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      公司新聞

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      【武漢睿智鑫數控火焰等離子切割機】數控切割機的應用及發展

      數控切割機

      科技名詞定義

      中文名稱:
      數控切割機
      英文名稱:
      numerical control cutting machine;NC cutting machine
      定義:
      按照預先編制的數字指令程序移動割炬進行自動熱切割的設備。
      應用學科:
      機械工程(一級學科);焊接與切割(二級學科);焊接與切割工藝裝備與設備(三級學科)

      數控切割機(CNC Cutting Machine )就是用數字程序驅動機床運動,隨著機床運動時,隨機配帶的切割工具對物體進行切割。這種機電一體化的切割機就稱之為數控切割機。

      一、 數控切割機概述  

      在機械加工過程中,板材切割常用方把式有手工切割、半自動切割機切割及數控切割機切割。手工切割靈活方便,但手工切割質量差、尺寸誤差大、材料浪費大、后續加工工作量大,同時勞動條件惡劣,生產效率低。半自動切割機中仿形切割機,切割工件的質量較好,由于其使用切割模具,不適合于單件、小批量和大工件切割。其它類型半自動切割機雖然降低了工人勞動強度,但其功能簡單,只適合一些較規則形狀的零件切割。數控切割相對手動和半自動切割方式來說,可有效地提高板材切割地效率、切割質量,減輕操作者地勞動強度。目前在我國的一些中小企業甚至在一些大型企業中使用手工切割和半自動切割方式還較為普遍。

        目前,我國機械工業鋼材使用量已達到3億噸以上,鋼材的切割量非常大;隨著現代機械工業的發展,對板材切割加工的工作效率和產品質量的要求也同時提高。因而數控切割機的市場潛力還是很大、市場前景比較樂觀。

      二、 數控切割機現狀 

      1、經過幾十年的發展,數控切割機在切割能源和數控控制系統兩方面取得了長足的發展,切割能源已由單一的火焰能源切割發展為目前的多種能源(火焰、等離子、激光、高壓水射流)切割方式;數控切割機控制系統已由當初的簡單功能、復雜編程和輸入方式、自動化程度不高發展到具有功能完善、智能化、圖形化、網絡化的控制方式; 驅動系統也從的步進驅動、模擬伺服驅動到今天的全數字式伺服驅動;

        數控切割機從切割方式來分有以下幾種:

        數控火焰切割機

        數控等離子切割機

        數控高壓水射流切割機

        數控切割機從機械結構形式分為以下幾種:

        龍門式數控切割機

        懸臂式數控切割機

        便攜式數控切割機

        打印式數控切割機

        直條式數控切割機

        臺式數控切割機

        機械人切割機

        數控單邊火焰

        相貫線數控切割機等離子切割機

        2、各類型數控切割機的特點及其應用情況

      從切割方式的比較:

        數控火焰切割機 ,切割具有大厚度碳鋼切割能力,切割費用較低,但存在切割變形大,切割精度不高,而且切割速度較低,切割預熱時間、穿孔時間長,較難適應全自動化操作的需要。它的應用場合主要限于碳鋼、大厚度板材切割,在中、薄碳鋼板材切割上逐漸會被等離子切割代替。

        數控等離子切割機,等離子切割具有切割領域寬,可切割所有金屬板材,切割速度快,效率高,切割速度可達10m/min以上。等離子在水下切割能消除 切割時產生的噪聲,粉塵、有害氣體和弧光的污染,有效地改善工作場合的環境。采用精細等離子切割已使切割質量接近激光切割水平,目前隨著大功率等離子切割技術的成熟,切割厚度已超過150mm,拓寬了數控等離子切割機切割范圍。

        數控激光切割機,具有切割速度快,精度高等特點,激光切割機價格昂貴,切割費用高,目前只適合于薄板切割、精度要求高的場合,

        數控高壓水射流切割機,適用于任何材料的切割(金屬、非金屬、復合材料),切割精度高,不產生熱變形,具環保的切割方式。它的缺點在于切割速度慢、效率低、切割費用高。

        在機械結構上:

        龍門式數控切割機即傳統大中型機床的雙底架橫梁座立式結構,跨距和縱向行走距離大,適合大型板材加工。

        懸臂式數控切割機也是一種傳統經典的機械結構,單底座與橫梁一端相接,割槍在橫梁上橫向移動,此類設備適合中小型板材加工

        便攜式切割機是由半自動小車式切割機發展而來,在小車式切割機上加裝了數控系統和傳動裝置,基本外型與小車式半自動切割機相似,此類機型成本低廉,結構輕巧,特別適合中小型板材加工。

