數(shù)控等離子切割機(jī)用于什么用途?
什么是數(shù)控等離子切割機(jī)?
數(shù)控等離子切割是一種通過加速的熱等離子射流切割導(dǎo)電材料的工藝。用等離子炬切割的典型材料包括鋼、鋁、黃銅和銅,盡管其他導(dǎo)電金屬也可以切割。數(shù)控等離子切割機(jī)通常用于制造車間、汽車維修和修復(fù)、工業(yè)建筑以及回收和報(bào)廢作業(yè)。由于切割速度快、精度高且成本低,數(shù)控等離子切割機(jī)得到了廣泛應(yīng)用,從大型工業(yè)數(shù)控應(yīng)用到小型業(yè)余愛好者商店。
基本的數(shù)控等離子切割工藝包括創(chuàng)建一個(gè)過熱電離氣體(即來自數(shù)控等離子切割機(jī)本身的等離子)的電通道,通過要切割的工件,從而通過接地夾形成一個(gè)完整的電路回到數(shù)控等離子切割機(jī)。這是通過壓縮氣體(氧氣、空氣、惰性氣體和其他氣體,具體取決于要切割的材料)通過聚焦噴嘴以高速吹向工件來實(shí)現(xiàn)的。然后在氣體內(nèi)、靠近或集成在氣體噴嘴中的電極與工件本身之間形成電弧。電弧使部分氣體電離,從而形成一個(gè)導(dǎo)電的等離子通道。當(dāng)來自切割炬的電流沿著該等離子體向下流動(dòng)時(shí),它會(huì)提供足夠的熱量來熔化工件。同時(shí),大部分高速等離子和壓縮氣體將熱熔融金屬吹走,從而分離(即切割)工件。
建立 數(shù)控等離子切割機(jī) 產(chǎn)生非常熱且非常局部的“錐體”來進(jìn)行切割,它們對(duì)于切割彎曲或有角度形狀的金屬板非常有用。
模擬數(shù)控等離子切割機(jī)通常需要 2 千瓦以上的功率,使用重型市電頻率變壓器。逆變等離子切割機(jī)將市電整流為直流電,然后饋入 10 kHz 到 200 kHz 左右的高頻晶體管逆變器。更高的開關(guān)頻率允許使用更小的變壓器,從而減小整體尺寸和重量。
最初使用的晶體管是 MOSFET,但現(xiàn)在越來越多地使用 IGBT。對(duì)于并聯(lián)的 MOSFET,如果其中一個(gè)晶體管過早激活,則可能導(dǎo)致四分之一的逆變器發(fā)生級(jí)聯(lián)故障。后來發(fā)明的 IGBT 不會(huì)出現(xiàn)這種故障模式。IGBT 通常用于大電流機(jī)器中,在這些機(jī)器中,無法并聯(lián)足夠的 MOSFET 晶體管。
開關(guān)模式拓?fù)浔环Q為雙晶體管離線正向轉(zhuǎn)換器。雖然重量更輕、功率更大,但有些逆變器等離子切割機(jī)(尤其是那些沒有功率因數(shù)校正的切割機(jī))不能用發(fā)電機(jī)運(yùn)行(這意味著逆變器單元的制造商禁止這樣做;這僅適用于小型、輕便的便攜式發(fā)電機(jī))。然而,較新的型號(hào)有內(nèi)部電路,允許沒有功率因數(shù)校正的切割機(jī)在輕型發(fā)電機(jī)上運(yùn)行。
一些數(shù)控等離子切割機(jī)制造商制造數(shù)控切割工作臺(tái),一些制造商將切割機(jī)內(nèi)置在切割工作臺(tái)中。數(shù)控切割工作臺(tái)允許計(jì)算機(jī)控制割炬頭,從而產(chǎn)生干凈銳利的切割?,F(xiàn)代數(shù)控等離子設(shè)備能夠?qū)癫牧线M(jìn)行多軸切割,從而實(shí)現(xiàn)原本無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜焊縫。對(duì)于較薄的材料,數(shù)控等離子切割正逐漸被激光切割所取代,這主要是因?yàn)榧す馇懈顧C(jī)具有出色的孔切割能力。
數(shù)控等離子切割機(jī)的一個(gè)特殊用途是暖通空調(diào)行業(yè)。軟件處理管道信息并創(chuàng)建平面圖案,以便等離子割炬在切割工作臺(tái)上切割。自 1980 世紀(jì) XNUMX 年代初推出以來,該技術(shù)極大地提高了該行業(yè)的生產(chǎn)率。
數(shù)控等離子切割機(jī)用于什么用途?
