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机械等离子切割,用于HVAC应用 设备如何进步以及

发布时间:2019/11/17 11:00

数控离子切割机的应用及未来

设备如何进步以及它为当今的制造商提供了什么

发布于:2019年11月17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

如今,许多机械加工车间都使用等离子切割机(包括手持式割炬和数控切割系统)来切割制造材料。这些制造商发现,对于他们的应用而言,等离子是切割轻型金属的一种快速,清洁,经济的方式。

数控等离子切割技术概述包括对行业的简要回顾,数控等离子切割器中常见组件的概述,以及对当今系统可用功能和特性的描述。它还着眼于未来数控等离子切割的前景。

早期的数控等离子切割技术

第一台用于数控切割应用的等离子切割机于1980年代初问世。等离子系统制造商才刚刚开始开发带有单气体等离子炬的小型,低安培电源。

这些等离子弧切割系统比高安培系统便宜得多。他们不需要昂贵的瓶装气体,消耗的功率更少,消耗零件的使用寿命更长,但它们仍能够高速切割薄材料。40至55安培的空气等离子炬可以以每分钟几百英寸的速度切割24规格的镀锌钢用于风管。相同的系统可用于最大切入6毫米。用于轻型制造的低碳钢,不锈钢和铝。

在这些低安培空气等离子体系统取得了巨大的成功,并且这些等离子体切割器中的大多数仍在使用中。它们可以用作手持等离子切割或高速龙门切割机。

机械化数控等离子切割机的需求迅速增长。几年之内,风管切割机的四家主要OEM商每年推出约400个新机架。随着大批量的暖通空调车间使用等离子进行竞争,采用这种新技术的生产率提高了500%。

 

数控等离子弧切割系统的基本要素在过去20年中保持不变。但是,每个元素都经过了多次设计改进和增强,以使当今的数控等离子弧切割机比以往更快,更好且更便宜。
数控切割机

典型的数控等离子切割机示意图

显示了用于数控等离子的典型切割机。它包括以下组件:

典型的用于数控的等离子切割机包括数控技术,专有的数控切割软件,龙门式设计,向下气流工作台,机械板随动件和割炬高度控制系统,等离子电源以及割炬。

数控系统

计算机数控是系统的大脑。数控切割机机的数控系统通常由处理器,一定数量的内部存储器,小键盘,字母数字显示屏和通讯链接组成。机器操作员输入输入命令来引导切割机,然后通过磁盘或从主机下载将CAD生成的零件程序加载到控件中。数控系统将零件程序转换为驱动器的运动命令。

数控技术已从80年代的微控制器技术迅速发展到90年代后期的基于PC的控件。等离子切割机的PC控制器已经投放市场五年了。它们提供易于使用的功能,例如图形,帮助屏幕和基于Windows的编程。处理速度意味着更快地下载零件文件和更精确的定位。

数控套料软件包。用于数控切割工作的专有软件允许用户直接从建筑蓝图生成风管工程图。该软件将3-D管道系统转换为2-D CAD零件,这些零件可由CNC转换并由机器切割。切割后的工件通常用喷墨打印标记,以便在车间和工作现场进行组装。

龙门式切割机

双驱动齿条齿轮切割机通常用于数控等离子切割。它们具有刚性和精度,可以保持高速的速度和位置控制。带有皮带和电缆驱动器的早期系统价格较低,但可靠性通常较低。低矮的设计使桌子易于装卸。穿梭台通常用于在卸下零件时保持机器运行。

切割台

所有数控切割平台都使用负压空气收集系统或向下送风的空气桌子。切割过程中产生的烟尘和微粒通过管道不断地吸入工作台并进入空气过滤系统。

割炬高度控制系统

数控切割需要一种简单但重要的设备,以在薄规格材料(机械板随动件)上保持恒定的割炬对峙。压板从动件是围绕割炬的围带。护罩的底部是沿着材料顶部滚动的滚轮。该装置通常被气动地致动并且被弹簧加载以保持与片材的力接触。它具有两个功能:保护割炬免于碰撞和在高速下保持恒定的割炬高度。

许多暖通空调承包商也将切割较厚的板材以进行轻型加工。在这种情况下,通常会卸下机械板从动件,以使用自动电压调节的THC。THC旨在自动调节割炬位置以进行穿孔和切割,对于厚度超过6毫米的材料,高质量切割和长割炬零件寿命是必需的。

等离子电源

与数控技术一样,电源技术在过去20年中经历了飞速发展。早期的空气等离子体系统是基于反应堆电源技术的相对较大的控制台系统。后来出现了逆变器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)或斩波器技术。


