國(guó)產(chǎn)數(shù)控等離子切割機(jī)應(yīng)用技術(shù)綜述
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隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的蓬勃發(fā)展以及以焊代鑄趨勢(shì)的加速,數(shù)控等離子切割機(jī)的加工優(yōu)勢(shì)正在逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。數(shù)控等離子切割機(jī)不僅使板材利用率大幅度提高,產(chǎn)品質(zhì)量得到改進(jìn),而且改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境,勞動(dòng)效率進(jìn)一步提高。目前,我國(guó)金屬加工行業(yè)使用的數(shù)控切割機(jī)是以火焰和普通等離子切割機(jī)為主,但純火焰切割,已不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要,而目前市場(chǎng)需求的數(shù)控切割機(jī)多為數(shù)控等離子切割機(jī),該類切割機(jī)可滿足不同材料、不同厚度的金屬板材的下料以及金屬零件的加工的需要,因此需求量將會(huì)越來(lái)越大,但與國(guó)外的差距仍極為明顯,主要表現(xiàn)為:發(fā)達(dá)國(guó)家金屬加工行業(yè)90%為數(shù)控等離子切割機(jī)下料,僅10%為手工下料;而我國(guó)數(shù)控切割機(jī)下料僅占下料總量的10%,其中等離子切割下料所占比例更小。究其原因,較高的設(shè)備成本、復(fù)雜和維護(hù)和操作制約了數(shù)控等離子切割機(jī)在我國(guó)的進(jìn)一步普及。因此國(guó)內(nèi)數(shù)控等離子切割機(jī)生產(chǎn)廠家引進(jìn)了國(guó)外控制系統(tǒng)技術(shù),經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)后運(yùn)用到了切割領(lǐng)域中,設(shè)計(jì)出了適合我國(guó)國(guó)情的數(shù)控等離子切割機(jī)。某些廠家開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的專用數(shù)控切割設(shè)備,在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了國(guó)外同類產(chǎn)品。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),數(shù)控切割機(jī)每年市場(chǎng)需求量約在4-5萬(wàn)臺(tái)之間,產(chǎn)品主要以數(shù)控等離子切割機(jī)為主。相較而言,仿形切割機(jī)每年銷售幾千臺(tái),半自動(dòng)切割機(jī)每年銷售達(dá)上萬(wàn)臺(tái)。由此可見(jiàn),我國(guó)數(shù)控切割市場(chǎng),尤其是數(shù)控等離子切割機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?
目前下游用戶板材下料中應(yīng)用最為普遍的是火焰切割和等離子切割,所用的設(shè)備包括手工下料、仿形機(jī)下料、半自動(dòng)切割機(jī)下料及數(shù)控切割機(jī)下料等。與其他切割方式比較而言,手工下料隨意性大、靈活方便,并且不需要專用配套下料設(shè)備。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的,其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大,同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣。用仿形機(jī)下料,雖可大大提高下料工件的質(zhì)量,但必須預(yù)先加工與工件相適應(yīng)的靠模,不適于單件、小批量和大工件下料。半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,但其功能簡(jiǎn)單,只適合一種形狀的切割。上述3種切割方式,相對(duì)于數(shù)控切割來(lái)說(shuō)由于設(shè)備成本較低、操作簡(jiǎn)單,所以在我國(guó)的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。 為便于更多用戶能深入全面了解數(shù)控等離子切割機(jī)的相關(guān)加工優(yōu)勢(shì),以下從相關(guān)方面予以綜合說(shuō)明。 一、數(shù)控等離子切割機(jī)種類介紹 1. 普通等離子弧切割。根據(jù)所使用的主要工作氣體,主要分為氬等離子弧切割、氧等離子弧切割。氧等離子弧切割和空氣等離子弧切割等幾類。切割電流一般在100 A以下,切割厚度小于 30 mm。 2.再約束等離子弧切割。根據(jù)等離子弧的再約束方式,主要分為水再壓縮等離子弧切割、磁場(chǎng)再約束等離子弧切割等。由于等離子弧受到再次壓縮,其電流密度、切割弧的能量進(jìn)一步集中,從而提高了切割速度和加工質(zhì)量。 3.精細(xì)等離子弧切割。等離子弧電流密度很高,通常是普通等離子弧電流密度的數(shù)倍,由于引進(jìn)了諸如旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等技術(shù),其電弧的穩(wěn)定性也得以提高,因此,其切割精度相當(dāng)高。國(guó)外的精細(xì)等離子切割表面質(zhì)量已達(dá)激光切割的下限,而其成本只有激光切割的三分之一。 二、數(shù)控等離子切割機(jī)電源 原先在我國(guó)應(yīng)用較多的高漏抗變壓器加二次側(cè)整流式的切割機(jī)電源已逐漸被逆變式等離子切割電源所代替,其原理如圖1所示。國(guó)產(chǎn)等離子電源大多用于手工切割和配在小車(chē)切割機(jī)上,近年來(lái)由于性能有所改善,因此也逐步配用于數(shù)控切割機(jī),但仍需進(jìn)一步提高。 三、數(shù)控等離子切割機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代,而這也日益完善了數(shù)控等離子切割的高精、高速、高效功能。代表世界先進(jìn)水平的歐洲、美國(guó)、日本的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商利用工控機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)控系統(tǒng)具有開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu),即數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,面向最終用戶,通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性,并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。