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Type3说明书.doc 数控火焰、等离子两用切割机使用说明书 一、产品简介 ,一,、主要性能及特点: 1、简便易学，接口方便。 CAD图形通过转换软件自动生成走刀轨迹～自动识别内外切割～自动生成引入引出线。合理排续～内孔优先。单个零件优先切割～可以使用非封闭图形进行特殊切割。长条切割～最有效的减少热变形。可与进口type3、Mastercam、ProE、国产CAXA、文泰等软件提供接口。割缝自动补偿～辅助套料～自动排续～连续批量切割。自动升降速～自动识别切割起点～弯道速度平稳～提高切割精度。内外臵U盘方式～将文件通过外臵U盘传入内臵U盘。即使断电～数据也不会丢失。数据通过压缩码方式存储～大大提高存储质量。随机加密方式、保证数据安全。 2、操作方便，维护简便。 友好的界面～中文汉显～随机提示操作方法～键盘简便～操作快捷～一目了然。接口指示灯可直接提供故障诊断。 3、物美价廉，结构紧凑。 合理节约安排空间～强劲紧凑的结构设计～使得机器运行更加平稳～切割品质保证。 4、增加抗干扰处理，最大限度的避免故障率。 5、纵向长度不限。 ,二,、产品的用途及适应范围 本产品为价格经济、操作与维护傻瓜型设计的数控火焰、等离子两用切割机～是专门用于金属板材下料的数控设备。能实现对各种金属材料按任意图形下料切割。割口粗糙度可达25,?3,～切割后的割口面一般情况下不需要进行面加工。具有自动化程度高、使用方便、精度高、可靠性高、价格低～操作、维护非常简便等优点～广泛适用于机床制造、造船、压力容器、工程机械、矿山机械、电力、桥梁建筑、钢结构等行业。 ,三,、主要技术指标 1.切割速度:0，3500mm/min 2.切割厚度:等离子切割1，60mm,由用户自配的等离子电源而定,火焰切割3，350mm 3.移动精度:0.003125mm/步 4.工作电源:，220V,50Hz 200w 1 二、割嘴切割性能参数表 切 割 丙 烷 切割氧切割氧 喉径 割缝宽度切割厚度 割嘴号 速 度 压 力 压力耗量 (mm) (mm) (mm) mm/min Mpa Mpa (m3/n) 0 0.6 ~1.1 5~10 700~500 0.03 0.7~0.8 1.25 1 0.8 ~1.3 10~20 600~400 0.03 0.7~0.8 2.46 2 1.0 ~1.5 20~35 500~350 0.03 0.7~0.8 3.55 3 1.2 ~1.7 35~50 400~300 0.03 0.7~0.8 5.47 4 1.4 ~1.9 50~70 350~250 0.04 0.7~0.8 7.45 5 1.6 ~2.1 70~100 300~220 0.04 0.7~0.8 10.13 6 1.8 ~2.3 100~130 260~200 0.04 0.7~0.8 11.56 7 2.1 ~2.6 130~170 210~170 0.05 0.8~0.9 15.70 8 2.4 ~2.9 170~220 180~140 0.05 0.8~0.9 19.20 2 9 2.7 ~3.2 220~260 150~110 0.05 0.9~1.0 24.73 10 3.1 ~3.6 260~320 110~80 0.07 1.0~1.1 35.50 11 3.4 ~3.9 320~380 90~60 0.08 1.1~1.2 46.40 12 3.8 ~4.3 380~450 70~50 0.08 1.2~1.3 62.70 三、TYPE3的使用 从其它作图软件作的图调入TYPE3里方法: 在AUTOCAD、CAXA电子图版、Solidwork等软件里做好的图可以另存为DXF的调入TYPE3里。需要注意的是在这些软件里作的图要放在一个图层里～并且把标注等不切割的尺寸和线条删除。一般在这些软件里因版本不同可以存为好几种DXF的格式～其中有一种可以调入到TYPE3里。 例:在CAXA电子图版里可存为AUTOCAD2004/DXF的格式～而在AUTOCAD2006里就需要存为AUTOCADR12/R14/DXF的格式。 在TYPE3里做路径: 在TYPE3里可以通过“文件/输入”来调出这些图。然后我们可在图层2或其它图层里找到这些图。,在AUTOCAD等软件里的图若是在一个图层里～则调入TYPE3里这些图仍是在一个图层里,若在AUTOCAD等软件里的图不是在一个图层里～则调入TYPE3里时也不在一个图层里,一般来说～在其它软件里作的图都是开放的线条～是黑色的～我们需要将这些开放的线条变成闭合的线条。首先全选这些图～然后将其组合～进入“节点编缉”～选“自动连接”即可。然后这些图即变为绿色的,逆时针,或蓝色的,顺时针,～这就表示这些开放的线条已经成为闭合的线条了。若用 3 过“自动连接”后～这些线条仍是黑色的～说明它没有成为闭合的～这时我们需要检察这些图是不是有重合的线条～或者是不是有交叉的地方。在这些图中有一个点是特别大的～这个点是起始点～我们可从它着手来检查。一般重线都在它附近～把重线删除即可。若是交叉的情况～把交叉的地方删除即可。之后我们把闭合的图形通过按住左键～同时按F2的方法移到原点。将所有的图形排版好后～点CAM 模块 ～进入做路径的版面。