文档介绍：引言
等离子切割是利用高能量密度的等离子弧和高速的等离子流,将溶化金属从割口处吹走,形成连续割口。等离子切割速度快,没有氧-乙炔切割时对工件产生的燃烧,因此工件获得的热量相对较小,工件变形小,适合于切割各种金属材料。但因为等离子弧流速高,噪音,烟气和烟尘重,工作卫生条件较差。等离子弧可用与焊接,喷涂,堆焊及切割。厚度25mm以下的碳钢板切割时,等离子弧切割比氧-乙炔切割快5倍左右,而对于厚度大于25mm的板切割时,氧-乙炔切割速度较快些。
数控等离子切割机是技术密集度及自动化程度很高的一种机电一体化切割设备,它是按国际或国家规定的数字和文字编码方式,将各种机械位移量、运转参数、辅助功能用数字、文字符号表示出来,通过能识别并处理这些符号的控制系统(数控系统)变成电信号,利用电气元件将电信号变位机械能,而机械动作的实现则依靠切割机的机械结构达到需要的动作。
而本项目主要任务是将等离子切割机的机械部分的导轨组、横梁、主轮架以及主轮架中的行星减速器进行设计。其中设计重点是通过计算确定行星减速器的减速比配比,达到减速比25的要求,规定减速比变化范围不超过4%,减速器外形尺寸不超过120´120的方箱减速器。
等离子切割种类介绍
1) 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。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。
2) 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。
3) 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。国外的精细等离子切割表面质量已达激光切割的下限,而其成本只有激光切割的三分之一。
等离子切割电源
原先在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。国产等离子电源大多用于手工切割和配在小车切割机上,近年来由于性能有所改善,因此也逐步配用于数控切割机,但仍需进一步提高。
数控等离子切割系统的抗干扰措施
切割电源具有强烈的电磁干扰,这就要求计算机控制系统必须具有很高的抗干扰能力,既能抵抗等离子引弧时的高频干扰,也能抵抗工作时大电流等离子弧的干扰,还能抵抗工作现场的其他干扰源。经过抗干扰设计,改善了数控等离子切割系统的可靠性,其故障率也降低。
数控技术的现状与发展
计算机技术的飞速发展推动了数控技术的更新换代,而这也日益完善了数控等离子切割的高精、高速、高效功能。代表世界先进水平的欧洲、美国、日本的数控系统生产商利用工控机丰富的软硬件资源开发的新一代数控系统具有开放式体系结构,即数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次产品的开发。
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:
1) CNC+工控机主板。C机器中,C主要用作以坐标轴运动为主的实时控制。
2) 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。
我国生产的数控等离子切割机的数控系统多是在引进国外数控技术的基础上,加以自主开发而成,并逐步形成了更能适应国内用户的数控系统。总体来说,在数控系统方面具备了国外同类系统的基本功能,但与国外先进的数控系统相比,在错误记录、网络化生产、全自动生产等方面还存在较大差距。
等离子切割技术国内现状
在工业生产中,金属热切割一般有气割、等离子切割、激光切割等。其中等离子切割与气割相比,其切割范围更广、效率更高。而精细等离子切割技术在材料的切割表面质量方面已接近了激光切割的质量,但成本却远低于激光切割。因此,等离子切割自 20世纪 50年代中期在美国研制成功以来,得到迅速发展。随着计算机及数字控制技术的迅速发展,数控切割也得以蓬勃发展,并在改善加工精度。节约材料、提高劳动生产率等方面显示出巨大优势。这促使等离子切割技术从手工或半自动逐步向数控方向发展,并成为数控切割技术发展的主要方向之一。数控等离子切割技术是集数控技术、等离子切割技术、逆变电源技术等于一体的高新技术,它的发展建立在计算机控制、等离子弧特性研究、电力电子等学科共同进步基础之上。我国的数控切割技术起步于 20世纪 80年代,而数控等离子切割技术起步更晚。但近年来,国内一些高校