什么是數(shù)控等離子切割機(jī)？
CNC 等離子切割是一種通過加速的熱等離子射流切割導(dǎo)電材料的工藝。用等離子炬切割的典型材料包括鋼、鋁、黃銅和銅，盡管其他導(dǎo)電金屬也可以切割。CNC 等離子切割機(jī)通常用于制造車間、汽車維修和修復(fù)、工業(yè)建筑以及回收和報廢作業(yè)。由于切割速度快、精度高且成本低，CNC 等離子切割機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，從大型工業(yè)數(shù)控應(yīng)用到小型業(yè)余愛好者商店。
基本的數(shù)控等離子切割工藝包括創(chuàng)建一個過熱電離氣體（即來自數(shù)控等離子切割機(jī)本身的等離子）的電通道，通過要切割的工件，從而通過接地夾形成一個完整的電路回到數(shù)控等離子切割機(jī)。這是通過壓縮氣體（氧氣、空氣、惰性氣體和其他氣體，具體取決于要切割的材料）通過聚焦噴嘴以高速吹向工件來實(shí)現(xiàn)的。然后在氣體內(nèi)、靠近或集成在氣體噴嘴中的電極與工件本身之間形成電弧。電弧使部分氣體電離，從而形成一個導(dǎo)電的等離子通道。當(dāng)來自切割炬的電流沿著該等離子體向下流動時，它會提供足夠的熱量來熔化工件。同時，大部分高速等離子和壓縮氣體將熱熔融金屬吹走，從而分離（即切割）工件。
建立 數(shù)控等離子切割機(jī) 產(chǎn)生非常熱且非常局部的“錐體”來進(jìn)行切割，它們對于切割彎曲或有角度形狀的金屬板非常有用。
模擬數(shù)控等離子切割機(jī)通常需要 2 千瓦以上的功率，使用重型電源頻率變壓器。逆變等離子切割機(jī)將電源整流為直流電，然后饋入 10 kHz 到 200 kHz 左右的高頻晶體管逆變器。更高的開關(guān)頻率允許使用更小的變壓器，從而減小整體尺寸和 w8。
最初使用的晶體管是 MOSFET，但現(xiàn)在越來越多地使用 IGBT。對于并聯(lián)的 MOSFET，如果其中一個晶體管過早激活，則可能導(dǎo)致四分之一的逆變器發(fā)生級聯(lián)故障。后來發(fā)明的 IGBT 不會出現(xiàn)這種故障模式。IGBT 通常用于大電流機(jī)器中，在這些機(jī)器中，無法并聯(lián)足夠的 MOSFET 晶體管。
開關(guān)模式拓?fù)浔环Q為雙晶體管離線正向轉(zhuǎn)換器。雖然重量更輕、功率更大，但有些逆變器等離子切割機(jī)（尤其是那些沒有功率因數(shù)校正的切割機(jī)）不能用發(fā)電機(jī)運(yùn)行（這意味著逆變器單元的制造商禁止這樣做；這僅適用于小型、輕便的便攜式發(fā)電機(jī)）。然而，較新的型號有內(nèi)部電路，允許沒有功率因數(shù)校正的切割機(jī)在輕型發(fā)電機(jī)上運(yùn)行。
一些數(shù)控等離子切割機(jī)制造商制造數(shù)控切割工作臺，一些制造商將切割機(jī)內(nèi)置在切割工作臺中。CNC 切割工作臺允許計算機(jī)控制割炬頭，從而產(chǎn)生干凈銳利的切割。現(xiàn)代數(shù)控等離子設(shè)備能夠?qū)癫牧线M(jìn)行多軸切割，從而實(shí)現(xiàn)原本無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜焊縫。對于較薄的材料，CNC 等離子切割正逐漸被激光切割所取代，這主要是因?yàn)榧す馇懈顧C(jī)具有出色的孔切割能力。
CNC 等離子切割機(jī)的一個特殊用途是暖通空調(diào)行業(yè)。軟件處理管道信息并創(chuàng)建平面圖案，以便等離子割炬在切割工作臺上切割。自 1980 世紀(jì) 年代初推出以來，該技術(shù)極大地提高了該行業(yè)的生產(chǎn)率。
數(shù)控等離子切割機(jī)用于什么用途？
等離子切割機(jī)是一種常用的工具，用于切割金屬，具有多種用途。手持式等離子切割機(jī)是一種出色的工具，可用于快速切割薄板、金屬板、帶子、螺栓、管道等。手持式等離子炬還可以作為出色的刨槽工具，用于背面刨焊縫或去除有缺陷的焊縫。手持式等離子切割機(jī)通常用于從板材上切割微小形狀，但對于許多金屬制造來說，無法獲得足夠的半精度或邊緣質(zhì)量。這就是數(shù)控等離子切割機(jī)至關(guān)重要的原因。