注意:图形和图形之间要将割缝留出来。全选这些图形～在“创建刀具路径”表中找到“二维切割”～ 双击“二维切割”～若我们没保存～将会提示我们来保存～ 点"确定"将出现 这个图标 ～保存好后将出现如下图 标 4 点右边的 这个图标～将出现选取刀具的界面～如下图～ 我们根据切割机的割缝大小来选取刀具～或者我们可根据需要自己增加刀具。我们在上表中右击～将出现“增加刀具”,然后出现如下图所示。 5 在“刀具外形”框内输入“2”～或相应割缝的大小～这是给刀具起的名字～它主要是便于我们选取使用刀具～在“材料”下面的框内输入“2”～这是刀具直径～也就是割缝宽度～这是最重要的～割缝宽度是多少～就输入多少。然后点“确定”～就增加了一个刀具。选取好刀具后～点“切线进/出”～将出现如下图所示: 选中“切线进/出”～在“进/出距离”框内输入“10”～“进/出刀具半径”框内输入“10”～然后点“确定”即可。这两个数是设臵引线的长度～一般而言～板材越厚～设臵的数值越大。路径 6 做好后～在原图的外面将会出现路径。我们可以模拟刀具走的方向和起始点。 方法:在“刀具路径表”,下图,中右击～点刀具路径模拟～我们即可看到路径走向。 若路径走向不符合我们的要求～ 我们还可人为的修改它。我们点上图中的“编辑刀具路径”～然后回到排版的版面～即下图所示的版面 7 选中原图～将其拖至一边～接着选中路径并将其分散～点 这个工具分散～然后可按我们的需求～人为的选择切割顺序～先选取里面的路径～再选取外面的路径。顺序选择好后～我们可进入“节点编辑”～修改起始点。方法:先根据要求选中一个点～并将其割断～点这个 工具来实现～再在这个断点两边各加一个点,为了防止图形变形,～将断点拉出～这就是引线。然后将原来的引线删除～并把原来的起始点连接起来。这样就按我们的要求改好了路径走向及起始点。最后再回到做路径的版面～在“刀具路径表”中,上图,右击～点“改变刀具路径”～出现 点“是”出现 点“是”。然后 后点“机器工作”(如下图)～点“执行”～ 8 出现如下图 点“继续”即可。 机器工作完成后～打开它CUT1 ～然后打开我们所做的文件～点 出现 点“传送U盘”～ 然后选中U盘下的CUT文件夹～点确认。数据开始传送～完毕后 会出现 ～我们点“确定”。然后可将U盘拔出～去操 作机器即可。注意:在拔U盘时～应等待U盘上的指示灯闪烁停止时才能拔出。否则U盘没有完成写操作时～拔出U盘会造成数据不完整错误。 9 四、CUT1软件的安装: 把光盘放入光驱～将光盘newusb目录下的文件连同目录一同复制到想要安装的目录即可。安装完成后～打开你所安装目录～找到此图CUT1 点右键～将它发送到桌面快捷方式～点击运行即可。 五、控制面板使用说明: 在控制面板上～首先映入我们眼帘的是一块大液晶～我们所需要的一些参数都可以在液晶上显示。 在液晶的下面是一系列开关: 总开关:开启总电源。 氧—炔:开启氧炔合气体。 点 火:用自动点火器点火。 切 割:试风。 调 高:用调高器控制割距高低。 USB口:插优盘～用来传送数据。 10 在面板的右侧是一块面膜～现在我们来一一介绍面膜上这些按键的功能。 在面膜上～可以看到<前>、<后>、<左>、<右>、<上>和<下>的箭头～如上图所示。<左>、<右>两个箭头代表X正方向和负方向～按住它们可以调整X轴左右移动～<前>、<后>箭头代表Y轴正负方向～按住它们控制Y轴前后移动。<上>、<下>箭头控制Z轴上下移动。现在我们用调高器控制z轴。<上>、<下>箭头主要用来调整参数。这些箭头主要用来定位。<左>、<右>、<前>、<后>箭头还可以切换参数设臵～这一点我们在后面将会系统介绍。 11 在面膜的下方～我们可以看到这些按键: ? ? ? ? ? ? 。 现在我们来一一介绍这些按键的作用: <菜单上>:用来切换菜单的上翻页,和原点连用～用来X、Y轴清零,在切割的过程中～按住它可以实现倒退功能。 <菜单下>:用来切换菜单的下翻页, <联/脱>:X、Y轴清零后～按<联/脱>键出现对话框:?按<确认>键,使用设臵的起火延时来进行切割。?按<复位>键～使用人工干预的起火延时工作。在工作过程中～遇到预热点时～机器将预热～预热完成后～可按<联/脱>键继续工作。在切割过程中～按<联/脱>键可暂停～然后按<确 认>键可返回原点。 <确 认> :参数调整好后～可按它进行确认。 机器开始工作时～按过<联/脱>键后～按它使用自动预热和自动出峰延时。工作过程中和<联/脱>键连用～可返回原点。 <复 位>:用来读取文件。 机器开始工作时～按过<联/脱>键后,按<复 位>可手动调预热时间。 <原 点>:和<菜单上>、<菜单下>连用～用来清零。 12 六、火焰切割机的使用 控制面板上基本的按键已经介绍完了～现在我们来系统的介绍怎样使用火焰切割机。 ,一,排 版: 首先我们将需要的图纸输入到电脑里～我们可以通过一些辅助软件如:AUTOCAD、Solidwork等作图软件将图纸画好～然后输入到Type3里做路径～也可以直接在Type3里作图。路径完成后～通过USBCUT将数据传送到U盘～然后将U盘插到火焰切割机的控制面板上即可。 ,二,操作机器: (1)机器移动或定位: 将u盘插到控制面板上～打开总开关～此时液晶上将会显示机器当前坐标:X -- 0mm, Y -- 0mm, Z -- 0mm。