数控切割的发展历史

【摘要】数控切割技术是一种基于数字程序控制、机电一体化系统的物体切割工艺，无论是数控切割系统、驱动系统，还是用于切割的能源都随着技术进步取得了一定的发展。目前国内既有用于大型板材切割加工的龙门式切割机，也有专门针对中小型板材切割加工的悬臂式切割机，还有便携式切割机、智能的切割机器人等，形成了印证切割技术发展的技术序列。
【关键词】数控切割技术；应用现状；改进措施

1. 数控切割技术的应用现状管道切割机，相贯线切割机
1.1 数控等离子切割技术的应用现状
等离子切割是一种基于高温等离子切割弧、等离子动量的高温切割加工方法，有限制因素较少、切割速度较快的优点。数控等离子切割是一种综合了数控技术等在内的新型切割技术，在诸多方面有着无可比拟的优势。我国的数控等离子切割技术起步相对较晚，发展速度较慢，但仍然取得了一定的发展成就。目前等离子切割技术主要朝着精密化、智能化的方向发展。管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机

1.2 数控激光切割技术的应用现状
激光切割是一种基于大功率激光束、高速气流等技术在内的工件热切割方法，有切割质量较好、速度相对较快、多位切割、自动化程度高等优点。由于激光器功率和设备本身因素的限制，在切割材料和切割速度等方面有所限制和约束，并且大多采用数控技术进行操作控制。在我国，数控激光切割技术在电子加工、汽车工业等诸多领域都有广泛应用，但是和发达国家相比，在自动化水平等方面还有一定的差距。当前使用比较普遍、技术比较先进的是三维激光切割技术，在诸多加工行业中都有应用。

1.3 数控高压水射流切割技术的应用现状
高压水射流切割是利用高压水强大的动能和冲击力来进行切割的技术工艺，也称为水射流切割，是一种非热源的加工方式，广泛适用于众多的金属和非金属材料，具有切割质量好、适用范围广、切割影响范围小等众多优点，还有非常突出的环保优势。我国的数控高压水射流切割技术起步比较晚，国内已经有一批科研院所和生产企业在研究、吸收国外的先进技术，在自主生产方面已经具备了一定的能力。现在应用比较广泛的是数控超高压水射流切割技术，其在玻璃深加工、石材以及陶瓷加工等众多工业领域有大量的应用。

2. 数控切割技术的改进措施管道切割机，相贯线切割机
2.1 切割程序的改进及其作用
第一，更改切割程序减少材料豁口产生。豁口产生大部分是由于切割完成、停火停气时的气压不足或者钢板锈蚀、割嘴不好等一系列原因产生的。笔者经过一系列的分析研究发现，由于切割完成时机器剧烈减速，惯性割枪没有完全停住，向前冲后产生了一定程度的弹性形变，然后又向后带动气流反弹，使气流冲向零件而产生豁口。并且豁口的大小和钢板厚度、割嘴大小、运行速度等多方面的因素有一定的关系，其中钢板厚度的影响较大。在笔者反复试验和验证后，最终选择采用改进停火点的位置使之远离零件2-5mm（根据钢板厚度的不同而不同）的方法来屏蔽气流晃动造成的影响，最终豁口出现在零件使用区之外的0.5mm，不会对修磨产生较大影响。此项技术改进，减少了80%的切割豁口出现率，大幅度降低了补焊的频率和平均修磨时间，在零成本投入的情况下大幅度提高了修磨工序的产能。

第二，更改切割程序以提高产能。对于一些公差较大、尺寸较小的规整零件，经过计算后加入补偿量，采用手工编程的方式，多次试验最终完成切割程序，能够有效减少起火次数、加快切割的效率。这种技术改进方法必须屏蔽掉补偿的因素，因为左半边是左补偿、右半边的是右补偿。在一段程序中是不可以同时出现两种补偿的，因此在编写程序时必须将刀具的补偿量加进来。笔者经过试验，切割时采用一把割枪，其产量由每小时68件增加到了125件，产能提高了将近1倍，同时钢板材料的利用率也略有提高。

2.2 切割零件的改进及其作用
第一，改进长宽比较大的零件套料以减少变形。对于长宽比较大的零件，改变套料可以有效减少零件的变形。
第二，针对材料利用率方面进行一些技术改进。首先，对于接近正方形的零件可以实现共边切割。根据笔者实际工作经验，这种方法既能节省材料的加工时间和加工费用，也能大大提高材料的利用率。其次，对于形状复杂的零件套料有必要进行改进。一些形状比较复杂的零件自动套料，钢板利用率明显降低，实际工作中难以采用。我们可以使用人工套料，根据实际工作效果可以看出这种改进大大提高了材料利用率。最后，针对小零件串行切割风险较高的技术改进。对于一些小零件的套料，自动套料的加工风险太大（图1上），如果突然出现停电或机器异常的情况，就可能产生好几十件的报废（假设在图1中的B点，就全部报废）。笔者经过多次研究，改进了手工编程，这种情况最多只产生一件报废（如点D，就是该件报废，其它零件不受影响），也有可能不产生报废（如点C）。这种改进不仅解决了可能出现的批量报废情况，也减少了修磨时间，图1（上）可能产生四个豁口（A处放大图），需要进行焊修；图1（下）可能产生两个豁口（E处放大图），豁口减少一半，修磨效率提高近1倍。

管道切割机，相贯线切割机

2.3 切割工艺、设备的改进及其作用
第一，在降低氧气、丙烷消耗量方面的技术改进。氧气在火焰切割方法中的使用量比较大，因此研究采用何种技术措施来降低氧气使用量并提高其利用效率是有效降低切割成本的关键点。首先，要减少氧气的残留率。经过从氧气瓶到氧气气排、再从液氧到液氧气排的改进，气瓶中的氧气残留率由原来的6%降到了2%以下。其次，笔者在工作过程中发现使用丙烷气排进行切割操作时，个别丙烷气瓶中的残留率竟然高达50%，进过一系列技术探讨和试验后，我们制作和采用了丙烷加热器，加热后气瓶中丙烷残留率降到了2%，大大降低了企业的经营成本。
第二，针对厚板穿孔难的技术改进。笔者在工作中常遇到堵割嘴、下料垂直度差、大量零件需要返修的问题。经过试验我们采用预穿孔和钻孔的方法，返修率减少至1%以下，厚板割嘴平均每吨减少2支。管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机

3. 结语管道切割机，相贯线切割机
本文从切割所用能源的角度，探讨了目前数控切割技术的应用现状，并简要介绍了一种基于火焰切割技术的改进措施，希望对切割技术的发展有所帮助。

本文作者：杨保国（徐州博斯特机械有限公司）

友情链接