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數控等離子切割機速率性能研究
閱讀：583 發布時間：2014-10-5
數控等離子切割機的速率性能是直接體現等離子高速切割優勢的核心參數，主要包括兩方面內容：其一是等離子切割機床的運行速度；其二是等離子切割質量性能效率。本文由武漢嘉倍徳科技技術部編輯整理，詳細就企業數控等離子切割機使用速率相關問題及提升予以介紹。
一、數控等離子切割機結構類型
在了解等離子切割速率相關問題之前，我們需要對目前國內市場數控等離子切割機的幾類基本結構形式有一定的了解，也就是我們常說的數控等離子切割機的型號。此型號一般為等離子切割機輸出電流大小，例如40A、60A、100A、200A等（當然一些進口等離子例如德國凱爾貝、美國飛馬特等品牌的部分機型并不是以輸出電流大小為型號），對于切割電流來說它是zui重要的切割工藝參數，直接決定了切割的厚度和速度，即切割能力。
不同電流輸出情況下，數控等離子切割機的切割性能表現也是不一樣的，包括切割的速度和切割的質量表現均受到電源輸出電流大小的影響，具體表現如下：
1.切割電流增大，電弧能量增加，切割能力提高，切割速度是隨之增大；
2.切割電流增大，電弧直徑增加，電弧變粗使得切口變寬；
3.切割電流過大使得噴嘴熱負荷增大，噴嘴過早地損傷，切割質量自然也下降，甚至無法進行正常割。
所以在切割前要根據材料的厚度正確選用切割電流和相應的噴嘴。
二、數控等離子切割機運行速度
在熱切割加工領域，等離子切割在使用成本及加工速度方面具有zui為突出的優勢，一般火焰切割速度上限大概在700MM/MIN，而等離子切割可達到3500-6000MM/MIN，但很多用戶在購買數控等離子切割機時，都聽過銷售人員介紹其切割速度明顯優于火焰切割，可上述速度參數僅僅作為一個參考量來說明等離子切割的優勢，在實際生產應用中，針對不同材質、不同厚度以及不同等離子電源配置情況下，其機床運行速度并非定值輸出。
數控等離子切割機速度由以下三方面因素決定：
1.切割現場輸入電壓的大小
一般工廠電源電壓為交流380V，但由于各工廠現場的情況不同，一般電壓在365V到410V之間波動（當然甚至有的地方相差更大），因此輸入電壓也是影響切割速度的一個因素。
2.切割工件的材質
根據不同的切割材質，切割速度也不同，常見的切割材料：碳鋼、不銹鋼切割速度較快、鑄鐵稍慢、其次是鋁、zui慢的是銅，因為銅和鋁比較難切，切割速度比前兩種要慢得多，而且同等功率的等離子切割銅和鋁材時切割厚度比不銹鋼、碳鋼要小得多。
3.工作氣體與流量
工作氣體包括切割氣體和輔助氣體，有些設備還要求起弧氣體，通常要根據切割材料的種類，厚度和切割方法來選擇合適的工作氣體。切割氣體既要保證等離子射流的形成，又要保證去除切口中的熔融金屬和氧化物。過大的氣體流量會帶走更多的電弧熱量，使得射流的長度變短，導致切割能力下降和電弧不穩；過小的氣體流量則使等離子弧失去應有的挺直度而使切割的深度變淺，同時也容易產生掛渣；所以氣體流量一定要與切割電流和速度很好的配合。現在的等離子弧切割機大多靠氣體壓力來控制流量，因為當割炬孔徑一定時，控制了氣體壓力也就控制了流量。切割一定板厚材料所使用的氣體壓力通常要按照客戶提供的數據選擇，若有其它的特殊應用時，氣體壓力需要通過實際切割試驗來確定。zui常用的工作氣體有：氬氣、氮氣、氧氣、空氣以及H35、氬-氮混合氣體等。
三、數控等離子切割機工藝處理
工藝設計是造成不同操作人員使用數控等離子切割機加工質量差異的關鍵，目前國內等離子切割技術已經相對成熟，尤其是中低端數控等離子切割機設備制造廠家之間已經呈現明顯同質化趨勢，如此一來，決定等離子切割質量的關鍵也就變成了操作人員的工藝設計處理。為方便用戶理解工藝設計對于數控等離子切割機加工質量的影響，以下嘉倍徳科技將以拐角等離子切割處理的相關問題舉例說明。