我们通过按<左>、<右>、<前>、<后>箭头将位臵调整好以后～按<原点>～再按一下<菜单上>～X、Y轴清零,我们通过调高器调节Z轴。清零后～即机器的原点就在此位臵。 (2)速度的设置: 在脱机状态下～我们按<菜单上>或<菜单下>～将会出现如下 13 参数设臵:?出峰延时 ?下料速度 ?移动速度 ?预热延时可以通过<前>、<后>或<左>、<右>对这些参数切换选择。我们现在需要调整的是切割速度的参数～现在我们按<右>箭头选中下料速度～按 <下>箭头 将数值调小点～这个数值根据板材厚度而定。一般而言～板材越厚～数值越小。反之～板材薄些～数值可以相 >箭头选中移动速度～移动速度可以大些～一般可对大些。按<前 调到30~40～火焰的切割速度一般在0~5之间～等离子的切割速度一般在0~30之间。我们也可调<预热延时>,这个参数设臵自动预热时间。参数设臵是几秒～机器工作过程中到一个断点就停留几秒。我们可以用预热延时～也可手动调整预热时间。手动调整预热时间我们在下面将会介绍。参数调好后～按<确 认>退出。其余的参数我们不须设臵～保持默认即可。 (3)U盘读取: 我们按一下<复 位>键～然后按一下<左>箭头～液晶上将会出现提示:通过<菜单上>或<菜单下>选择文件～根据提示选择需要的文件～按<确认>键读取文件。文件读取完成后按任意键退出。这时我们可以将U盘拔出。不拔出也可以～不影响切割。 (4)切割过程及相应处理: 在机器工作前我们将进行调气。打开氧—炔开关～按下点火～用自动点火器点火～调整气体的比值～使切割的效果达到最佳。 各项准备工作完成后～按<联/脱>键～液晶上将会出现提示:按<确 认>键持续工作,这里预热时间将用我们设臵好的时间～即设臵的预热延时,,按<复 位>键随机工作。这里的预热时间是我们手动调整的。在这里我们选择按<复 位>键。然后机器开始工作。 14 在工作中～遇到预热点时～机器将自动暂停预热～当我们看到板材被烤红时可按<联/脱>键～机器将继续工作。,如果不按联/脱键机器将会一直在那停留～这个就是手动调节预热时间,这个火候需要自已掌握～若<联/脱>键按早了～钢板将割不透,按晚了～钢板就被烤化了。若我们发现有没割透的地方～可在联机的状态下～按住<菜单上>～让机器倒退～回到割透点～重新切割。工作完成后～机器将自动回到原点。同时火焰将停止。我们关掉氧—炔开关即可。 七、USBCUT1的设置: ,一,、设臵幅面: 15 该项设臵是为了用户观察图形方便而设定的～并不起到限定切割机的X、Y、Z幅面的作用。 ,二,、雕刻设臵: 小型悬臂式火焰切割机X=6.6725、Y=6.6725、Z=5;大型龙门式X=10.00875、Y=10.00875、Z=10.00875。轴丝杠罗距以及软件精度是与计算的输出大小相匹配的关键～此外由厂家设臵好之后～用户一般不得随意改动。折线斜率为提高折线速度而设～一般数值在0.1~0.25之间。根据机械性能不可过大～过大则会造成失步现象。软件的输出精度文泰是0.0254,TYPE3是0.01;也可以在计算机中排100×50mm的矩形～然后看生成的数据来计算精度。计算公式:软件精度=实际长度?脉冲数。一般情况下～将步进细分数改为,～折线斜率改为0.2～X、Y、Z间隙补偿为0～抬起高度和安全高度根据需要设定。我们可手动调整～所以这里也可不设。 ,三,、颜色设臵: 16 背景颜色是指图形区域的颜色, 画线颜色是指雕刻图形的颜色。 选取色是指选取图形某些线条的颜色。 ,四,、设臵切割文件格式: 数控切割系统可接收二维的HPGL语言格式的文件～二维HPGL语言格式必须以“IN”为文件开头。文件格式我们一般选择TYPE3格式即可。 八、产品的主要结构 该序列产品均由机械部分、气路部分及电脑控制部分三大部分组成。机械部分包括纵向道轨,底架,、横向道轨,或横梁,、纵向传动箱及横向传动箱～各部分共同组成可实现X方向,横向,及Y方向,纵向,二维移动的结构～从而可在电脑的控制下按给 17 定的线速度走出任意形状的轨迹。气路部分包括氧气及乙炔气,丙烷,气管～电磁气阀等。电气控制部分集中于电器控制柜内～主要包括主控制板、液晶显示器、面板、按键、X及Y向步进电机驱动器、电源等。其对外接线主要有:AC220V电源输入、对X及Y向步进电机的驱动输出、对各电磁气阀的控制输出、点火控制输出、等离子起弧控制输出等。这些输入、输出～均由电器控制柜插座来连接。 九、CAD图形转换 该型切割机的最大特点是配专用汉化图形转换软件～可将各种CAD图形直接调入专用软件用于切割～从而使复杂图形切割显得非常容易。主控制器上带有U盘接口～因而可通过U盘来读取转换后的加工代码。随着软件的不断升级～以下所介绍的各项操作方法～可能会有所变化～但总的功能会基本不变。使用软件时～请参照说明书及软件界面的有关提示来进行。各图形必须按实际尺寸绘制～并且只保留其用于下料切割的各轮廓线～所有尺寸标注等非轮廓线都必须全部删除。对于用其他绘图软件绘制的图形～需要首先存储为dxf的格式～然后可直接调入专用软件。 ,一,、图形的切割工艺制作 一个待切割零件的图形～都是实际零件的轮廓线～为了使切割下来的零件满足图纸要求～一方面～需要在原来图形的基础上～添加有关切割工艺的辅助线～如给出起火点位臵、切割的顺序等,上面已经提到,～因此～需对常规图形进行切割工艺制作,另一方面～还要考虑割缝大小及后续加工所需预留量～为此要用割缝补偿来得到割炬的实际轨迹线。 