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等离子切割机的组成

发布时间:2019/10/28 11:43

等离子切割机的组成

CNC,软件,工作台和烟雾控制的概述

发表时间:2019年10月28日

发表人:江苏科茂自动化有限公司

关于:数控切割机,等离子切割机

等离子数控切割机

组装完整的等离子切割系统可能是一项艰巨的任务。首先从生成等离子的机器,CNC,软件,通风系统和XY工作台开始。“ XY工作台”一词听起来很基础,就像是二维切割表面,但不仅限于此。它包括可为等离子或含氧燃料的多个割炬提供协调,准确运动的电动机或驱动器。

如果您在1990年代初寻找XY工作台,您会发现只有一个种:高端工业机械,专为全天候操作的钢铁服务中心,车间和原始设备制造商而设计。 主要应用是重型设备以及驳船和造船工业。这些机器的设计坚固到足以承受数十年的严酷使用,并以极高的维护成本生产出数千吨的金属零件。一台典型的机器最多具有四个等离子炬或多达16个氧气割炬。

如今,该行业不乏XY表格样式。超过100个制造商向他们提供了从30到1,000安培的功率水平,以将软钢,不锈钢和铝的厚度从26规格减小到61⁄4英寸。一家不非常依赖等离子或氧气切割的小型工厂可以找到价格适中的轻型机器,该机器具有相应的生产率和精度,而几乎不间断地使用这些过程的大型工厂可以找到一种坚固,耐用的机器。提供更高的生产率和准确性。

随着样式的增加,价格下降了。现代机器使用许多现成的电子组件和硬件,从而降低了成本。标准的现成组件包括膝上型计算机,步进驱动器,轴承,直线运动方式,齿轮减速器以及齿轮齿条系统。现在最小的单元尺寸为1.5*3米,成本仅为2万元。尽管这些低成本桌子的性能不及工业强度桌子那么长,但它们为中小型商店甚至业余爱好者打开了许多大门。

无论成本或大小,每个基于CNC的XY工作台都必须具有以下组件:

  • CNC。CNC将机器的大脑转换为切削程序,将其转换为控制切削方向和速度的电气指令。它还向等离子切割机,高度控制器和外围设备发出指令。
  • 机械零件。机器的内胆包括操作火炬的龙门(长轴),割炬托架和Z轴(用于上下运动)。
  • 油烟控制系统。等离子切割会产生大量烟雾和烟雾。每台机器都需要一个向下通风的排烟控制装置或一个地下水位控制装置。

自动高度控制是一项可选功能,但是在几乎所有情况下,值得进行额外的投资。有效的等离子切割取决于三种高度模式(一种用于穿孔,两种用于切割),以最大限度地延长耗材寿命和切割质量。

穿孔高度对于喷嘴寿命和切割质量可能是最关键的。系统使割炬前进,直到找到材料的表面,然后缩回到合适的高度。一个穿孔太近会永久影响切割边缘的棱角,浮渣和整体边缘质量。

割炬刺穿物料后,控制器将割炬移近物料,直到确定合适的切割高度。过低的割炬高度可能会与工件发生碰撞,而过高的割炬高度会增加切缝宽度和边缘角度,同时会导致浮渣和翘曲。切割高度控制器超时并关闭后,电弧电压反馈控制器将接管以保持适当的割炬到工件的距离。

正常运行的自动高度控制功能可让您对数百个零件进行编程和嵌套,并在切割时离开机器。如果您一次切割一个零件而又不介意保姆机器,那么您可以在没有高度控制的情况下相处融洽。不利之处在于,这既麻烦又缓慢。您需要为每个穿孔调整穿孔高度,停下来,调整切割高度,然后进行切割。自动高度控制是使这些机器实现自动化的关键功能,而额外的投资通常会在短期内收回成本。

数控系统

CNC本质上是一台工业级计算机,具有内部运动和机器控制软件以及各种输入和输出,可以控制安装在XY上的所有驱动电机,等离子切割机,高度控制器以及任何其他工具或外围设备表。

它从机器操作员和CAM软件获取订单,然后将这些订单转换为执行弧线启动,控制驱动系统以及执行其他机器功能的指令。

工业CNC旨在承受恶劣的车间环境,这增加了它们的成本和复杂性。他们必须忍受切割和焊接过程中产生的烟尘和空气中的碎屑,叉车和其他机器的振动,其他电气设备的干扰等等。

在低成本机器上,个人计算机或笔记本电脑是CNC的大脑。这些计算机的设计目的是在清洁,受控的办公室环境中相对轻松的生活。它们没有工业CNC的所有保护功能,但是它们确实能够运行没有所有花哨的等离子切割机。这些机器非常适合业余爱好者。原型商店;和小型低产量商店。

