数控火焰切割机说明书

数控火焰切割机说明书（精选4篇）

数控火焰切割机说明书篇1

一、故障表现：

在切割时机床出现抖动，在切割圆、圆弧、斜线时，由于阻力导致不匀速，导致切割面成波浪形，已排除排版的多段线原因。

二、故障原因：

1、轨道坑洼较多，坑洼出现的原因：（1）吸盘吊小板时出现跌落，砸到轨道。（2）切割的细颗粒熔渣掉在轨道上，机床行走就会在轨道面上压出小坑（轨道硬度低）。对轨道面的高点已处理，效果有限。

2、轨道接头有挤压造成的毛刺和高点，已处理，效果有限。

3、机床、轨道有不同程度的倾斜，特别在倾斜角度不同时，轨道边上的坑对机床影响很大。

4、伺服电机的减速机内部间隙较大，运行时噪音偏高（与另一台新减速机做对比）。初步判断减速器内齿轮磨损较大。

5、齿条多个接头磨损严重，接头处对机床行走影响较大。

6、减速机外齿轮已磨损。

三、处理建议：

1、先更换伺服电机的减速机。先排除减速机带来的不匀速。

2、更换减速机外齿轮。轨道磨平，重新找平安装，再安装齿条，并对磨损严重的齿条更换。

俞强

数控火焰切割机说明书篇2

关键词：数控火焰切割机,改造,机械本体,电气控制

1 引言

某船厂目前所使用的两轴CNCSG-6000单边驱动数控火焰切割机是1990年代中期从上海切割机厂购买的,经过十多年的使用,明显存在电控系统老化、故障率较高、维修性较差的现象。简单的修理已不能解决问题,为了进一步提高该设备的使用率、可靠性、经济性、安全性,特进行技术改造。本次改造研究的结果对于切割机床的数控化改造具有很大的研究价值和积极意义。

2 方案设计与论证

2.1 改造前切割机状态

(1)驱动单元已损坏,原件购买很难(厂家已不生产),若订做则周期长、费用高;单边驱动不能进行双边同步检测;进给部分为步进单元,无反馈;纵横向进给变速范围小,不利于新的加工工艺;丝杠、导轨为人工润滑,缺润滑油时无报警;升降系统的丝杠已损坏失效,出现疲劳点蚀和微裂纹,磨损严重。

(2)CNC系统存储程序少,功能少,性能不稳定易出故障,无法与外部电脑通讯;无机床原点,突然停电后易造成废品。

(3)单割炬系统使得很多坡口及各型钢板不能加工,影响了生产;手动调高自动化程度低,精度低,操作难度大。

2.2 改造目标

通过综合运用机械、电子、数控、传感器、PLC等多项技术,采用建立于Windows界面上的、先进的EDGE数控系统,实现切割生产加工的自动化,减少人为因素的干扰,并设法恢复机床精度,保证和稳定切割质量,改善工人劳动强度和节约生产成本,提高生产率,为企业提供改造后性能可靠的设备。改造后新增的主要功能如下:(1)具有实时运动图形和输入/输出数据显示;(2)系统自诊断、故障自报警功能,中文菜单;(3)可进行直线及任意曲线的切割,可切割X、Y、V、U型坡口,切割失败恢复功能;(4)位置反馈、同步检测、自动加减速;(5)恒速和割缝补偿,急停并按原路返回。

改造前后部分参数对比如表1所示。

2.3 改造总体方案

(1)机械部分主要对传动系统进行改造。纵向进给单边驱动改为双边驱动并进行误差校验和校核;横向进给加装从动溜板、钢带箱并校验横梁强度;升降机构的丝杠拆掉,新换为精密丝杠;把原来的变速机构更换为和数控系统配套的德国NUEGART行星减速机;改装自动调高系统等。

(2)数控系统是改造的中心环节,选择美国海宝的EDGE数控系统代替原CNC;根据机床参数将纵、横向步进电机及伺服单元拆掉换为交流伺服单元并分析校验;运用PID控制方法分析。

(3)监控系统软件设计方案。

对外围电器部件若能用尽量不更换。安装完毕后,要进行机电连调、参数设置、精度校验等。调试合格后方可投入生产。

3 机械本体改造方案设计与实现

由于是改造,所以本着降低成本,增大效益,提高精度的原则来进行。

3.1 具体方案

1.横向导轨2.升降装置3.割嘴4.纵向导轨5.齿轮齿条

机床本体不更换,继续使用;纵向驱动由单边改为双边,加装电机、减速箱、齿轮齿条;同时原单边驱动的电机、减速箱也要更换;横向传动系统增加钢带箱和从动溜板;同时更换电机、减速箱;升降机构拆掉原来的丝杠换为新的精密丝杠;对导轨面重新修刮去掉锈斑;大车架再进行焊接加固。改造前后大车架结构简图如图1和图2。