18 ,二,、工艺制作软件链接 工艺制作采用本系统专门软件TYPE3～为使系统能辨别各种工艺要求～需要将各CAD软件作出的图存成DXF格式,然后调入TYPE3,直接做路径即可. ,三,、制作引入线和引出线 一般起火点,或起弧点,处～都会有比正常割缝大的熔口～因此～一般都不把起火点直接放在零件的轮廓线上～而是离开轮廓一定距离～再用一段线引至轮廓线上～这一段线称之为引入线.切割完成后也可加入一段线,称为引出线.TYPE3可轻松实现此功能,并且可任意设臵引入线和引出线的长度和位臵.同时TYPE3可自动选择切割顺序,也可手动选择.可以说TYPE3是数控火焰等离子切割机控制软件中比较智能的. ,四,、图形套料 可采用一定的方式,采用专用自动套料软件或在CAD下人工套料,～对需切割的多种零件进行套料。 十、U盘操作 系统内设有U盘接口～读取图形即指将经过转换的CAD图形切割代码～经U盘转送到本系统内。 ,一,、对U盘的要求 首次使用前～建议将U盘格式化，因为不同厂家的U 盘出厂时格式化的参数不一致～可能导致使用本系统读写时出现不正常操作～所以建议在WINDOWS 下进行格式化。格式化方法是:在“我的电脑”中找到U 盘的图标～如“可移动磁盘,I:,”,选中该盘符～ 19 点击鼠标右键～选择“格式化,A,… ”打开格式化对话框,在打开的格式化对话框中～“文件系统”一项选择“FAT”～“分配单元大小”一项选择“默认配臵大小”～“卷标”一项空着即可。然后点击“开始”即可进行格式化。 对于WINDOWS2000等操作系统～系统默认的U盘格式化为FAT32格式,此时必须选择FAT,即FAT32格式,对U盘进行格式化。 本系统兼容所有的FAT32 格式的U 盘。但由于某些U 盘的操作延时参数跟一般的U 盘相差太大,这种情况极少,～所以会出现读写不正常的情况。遇到这种情况时～请更换另一种型号的U盘。 另外建议U盘专用～由于本系统的一些特殊性～要求U盘固定专用～U盘内不能存储过多的文件～更不要存储其他类型的文件, U盘内若有病毒～将不能正常读取。 ,二,、文件存储及存储格式 图形在U盘中的存储～必须符合以下两点要求: 1.图形代码存入U盘时～文件必须直接存入U盘的CUT文件夹下。 2.对文件名～系统只支持8.3格式～即文件名最多为8 个字符～汉字最多为4个文字～文件扩展名最多为3 个字符。文件名可为26个英文字母、0~9数字、汉字都可。但英文字母和汉字不能混用。 十一、火焰调节 在许多状态下～均可进行火焰的调节。 为便于火焰调节～系统中专设了试火功能操作。在开机复位态～按“试火”键～即进入火焰调节状态。火焰调节～即调整乙炔及预热氧的阀门开度～以调试火焰～此时还可以检验割嘴是否有堵塞现象。切割氧～一般均将阀门开至最大～不调整。试火和预 20 热时～控制系统不打开切割氧～故此时调节切割氧阀门不起作用～而是将其打开到最大即可。在进入自动切割后调节火焰～可在预热过程中进行火焰调节～也可在预热时间到～机器开始移动后～操作“后退”按钮～让机器后退到起火点～此时～机器一直处于等 /脱”键来继续切割。切割氧只有在机器待状态。预热好后再按“联 开始切割,走动,时阀门才被打开。 十二、等离子弧切割 各种等离子弧切割工艺参数～直接影响切割过程的稳定性、切割质量和效果。主要切割规范简述如下: ,一,、空载电压和弧柱电压 等离子切割电源～必须具有足够高的空载电压～才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧。空载电压一般为120-600V～而弧柱电压一般为空载电压的一半。提高弧柱电压～能明显地增加等离子弧的功率～因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材。弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量未达到～但弧柱电压不能超过空载电压的65%～否则会使等离子弧不稳定。 ,二,、切割电流 增加切割电流同样能提高等离子弧的功率～但它受到最大允许电流的限制～否则会使等离子弧柱变粗、割缝宽度增加、电极寿命下降。 ,三,、气体流量 增加气本流量既能提高弧柱电压～又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中、喷射力更强～因而可提高切割速 21 度和质量。但气体流量过大～反而会使弧柱变短～损失热量增加～使切割能力减弱～直至使切割过程不能正常进行。 ,四,、电极内缩量 所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离～合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩～获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割。距离过大或过小～会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降。内缩量一般取8-11mm。 