在作者看来,当今等离子电源中的最新技术是升压逆变器,它是一个比过去的斩波器和逆变器技术更可靠,更强大,功能更强大的系统。升压型逆变器使用复杂的微处理器控制来调制功率。它们旨在更好地承受线电压的变化,在现场承担更多的责任,并在降低功耗的同时提供更好的切割性能。它们的成本也低于大型控制台系统。


等离子割炬

等离子割炬

等离子割炬通常包括一个带有负电荷的电极,一个将等离子气体旋转成稳定旋涡的气体分配器,一个喷嘴和一个保护喷嘴,以防止喷嘴飞溅并聚焦保护气体射流。

所有等离子炬都包含相同的基本元素:

  1. 电极,用于携带电源中的负电荷
  2. 气体分配器或旋流环,可将等离子气体旋转成稳定的旋流气体涡流
  3. 收缩和聚焦等离子流的喷嘴
  4. 防护罩可保护喷嘴免受飞溅并聚焦防护气体射流

割炬固定并对齐易损件。多年来对等离子割炬的改进,已优化了割炬和易损件的设计,以改善冷却效果,延长零件寿命,增强启动特性并提高切割能力。

数控等离子切割有哪些新功能?

自动电压

等离子电源制造商现在正在制造接受多个电源输入电压的逆变器电源。电源自动检测输入电源(例如200至600伏,一相或三相),而无需手动重新布线。

联系开始

等离子

已经开发了一种专有的保护气体技术,可以将更多的能量输送到等离子流中。同轴辅助射流引导高动量轴向射流,该射流通过特殊设计的窄轮廓护罩围绕等离子炬喷嘴聚焦。

接触启动割炬通过使电极和喷嘴相对移动以产生高压火花来引发等离子弧。此过程类似于将家用电器插头从插座中快速拔出时产生的火花。接触启动方法所产生的射频(RF)噪声要比带有故障开关变压器和电容器以及火花隙的传统高频启动系统要少得多。因此,提高了启动可靠性,并且减少了对数控系统和其他电子设备的屏蔽要求。

高流量保护气

已经开发出一种新的专有保护气体技术,以将更多的能量输送到等离子流中。射流旨在通过引导高动量轴向射流来提高切割速度并提高切割能力,该轴向射流通过特殊设计的窄轮廓护罩围绕等离子炬喷嘴聚焦。同轴射流的力可以更快地从切缝中清除材料。图4显示了使用该技术可以实现的速度提高。

双阈值先导电路

由于引弧和传递直流电弧会磨损割炬部件,因此制造商设计了功率提升电路,以延长喷嘴寿命并提高电弧传递的可靠性。结合金属喷嘴防护罩,改进的割炬空气冷却和专有的易损件设计,大大延长了零件的使用寿命。较旧的系统平均从一组消耗品开始数百次启动。新系统能够在一组零件上切割一千个或更多。


等离子曲线图

快速断开割炬

使用新的专有保护气体技术,同轴射流的作用力可以更快地从切缝中清除材料。该图显示了可以实现的速度提高。

大多数最先进的电源使用快速连接和断开割炬。这使得割炬的拆卸方便快捷,以便进行维修或更换。它还可以实现从机械割炬到手动割炬的快速转换。

绝缘切割

使用非转移电弧(连续引燃模式下的割炬)进行绝缘切割已经有好几年了。相同的方式可用于切割金属网或格栅,在这种情况下,电弧无法保持传递到工件的状态。新的电路延长了连续飞行员模式下使用的易损件的使用寿命。切割绝缘层的其他选择包括在等离子炬管同一台机器上同时进行水刀切割或割缝切割,以进行风管切割。
等离子

制造商设计了功率提升电路,以延长喷嘴寿命并提高电弧传输可靠性。较旧的系统平均从一组消耗品开始数百次启动。新系统能够在一组零件上切割一千个或更多。

数控等离子切割的前景如何?

机械制造商预计,数控等离子机的需求将稳定增长。2002年11月,与数控套料软件相关的专利到期。与此专有技术相关的许可费用已占机器总成本的很大一部分。这些系统的资本成本有望下降。同时,新的数控等离子机将配备最新的等离子和自动化技术。

数控切割和成型设备供应商,期望看到数控等离子切割机具有更好的基于PC的控制技术以及比以往更多的功能,并且这些机器将能够利用高端制造机器上已经存在数年的软件,运动控制和等离子系统的先进技术,并且由于专有技术不再需要数控系统许可费。

更快,更便宜的基于PC的控件,具有先进的图形功能,无线通信,庞大的零件文件库和在线帮助屏幕,将缩短培训时间,并使经验丰富的锡匠精湛的技能触手可及。结果将是该系统可以比以往的数控应用程序更快,更便宜,更清洁地切割配件。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控切割机制造商