CNC 等離子切割機(jī)是一種配備等離子割炬的機(jī)器，它可以按照電腦控制的路徑移動割炬。“CNC”指的是“計算機(jī)數(shù)控”，這意味著使用電腦根據(jù)程序中的數(shù)字代碼來控制機(jī)器的運(yùn)動。
許多車間還使用數(shù)控等離子切割機(jī)來制作裝飾性金屬制品。例如，商業(yè)和住宅標(biāo)牌、墻面藝術(shù)、地址標(biāo)志和戶外花園藝術(shù)。
CNC 等離子切割機(jī)與手持式等離子切割機(jī)
CNC 等離子切割機(jī)通常使用與手持式切割應(yīng)用不同的等離子系統(tǒng)，該系統(tǒng)專門設(shè)計用于“機(jī)械化”切割而非手持式切割。CNC 等離子切割機(jī)使用可由機(jī)器攜帶的直筒割炬，并具有某種可由數(shù)控自動控制的接口。有些入門級機(jī)器可以攜帶專為手持式切割設(shè)計的割炬，例如 PlasmaCAM 機(jī)器。但任何專為嚴(yán)肅制造或加工而設(shè)計的機(jī)器都將使用機(jī)械化割炬和等離子系統(tǒng)。
數(shù)控等離子切割機(jī)零件
CNC 也是專為機(jī)床設(shè)計的控制器，具有專有接口面板和專門設(shè)計的控制控制臺，如 Fanuc、Allen-Bradley 或 Seimens 控制器。或者，它可能只是基于 Windows 的筆記本電腦，運(yùn)行特殊軟件包程序并通過 LAN 端口與機(jī)器驅(qū)動器配合使用。許多入門級機(jī)器、HVAC 機(jī)器，甚至一些精密單元化機(jī)器都使用筆記本電腦或個人電腦作為控制器。
為了從板材上切割部件，割炬的運(yùn)動由數(shù)控控制。區(qū)域程序（有時只是帶有“M 代碼”和“G 代碼”的計算機(jī)文件）描述部件的輪廓并指示割炬的打開和關(guān)閉。區(qū)域程序有時由稱為“后處理器”的程序塊創(chuàng)建，該程序?qū)?CAD 文件中提取區(qū)域純數(shù)學(xué)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)控可以讀取的 M 代碼和 G 代碼。
CNC 等離子切割機(jī)還需要一個驅(qū)動系統(tǒng)，包括驅(qū)動放大器、電機(jī)、編碼器和電纜。至少有兩個電機(jī)，一個用于坐標(biāo)軸，另一個用于坐標(biāo)軸。每個電機(jī)都有一個驅(qū)動電子設(shè)備，它從數(shù)控接收低功率信號并將其轉(zhuǎn)換為高功率??信號以操縱電機(jī)。每個軸都包含一個反饋機(jī)制，有時是編碼器，它會產(chǎn)生一個數(shù)字信號，指示軸的束縛方式。電纜將電力從電子設(shè)備傳送到電機(jī)，并將位置信號從編碼器傳送回數(shù)控。
CNC 讀取程序，然后向機(jī)器的驅(qū)動系統(tǒng)輸出信號，驅(qū)動系統(tǒng)以編程速度將割炬移動到所需方向。CNC 讀取編碼器反饋，并根據(jù)實(shí)際情況對驅(qū)動信號進(jìn)行校正，以使割炬運(yùn)動保持在編程路徑上。CNC 和驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)的所有物理原理都以極快的速度工作和通信，通常每隔幾毫秒測量和更改位置數(shù)據(jù)。這使得機(jī)器運(yùn)動足夠順暢和準(zhǔn)確，從而為等離子切割部件提供順暢、筆直、一致的邊緣質(zhì)量和精確的半尺寸。
CNC 等離子系統(tǒng)可以具有某種類型的“I/O 系統(tǒng)”，即處理輸入和輸出的電氣系統(tǒng)。這??就是數(shù)控在適當(dāng)?shù)臅r間激活等離子的方式，例如，通過打開輸出來關(guān)閉繼電器。CNC 使用輸入來了解等離子弧何時啟動，并準(zhǔn)備好進(jìn)行操作。這些是所需的最基本的輸入和輸出，但顯然通常還有更多。
通常還會添加許多替代子系統(tǒng)和選項(xiàng)，例如電弧電壓 H8 管理系統(tǒng)、等離子斜角系統(tǒng)、集成等離子管理系統(tǒng)等。但是，上面描述的數(shù)控等離子切割機(jī)的基本原理對于所有此類機(jī)器（從最簡單到最復(fù)雜）都是通用的。
近年來，該技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展。傳統(tǒng)機(jī)器的切割工作臺是水平的，但現(xiàn)在有垂直數(shù)控等離子切割機(jī)，占地面積更小、靈活性更高、安全性更高、操作速度更快。