五,、割嘴高度 , 割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离。该距离一般为4~10mm。它与电极内缩量一样～距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率～否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏。 ,六,、切割速度 以上各种因素直接影响等离子弧的压缩效应～也就是影响等离子弧的温度和能量密度～而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度～所以以上的各种因素均与切割速度有关。在保证切割质量的前提下～应尽可能的提高切割速度。这不仅提高生产率～而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域。若切割速度不合适～其效果相反～而且会使粘渣增加～切割质量下降。 表13-1和表13-2为空气和氧气等离子弧切割碳钢板的规范。表13-3和表13-4为氮气和氩氢混合气体等离子弧切割不锈钢和铝的规范。由于不同的切割电源和割炬在切割不同金属材料和不同厚度的材料时～均各有最佳的工艺参数～故应根据设备、工件等实际情况来确定最合适的切割规范～表13-1、表13-4所列规范仅供参考。 22 表13-1 空气等离子切割低碳钢规范 切割电 板厚 切割速度 空气流量 割嘴孔径 割嘴高度 流 (mm) (mm/min) (L/min) (mm) (mm) (A) 6 3300 12 2600 16 100 1800 50 1.5 10 25 1200 40 500 表13-2 氧气等离子切割低碳钢规范 切割电 板厚 切割速度 空气流量 割嘴孔径 割嘴高度 流 (mm) (mm/min) (L/min) (mm) (mm) (A) 6 3700 12 2700 16 230 2000 50 2.5 6?1 25 1000 50 250 23 表13-3 氮气和氩、氢混合气体等离子切割不锈钢规范 板厚 切割电流 切割速度 空体及流量 割嘴孔径 (mm) (A) (mm/min) (L/h) (mm) 4249N 2 6 300 4080 3 4249N 2 13 300 2540 3 4958N 2 25 400 1270 4 3683Ar+1983H 251 500 508 4 3683Ar+1983H 276 500 406 5 3683Ar+1983H 2102 500 203 5 表13-4 氮气和氩、氢混合气体等离子切割低碳铝规范 板切割电流 切割速度 空体及流量 割嘴孔径 厚 (A) (mm/min) (L/h) (mm) 24 (mm) 2266Ar+1133N 2 或 6 300 5620 3 3683N+850H 22 1841Ar+992N 2 或 13 300 4080 3 3966N+1700H 22 1841Ar+992N 2 或 25 400 2286 4 3966N+1700H 22 1841Ar+992N 2 或 51 400 508 4 3966N+1700H 22 3683Ar+1983N 2 或 76 450 381 5 3966N+1700H 22 3683Ar+1983N 2 或 102 450 305 5 3966N+1700H 22 十三、数控火焰切割工艺 1(数控火焰切割的三个基本要素 气割精度是指被切割完的工件几何尺寸与其图纸尺寸对比的 误差关系～切割质量是指工件切割断面的表面粗糙度、切口上边 缘的熔化塌边程度、切口下边缘是否有挂渣和割缝宽度的均匀性 等。影响钢板火焰切割质量的三个基本要素,气体、切割速度、 割嘴高度, 25 ,一,、气体 氧气:氧气是可燃气体燃烧时所必须的～以便为达到钢材的点燃温度提供所需的能量,另外～氧气是钢材被预热达到燃点后进行燃烧所必须的。切割钢材所用氧气必须要有较高的纯度～一般要求在99.5%以上～一些先进国家的工业标准要求氧气纯度在99.7%以上。氧气纯度每降低0.5%～钢板的切割速度就要降低10%左右。如果氧气纯度降低0.8%-1%～不仅切割速度下降15%-20%～同时～割缝也随之变宽～切口下端挂渣多并且清理困难～切割断面质量亦明显劣变～气体消耗量也随着增加。显然～这就降低了生产效率和切割质量～生产成本也就明显地增加了. 用液氧切割～虽然一次性投资大～但从长远看～其综合经济指标比想象的要好得多。气体压力的稳定性对工件的切割质量也是至关重要的。波动的氧气压力将使切割断面质量明显劣变。气压压力是根据所使用的割嘴类型、切割的钢板厚度而调整的。切割时如果采用了超出规定数值的氧气压力～并不能提高切割速度～反而使切割断面质量下降～挂渣难清～增加了切割后的加工时间和费用。 表14-1是国内常用的上海气焊机厂生产的GK1系列快速割嘴,即采用拉伐尔喷管结构的割嘴,的使用参数,厂家可能随时对参数进行修改～应以割嘴所附说明书为准～此表仅供参考,。 