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淺談全自動鋼板數控切割機的切割技術

发布时间:2019-03-04 16:07:48

   在当前的钢结构制作当中,板材切割必不可少,而且种类繁多,形状怪异,这些板材的切割如果使用传统的半自动,既保证不了切割质量,又影响施工进度,所以我们引进了數控切割機。數控切割機可以使用AUTO CAD随意编制图形形状,再把AUTO CAD转换成机器内部程序,然后开启机器,就会切割出我们想要的形状。根据板材厚度的差异,我们会采用不同的切割方法。目前主要采用的方法有火焰切割法和等离子切割法。等离子切割法中的“桥切”技术尤为重要。 
  數控切割機简介 
  數控切割機简单讲由三个部分组成,一是机床部分,二是数控系统,三是优化套料软件 
  1.机床部分是數控切割機的主体,包括机架部分的横梁导轨,齿轮齿条传动系统,减速机,伺服电机系统,气路系统,升降系统,电气控制柜等,以及根据使用需要,选配自动调高系统,点火系统,划线系统,冷却系统等。机床部分的制造质量和加工精度,关键零部件的选配,如减速机、伺服系统、自动调高等,都决定了數控切割機的功能配置、机床寿命、切割质量和精度。 
  2.数控系统是數控切割機的指挥中枢,其核心是一台工业计算机(或称工业控制器)和一套数控切割专用的切割控制软件。数控系统中工业控制器的硬件配置决定了數控切割機和数控系统的稳定性,数控系统中的切割控制软件提供了数控切割所需要的各种切割工艺和运动控制方式,决定了數控切割機的切割效率和切割质量。 
  3.优化套料软件是數控切割機有效使用和高效切割的必备工具,其核心功能:一是零件与钢板的集中优化套料,特别是整板优化套料和余料板优化套料,有效提高钢材套料利用率,二是套料编程与切割的效率,通过自动手动交互式快速套料,自动编程和高效切割工艺,有效提高数控切割的套料编程工作效率和數控切割機的切割效率。 
  數控切割技術 
  目前的數控切割根據板材的厚度,大致分爲火焰切割和等離子切割。我們先談談火焰切割。火焰切割是最老的熱切割方式,其切割金屬厚度從1毫米到1米,但是當您需要切割的絕大多數低碳鋼鋼板厚度在20毫米以下時,由于鋼板受熱變形較大,這時應采用等離子切割方式。 
  1、火焰切割法 
  
數控火焰切割機火焰切割是利用氧化鐵燃燒過程中産生的高溫來切割碳鋼,火焰割炬的設計爲燃燒氧化鐵提供了充分的氧氣,對于不同厚度的鋼板,我們通過控制進氧量來保證切割質量。所以說高氧線的壓力是決定切割厚度的關鍵,目前我們場地的高氧線壓力可以滿足150mm的板材切割。 
  爲了節約成本和提高效率,我們在火焰切割的時候通常使用通常使用公共邊法。所謂公共邊就是在同一張鋼板上,兩個或者多個杆件共同占有的切割軌迹。如圖1,這是我們實際切割中的一個典型案例。 
  由于切割机厂家程序默认的为32个〈1〉单体,所以切割时是32个路线1的循环,如图中a所示,这样切割时不但浪费了钢板,而且增加了大量工作量。为了提高效率,我们用Visual LISP语言编写出一个程序,用此程序把AUTO CAD图形中图元的各个元素提取出来自动写出该图形切割代码。利用此软件以便更好地解决厂家提供软件不能利用多个杆件之间公用边问题,把整张钢板作为一个单位,如图中b所示,利用公共边,只要完成路线2、3就可以了,这样在两个杆件之间只需要切割一刀就完成了以前两刀才能完成的作业。这种方法可以把工作效率提高到30%~40%左右,现场效果显著。 
  2、等離子切割法 
  火焰切割設備的成本低並且是切割厚金屬板唯一經濟有效的手段,但是在薄板切割方面有其不足之處。與等離子比較起來,火焰切割的熱影響區要大許多,熱變形比較大。爲了切割准確有效,操作人員需要擁有高超技術才能在切割過程中及時回避金屬板的熱變形。所以在薄板的切割上,使用
數控等離子切割機切割具有較好質量保證。等離子切割是利用高溫在噴嘴處噴射出來的高速氣流離子化,從而形成導電體。當電流通過時,該導氣流即形成高溫等離子電弧,電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸發),並借助高速等離子氣流的動力排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。利用環形氣流技術形成的細長並穩定的等離子電弧,保證了能夠平穩且經濟地切割任何導電的金屬。圖2爲我們現場等離子割嘴形式,切割時電極引弧形成高溫,高壓氣體在高溫下電離形成離子流,這些離子流在高壓氣體的擠壓下集中,形成割刀切割金屬。對于不同的板厚,我們通過調節電壓、電流、氣體壓力等參數以達到切割目的。 
  由于等離子切割速度可達到1000mm/min,而火焰切割的速度爲350mm/min,在此高速切割的過程中頻繁的打孔、升降割嘴成了提高效率的最大障礙,因爲每張鋼板平均要打孔300多次,每次打孔要伴隨一次升降,而每次升降耗時18秒。爲了避免時間的浪費,更快的提高效率,現場總結經驗並嘗試新的方法-“橋切”法。所謂“橋切”法是把所有切割軌迹連成一體,使切割一氣呵成,就像我們平時寫的藝術字,完整的一個字寫完,只有落筆、運筆、收筆三個過程,而不存在往複的落筆、運筆、收筆。由于整個切割過程都是控制機器自動完成,我們如果采用“橋切”的方法,大大降低了操作難度,進而提高了生産效率。如圖3所示: 
  如图所示,桥切法大大降低了打孔数量,这样的好处有三条:1、节约了时间每张钢板平均打孔3-4次,这样一来一张钢板可节省打孔时间1.5小时 2、节约了2019精品国产品在线成本 等离子切割平均每打30个孔就得更换一套电极、割嘴,整张板切割完毕平均消耗10套电极、割嘴,而采用“桥切”方法切割,每张钢板仅仅消耗4套电极、割嘴,这样每张钢板可节约6套,每套电极、割嘴的价钱为80元,每张钢板可平均降低成本480元。3、提高了质量 
  采用了“橋切”的方法,大大減少打孔數量,進而減少了操作步驟,避免了一些由于操作誤差而帶來的不必要麻煩;其次如果采用普通等離子切割,單體杆件脫離板材時容易翻轉,造成杆件與割嘴之間的碰撞,損壞杆件和割嘴。采用了“橋切”法,由于整張鋼板連接成一體,這樣即避免了杆件翻轉時對設備和杆件的損壞,又避免了單體杆件脫落時造成鋼板受力不均勻而形成的不必要變形,提高切割質量。 
  總結 
  數控切割機给2019精品国产品在线带来了很大的便利,但我们不能止足于此,我们要发挥集体的智慧,结合2019精品国产品在线,运用更好的方法开发數控切割機的极限。目前等离子切割技术尽能满足薄板的切割,板材过厚时就失去了切割的长处,我们还要研究通过加大功率来加快等离子切割速度,同时提高切割质量,排除盲点。 

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