        臺式切割機由雕刻機發展而來,外型頗似在工作臺上加裝了一臺微型龍門切割機,此類設備在薄板切割領域有很大優勢,被廣泛應用于廣告和汽車鈑金行業。

        數控相貫線切割機屬于專用切割機,其結構特殊,專用于切割管材和圓柱型材,目前國內生產廠家不多,需求量也不大。

        機械人切割機是近年國外開發的新型切割機,其割槍加裝在一機械臂上,有數控系統操作實現多軸聯動,可加工立體異型工件,實現3D切割,此類設備技術復雜、造價高昂,國內設備主要來源于進口。

      三、 數控切割機發展趨勢  隨著現代機械加工業地發展,對切割的質量、精度要求的不斷提高,對提高生產效率、降低生產成本、具有高智能化的自動切割功能的要求也在提升。數控切割機的發展必須要適應現代機械加工業發展的要求。

        1、數控切割機的發展。從現在幾種通用數控切割機應用情況來看,數控火焰切割機功能及性能已比較完善,其材料切割的局限性(只能切割碳鋼板),切割速度慢,生產效率低,其適用范圍逐漸在縮小,市場不可能有大的增加。

        等離子切割機具有切割范圍廣(可切割所有金屬材料),切割速度快,工作效率高等特點,未來的發展方向在于等離子電源技術的提高、數控系統與等離子切割配合問題,如電源功率的提升可切割更厚的板材;精細等離子技術的完善和提高可提高切割的速度、切面質量和切割精度;數控系統的完善和提高以適應等離子切割,可有效提高工作效率和切割質量。

        激光切割機具有切割速度快,精度和切割質量好等特點。激光切割技術一直是國家重點支持和推動應用的一項高新技術,特別是政府強調要振興制造業,這就給激光切割技術應用帶來發展機遇。在國家制定中長遠期發展規劃時,又將激光切割列為關鍵支撐技術,因為它涉及國家安全、國防建設、高新技術的產業化和科技前沿的發展,這就把激光切割提升到很高的重視程度,也必將給激光切割機的制造和升級帶來很大的商機。 前幾年,國內在銷的激光切割機大部分為國外進口產品,國內產品所占份額甚小。隨著用戶對激光切割技術特點的逐步深入了解和示范性采用,帶動了國內企業開發、生產激光切割機。

        2、專用數控切割機的發展。數控管材切割機適用于各種管材上切割圓柱正交、斜交、偏心交等相慣線孔、方孔、橢圓孔,并能在管子端部切割與之相交的相慣線。這種類型的設備廣泛應用于金屬結構件生產,電力設備、鍋爐業、石油、化工等工業部門。數控坡口切割機是行內比較高端的產品之一,此類型設備的回轉坡口切割功能可以滿足焊接工藝中不同板材開不同角度坡口的要求。隨著我國造船業的發展,船廠在國內率先引進和使用了數控等離子切割機。隨著技術的發展,目前國內外船廠紛紛配備具有回轉坡口切割功能的數控等離子切割機,以滿足高技術、高附加值船的建造要求。

      SAJ S350矢量變頻器應用于數控切割機的特點

        S350系列是新一代高性能矢量變頻器,有如下特點:

        ■采用最新高速電機控制專用芯片DSP,確保矢量控制快速響應

        ■硬件電路模塊化設計,確保電路穩定高效運行

        ■外觀設計結合歐洲汽車設計理念,線條流暢,外形美觀

        ■結構采用獨立風道設計,風扇可自由拆卸,散熱性好

        ■無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉矩控制、V/F控制均可選擇

        ■強大的輸入輸出多功能可編程端子,調速脈沖輸入,兩路模擬量輸出

        ■獨特的“挖土機”自適應控制特性,對運行期間電機轉矩上限自動限制,有效抑制過流頻繁跳閘

        ■寬電壓輸入,輸出電壓自動穩壓(AVR),瞬間掉電不停機,適應能力更強

        ■內置先進的 PID 算法 ,響應快、適應性強、調試簡單 ; 16 段速控制,簡易PLC 實現定時、定速、定向等多功能邏輯控制,多種靈活的控制方式以滿足各種不同復雜工況要求

        ■內置國際標準的 MODBUS RTU ASCII 通訊協議,用戶可通過PC/PLC控制上位機等實現變頻器485通訊組網集中控制

      四、數控切割機維護與保養

        數控切割機的工作場地和工作環境相對來說比較惡劣,金屬粉塵比較大。因此必須對機器進行全面的清洗和保養,應由專人負責設備的潤滑、維修及保養工作!