表14-1 GK1割嘴性能参数表 板厚 割嘴号 割缝半径 预热时间 切割速度 (mm) (#) (mm) (s) (mm/min) 5~10 1 1.0 10~13 500~700 26 10~20 2 1.2 12~15 380~600 20~40 3 1.4 14~17 350~500 40~60 4 1.7 16~19 300~420 60~100 5 2.0 18~25 200~320 100~15 6 2.3 24~32 140~260 0 150~18 7 2.5 31~40 130~180 0 注:此表使用条件: 221(切割氧压力7~8kg/cm;乙炔压力,0.3kg/cm;预热氧压力 23~4kg/cm。 2(氧气纯度,99.5%。 可燃性气体:火焰切割中～常用的可燃性气体有乙炔、煤气、天然气、丙烷等～国外有些厂家还使用L MAPP～即:甲烷+乙烷+丙烷。 一般来说～燃烧速度快、燃烧值高的气体适用于薄板切割,燃烧值低、燃烧速度缓慢的可燃性气体更适用于厚板切割～尤其是厚度在200mm以上的钢板～如采用煤气或天然气进行切割～将会得到理想的切割质量～只是切割速度会稍微降低一些。 相比较而言～乙炔比天然气要贵得多～但由于资源问题～在实际生产中～一般多采用乙炔气体～只是在切割大厚板同时又要求较高的切割质量以及资源充足时～才考虑使用天然气。 火焰的调整:通过调整氧气和乙炔的比例可以得到三种切割火焰:中性焰,即正常焰,～氧化焰～还原焰见下图. 27 正常火焰的特征是在其还原区没有自由氧和活性碳～有三个明显的区域～焰芯有鲜明的轮廓,接近于圆柱形,。焰芯的成分是乙炔和氧气～其末端呈均匀的圆形和光亮的外壳。外壳由赤热的碳质点组成。焰芯的温度达1000?。还原区处于焰芯之外～与焰芯的明显区别是它的亮度较暗。还原区由乙炔未完全燃烧的产物——氧化碳和氢组成～还原区的温度可达3000?左右。外焰即完全燃烧区～位于还原区之外～它由二氧化碳和水蒸气,氮气组成～其温度在1200~2500?之间变化。 氧化焰是在氧气过剩的情况下产生的～其焰芯呈圆锥形～长度明显地缩短～轮廓也不清楚～亮度是暗淡的,同样～还原区和外焰也缩短了～火焰呈紫蓝色～燃烧时伴有响声～响声大小与氧气的压力有关～氧化焰的温度高于正常焰。如果使用氧化焰进行切割～将会使切割质量明显地恶化。 还原焰是在乙炔过剩的情况下产生的～其焰芯没有明显的轮廓～其焰芯的末端有绿色的边缘～按照这绿色的边缘来判断有过剩的乙炔,还原区异常的明亮～几乎和焰芯混为一体,外焰呈黄色。当乙炔过剩太多时～开始冒黑烟～这是因为在火焰中乙炔燃烧缺乏必须的氧气造成的。 预热火焰的量大小与切割速度、切口质量关系相当密切。随着被切工件板厚的增大和切割速度的加快～火焰的能量也应随之增强～但又不能太强～尤其在割厚板时～金属燃烧产生的反应热增大～加强了对切割点前沿的预热能力～这时～过强的预热火焰将使切口上边缘严重熔化塌边。太弱的预热火焰～又会使钢板得不到足够的能量～逼使减低切割速度～甚至造成切割过程中断。所以说预热火焰的强弱与切割速度的关系是相互制约的。 一般来说～切割200mm以下的钢板使用中性焰可以获得较好的切 28 割质量。在切割大厚度钢板时应使用还原焰预热切割～因为还原焰的火焰比较长～火焰的长度应至少是板厚的1.2倍以上。 ,二,、切割速度 钢板的切割速度是与钢材在氧气中的燃烧速度相对应的。在实际生产中～应根据所用割嘴的性能参数、气体种类及纯度、钢板材质及厚度来调整切割速度。切割速度直接影响到切割过程的稳定性和切割断面质量。如果想人为地调高切割速度来提高生产效率和用减慢切割速度来最佳地改善切割断面质量～那是办不到的～只能使切割断面质量变差。过快的切割速度会使切割断面出现凹陷和挂渣等质量缺陷～严重的有可能造成切割中断,过慢的切割速度会使切口上边缘熔化塌边、下边缘产生圆角、切割断面下半部分出现水冲状的深沟凹坑等等。 通过观察熔渣从切口喷出的特点～可调整到合适的切割速度。 在正常的火焰切割过程中～切割氧流相对垂直的割炬来说稍微偏后一个角度～其对应的偏移叫后拖量。速度过低时～没有后拖量～工件下面割口处的火花束向切割方向偏移。如提高割炬的运行速度～火花束就会向相反的方向偏移～当火花束与切割氧流平行时～就认为该切割速度正常。速度过高时～火花束明显后偏(见下图)。 不同切割速度的后拖量 后拖量 29 ,三,、割嘴与被切工件表面的高度 在钢板火焰切割过程中～割嘴到被切工作表面的高度是决定切口质量和切割速度的主要因素之一。不同厚度的钢板～使用不同参数的割嘴～应调整相应的高度。为保证获得高质量的切口～割嘴到被割工件表面的高度～在整个切割过程中必须保持基本一致。 2(数控火焰切割的注意事项 ,一,引线的安排 为保证工件质量～一般不在工作轮廓上直接安排穿透点,即打火点,～而是使其离开工件一段距离～经过一段切割线后再进入工件轮廓～这段线通常称之为切割引线或引入线。引入线的长度由材料的厚度和所采用的切割方法来确定～一般来讲～引线的长度随厚度增加而加长。 引入线的安排应注意如下几点: ,1, 引入线在不影响穿孔和切割的情况下～应尽可能地短～其引入方向应与切割机运行方向尽可能一致。在穿孔时飞溅的熔渣应不飞向切割机～而是向切割机起动运行的反方向飞去。 ,2, 引入线在切割工件内腔时的安排 a.直引线。在实际切割中～直引线最为常用～但在切割起、终点处容易遗留一个凹痕和小尾巴.内腔是方形时～引线一般从某一角切入～圆形内腔一般没什么要求。 b.圆引线。如果要求较高质量的切割接点～最好使用圆引线. c.引线在切割工件外形时的安排 在切割外形时～一般采用直引线。