， 可在二轴以上方向对切割头进行图形运动控制， 以达到切割加工目的2． 3 弧压高度控制器以上提到， 精工等离子切割对引弧 弧压控制要求很高， 厂家多采用专门的弧压高度控制器来实现这一要求 等离子弧压高度控制器的原理是利用等离子电源的基本恒流特性， 通过检测等离子弧电压的变化， 来测定等离子切割过程的割炬高度变化， 实现对切割割炬的高度控制 通常具有的基本功能有， 初始自动定位 开机穿孔与断弧提升功能 割炬防撞 给定与实际弧压 显示监控 手动与自动操作等 海宝产品有自身配套的高性能高度控制器， 应提及， 目前许多国产该用途产品， 性能已完全可以满足工程要求， 替代进口使用已很普遍