        一. 安全操作:

        1. 數控切割機是一種精密的設備,所以對切割機的操作必須做到三定(定人、定機、定崗)。

        2. 操作者必須經過專業培訓且能熟練操作的,非專業者勿動。

        3. 在操作前必須確認無外界干擾,一切正常后,把所切割的板材吊放在切割平臺上,板材不能超過切割范圍(注意:在吊裝時要小心)。

        二. 日常維護和保養:

        1. 每個工作日必須清理機床及導軌的污垢,使床身保持清潔,下班時關閉氣源及電源,同時排空機床管帶里的余氣。

        2. 如果離開機器時間較長則要關閉電源,以防非專業者操作。

        3. 注意觀察機器橫、縱向導軌和齒條表面有無潤滑油,使之保持潤滑良好!

        三. 每周的維護與保養:

        1. 每周要對機器進行全面的清理,橫、縱向的導軌、傳動齒輪齒條的清洗,加注潤滑油。

        2. 檢查橫縱向的擦軌器是否正常工作,如不正常及時更換。

        3. 檢查所有割炬是否松動,清理點火槍口的垃圾,使點火保持正常。

        4. 如有自動調高裝置,檢測是否靈敏、是否要更換探頭。

        5.檢查等離子割嘴與電極是否損壞、是否需要更換割嘴與電極。

        四.月與季度的維修保養:

        1. 檢查總進氣口有無垃圾,各個閥門及壓力表是否工作正常。

        2. 檢查所有氣管接頭是否松動,所有管帶有無破損。必要時緊固或更換。

        3. 檢查所有傳動部分有無松動,檢查齒輪與齒條嚙合的情況,必要時作以調整。

        4. 松開加緊裝置,用手推動滑車,是否來去自如,如有異常情況及時調整或更換。

        5. 檢查夾緊塊、鋼帶及導向輪有無松動、鋼帶松緊狀況,必要時調整。

        6. 檢查強電柜及操作平臺,各緊固螺釘是否松動,用吸塵器或吹風機清理柜內灰塵。檢查接線頭是否松動(詳情參照電氣說明書)

        7. 檢查所有按鈕和選擇開關的性能,損壞的更換,最后畫綜合檢測圖形檢測機器的精度。

      五、當代數控切割機選型要點

        人們都有一個普遍的概念,使用數控設備,可以得到高精度、高效率。并且,在同類設備中,進口的、高檔配置的設備,有更高的精度和更高的生產效率。

        然而,數控火焰或等離子切割機,則完全不是這樣。無論數控火焰切割還是等離子切割,由于割口寬度受割嘴等多種因素的影響,無論設備本身的精度有多高,用其切割出的零件的精度,誤差一般都在±0.5mm左右,其誤差高出設備本身好幾個數量級。即或用上百萬的巨資進口的數控切割機,也只能是如此。

        這是火焰或等離子的切割工藝方法所決定了的,無論如何都得不到象數控車床等其他數控設備一樣的高的加工精度。也就是說,這種設備本身的精度是6級還是8級,都是不很重要的。從生產效率來看,切割速度的快慢,以火焰切割為例,完全取決于板材厚度、割嘴型號、氧氣純度、燃氣質量等因素,設備的移動速度應滿足和適應切割工藝的要求。也就是說,切割效率與設備本身并沒有直接的關系。當然,數控切割機仍然體現了相當的高精度和高效率,但這是相對于手工下料切割而言的,與通常所說的機床加工精度和效率的提高,不是一個概念。從上敘分析可知,無論任何廠家生產的數控切割機,從切割精度和生產效率而言,都不會有多大的區別。即或用小到壹萬多元的小數控與進口數百萬的大數控相比,也仍是如此,其加工零件的精度、粗糙度、生產效率都不會有大的差別。

        因此,對這種由于加工工藝的限制,本來只能完成粗加工的設備,也按加工中心等一類精加工設備一樣,花昂貴的代價去追求旨在提高加工精度和效率的所謂高檔配置,是不科學的。并不是將最昂貴的東西向設備上使用,該設備就成為了高檔設備。衡量一種設備是否高檔,評價的依據應該是使用該設備的可靠性和使用效果(其加工零件的精度、粗糙度、生產效率),而不是在其上所使用的裝備的昂貴性,更不是他的價格。

        對此類設備,在滿足切割各項工藝要求的前提下,系統的追求重點應該是:

        1.數控下料切割工作環境差,粉塵大、溫度變化大、設備運行時有震動,系統的可靠性是重中之重。

        2.軟硬件性能能很好地滿足切割的各種工藝要求。

        3.圖型輸入簡便,現場操作性能好,符合中國國情,讓現場操作人員易于操作與維護。

        4.有更好的操作方便性,如在割炬上方,有各種必要的移動對位和控制鍵操作。

        數控切割機本身就是粗加工,客戶在選的時候,要看您的產品對于精度的要求高不高,線切割的精度是最高的,但是確實切割機速度最慢。對于一些客戶總是不清楚的切割機與電源的問題,切割機保證的是切割精度,而電源保證的是切割的厚度、傾斜度、有無毛刺和熔渣的問題,所以在選型的時候,你只需要主要你要的精度高不高,多高?還有就是平時鋼材最大切割的長與寬,這樣您就能選您所需要的產品了