1.纵向驱动电机2.减速箱3.从动溜板4.驱动溜板5.丝杠6.钢带箱

3.2 误差校验

齿条具有加工容易、寿命长、传动精度高等特点,所以本机纵横向运动采用的齿条传动系统未动,只在纵向导轨处又加装了一对,啮合齿轮模数m=1mm,齿数z=22。原减速器拆掉,选德国行星减速器,减速比为32。电机最大静转矩为3.8Nm。割炬纵横向电机的负荷是不同的,纵向电机负荷大,其最大静转矩T近似计算为:T=Wμd/2i

其中,W为切割机总重量;μ为纵向导轨滑动静摩擦系数;d为啮合齿轮直径,mm;i为减速比。

将W=5000kg,μ=0.15,d=22mm,i=32代入后,T=25.8kg·mm,远小于320kg·mm(查表得到),这说明电机选择是合理的。

该执行机构的实际脉冲当量为:δ=πmZ/360i。

代入各数据计算可得δ=5.99×10-3mm,它与机床数控系统中所提供的脉冲当量0.01近似,但有误差+4.01%,所以基本合格。

4 电气控制方案设计

4.1 整体设计思路

火焰切割机电气控制部分的总体框图如图3所示,其中CNC系统通过驱动控制柜完成对加工的全过程自动化控制。

图4为驱动控制柜内部结构简图。控制柜接口完成外部器件与CNC及电源间的转接,控制柜内的三个驱动器,分别负责X向、Y1向、Y2向的伺服驱动;两个变压器工作范围分别为650V/220V,24V,19V及650V/220V,48V,36V。

4.2 PID控制方法

PID控制器是一种线性控制器,它将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制,模拟PID控制算法的算式如下:

位置式PID控制算法如下式:

电动机运行过程的数字PID控制系统由单片机完成,位移检测装置用于实时检测电动机的输出位移量,并将检测结果反馈给单片机系统。通信接口配有RS-232串行接口,用于实现控制、传输信息。

在数字PID控制调节系统中,加入积分校正后,会产生过大的超调量,在电动机的运行过程中,这是不允许的。为了减少积分校正对控制系统动态性能的影响,需在电动机的起停或大幅进给时,采用积分分离控制算法。

5 监控系统软件设计

运行在控制计算机上的软件系统是数控火焰切割机系统的重要子系统,负责任务对象模型的实现和管理,同时完成任务下达、系统状态的监测,以及与操作人员的人机交互等。软件系统整体构成如图5。

主程序工作流程如图6所示。

6 安装、调试、检测获得系统消息

机床的安装、调试是设备改造的一个重要环节。

先将主电源回路接好,注意强电电源的输入输出端不可接反;其次是数控系统输入输出开关量控制线连接、数据输入输出线连接;数控系统与X、Y1、Y2轴伺服控制线连接;工作台上的电机电源线、反馈线的连接;工作台上的其他控制线连接(包括急停回路、限位、定位、刮屑、割炬升降、防碰撞等)。

连好线后,要进行检查及调试。线路检查时要由强及弱,按线路走向顺序检查,用万用表逐步进行测量。通电前,先按下急停按钮,断开空气开关。然后合上一个空气开关,检查一个元器件。待检查合格后,可进行系统功能检查。可根据数控系统面板上的按键提示及屏幕上的显示进行操作。

在机电连调过程中,先装夹试件,边加工边记录数据,边调边修改,注意机床的整体运行情况,并测量精度。首先运行导轨在纵向位置,检验工作长度是否为14mm;同时运行到两个极限点,修改超程位置是否合理;在运行过程中,注意滚轮位置,若出现偏差,及时调整修正。配置不同的割炬吊架看运行是否正常;将升降高度分别定为170mm、200mm、300mm,测量加工件精度,并同时测量速度,控制在20～30mm/s间。分别作径向及同向运动,观察钢带运行情况。

分别取6～100mm之间不同厚度钢板若干,进行切割,测量工件精度,监控加工质量。取不同坡口的试件进行切割,观察质量,测量精度。

启动双边驱动快移速度应达到6000mm/min;再将速度分为三个高中低段位,分别看看机床的整体运行情况,并测量运行精度,同时监控同步检测及反馈的数据情况。

7 结语

通过本次改造研究与应用,使老设备焕发了新颜,不但节约了资金,而且大大缩短了周期,重点是不耽误生产。经过试运行,各项性能指标均良好,精度高,加工质量好,扩大了加工范围,收到了良好的收益。目前,该设备改造后已安全生产3800h无事故,得到各界好评。

参考文献

[1]李亚江,等.切割技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2004:14-50.

[2]机械设计手册编委会.机械设计手册(新版)(第1卷)[M].北京:机械工业出版社,2005:105-217.