(如下图): 图14-8 图14-7 30 设计引入线～还应尽可能减少材料浪费～有时需配合套料来考虑。 ,二,热变形的控制 在切割过程中～由于对钢板的不均匀的加热和冷却～材料内部应力的作用将使被切割的工件发生不同程度的弯曲或移位——即热变形～具体表现是形状扭曲和切割尺寸偏差。由于材料内部应力不可能平衡和完全消除～所以只能采取一些措施来设法减少热变形。 ,三,钢板表面预处理 钢板从钢铁厂经过一系列的中间环节到达切割车间～在这段时间里～钢板表面难免产生一层氧化皮。再者～钢板在轧制过程中也产生一层氧化皮附着在钢板表面。这些氧化皮熔点高～不容易燃烧和熔化～增加了预热时间～降低了切割速度,同时经过加热～氧化皮四处飞溅～极易对割嘴造成堵塞～降低了割嘴的使用寿命。所以～在切割前～很有必要对钢板表面进行除锈预处理。 常用的方法是抛丸除锈～之后喷漆防锈。即将细小铁砂用喷丸机喷向钢板表面～靠铁砂对钢板的冲击力除去氧化皮～再喷上阻燃、导电性好的防锈漆。 钢板切割之前的除锈喷漆预处理已成为金属结构生产中一个不可缺少的环节。 3(数控火焰切割质量缺陷与原因分析 在实际生产过程中～经常会产生这样或那样的质量问题～一般有如下几种缺陷:边缘缺陷～切割断面缺陷～挂渣、裂纹等。 31 而造成质量事故的原因很多～如果氧气纯度保证正常～设备运行正常～那么造成火焰切割质量缺陷的原因主要表现在如下几个方面:割炬、割嘴、钢材本身质量、钢板材质。 ,一,上边缘切割质量缺陷 (1) 上边缘塌边 现象:边缘熔化过快～造成圆角塌边。 原因: ? 切割速度太慢～预热火焰太强, ? 割嘴与工件之间的高度太高或太低,使用的割嘴号太大～火焰中的氧气过剩。 (2)水滴状熔豆串(如图14-9) 图14-9 现象:在切割的上边缘形成一串水滴状的熔豆。 原因: ? 钢板表面锈蚀或有氧化皮, ? 割嘴与钢板之间的高度太小～预热火焰太强, ? 割嘴与钢板之间的高度太大。 (3)上边缘塌边并呈现房檐状(如图14-10) 图14-1014-9图14-9 现象:在切口上边缘～形成房檐状的凸出塌边。 原因: ? 预热火焰太强, ? 割嘴与钢板之间的高度太低, ? 切割速度太慢,割嘴与工件之间的高度太大～使用的割嘴号偏大～预热火焰中氧气过剩。 (4)切割断面的上边缘有挂渣(如图14-11) 现象:切口上边缘凹陷并有挂渣。 原因: ? 割嘴与工件之间的高度太大～切割氧压力太高, 32 ? 预热火焰强。 ,二,切割断面凹凸不平～即平面度差 (1)切割断面上边缘下方，有凹形缺陷(见下图14-12) 现象:在接受切割断面上边缘处有凹陷～同时上边缘有不同程度的熔化塌边。 原因: ? 切割氧压力太高, ? 割嘴与工件之间的高度太大,割嘴有杂物堵塞～使风线受到干扰变形。 (2)割缝从上向下收缩(见上图14-13) 现象:割缝上宽下窄。 原因: ? 切割速度太快, ? 割嘴与工件之间的高度太大～割嘴有杂物堵塞～使风线受到干扰变形。 (3)割缝上窄下宽(见图14-14) 现象:割缝上窄下宽～成喇叭状。 原因: ? 切割速度太快～切割氧压力太高, ? 割嘴号偏大～使切割氧流量太大, ? 割嘴与工件之间的高度太大, (4)切割断面凹陷(见图14-15) 33 现象:在整个切割断面上～尤其 中间部位有凹陷。 原因: ? 切割速度太快, ? 使用的割嘴太小～切割压力太低～割嘴堵塞或损坏, ? 切割氧压力过高～风线受阻变坏。 (5)切割断面呈现出大的波纹形状(见图14-16, 现象:切割断面凸凹不平～呈现较大的波纹形状。 原因: ? 切割速度太快, ? 切割氧压力太低～割嘴堵塞或损坏～使风线变坏, ? 使用的割嘴号太大。 (6)切口垂直方向的角度偏差(见图14-17) 现象:切口不垂直～出现斜角。 原因: ? 割炬与工件面不垂直, 图14-18 ? 风线不正。 (7)切口下边缘成圆角(见图14-18) 现象:切口下边缘有不同程度的熔化～成圆角状。 原因: ? 割嘴堵塞或者损坏～使风线变坏, ? 切割速度太快～切割氧压力太高。 图14-19 (8)切口下部凹陷且下边缘成圆角(图14-19) 现象:接近下边缘处凹陷并且下边缘熔化成圆角。 原因: 切割速度太快～割嘴堵塞或者损坏～风线受阻变坏。 ,三,切割断面的粗糙度缺陷 切割断面的粗糙度直接影响后续工序的加工质量～切断面的粗 34 糙度与割纹的超前量及其深度有关。 (1)切割断面后拖量过大(图14-20) 现象:切割断面割纹向后偏移很大～同时随着偏移量的大小而出现不同程度的凹陷。 原因: ? 切割速度太快, ? 使用的割嘴太小～切割氧流量太小～切割氧压力太低, ? 割嘴与工件的高度太大。 (2)在切割断面上半部分，出现割纹超前量(图14-21) 现象:在接近上边缘处～形成一定程度的割纹超前量。 原因: ? 割炬与切割方向不垂直～割嘴堵塞或损坏, ? 风线受阻变坏, (3)靠近切割断面下边缘处，割纹超前量太大(图14-22) 现象:在靠近切割断面下边缘处出现割纹超前量太大。 原因: ? 割嘴堵塞或损坏～风线受阻变坏, ? 割炬不垂直或割嘴有问题～使风线不正、倾斜。 ,四,挂渣 在切割断面上或下边缘产生难以清除的挂渣。 (1)下边缘挂渣(图14-23) 图14-23 现象:在切割断面的下边缘产生连续的挂渣。 原因: ? 切割速度太快或太慢～使用的割嘴号太小～ 35 切割氧压力太低, ? 