什么是數(shù)控等離子切割機？
數(shù)控等離子切割是一種通過加速的熱等離子射流切割導電材料的工藝。用等離子炬切割的典型材料包括鋼、鋁、黃銅和銅，盡管其他導電金屬也可以切割。數(shù)控等離子切割機通常用于制造車間、汽車維修和修復、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，數(shù)控等離子切割機得到了廣泛應用，從大型工業(yè) CNC 應用到小型業(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。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現(xiàn)的。然后在氣體內、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，從而形成一個導電的等離子通道。當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 產(chǎn)生非常熱且非常局部的“錐體”來進行切割，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 通常用于大電流機器中，在這些機器中，無法并聯(lián)足夠的 MOSFET 晶體管。
開關模式拓撲被稱為雙晶體管離線正向轉換器。雖然重量更輕、功率更大，但有些逆變器等離子切割機（尤其是那些沒有功率因數(shù)校正的切割機）不能用發(fā)電機運行（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）。然而，較新的型號有內部電路，允許沒有功率因數(shù)校正的切割機在輕型發(fā)電機上運行。
一些數(shù)控等離子切割機制造商制造 CNC 切割工作臺，一些制造商將切割機內置在切割工作臺中。CNC 切割工作臺允許計算機控制割炬頭，從而產(chǎn)生干凈銳利的切割。現(xiàn)代數(shù)控等離子設備能夠對厚材料進行多軸切割，從而實現(xiàn)原本無法實現(xiàn)的復雜焊縫。對于較薄的材料，數(shù)控等離子切割正逐漸被激光切割所取代，這主要是因為激光切割機具有出色的孔切割能力。
數(shù)控等離子切割機的一個特殊用途是暖通空調行業(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 年代初推出以來，該技術極大地提高了該行業(yè)的生產(chǎn)率。
數(shù)控等離子切割機用于什么用途？
等離子切割機是一種常用的工具，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量。這就是數(shù)控等離子切割機至關重要的原因。
數(shù)控等離子切割機是一種配備等離子割炬的機器，它可以按照電腦控制的路徑移動割炬。“CNC”指的是“計算機數(shù)控”，這意味著使用電腦根據(jù)程序中的數(shù)字代碼來控制機器的運動。
許多車間還使用數(shù)控等離子切割機來制作裝飾性金屬制品。例如，商業(yè)和住宅標牌、墻面藝術、地址標志和戶外花園藝術。
數(shù)控等離子切割機與手持式等離子切割機
數(shù)控等離子切割機通常使用與手持式切割應用不同的等離子系統(tǒng)，該系統(tǒng)專門設計用于“機械化”切割而非手持式切割。數(shù)控等離子切割機使用可由機器攜帶的直筒割炬，并具有某種可由 CNC 自動控制的接口。有些入門級機器可以攜帶專為手持式切割設計的割炬，例如 PlasmaCAM 機器。但任何專為嚴肅制造或加工而設計的機器都將使用機械化割炬和等離子系統(tǒng)。
數(shù)控等離子切割機零件
CNC 也是專為機床設計的控制器，具有專有接口面板和專門設計的控制控制臺，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，運行特殊軟件包程序并通過 LAN 端口與機器驅動器配合使用。許多入門級機器、HVAC 機器，甚至一些精密單元化機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，割炬的運動由數(shù)字控制。區(qū)域程序（有時只是帶有“M 代碼”和“G 代碼”的計算機文件）描述部件的輪廓并指示割炬的打開和關閉。區(qū)域程序有時由稱為“后處理器”的程序塊創(chuàng)建，該程序將從 CAD 文件中提取區(qū)域純數(shù)學并將其轉換為 CNC 可以讀取的 M 代碼和 G 代碼。
數(shù)控等離子切割機還需要一個驅動系統(tǒng)，包括驅動放大器、電機、編碼器和電纜。至少有兩個電機，一個用于坐標軸，另一個用于坐標軸。每個電機都有一個驅動電子設備，它從 CNC 接收低功率信號并將其轉換為高功率??信號以操縱電機。每個軸都包含一個反饋機制，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備傳送到電機，并將位置信號從編碼器傳送回 CNC。
CNC 讀取程序，然后向機器的驅動系統(tǒng)輸出信號，驅動系統(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)實際情況對驅動信號進行校正，以使割炬運動保持在編程路徑上。CNC 和驅動系統(tǒng)內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)。這使得機器運動足夠順暢和準確，從而為等離子切割部件提供順暢、筆直、一致的邊緣質量和精確的半尺寸。
數(shù)控等離子系統(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 CNC 在適當?shù)臅r間激活等離子的方式，例如，通過打開輸出來關閉繼電器。CNC 使用輸入來了解等離子弧何時啟動，并準備好進行操作。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，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)控等離子切割機的基本原理對于所有此類機器（從最簡單到最復雜）都是通用的。
近年來，該技術有了進一步的發(fā)展。傳統(tǒng)機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，占地面積更小、靈活性更高、安全性更高、操作速度更快。