針對數控切割機來說，切割方式就是火焰和等離子，無論使用哪種切割方式切割，我們都無法控制切割的割縫大小，同時也就無法控制切割出來樣品的準確度。數控火焰切割機與數控等離子切割機切割時都存在一個共同的缺點，就是拐角的地方容易出現模糊“初角”，拐角是切割機一個比較難解決的問題。
等離子切割數控系統對于切割零件的輪廓速度控制與切割工藝的要求永遠是一對矛盾：切割工藝一般要求對于所切割的零件輪廓速度要一致，但是同時為了保證機床的切割平穩又不得不在各個拐角處進行減速、加速操作，從而會帶來在拐角處的切割品質下降。對于火焰切割，由于切割速度是非常慢的，所以對各個拐角處的切割品質影響不大，而對于等離子弧切割，隨著切割速度越大，各個拐角處的切割品質就越差，尤其薄板切割就更加明顯了，所以對于數控系統就提出了更高要求，而嘉倍徳迅鋒系列數控等離子切割機在拐角速度上面做的很好，有細致的拐角速度設置，即在切割前進行拐角處速度預處理，根據拐角線段的相交角和系統參數"離心加速度"以及當前設定的切割速度來綜合計算拐角處應減到的速度，從而盡量保持切割速度。就象開車，在不同大小的轉彎處，采取不同的速度，而國內大多數控系統沒有拐角處速度預處理功能。
目前數控等離子切割機設備控制系統的硬件平臺都是基于PC的，說的通俗一點就是在家里的電腦里裝上一塊運動控制卡（類似顯卡），再安裝一套的切割控制軟件就組成了一臺所謂的切割數控系統了。在切割過程中，數控系統的控制精度是由運動控制卡和相應的控制軟件來保證的。由于熱切割本身的特點，對于數控系統的控制精度的要求是很低的，因為無論是火焰切割還是等離子弧切割對于切割時的割縫的寬窄是無法保證一致的。但由于切割過程中還需要涉及到切割速度這一因素，盡管數數控系統在火焰切割中表現都相差不大，針對等離子切割等高速切割方式，其切割質量還是會有明顯不同。這也是為什么用戶企業在投入高成本選擇等離子切割后，其零件拐角處毛邊現在仍然存在的主要原因。
武漢嘉倍德科技有限公司是一家專業生產數控切割機，數控激光切割機，數控火焰切割機，數控等離子切割機，數控火焰等離子兩用切割機，廣告數控切割機，數控相貫線切割機，等數控產品為一體的高新企業，公司始終奉行“以質取勝，以誠為本”，的經營理念，堅持“以服務為主導，以性價贏市場”的指導方針。本著客戶*的原則，追求完善的服務。24小時提供主機展示、銷售、送貨上門、安裝調試、技術維修等服務。zui大限度的為用戶提供服務。
一、數控等離子切割機結構類型
在了解等離子切割速率相關問題之前，我們需要對目前國內市場數控等離子切割機的幾類基本結構形式有一定的了解，也就是我們常說的數控等離子切割機的型號。此型號一般為等離子切割機輸出電流大小，例如40A、60A、100A、200A等（當然一些進口等離子例如德國凱爾貝、美國飛馬特等品牌的部分機型并不是以輸出電流大小為型號），對于切割電流來說它是zui重要的切割工藝參數，直接決定了切割的厚度和速度，即切割能力。
不同電流輸出情況下，數控等離子切割機的切割性能表現也是不一樣的，包括切割的速度和切割的質量表現均受到電源輸出電流大小的影響，具體表現如下：
1.切割電流增大，電弧能量增加，切割能力提高，切割速度是隨之增大；
2.切割電流增大，電弧直徑增加，電弧變粗使得切口變寬；
3.切割電流過大使得噴嘴熱負荷增大，噴嘴過早地損傷，切割質量自然也下降，甚至無法進行正常割。
所以在切割前要根據材料的厚度正確選用切割電流和相應的噴嘴。
二、數控等離子切割機運行速度
在熱切割加工領域，等離子切割在使用成本及加工速度方面具有zui為突出的優勢，一般火焰切割速度上限大概在700MM/MIN，而等離子切割可達到3500-6000MM/MIN，但很多用戶在購買數控等離子切割機時，都聽過銷售人員介紹其切割速度明顯優于火焰切割，可上述速度參數僅僅作為一個參考量來說明等離子切割的優勢，在實際生產應用中，針對不同材質、不同厚度以及不同等離子電源配置情況下，其機床運行速度并非定值輸出。
數控等離子切割機速度由以下三方面因素決定：
1.切割現場輸入電壓的大小
一般工廠電源電壓為交流380V，但由于各工廠現場的情況不同，一般電壓在365V到410V之間波動（當然甚至有的地方相差更大），因此輸入電壓也是影響切割速度的一個因素。