等離子切割機(jī)是一種常用的工具,用于切割金屬,具有多種用途。手持式等離子切割機(jī)是一種出色的工具,可用于快速切割薄板、金屬板、帶子、螺栓、管道等。手持式等離子炬還可以作為出色的刨槽工具,用于背面刨焊縫或去除有缺陷的焊縫。手持式等離子切割機(jī)通常用于從板材上切割微小形狀,但對(duì)于許多金屬制造來說,無法獲得足夠的半精度或邊緣質(zhì)量。這就是數(shù)控等離子切割機(jī)至關(guān)重要的原因。
數(shù)控等離子切割機(jī)是一種帶有等離子割炬的機(jī)器,它可以按照計(jì)算機(jī)控制的路徑移動(dòng)割炬。術(shù)語“CNC”是指“計(jì)算機(jī)數(shù)控”,這意味著使用計(jì)算機(jī)根據(jù)程序中的數(shù)字代碼來控制機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。
許多車間還使用數(shù)控等離子切割機(jī)來制作裝飾性金屬制品。例如,商業(yè)和住宅標(biāo)牌、墻面藝術(shù)、地址標(biāo)志和戶外花園藝術(shù)。
數(shù)控等離子切割機(jī)與手持式等離子切割機(jī)
數(shù)控等離子切割機(jī)通常使用與手持式切割應(yīng)用不同的等離子系統(tǒng),該系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)用于“機(jī)械化”切割而非手持式切割。數(shù)控等離子切割機(jī)使用可由機(jī)器攜帶的直筒割炬,并具有某種可由數(shù)控自動(dòng)控制的接口。有些入門級(jí)機(jī)器可以攜帶專為手持式切割設(shè)計(jì)的割炬,例如 PlasmaCAM 機(jī)器。但任何專為嚴(yán)肅制造或加工而設(shè)計(jì)的機(jī)器都將使用機(jī)械化割炬和等離子系統(tǒng)。
數(shù)控等離子切割機(jī)零件
數(shù)控也是專為機(jī)床設(shè)計(jì)的控制器,具有專有接口面板和專門設(shè)計(jì)的控制控制臺(tái),如 Fanuc、Allen-Bradley 或 Seimens 控制器?;蛘?,它可能只是基于 Windows 的筆記本電腦,運(yùn)行特殊軟件包程序并通過 LAN 端口與機(jī)器驅(qū)動(dòng)器配合使用。許多入門級(jí)機(jī)器、HVAC 機(jī)器,甚至一些精密單元化機(jī)器都使用筆記本電腦或個(gè)人電腦作為控制器。
為了從板材上切割部件,割炬的運(yùn)動(dòng)由數(shù)控控制。區(qū)域程序(有時(shí)只是帶有“M 代碼”和“G 代碼”的計(jì)算機(jī)文件)描述部件的輪廓并指示割炬的打開和關(guān)閉。區(qū)域程序有時(shí)由稱為“后處理器”的程序塊創(chuàng)建,該程序?qū)?CAD 文件中提取區(qū)域純數(shù)學(xué)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)控可以讀取的 M 代碼和 G 代碼。
數(shù)控等離子切割機(jī)還需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括驅(qū)動(dòng)放大器、電機(jī)、編碼器和電纜。至少有兩個(gè)電機(jī),一個(gè)用于坐標(biāo)軸,另一個(gè)用于坐標(biāo)軸。每個(gè)電機(jī)都有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備,它從數(shù)控接收低功率信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為高功率??信號(hào)以操縱電機(jī)。每個(gè)軸都包含一個(gè)反饋機(jī)制,有時(shí)是編碼器,它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字信號(hào),指示軸的束縛方式。電纜將電力從電子設(shè)備傳送到電機(jī),并將位置信號(hào)從編碼器傳送回?cái)?shù)控。
數(shù)控讀取程序,然后向機(jī)器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出信號(hào),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以編程速度將割炬移動(dòng)到所需方向。數(shù)控讀取編碼器反饋,并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行校正,以使割炬運(yùn)動(dòng)保持在編程路徑上。數(shù)控和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的所有物理原理都以極快的速度工作和通信,通常每隔幾毫秒測(cè)量和更改位置數(shù)據(jù)。這使得機(jī)器運(yùn)動(dòng)足夠順暢和準(zhǔn)確,從而為等離子切割部件提供順暢、筆直、一致的邊緣質(zhì)量和精確的半尺寸。
數(shù)控等離子系統(tǒng)可以具有某種類型的“I/O 系統(tǒng)”,即處理輸入和輸出的電氣系統(tǒng)。這??就是數(shù)控在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間激活等離子的方式,例如,通過打開輸出來關(guān)閉繼電器。數(shù)控使用輸入來了解等離子弧何時(shí)啟動(dòng),并準(zhǔn)備好進(jìn)行操作。這些是所需的最基本的輸入和輸出,但顯然通常還有更多。
通常還會(huì)添加許多替代子系統(tǒng)和選項(xiàng),例如電弧電壓高度管理系統(tǒng)、等離子斜角系統(tǒng)、集成等離子管理系統(tǒng)等。但上面描述的數(shù)控等離子切割機(jī)的基本原理對(duì)于所有此類機(jī)器(從最簡單到最復(fù)雜)都是通用的。
近年來,該技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展。傳統(tǒng)機(jī)器的切割工作臺(tái)是水平的,但現(xiàn)在有垂直數(shù)控等離子切割機(jī),占地面積更小、靈活性更高、安全性更高、操作速度更快。