[3]杨克冲,等.数控机床电气控制[M].武汉:华中科技大学出版社,2005:12-50,96-124.

数控等离子切割的优点与缺点篇3

数控等离子切割机结合简单易用的数控系统，利用高温在喷嘴处喷射出来的高速气流离子化，从而形成导电体。当电流通过时，该导气体即形成高温等离子电弧，电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借助高速等离子气流的动力排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。利用环形气流技术形成的细长并稳定的等离子电弧，保证了能够平稳且经济地切割任何导电的金属。

等离子切割空压机选择

数控等离子切割机在切割速度及切割范围上都较火焰切割有所改善，加上近年来等离子切割技术的成熟完善，市场上也有越来越多的用户企业选择等离子切割方式，相比传统的切割方式来看，等离子切割具有高效率、高精度和高稳定性等优点，尤其适合于大批量生产加工及高精度切割要求，另外从成本角度来看，由于去掉了切割燃气费用，等离子切割相对成本更为经济，特别是应用于大批量加工生产的时候，其加工成本控制将更为明显。

数控等离子切割机在采用空气作为工作气体时，对于气压要求：一般情况下，当工作气压低于设备所要求的气压值时，空压机所输入空气流量小于是小于规定值的，此时等离子弧的喷出速度将会减弱，进而无法形成高能量、高速度的等离子弧，从而造成切口质量差、切不透、切口积瘤的现象。

从空压机角度来分析气压不足的原因则主要在于输入空气不足，另外活塞有可能是切割机空气调节阀调压过低，电磁阀内有油污，气路不通畅等。建议用户确切了解自身加工要求，包括切割材质、切割厚度以及切割时间，通过上述多方面因素综合选购适合的空压机，当空压机无法满足切割要求时，我们从空压机输出压力显示上可明显看出；另外在使用前还要检查输入气压，应检查空气过滤减压阀的调节是否正确，表压显示能否满足切割要求。否则应对空气过滤减压阀进行日常维护保养，确保输入空气干燥、无油污。

优点与缺点

等离子在水下切割能消除切割时产生的噪声，粉尘、有害气体和弧光的污染，有效地改善工作场合的环境。采用精细等离子切割已使切割质量接近激光切割水平，目前随着大功率等离子切割技术的成熟，切割厚度已超过15mm，拓宽了数控等离子切割机切割范围。

数控切割机等离子切割：

数控等离子弧切割是数控切割机机床利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部局熔化(和蒸发)，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。

缺点：

1.切割20mm以上钢板比较困难，需要很大功率的等离子电源，成本较高。

2.切割厚板时，割口成V

优点：

1.切割领域宽，可切割所有金属板材；

2.切割速度快，效率高，切割速度可达10m/min以上；

3.切割精度比火焰切割高，水下切割无变形，精细等离子切割则精度更高。

性能特点：

1、先进的等离子专用数控系统，全脱机工作，人性化操作

2、快速数据传输，采用先进的USB接口全脱机工作，不占用电脑资源

3、多种软件兼容

4、高效无忧作业，拥有断电，断点续雕，加工时间预测，自动对刀。

无锡市邦科机械科技有限公司公司是专业从事设计制造自动化焊割成套设备的企业。产品以品种多、成套化、系列化著称，配套性强，广泛用于锅炉、压力容器、冶金建设、设备安装、电厂建设、船舶制造等行业。可成套购买，也可单件选购，并可根据用户需求，为您特殊制造。

主要产品设备包括数控切割机、焊接滚轮架、焊接操作机、焊接变位机、自动焊接设备等

数控火焰切割机说明书篇4

随着社会经济的发展, 数控金属切割机的应用越来越普遍, 尤其是等离子切割机以其成本低、效率高等优点而被广泛采用。而等离子切割机在工作过程中会产生大量的烟尘, 据统计等离子切割机一天工作8小时产生的铁屑可达30kg (以切割厚10mm的普通碳钢板为例) , 而灰尘如果不能得到及时合理地处理, 极易使职工患职业病且不利于产品质量的控制。所以需要配套的除尘设备及时的控制和处理等离子切割机产生的粉尘, 但是由于资金问题, 80%以上的中小企业在使用等离子切割机时并没有配置相应的除尘设备, 因为目前该设备运转成本大并且初期投资高, 据统计, 目前配套的除尘设备的均价在11万左右, 以通用重工的台式数控火焰等离子切割机 (行程为4m×8m, 有效切割长度为2.45m×6m, 下述数据均根据此设备进行的设计) 为例, 其除尘设备的价格相当于等离子切割机成本的65.2%。因此, 本文对等离子切割机粉尘产生的机理进行了深入地分析, 并采用化整为零以及线框式的设计方法, 设计出了一套节能高效的除尘设备, 不仅强化了除尘效果, 还显著降低了设备的成本。

