|
|
中国数控等离子切割技术起步于20世纪90年代，一些高校、科研单位、制造厂商对数控等离子切割技术进行研究，并逐步开发生产了各种规格的数控等离子切割设备。
1、离子切割机技术介绍
等离子切割技术工作原理是以高温高速的等离子弧为热源、 将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝。数控等离子切割技术是集等离子切割技术、逆变电源技术、数控技术于一体，建立在计算机控制、等离子弧特性研究、电力电子等学科共同进步基础之上。
1.1等离子切割技术
a、普通等离子弧切割。根据所使用的主要工作气体，主要分为氩等离子弧切割、氧等离子弧切割和空气等离子弧切割等几类。切割电流一般在100 A以下，切割厚度小于 30 mm。
b、再约束等离子弧切割。根据等离子弧的再约束方式，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。由于等离子弧受到再次压缩，其电流密度、切割弧的能量进一步集中，从而提高了切割速度和加工质量。
c、精细等离子弧切割。等离子弧电流密度很高，通常是普通等离子弧电流密度的数倍，由于引进了诸如旋转磁场等技术，其电弧的稳定性也得以提高，因此，其切割精度相当高。国产的Rapier精细等离子切割表面质量已达激光切割的下限，成本远低于激光切割。
1.2等离子切割电源技术
我国应用较多的高漏抗变压器加二次侧整流式的切割机电源已逐渐被逆变式等离子切割电源所代替。提高了变压器的工作效率；体积和重量减小；一般可节能10%~20%；可方便调节输出电压电流大小；控制周期可达微妙极，动态效应迅速。
1.3 数控技术
计算机技术的飞速发展完善了数控等离子切割的高精、高速、高效功能。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络化方向发展。目前开放系统具体有2种基本结构：
a、CNC+工控机主板：将一块工控机主板插入传统的CNC机器中，工控板主要用作实时控制，CNC主要用作以坐标轴运动为主的实时控制。
b、工控机+运动控制板：将运动控制板插入工控机的标准插槽中作实时控制用，而工控机主要作非实时控制。
2、中国等离子切割机技术的地位状况
我国中小企业甚至在一些大型企业中板材下料普遍是手工下料、仿形机下料、半自动切割机下料。手工切割下料割缝质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后道加工工序的工作量大，同时劳动条件恶劣；仿形机下料必须预先加工与工件相适应的靠模，不适于单件、小批量和大工件下料；半自动切割机功能简单，只适合一种形状的切割。而且，金属加工行业使用的切割机是以火焰和普通等离子切割机为主。随着国内经济形势的蓬勃发展以及“以焊代铸趋势的加速，中国加入WTO以来国内正在迅速形成的“全球制造基地”，数控切割的优势正在逐渐为人们所认识。
2.1等离子切割技术与激光切割技术的比较:
a、极大的提高了生产效率
b、扩展了被切割材料的品种范围和厚度
c、极大的降低了设备投资, 运作和保养成本
d、激光切割适用于大批量切割16mm以下的薄板
2.2等离子切割技术与火焰切割技术的比较:
a、切割质量更佳：①基本上实现无挂渣切割，明显地减少了二次加工 ②热影响区较小 ③当切割小于6mm的薄板时，切割质量具有明显优越
b、切割范围更广：等离子能切割碳钢,不锈钢和铝材，火焰只能切割碳钢
c、极大的提高了生产效率：①在切割小于32 mm厚度的材料时，具有明显的速度优势。例如：在切割6 mm到 12 mm的碳钢时, 200A等离子的切割速度是火焰切割的5-8倍. ②等离子切割不需要预热时间。 ③缩短了穿孔时间。
d、降低了运行成本。例如：切割6 mm到 12 mm的碳钢时，200A等离子的运作成本只有火焰切割的1/2到1/10。等离子切割具有切割质量，切割速度和运行成本的综合优势。特别适用小于40 mm以下的碳钢，不锈钢和铝材等多种材料。
综合上述，目前市场需求多为数控等离子切割机，该类切割机可满足不同材料、不同厚度的金属板材的下料以及金属零件的加工的需要，因此需求量将会越来越大。例如国产的Rapier等离子切割机是一种应用于板材快速加工的理想设备，能有效地、灵活地加工任何形状的碳钢、不锈钢和铝材，直接生产高质量零部件，比冲床、剪床甚至激光切割机更灵活。这种内在的灵活性意味着老式的直线切割和适用于小型的板材切割已被取代，斜切口、凹口、打孔等Rapier都能完成，无需再花任何额外费用。
3、中国数控等离子切割市场潜力与发展趋势
我国数控切割机每年市场需求量约在3000~5000台之间，产品主要以数控等离子切割机为主。相较而言，仿形切割机每年销售几万台，半自动切割机每年销售达上万台。发达国家金属加工行业90%为数控切割机下料，仅10%为手工下料；而我国数控切割机下料仅占下料总量的10%，其中数控等离子切割下料所占比例更小。由此可见，我国数控切割市场，尤其是数控等离子切割市场的发展潜力是巨大的。
从机械结构上看，其发展经历了十字架型（轻型）、门型（小型）、龙门型（大型）3个阶段，相应的型号种类繁多，但广度深度不够，龙门式专用型材切割机只是少数几家生产。能够代表数控等离子切割技术最高水平的厂家是武汉法利莱切割系统工程有限责任公司，如Rapier精细等离子切割机的切割精度已达激光切割下限，龙门式切割机上安装一个专用切割机械手和切割工具，该系统可以在空间切割出各种轨迹，利用特殊的跟踪探头，在切割过程中控制切割运行轨迹。
由于对切割质量、劳动环境等要求越来越高，大型Trident水下等离子切割系统得到应用。Trident工作幅面大，宽度可以达到12m，可以安装多达20个切割和划线工具；Trident可以跟多种等离子和氧切割割炬相配配，并配备较多的割炬箱，很好地满足将来加工扩展的需要；这个系统最大特点是能将等离子的高速度和厚板材的氧切割的高负荷承受力很好的结合在一起。从国外数控等离子切割行业发展的趋势来看，可以预见，中国的数控切割机的市场需求仍将以数控等离子切割机为主。与此同时，国外广泛应用的大型水下等离子切割、精细等离子切割等先进切割设备在中国市场需求量呈逐年上升趋势。
4、结束语
综上所述，HG-FARLEY LASERLAB公司一直致力于数控等离子切割机的技术开发和科技进步，为用户提供了优异的切割质量，切割速度，使用户能够优化切割工艺，减少二次加工，极大地提高生产效率。
20世纪50年代中期美国成功研制等离子切割技术以来，全球得到迅速发展。随着计算机及数字控制技术出现，等离子切割技术从手工或半自动逐步向数控方向发展。 |
|
|
|
