数控火焰切割机应用.doc

数控火焰切割机应用朱建新 李景峰纯碱公司 制修车间 摘要：通过引进先进的板材切割设备，提高了生产效率，取得了较好的使用效果，掌握了 先进的板材下料技术，对数控机床有了初步了解。 关键词：板材切割 数控火焰切割机 故障处理 数控机床 板材切割是焊接成品加工过程中的首要步骤，也是保证焊接质量的重要工序。作为机械加工的首道工序，板材切割应用也很广泛。利用先进的现代切割技术，不但可以保证产品的焊接质量，提高劳动生产率，同时也使得企业产品的制造成本大幅度下降，缩短产品生产周期。随着新产品、新工艺、新技术的广泛运用。智能化精密切割将成为切割行业今后发展的趋势。制修车间于2011年引进一套HBD-LM4000数控火焰切割机用于板材下料，取得了较好的使用效果，现将一些使用心得与大家交流。1 设备简介1.1主要用途与适用范围 数控火焰切割机是一种将电脑控制、精密机械传动、氧、燃气切割三者技术相结合的高效率、高精度、高可靠的热切割设备。数控火焰切割机是专门用于金属板材下料的数控设备，如果再配用等离子切割装置，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Ra12.5，切割后的割口面一般情况下不需要进行表面加工，具有自动化程度高、使用方便、精度好、可靠性强等优点，广泛适用于各种机械制造业中金属板材的下料切割。1.2产品性能优势 1.2.1 不需编程 标配专用汉化图形转换软件，可将CAD图形直接转换成切割加工代码，配U盘接口。CAD设计图形经软件转化，存入U盘可以直接接入切割机控制系统实现图形切割，完全不需手工编程。当然，简单图形可以在现场直接输入。1.2.2 操作维护傻瓜型 标配工业液晶显示屏，整个系统全中文操作。操作系统软件随时提示各项操作方法，因而操作人员不需培训，不需看使用说明书即可进行各项操作，使用非常简单方便，主控制板上带有各种故障指示灯，故障诊断一目了然，整机维护方便快捷。1.2.3 优良的加减速性能切割过程中加减速，没有任何停顿；高速时，拐弯处可自动平稳减速，从而更好地提高了切割质量。1.2.4 割缝补偿具有割缝自动补偿功能，保证成品的精度。 1.2.5 模块化设计系统采用模块化设计，可靠性高，可故障自诊断，维修更换方便。 1.2.6 通用性好操作者也可以采用国际通用G代码编程，采用绝对坐标编程，没有累积误差。 1.2.7 两用 可根据用户所需，选配等离子和火焰两种切割方式。1.3 设备主要技术特性导轨间距有效切割宽度导轨长度有效切割长度火焰割炬4000mm3200mm14000mm12800mm2组火焰切割厚度整机运行速度驱动方式自动调高行程控制轴数6-200mm0-4000mm/min双边驱动0-230mm2轴联动轴数最小位移单位可编程输入可编程输出2轴0.01mm16点16点1.4总体结构数控切割机由机械部分、气路切割部分、电气部分组成。机械部分包括纵向导轨、底架、横向导轨、横梁、纵向传动机构、横行传动机构、自动调高机构。气路部分包括氧气及乙炔气气管、割枪、电磁阀、自动点火装置。电气部分包括电源供给、数控系统、伺服系统、自动调高控制系统。根据实物绘出的电气控制示意图如图1。作为关键技术的数控系统采用北京斯达微步控制技术公生产的SH-2200H-QG切割机数控系统，使用PC104总线高性能工控机，使用松下MCDH3520E 伺服控制器。图1数控火焰切割机电气控制示意图2 故障处理数控火焰切割机投入使用后，由于产品设计制造缺陷和操作不当出现过一些故障，现就故障症状及处理过程简述如下。2.1 Y向驱动机构故障运行数控切割机，X向运动正常，Y向无运动。检查Y向驱动机构，只有南侧电机运行，北侧电机不动，北侧减速机齿轮上移，齿轮有变形，电机支撑板变形，驱动器上显示报警代码“ERR21”。查相关手册，报警代码21表示编码器通讯出错。插拔驱动器插头恢复正常，关柜门时碰到插头电缆，Y向运动又无。更换插头后故障消除。询问厂家，Y向驱动机构两个电机机械和电气上均不能连锁。当一边驱动机构故障停车，而另一边仍然正常运行，使两边运行不同步，造成传动机构损坏和XY方向不垂直降低切割精度。为消除双边驱动极易损坏传动机构隐患，咨询厂家后将双边驱动改为单边驱动，使用效果良好。2.2 X向驱动机构故障运行数控切割机切割法兰时，X向运动无，导致设备按直线运行，出现废品。检查横行驱动机构电机不运行，驱动器上显示报警代码“ERR21”。停机退出系统，断电后再上电进入系统，故障自动消失。次故障反复出现。将通讯电缆屏蔽层与X6插头连接后故障消除。2.3 系统故障 操作者开动设备，走轮廓时，北侧枪触碰限位开关未停，撞到机箱上。X向电机支撑架变形，2件滚轮滑块变形。分析原因：在走轮廓情况下枪体触碰“X”限位开关后尽管屏幕显示“X”限位，报警，但不能停止运行，造成撞车。走轮廓向X+方向运行，撞限位立即起作用。及时向厂家反映，确认为是系统生产厂家的操作系统缺陷。2.4切割法兰时圆度超差在进行法兰下料作业时，切割1150外圆，圆度误差均为10，误差分布方向均与纵向成45有规律分布。检测X向与Y向导轨的垂直度，用点动增量法行走32米矩形，测量对角线误差为30，显然这是切割出现椭圆的原因。松开横梁和底架的紧固螺栓，调整相互间角度后，使X和Y向导轨垂直，重新测量行走出的矩形对角线误差至2mm以内为合格。2.5其他故障在使用时还出现过下述故障：自动调高机构通讯中断、控制器损坏，轴承损坏，点火装置堵喷嘴，割枪与工件碰撞导致导轨滑块损坏，程序紊乱。这些故障主要是操作者粗心操纵导致。通过更换新零件进行修复。3. 使用体会制修车间使用数控切割机主要用于法兰下料。切割厚度10-60mm。也应用于形状比较复杂机件切割。制修车间进行板材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。使用小车式半自动切割机，切割工件的质量较好，只适合切割直线。数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割效率、质量，减轻操作者的劳动强度。经过一年的推广使用，得到了操作者认可。数控切割在切割质量，精度控制方面有较大优势，通过今后对加强割缝宽度及补充、切割工艺路线程序编制、热变形影响的研究，争取在利用数控切割进行精密切割方面取得成果，以不切割或少余量获得高质量成品或毛坯。4. 数控机床设备应用前景 数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业应用已经非常普遍。随着现代制造技术的发展，小批量生产和维修性质车间企业选用数控设备已是大势所趋。数控机床尽管对维护、操作人员的知识和能力要求较高，但数控机床具有适应性强，适合单件、小批量复杂工件的加工，加工精度高，生产效率高，劳动强度低，自动化程度高等优点，如果合理使用，会取到良好的经济效益。有人预言代表数控技术的数控车床十年内取代