2 烟尘的生成机理

等离子切割机是利用高温等离子电弧的热量使金属部分或局部熔化或蒸发, 并借助高速等离子切割熔融金属以形成切口的一种加工工具。因此等离子切割机在切割钢板时, 被熔化的铁水在等离子的高速冲击下会被“吹”到钢板下方, 迅速凝结变成带有热量的粉尘。这些粉尘形成的“烟雾”带有的热量高、能量大、活跃性强。对车间环境的污染十分严重, 因此若想保持车间良好的环境, 必须对此类粉尘进行合理有效地捕集和处理。

3 除尘方式分析

等离子切割机的除尘方式总体上可分为两大类:湿法除尘与干法除尘。湿法除尘即借助于水使产生的粉尘凝聚到水中除去粉尘的方法。目前采用的措施为在操作台下放置一个装有碱性水的水箱, 随着水面与钢板之间距离的增大, 除尘效果越差, 钢板距水面小于10mm时才可达到60%的除尘效果。然而碱性水对钢板、切割机具有一定的腐蚀性, 并且会产生工业污水。因而, 湿法除尘成本低, 但效果不理想。

干法除尘又分为顶吸式除尘和侧吸式除尘。顶吸式除尘是在烟气源头的上部形成负压, 从而将烟气吸走的方法。通常是在烟气源头的上部加装气体捕集罩, 这种方法对于密度比空气密度小, 具有一定热量的废气具有显著效果。因此, 顶吸式除尘适合除去易悬浮、易扩散的烟气, 在厨房、烤肉店、火车站、汽车站等场合多数安装着此类烟气捕集装置。但这种除尘方式不适合用于等离子切割机的除尘。

侧吸式除尘是在粉尘源头的两侧安装气体捕集装置, 在粉尘的下部产生负压, 进而将粉尘吸入收集装置的方法。这种除尘方式适合除去动力粘度大、密度比空气密度大的粉尘。斗式提升机和等离子切割机即采用此方法除尘。

本文对侧吸式除尘设备进行了优化设计, 采用小功率风机和移动式吸风口, 并对切割平台进行了分块设计, 提高了气流的流通量与流通效率, 实现了低成本高效率的目的。

4 双吸式移动除尘设备设计

将工作平台分成4块, 每块均为650mm (长) ×2600mm (宽) ×790mm (高) 的形式, 如图1所示。分块会形成较小的风域, 而较小的风域具备风速快、负压大和压力集中等优点, 两侧的进风口随着龙门的移动而移动。单个风道室的机构原理图如图2所示。此设计可采用小功率的风机获得较好的除尘效果。

4.1 设计参数

刀头在切割钢板时产生的粉尘区域是有限的, 通过现场调查产生粉尘的区域为直径100mm左右的圆形区域。为了降低能耗的同时还达到最优的除尘效果, 只需在此区域形成具有相应流速和流量的气流, 即可有效的除去粉尘。本文设计的除尘器采用双吸移动式风口进行除尘, 并将钢板下面栅板之间的距离调整为150mm。同时, 在栅板下部设置风道平台, 风道宽度同样为150mm。通过模拟计算的结果可知, 只需采用2台5.5k W的风机, 在等离子切割机产生粉尘区域的风量与风速即可达到95%的除尘效果。

各管道风速的设计参数以表1为标准。由表1可得, 粉尘的进风口设计流速最低为20m/s时, 可将所有的粉尘带入风流, 而不会使其降落或散开。风道的横截面面积为S=0.491m×0.3m=0.1473m2, 移动风口的直径为290mm。当采用两个风道同时吸风时, 可通过公式 (1) 得出通过风道区域的流量Q为10605.6m3/h,

式中:

Q为流量, 单位为m3/h;

S为风道横截面面积, 单位为m2;

V为流速, 单位为m2/h。

由于采用双吸移动式风口, 因而单侧移动风口的流量为总流量的一半, 即5300m3/h, 通常进风量会损失10%, 则实际进入吸风口的风量为4770m3/h。

4.2 管道设计

管道的材质选用厚1.8mm的无缝钢管。如选择钢板卷制焊接须使焊缝光滑, 以消除较大的压降。为了满足移动风口的运动需求, 移动风口与风机之间的连接选用压损较小的伸缩式铝箔软管。

设计参数为:流量为5300m3/h, 运动粘滞系数ua取20.45×10-5m2/s, 横截面积S=πR2=0.066m2, 风道中流速为22m/s, 粉尘密度为ρa取1.8kg/m3, 温度取70℃, 则

式中:

Rma——实际单位长度摩擦压力损失, Pa/m;

Rmo——单位长度摩擦压力损失, Pa/m;

ρa——实际的空气密度, kg/m3;