      六、 結語

        從各種數控切割機應用情況來看,國內生產的數控切割機的技術水平、整機性能等整體水平都取得了可喜的進步,逐步趕上國際先進水平,滿足了用戶的需要,進一步提高了市場競爭力。國內一些數控等離子切割產品在許多方面已形成自身獨有的特點,實現了“自動化、多功能和高可靠性”。在某些方面,產品的技術性能甚至超過了國外的產品。

        從發展趨勢來看,數控切割機市場上數控火焰切割機將保持其基本市場,水射流切割市場將會有一定程度增加,而數控等離子切割機、數控激光切割機將成為板材切割市場中的主流力量,專用型材數控切割設備、接觸式和非接觸式非金屬專用數控切割設備也將會有較大的發展空間,整個數控切割機市場將不斷擴大。提高數控切割機的生產效率和切割質量,降低生產使用成本,提高整機自動化水平和系統穩定性,完善系統功能成為其技術發展的方向。

      七、數控切割機操作規程

        1.防止觸電

        ●當通電或機器正在運轉時,請不要接觸電器柜和操作臺內的任何電氣元件。否則會發生觸電。

        ●請不要濕手操作任何開關旋鈕,以防止觸電。

        ●請不要帶電進行查線或更換電氣元件,否則會觸電或受傷。

        ●具備相應技術資格的維修人員,并應嚴格按照電氣維修技術要求才可維修該設備。以防發生意外。

        2.防止火災

        ●切割機使用的工作原料為易燃性氣體如乙炔、丙烷、液化氣等氣體。因此需定期檢查整個氣路是否密封完好。

        ●切割機的氣源部分應遠離明火,并在其附近放置性能正常的二氧化碳或其他相應的滅火裝置。

        ●操作人員在調火時應對其進行及時控制,以免發生火災。

        3.防止損傷

        ●當切割機運行時應注意前方是否有人或其他物體,以免撞傷。

        ●在每次切割完畢后,應提升割炬到最高處,以免碰到鋼板,撞壞割炬。

        ●機械維修人員在維修保養時應確保機器處于停止工作狀態。并掛上警示牌,以免機器突然運行而發生人為事故。

        ●在機器運行較長時間時,不得用手直接觸摸模塊上的散熱片和其它的發熱器件,以免燙傷。

        4.操作注意事項

        ●開機前檢查機器管路是否有漏氣現象,有漏氣現象決不開機。

        ●開機后要檢查工作面和導軌上是否有障礙物,若有障礙物必須排除。

        ●操作人員不能隨意離開工作崗位,非操作人員不得隨意開動機器。

        ●在操作中如遇到緊急情況時,要立刻按下紅色急停開關,防止發生意外。

        ●維修保養數控時要注意有專管員指揮協調。

        ●關機前關閉所有氣閥,并放空氣路中的剩余氣體。

        ●若發現管路有回火現象,要立即斷電斷氣。對機器的故障現象要有記錄。

        ●如發現故障,應有故障記錄。

        5.其他注意事項

        (1)搬運和安裝

        ●在吊裝搬運前需拆掉控制器,并確保其無過大震動而運輸。

        ●該切割機在吊裝時防止沖擊、碰撞。并讓割炬運行到機架的適當位置以保持平衡。

        (2)外部接線及氣管連接

        ●應嚴格按照圖紙要求進行電源連接和氣路布置,并保證電線和氣路有合適的長度。

        ●若配有等離子電源,則需嚴格按照等離子電源制造商的要求進行電、氣的連接。

        (3)不得改變機器的相關參數,以免引起故障。

        (4)切割機的安裝位置應選擇在較小沖擊震動的地方,附近應無鍛錘和大型壓力機等振動較大的設備。

       

      關于我們:武漢睿智鑫數控科技有限公司是一家集生產、研發及銷售金屬切割設備為一體的公司,專業生產的數控切割機類有:數控火焰切割機、數控等離子切割機、數控激光切割機等;所生產、銷售的設備具有科技含量高、高效節能、結構合理、質量穩定、切割精度高等特點,廣泛應用于黑色、有色金屬、塑料及非金屬材料的鋸切,是廣大切割工藝用戶的最佳選擇,產品暢銷全國各地,深受用戶信賴。全國客服:15549050171 王

       


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