2.切割工件的材質
根據不同的切割材質，切割速度也不同，常見的切割材料：碳鋼、不銹鋼切割速度較快、鑄鐵稍慢、其次是鋁、zui慢的是銅，因為銅和鋁比較難切，切割速度比前兩種要慢得多，而且同等功率的等離子切割銅和鋁材時切割厚度比不銹鋼、碳鋼要小得多。
3.工作氣體與流量
工作氣體包括切割氣體和輔助氣體，有些設備還要求起弧氣體，通常要根據切割材料的種類，厚度和切割方法來選擇合適的工作氣體。切割氣體既要保證等離子射流的形成，又要保證去除切口中的熔融金屬和氧化物。過大的氣體流量會帶走更多的電弧熱量，使得射流的長度變短，導致切割能力下降和電弧不穩；過小的氣體流量則使等離子弧失去應有的挺直度而使切割的深度變淺，同時也容易產生掛渣；所以氣體流量一定要與切割電流和速度很好的配合。現在的等離子弧切割機大多靠氣體壓力來控制流量，因為當割炬孔徑一定時，控制了氣體壓力也就控制了流量。切割一定板厚材料所使用的氣體壓力通常要按照客戶提供的數據選擇，若有其它的特殊應用時，氣體壓力需要通過實際切割試驗來確定。zui常用的工作氣體有：氬氣、氮氣、氧氣、空氣以及H35、氬-氮混合氣體等。
三、數控等離子切割機工藝處理
工藝設計是造成不同操作人員使用數控等離子切割機加工質量差異的關鍵，目前國內等離子切割技術已經相對成熟，尤其是中低端數控等離子切割機設備制造廠家之間已經呈現明顯同質化趨勢，如此一來，決定等離子切割質量的關鍵也就變成了操作人員的工藝設計處理。為方便用戶理解工藝設計對于數控等離子切割機加工質量的影響，以下嘉倍徳科技將以拐角等離子切割處理的相關問題舉例說明。
針對數控切割機來說，切割方式就是火焰和等離子，無論使用哪種切割方式切割，我們都無法控制切割的割縫大小，同時也就無法控制切割出來樣品的準確度。數控火焰切割機與數控等離子切割機切割時都存在一個共同的缺點，就是拐角的地方容易出現模糊“初角”，拐角是切割機一個比較難解決的問題。
等離子切割數控系統對于切割零件的輪廓速度控制與切割工藝的要求永遠是一對矛盾：切割工藝一般要求對于所切割的零件輪廓速度要一致，但是同時為了保證機床的切割平穩又不得不在各個拐角處進行減速、加速操作，從而會帶來在拐角處的切割品質下降。對于火焰切割，由于切割速度是非常慢的，所以對各個拐角處的切割品質影響不大，而對于等離子弧切割，隨著切割速度越大，各個拐角處的切割品質就越差，尤其薄板切割就更加明顯了，所以對于數控系統就提出了更高要求，而嘉倍徳迅鋒系列數控等離子切割機在拐角速度上面做的很好，有細致的拐角速度設置，即在切割前進行拐角處速度預處理，根據拐角線段的相交角和系統參數"離心加速度"以及當前設定的切割速度來綜合計算拐角處應減到的速度，從而盡量保持切割速度。就象開車，在不同大小的轉彎處，采取不同的速度，而國內大多數控系統沒有拐角處速度預處理功能。
目前數控等離子切割機設備控制系統的硬件平臺都是基于PC的，說的通俗一點就是在家里的電腦里裝上一塊運動控制卡（類似顯卡），再安裝一套的切割控制軟件就組成了一臺所謂的切割數控系統了。在切割過程中，數控系統的控制精度是由運動控制卡和相應的控制軟件來保證的。由于熱切割本身的特點，對于數控系統的控制精度的要求是很低的，因為無論是火焰切割還是等離子弧切割對于切割時的割縫的寬窄是無法保證一致的。但由于切割過程中還需要涉及到切割速度這一因素，盡管數數控系統在火焰切割中表現都相差不大，針對等離子切割等高速切割方式，其切割質量還是會有明顯不同。這也是為什么用戶企業在投入高成本選擇等離子切割后，其零件拐角處毛邊現在仍然存在的主要原因。
武漢嘉倍德科技有限公司是一家專業生產數控切割機，數控激光切割機，數控火焰切割機，數控等離子切割機，數控火焰等離子兩用切割機，廣告數控切割機，數控相貫線切割機，等數控產品為一體的高新企業，公司始終奉行“以質取勝，以誠為本”，的經營理念，堅持“以服務為主導，以性價贏市場”的指導方針。本著客戶*的原則，追求完善的服務。24小時提供主機展示、銷售、送貨上門、安裝調試、技術維修等服務。zui大限度的為用戶提供服務。