预热火焰中燃气过剩～钢板表面有氧化皮锈蚀或不干净, ? 割嘴与工件之间的高度太大～预热火焰太强。 (2)切割断面上产生挂渣 现象:在切割断面上有挂渣～尤其在下半部分有挂渣。 原因: 合金成份含量太高。 ,五,裂纹 现象:在切割断面上出现可见裂纹～或在切割断面附近的内部出现脉动裂纹～或只是在横断面上可见到裂纹。 原因: 含碳量或含合金成份太高～采用预热切割法时～工件预热温度不够～工件冷却时间太快～材料冷作硬化。 十四、维护与保养 1(纵向导轨及横向导轨的导轨面在使用后必须擦净并涂油。 2(操作者休息或长时间离开机器时～应关断电源和气源。 3(切割机用完后必须放尽管内余气,关断氧气及乙炔气气源～管内余气即可排尽,。 4(氧气禁止与带油的物品部件,包括衣物、棉纱,接触～以防发生爆炸事故。 5(下班前必须检查气路系统、割枪等连接部位是否有漏气现象～一经发现～必须加以排除。 6(切割前必须检查所用割嘴号是否与所用气体及欲切割钢板厚度相符～不能超范围使用割嘴。 7(检查各种气体压力是否在允许范围内。 8(机器运行时出现较大噪音～是由于传动间隙所造成～应加以调整消除。 36 9(每个月用干毛刷清扫一次机柜侧面过滤网上的灰层。每三个月打开机柜后门～清扫一次机柜内部及各电路板上灰层。 十五、系统故障排除 按系统构成及各部分的功能～系统故障可分为主控制器故障、U盘接口故障、电机驱动器故障、电磁气阀故障、点火系统故障、机械系统故障等几大部分。除机械系统故障以外～其余各部分又可统称为电气故障。 ,1,、 机械系统故障 机械部分结构简单～几乎不会出现故障～且故障都是显而易见～对一般使用单位都不成在任何困难。但这里要强调一点: 机器运行时出现较大噪音～是由于传动间隙所造成～应加以调整消除。 ,2,、 系统电气故障排除 系统电气部分常见故障及处理方法见表16-2所示。 表16-2 系统电气常见故障及处理 故障七 故障原因 检查步骤及排除方法 外接220V1(外接插座是否接触良好，插座上是否有电; 电源未对开机时，开关2(拧开机柜面板上保险管座，检查保险管是 系统正常上指示灯不否损坏(保险管为3A); 供电 亮 3(打开机柜后门，检查各电源联接处是否有 脱落现象。 1.主控制1(打开机柜后门，从主板上电源指示灯判断开机时，液晶 板有故障 是否有电源; 显示器上无 2.接插件2(重点检查接插件是否有松开; 显示 接触不良 3(更换主控制板。 从主控制板上+24V电源指示灯判断是否有各电磁气阀机内无 +24V电源。 全部不工作 +24V电源 37 操作按键移动机器，观察主控制板上指示主控制板 无信号输灯，判断故障是否出在主控制板上; 机器在X及Y 出 用电表检查电机驱动器上是否有电源。 向均不能移 无步进电 动 机驱动电 源 1(进入氧炔焰切割方式，使各电磁阀进入工1(相应控 作状态，打开柜门，从切割控制板上相应指制或驱动 示灯，判断是否有相应控制信息; 部分电磁阀电路损坏 2(控制板上有对应驱动电路 ,在“试火” 或 不工作 2(接触不“切割”时观察主控板上对应指示灯是否点良 亮，并仔细聆听是否有电磁阀动作声音，从3(阀损坏 而判断故障所在部位。 观察主板，在不该打开阀门时，主板对应 指示灯是否点亮; 1.相应控 在“试火” 或“切割”时仔细聆听是否有电氧气或乙炔制或驱动 气漏气 电路损坏 磁阀打开和关闭的动作声音; 2.阀故障 卸开对应电磁阀，检查阀心是否被卡死或 密封垫损坏。 1(用明火在喷火嘴处检查“试火” 或“切割” 操作的开始1秒钟内是否有乙炔喷出来。 1.点火乙 2(检查火花塞上是否有积碳; 炔阀未开 3(卸下火花塞，并将其放置到机架上，使火不能自动点 启 花塞外壳与机架接触导通，观察火花塞在点火 2.点火器火时是否有火花。 不点火 38 用移动操作使机器移动，从指示灯上观察1.切割控 制板上无主控制板上是否有相应控制信号输出; 机器在X及Y移动控制 从控制柜里卸下驱动电机，观察电机是否向上有一个信号 有转动; 方向不能移2.对应驱 动 动器有故 障 十六 、自动调高 当设备配臵了自动调高装臵时～切割过程中系统即可自动调整割炬高度～以保证割嘴与待切板材的距离。 “向上”、“向下”键用于调整割炬的高度。键松开～割炬升降停止。此两键的作用～与控制柜面板上的“上调”、“下调”键作用完全相同。 “自动”键用于测试进入自动调高控制时～割嘴距离钢板的自动调节高度。按下“自动”键～割炬自动升或降～并停止于某自动调高的高度。此时再调整“高度调节”旋钮～割炬高度发生变化。以此方法将割炬调至合适高度～设备进入自动切割时～控制系统将按此时割嘴离钢板的距离来进行自动调高控制。 实际切割时～可通过面板上的调高控制方式选择开关来选择自动调高控制和半自动调高控制。半自动调高控制～是指进入切割时～自动调高系统不根据钢板自动调整割炬高度～而是由操作人员可根据需要通过控制柜面板上的“上调”和“下调”按键来随时调整割炬高度。 对配臵有自动调高装臵的系统～系统在预热结束～打开切割氧之前～首先将割炬提升一定高度～这样有利于提高割嘴的寿命～减少割嘴堵塞。当配臵有多把割炬及调高装臵时～需通过控制柜面板上割炬选择按钮来选择对其进行的“上调”和“下调”操作及切 39 割过程的自动控制。这些键为带锁按键～按下则被选择,再按则 键弹起而被撤销。 40