个人计算机或笔记本电脑只能在具有反吹炬启动技术的机器上使用,而不能用于高频,高压或电容启动。反吹启动产生的电噪声较小,因此不太可能引起电干扰。

人机界面在机器的生产率中起着重要作用。尽管许多基本机器使用标准的办公室键盘和鼠标来控制功能,但高端机器具有触摸屏控件,这往往更加直观。操作软件是一个相关问题。许多程序都适用于诸如铣削和铣削等加工过程,并且在用于切削时相当笨拙。专为等离子切割而设计的软件和人机界面往往更易于学习和使用。

机械零件

每台机器都有相当多的运动部件:龙门架,割炬托架和割炬高度控制(X,Y和Z轴)。在大型工业机器上,所有组件都坚固,耐用且精确。在入门级机器上,组件没有那么坚固,这意味着它们没有那么重。使用轻质部件可使机械制造商使用功率较小的驱动电机和较轻的齿轮传动系统,从而在降低成本的同时仍可提供高效的切割速度和合理的精度。

轻型机器倾向于使用步进电机,而功能更强大的机器通常具有伺服驱动器。两者都提供了非常好的精度,尽管现代的,尺寸合适的伺服驱动器通常具有较宽的速度和扭矩范围,这在以非常快和非常慢的速度进行切割时非常有用。

步进器和相关的驱动电子设备比伺服系统更简单,更便宜,因此通常在PC或笔记本电脑控制的机器上使用。Servos对机器操作员来说更直观,因为他们使用编码器反馈给CNC,从而在与倾斜的零件发生碰撞,电源故障或其他切割中断的情况下,减少了在切割台上丢失定位的可能性。

排烟

等离子切割会产生各种尺寸的颗粒。来自工厂规模和防锈剂的最小颗粒非常小且很热,以至于它们比空气轻并会变成烟雾。最大的颗粒来自被切割的材料,通常比空气重。无论等离子切割机的功率水平或类型如何,烟雾控制系统都必须捕获各种尺寸的颗粒。等离子切割所用的两种类型是下降式工作台和供水系统。

向下气流表。这些工作台需要足够强大的流速,以使最重的颗粒通过管道。使系统气流与工作台尺寸相匹配是首要条件。2乘2英尺 桌子需要每分钟约1,000立方英尺才能清除所有碎片和烟雾。一个4 x 4的桌子需要大约3500 ,而一个4 x 8的桌子需要大约7,000。

如果当地的空气控制法令允许将烟雾排到建筑物外部,那么向下通风的桌子是最容易的走法。但是,请记住,在寒冷的月份,系统也会将建筑物的热量带走。放置在桌子附近的冷气补充管道使用室外空气而不是商店的环境空气来排放烟气。某些大型下吸式工作台使用带有可移动百叶窗的分区区域,因此吸气仅在割炬切割的局部区域除去空气,而不是整个工作台。当然,许多下吸台具有大型的自清洁过滤系统,可在将空气循环回车间之前去除颗粒。

每个选项都需要仔细考虑。空气补给,分区和过滤系统增加了成本和复杂性。

地下水位。水系统有两种类型,水盘和地下水位。水盘位于工件下方。水接触到材料,等离子流产生的压力迫使颗粒进入水中,在那里它们冷却并下沉。水盘简单,有效且便宜。

地下水位通常比水盘深,可以进行水下切割。水下切割具有一些优势,特别是在切割不锈钢以及电流超过200安培时。可以调节水位:水位可以足够低,以使水不会溅到金属上,但仍然足够高,可以捕集大部分烟雾。

允许水接触材料确实有两个缺点,因为熔融金属沿切割边缘的底部固化,会影响边缘质量的粗糙度和浮渣。但是,其冷却效果有助于控制发生的翘曲,尤其是在长而薄的零件上。

这并不是说一种在烟气控制方面比另一种更好。无论是下降式吸水台,水盘还是水台,设计合理且尺寸合适的系统都可以有效地控制油烟。

CAD和CAM

CAD和CAM软件包已成为制造业必不可少的工具。CAD用于设计零件,而CAM处理机器制造零件的能力。CAM确定穿孔位置,导入,切缝宽度和导出,以使它们对零件的影响最小。该信息将发送到CNC进行零件制造。

现代CAM程序通常具有其他功能,例如零件嵌套。找到最佳的零件位置和方向可以最大程度地减少材料浪费,并且许多程序会生成详细描述零件成本,材料利用率和其他会计信息的报告。一些CAM系统会自动设置和控制大多数切割参数,例如电弧电流和电压,气流,穿孔高度,切割速度和切割高度。

在某些基本机器上,CAD和CAM功能结合在一起,可以实现从设计到切割的无缝过渡。与使用两个单独的软件包相比,这通常更简单,更容易学习。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控切割机制造商