一、前言
數(shù)控火焰切割機擁有很大的優(yōu)勢，其原理也是較為科學(xué)的，但是要想進一步的提高其切割的能力，就必須進行更加細致的分析和研究，通過分析和研究其切割原理來提高其能力。
二、火焰切割原理
氧乙炔切割的原理其實就是利用氧氣和熾熱的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的熱量將金屬熔化吹走，因而其進行金屬切割時有一定的局限性，如果氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不夠，難以熔化金屬的話，那么切割便會失敗；這就決定了氧乙炔火焰切割只能切割低碳鋼這樣的金屬材料，如果對高碳鋼和鑄鐵進行切割時，雖然也能勉強進行，但切口質(zhì)量會受到影響而變差。
三、數(shù)控系統(tǒng)的簡介和組成
1、數(shù)控技術(shù)的簡介
數(shù)控技術(shù)就是數(shù)字程序控制技術(shù)，利用現(xiàn)代化的數(shù)字計算技術(shù)實現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備的控制。數(shù)控機床就是數(shù)控技術(shù)的具體載體，它把對設(shè)備的控制信息用機器碼形式輸入微機控制中心，再由控制中心解讀機器碼，進而依靠傳輸機構(gòu)傳遞給設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備的動作。數(shù)控切割機也就是終端控制設(shè)備是切割機，利用切割機切割各種零件。數(shù)控技術(shù)解決了人工不能控制復(fù)雜的零件加工，提高了設(shè)備的精確度，尤其是精密儀器的制造。同時，數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)了成批量生產(chǎn)，改善工人的工作環(huán)境，提高了安全系數(shù)。
數(shù)控技術(shù)在機械制造業(yè)的應(yīng)用是人類二十世紀最重大的技術(shù)進步。數(shù)控技術(shù)也是人類進入現(xiàn)代化制造業(yè)的標(biāo)志，這些最終得益于計算機以及控制技術(shù)的進步。不得不承認數(shù)控技術(shù)起源于美國等西方國家，大多數(shù)的技術(shù)也都源于西方，現(xiàn)在數(shù)控機床的生產(chǎn)廠家大多也是西方，國內(nèi)的技術(shù)和設(shè)備雖有很大進步但產(chǎn)品還不是主流產(chǎn)品。
2、數(shù)控技術(shù)的組成
（一）硬件系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分是工作的基礎(chǔ)部分，它首先基于工業(yè)PC機，在PC機的控制主板上留有許多擴展槽，可以插入選用的控制模塊，插入模塊即可組成控制中心。在這里我們以PMAC為例說明，工控機的主板上的CPU和PMAC組成雙微控制器系統(tǒng)。這兩個CPU各有自己的工作，PMAC主要是完成對機床的控制，包括機械軸的運動、面板控制和信息的采集以及模數(shù)轉(zhuǎn)化。控制機部分則要完成對整個系統(tǒng)的管理，包括各個部分的協(xié)調(diào)以及控制部分的輸入。對于PMAC部分還必須有相應(yīng)的輸入輸出接口，以及伺服驅(qū)動單元，伺服電機、編碼器等，對于工控機還要有足夠的存儲空間，另外控制部分對電源的要求很高，電力部分以及備用電源也是必不可少的。
（二）軟件組成，現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)都是前后臺的結(jié)構(gòu)，對于軟件部分也相應(yīng)的分為前臺和后臺程序。前臺部分多為PMAC的實時控制軟件程序，包括補模塊、伺服驅(qū)動模塊、PLC監(jiān)控模塊、加工程序解釋模塊、數(shù)據(jù)采集及數(shù)字化加工模塊等，當(dāng)然這部分很靈活，根據(jù)實際的需要可以添加其他的部分。后臺程序主要是為了管理服務(wù)，主要實現(xiàn)控制程序的初始化，參數(shù)輸入以及系統(tǒng)管理、CPU間的通訊等等。
四、合理的切割程序
數(shù)控切割機是由計算機采取實時控制來完成自動切割的, 其識別的是程序, 所以零件在鋼板上的編程方法對切割件加工質(zhì)量起著決定性的作用。
1、切割順序的影響
切割順序是指對鋼板上若干大小嵌套的套排零件依次進行切割的順序。一般應(yīng)遵循“ 先內(nèi)后外,先小后大”的原則, 即先切割割件的內(nèi)輪廓(或內(nèi)輪廓中嵌套的零件), 后切割外輪廓；先切割面積小的零件, 后切割大尺寸零件, 否則, 在已脫離母板而靠自重又不足以維持可靠定位的鋼板上切割內(nèi)輪廓或其它小零件, 會造成進一步變形, 從而報廢。
