数控等离子切割机用于什么用途？

什么是数控等离子切割机？

数控等离子切割是一种通过加速的热等离子射流切割导电材料的工艺。用等离子炬切割的典型材料包括钢、铝、黄铜和铜，尽管其他导电金属也可以切割。数控等离子切割机通常用于制造车间、汽车维修和修复、工业建筑以及回收和报废作业。由于切割速度快、精度高且成本低，数控等离子切割机得到了广泛应用，从大型工业数控应用到小型业余爱好者商店。

基本的数控等离子切割工艺包括创建一个过热电离气体（即来自数控等离子切割机本身的等离子）的电通道，通过要切割的工件，从而通过接地夹形成一个完整的电路回到数控等离子切割机。这是通过压缩气体（氧气、空气、惰性气体和其他气体，具体取决于要切割的材料）通过聚焦喷嘴以高速吹向工件来实现的。然后在气体内、靠近或集成在气体喷嘴中的电极与工件本身之间形成电弧。电弧使部分气体电离，从而形成一个导电的等离子通道。当来自切割炬的电流沿着该等离子体向下流动时，它会提供足够的热量来熔化工件。同时，大部分高速等离子和压缩气体将热熔融金属吹走，从而分离（即切割）工件。

建立数控等离子切割机产生非常热且非常局部的“锥体”来进行切割，它们对于切割弯曲或有角度形状的金属板非常有用。

模拟数控等离子切割机通常需要 2 千瓦以上的功率，使用重型电源频率变压器。逆变等离子切割机将电源整流为直流电，然后馈入 10 kHz 到 200 kHz 左右的高频晶体管逆变器。更高的开关频率允许使用更小的变压器，从而减小整体尺寸和 w8。

最初使用的晶体管是 MOSFET，但现在越来越多地使用 IGBT。对于并联的 MOSFET，如果其中一个晶体管过早激活，则可能导致四分之一的逆变器发生级联故障。后来发明的 IGBT 不会出现这种故障模式。IGBT 通常用于大电流机器中，在这些机器中，无法并联足够的 MOSFET 晶体管。

开关模式拓扑被称为双晶体管离线正向转换器。虽然重量更轻、功率更大，但有些逆变器等离子切割机（尤其是那些没有功率因数校正的切割机）不能用发电机运行（这意味着逆变器单元的制造商禁止这样做；这仅适用于小型、轻便的便携式发电机）。然而，较新的型号有内部电路，允许没有功率因数校正的切割机在轻型发电机上运行。

一些数控等离子切割机制造商制造数控切割工作台，一些制造商将切割机内置在切割工作台中。数控切割工作台允许计算机控制割炬头，从而产生干净锐利的切割。现代数控等离子设备能够对厚材料进行多轴切割，从而实现原本无法实现的复杂焊缝。对于较薄的材料，数控等离子切割正逐渐被激光切割所取代，这主要是因为激光切割机具有出色的孔切割能力。

数控等离子切割机的一个特殊用途是暖通空调行业。软件处理管道信息并创建平面图案，以便等离子割炬在切割工作台上切割。自 1980 世纪年代初推出以来，该技术极大地提高了该行业的生产率。

数控等离子切割机用于什么用途？

等离子切割机是一种常用的工具，用于切割金属，具有多种用途。手持式等离子切割机是一种出色的工具，可用于快速切割薄板、金属板、带子、螺栓、管道等。手持式等离子炬还可以作为出色的刨槽工具，用于背面刨焊缝或去除有缺陷的焊缝。手持式等离子切割机通常用于从板材上切割微小形状，但对于许多金属制造来说，无法获得足够的半精度或边缘质量。这就是数控等离子切割机至关重要的原因。

数控等离子切割机是一种带有等离子割炬的机器，它可以按照计算机控制的路径移动割炬。术语“CNC”是指“计算机数控”，这意味着使用计算机根据程序中的数字代码来控制机器的运动。

许多车间还使用数控等离子切割机来制作装饰性金属制品。例如，商业和住宅标牌、墙面艺术、地址标志和户外花园艺术。

数控等离子切割机与手持式等离子切割机

数控等离子切割机通常使用与手持式切割应用不同的等离子系统，该系统专门设计用于“机械化”切割而非手持式切割。数控等离子切割机使用可由机器携带的直筒割炬，并具有某种可由数控自动控制的接口。有些入门级机器可以携带专为手持式切割设计的割炬，例如 PlasmaCAM 机器。但任何专为严肃制造或加工而设计的机器都将使用机械化割炬和等离子系统。

数控等离子切割机零件

数控也是专为机床设计的控制器，具有专有接口面板和专门设计的控制控制台，如 Fanuc、Allen-Bradley 或 Seimens 控制器。或者，它可能只是基于 Windows 的笔记本电脑，运行特殊软件包程序并通过 LAN 端口与机器驱动器配合使用。许多入门级机器、HVAC 机器，甚至一些精密单元化机器都使用笔记本电脑或个人电脑作为控制器。

为了从板材上切割部件，割炬的运动由数控控制。区域程序（有时只是带有“M 代码”和“G 代码”的计算机文件）描述部件的轮廓并指示割炬的打开和关闭。区域程序有时由称为“后处理器”的程序块创建，该程序将从 CAD 文件中提取区域纯数学并将其转换为数控可以读取的 M 代码和 G 代码。

数控等离子切割机还需要一个驱动系统，包括驱动放大器、电机、编码器和电缆。至少有两个电机，一个用于坐标轴，另一个用于坐标轴。每个电机都有一个驱动电子设备，它从数控接收低功率信号并将其转换为高功率信号以操纵电机。每个轴都包含一个反馈机制，有时是编码器，它会产生一个数字信号，指示轴的束缚方式。电缆将电力从电子设备传送到电机，并将位置信号从编码器传送回数控。

数控读取程序，然后向机器的驱动系统输出信号，驱动系统以编程速度将割炬移动到所需方向。数控读取编码器反馈，并根据实际情况对驱动信号进行校正，以使割炬运动保持在编程路径上。数控和驱动系统内的所有物理原理都以极快的速度工作和通信，通常每隔几毫秒测量和更改位置数据。这使得机器运动足够顺畅和准确，从而为等离子切割部件提供顺畅、笔直、一致的边缘质量和精确的半尺寸。

数控等离子系统可以具有某种类型的“I/O 系统”，即处理输入和输出的电气系统。这就是数控在适当的时间激活等离子的方式，例如，通过打开输出来关闭继电器。数控使用输入来了解等离子弧何时启动，并准备好进行操作。这些是所需的最基本的输入和输出，但显然通常还有更多。

通常还会添加许多替代子系统和选项，例如电弧电压 h8 管理系统、等离子斜角系统、集成等离子管理系统等。但上面描述的数控等离子切割机的基本原理对于所有此类机器（从最简单到最复杂）都是通用的。

近年来，该技术有了进一步的发展。传统机器的切割工作台是水平的，但现在有垂直数控等离子切割机，占地面积更小、灵活性更高、安全性更高、操作速度更快。

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