2、切割方向的影響
正確的切割方向應(yīng)該保證最后一條割邊與母板大部分脫離, 如果過早地與母板大部分分離, 則周邊的邊角框不足以抵抗切割過程中出現(xiàn)的熱變形應(yīng)力, 造成切割件在切割過程中移位, 出現(xiàn)尺寸超差。
3、起火點的選擇
一般情況下, 切割件的起火點在鋼板邊沿外已切割零件的割縫中間最理想。距離大會使鋼板穿孔，鐵屑飛濺，易堵塞割嘴造成回火, 影響割口質(zhì)量, 降低割嘴壽命和生產(chǎn)效率；距離太小時, 會傷及已割零件, 出現(xiàn)廢品。
五、提高數(shù)控火焰切割機切割能力的控制方法
切割質(zhì)量包括工件的尺寸精度，割縫寬度，切口坡度，切口粗糙度和切割的熱變形等。數(shù)控等離子切割機屬于數(shù)控加工設(shè)備，其組成部分和數(shù)控機床類似，由數(shù)控裝置，機架，XY軸傳動機構(gòu)，工作臺和切割頭部件組成。雖然數(shù)控火焰切割機是數(shù)控機床，但其加工質(zhì)量不僅取決于機床本身的定位精度，還取決于切割加工工藝。在實際加工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，大部分都是由火焰切割的工藝方法決定的，所以要著重從切割工藝參數(shù)改進上提高切割質(zhì)量。提高切割質(zhì)量主要有以下方法：
1、保證數(shù)控機床本身的定位精度。在正常使用中，如果工件尺寸誤差如果迅速變大，具體誤差量可通過在割槍上裝上劃針，運行標(biāo)準(zhǔn)程序進行劃線檢查。解決方案重點檢查機床機械精度和電子精度，比如機床導(dǎo)軌的直線度，平行度和水平度，切割平臺的水平度，還要檢查伺服驅(qū)動系統(tǒng)等，找出誤差增大原因進行解決，機床本身精度是比較容易保證的。
2、選擇合適的電流和噴嘴。首先應(yīng)該保證有穩(wěn)定的電壓和電流。切割電流是最重要的工藝參數(shù)，其決定了切割的速度和寬度，即切割能力。在確定的電源條件下，選擇適當(dāng)?shù)碾娏鳎饕歉鶕?jù)材料的厚度選擇電流大小，在實際生產(chǎn)中希望用最大的電流，以達到高的切能力，但電流過大會對切割質(zhì)量造成不利影響，主要是對切口變寬的影響，切口寬度是評價切割機質(zhì)量的重要參數(shù)，電流過大會使切口變寬，造成材料和能耗浪費，同時會增大工件的熱變形量。對噴嘴也會產(chǎn)生不良影響，使噴嘴熱負荷增大，噴嘴更易損傷，從而造成電弧不穩(wěn)，切割質(zhì)量也隨之下降，因此要根據(jù)切割厚度正確選擇大小合適的電流和相應(yīng)的噴嘴。
3、選擇合適的切割速度。切割的材料不同，熔點不同，導(dǎo)熱系數(shù)不同，熔化后的表面張力不同，工件厚度不同，受到以上這些因素的影響，切割速度也不相同。合適的切割速度可以改善切口質(zhì)量，使切口平整，并略微變窄。切割速度如果過快會導(dǎo)致熔化金屬不能立即吹除，會使切口表面質(zhì)量下降，切割面坡度增大，出現(xiàn)掛渣現(xiàn)象，甚至切割不完全。切割速度過低的話，會使切口兩側(cè)過多金屬熔化并積聚在切口底部，凝固形成難以清理的掛渣，同時切口也會變寬，甚至導(dǎo)致電弧熄滅。針對不同的材料，最佳的切割速度可根據(jù)設(shè)備說明和工件的實際情況來確定，也可以通過多次試驗來選擇合適的切割速度。
4、工作氣體壓力與切割速度的匹配。在噴嘴孔徑一定的情況下，工作氣體壓力就決定了氣體流量，過大的氣壓會帶走更多的切割火焰能量，導(dǎo)致切割能力下降，過小的氣壓使切割火焰的挺直度下降，導(dǎo)致切割能力下降，同時容易掛渣。工作氣壓和切割速度都會對切割能力產(chǎn)生影響，兩者共同起作用，所以要使兩者很好的匹配，具體氣壓值的確定可參考設(shè)備說明，再結(jié)合試驗選擇合適的氣壓。
六、提高切割下料效率的方法
對數(shù)控切割下料進行誤差分析的最終目的是提高切割效率，為企業(yè)帶來更多的利潤。因此本文對提高切割下料效率的方法進行了一些總結(jié)。
1、套料切割。選擇套料的方案的準(zhǔn)則是，鋼板受熱均勻，不同割件的變形互為補償，選擇正確切割方向和順序，采用共邊切割。
2、借邊切割。借邊切割是節(jié)省加工件的有效方法，合理的運用，穿一次孔完成多個零件的連續(xù)切割，提高了切割效率。
3、合理設(shè)置穿孔起點和加工件的距離。通過使用經(jīng)驗總結(jié)得知，距離設(shè)置為割嘴的半徑和直徑之間較為合適，這樣可以減少穿孔和預(yù)熱時間以及氧氣的使用量。
六、結(jié)束語
數(shù)控火焰切割機的切割能力受到了很多因素的影響，因此我們在研究的時候也不能將這些因素隔離開來分析，要統(tǒng)籌兼顧的對所有因素進行分析。
