[科普中國]-數(shù)控切割

所謂數(shù)控切割，就是指用于控制機(jī)床或設(shè)備的工件指令（或程序），是以數(shù)字形式給定的一種新的控制方式。將指令提供給數(shù)控自動切割機(jī)的控制裝置時，切割機(jī)就能按照給定的程序，自動地進(jìn)行切割。數(shù)控切割技術(shù)是傳統(tǒng)加工工藝與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)、計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。數(shù)控切割由數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)械構(gòu)架兩大部分組成。與傳統(tǒng)手動和半自動切割相比，數(shù)控切割通過數(shù)控系統(tǒng)即控制器提供的切割技術(shù)、切割工藝和自動控制技術(shù)，能夠有效控制和提高切割質(zhì)量和切割效率。

定義數(shù)控切割：是指數(shù)控火焰、等離子、激光和水射流等切割機(jī)，根據(jù)數(shù)控切割套料軟件提供的優(yōu)化套料切割程序進(jìn)行全時、自動、高效、高質(zhì)量、高利用率的數(shù)控切割。數(shù)控切割代表了現(xiàn)代高科技的生產(chǎn)方式，是先進(jìn)的優(yōu)化套料計算技術(shù)與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)和切割機(jī)械相結(jié)合的產(chǎn)物。

優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)控套料軟件通過計算機(jī)繪圖、零件優(yōu)化套料和數(shù)控編程，有效提高了鋼材利用率，提高了切割生產(chǎn)準(zhǔn)備的工作效率。數(shù)控切割機(jī)則通過數(shù)控系統(tǒng)即控制器提供的切割技術(shù)、切割工藝和自動控制技術(shù)，有效控制和提高切割質(zhì)量和切割效率。

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缺點(diǎn)：數(shù)控切割由于切割效率更高，套料編程更加復(fù)雜，如果沒有使用或是沒有使用好優(yōu)化套料編程軟件，鋼材浪費(fèi)就會更加嚴(yán)重，導(dǎo)致切得越快，切得越多，浪費(fèi)越多。數(shù)控系統(tǒng)即控制器，是數(shù)控切割機(jī)的心臟，如果沒有使用好數(shù)控系統(tǒng)，或是數(shù)控系統(tǒng)不具備應(yīng)有的切割工藝和切割經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致切割質(zhì)量問題，從而降低切割效率，造成鋼材的浪費(fèi)，也就喪失了數(shù)控切割的自動化，高效率，高質(zhì)量和高利用率的先進(jìn)性。

數(shù)控切割技術(shù)數(shù)控切割技術(shù)是在精密快速切割工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)自動化的高效切割技術(shù)。數(shù)控切割技術(shù)的重要部分是數(shù)控切割機(jī)，數(shù)控切割機(jī)由數(shù)控系統(tǒng)、編程系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)及機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)等部分組成。

數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是切割機(jī)的重要組成部分，它由計算機(jī)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

（1）計算機(jī)系統(tǒng)由計算機(jī)主機(jī)、顯示器及鍵盤組成。

（2）伺服系統(tǒng)是在計算機(jī)控制下對電動機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的無級調(diào)速。因鋼板切割現(xiàn)場條件較差，切割速度不高，故伺服系統(tǒng)多采用交流伺服系統(tǒng)。交流伺服系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，尤其在低速情況下，優(yōu)點(diǎn)更為突出。

（3）控制單元是計算機(jī)與手控切換，將手控和計算機(jī)控制信號進(jìn)行邏輯處理的中心，即發(fā)出控制信號的中心，以實(shí)現(xiàn)計算機(jī)、各電動機(jī)及各電磁氣閥的控制。

（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各電動機(jī)和各電磁氣閥等。

編程系統(tǒng)編程系統(tǒng)是為數(shù)控切割機(jī)開發(fā)的零件編程及套料的計算機(jī)輔助系統(tǒng)?？砂颜麄€生產(chǎn)過程（包括輔助過程）形成一個整體并系統(tǒng)地組織起來。用戶可在相互問答方式下，利用系統(tǒng)提供的多種圖形輸入手段，方便靈活地建立編輯零件圖形及實(shí)現(xiàn)鋼板套料。使現(xiàn)代生產(chǎn)手段與現(xiàn)代管理融為一體。編程機(jī)將程序編好在軟盤上面后輸人切割機(jī)的控制系統(tǒng)，啟動切割機(jī)即可進(jìn)行切割。也可在切割機(jī)上進(jìn)行簡單編程。

氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)包括各供氣管路、閥門、減壓器、壓力表及電磁氣閥。各氣路的通斷均預(yù)先調(diào)好后由控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制實(shí)現(xiàn)自動通斷。

機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)由橫梁、沿座、減速機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)等組成。由于實(shí)現(xiàn)了自動控制，對機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)的精度提出了更高的要求。如機(jī)械運(yùn)行直線度：10m±0.2mm。

由于采用了計算機(jī)控制系統(tǒng)?？墒拐麄€切割生產(chǎn)過程：包括鋼板的校平、噴丸除銹、涂漆、烘干、切割零件編程套料、噴粉劃線、零件切割、編號入庫等全部實(shí)現(xiàn)自動化管理。這樣就極大的提高了生產(chǎn)效率。配以精密快速切割工藝，切割質(zhì)量可達(dá)機(jī)加工的Ra12.5μm、Ra6.3μm。使切割由機(jī)械下料躍為機(jī)械加工的一種工藝方法。

數(shù)控切割方式切割機(jī)分為激光切割機(jī)、等離子切割機(jī)、火焰切割機(jī)。激光切割機(jī)為效率最快，切割精度最高，切割厚度一般較小。等離子切割機(jī)切割速度也很快，切割面有一定的斜度?；鹧媲懈顧C(jī)針對于厚度較大的碳鋼材質(zhì)。1

激光切割方式切割品質(zhì)：傾角優(yōu)秀、受熱影響的區(qū)域小。基本無熔渣在最窄彎度條件下可達(dá)到良好至優(yōu)秀的精細(xì)切割效果 生產(chǎn)能力：割炬可快速脫開，提高了生產(chǎn)效率、切割厚度低于6mm的的金屬材料時速度極快，金屬越厚，速度越慢、金屬越厚，穿孔時間越長。一般激光切割運(yùn)用在非金屬切割金屬方面只有高精密的會使用激光切割！
運(yùn)行成本：由于切割較厚材料時電力、氣體的消耗、維護(hù)成本高以及切割速度相對低，導(dǎo)致單次操作的成本高
維護(hù)方式：需要專業(yè)技術(shù)人員完成復(fù)雜的維護(hù)工作！

等離子切割方式切割品質(zhì)：傾角優(yōu)秀、受熱影響的區(qū)域小、基本無熔渣、良好至優(yōu)秀的精細(xì)切割效果
生產(chǎn)能力：切割各種厚度的金屬材料時速度均極快、穿孔速度極快
運(yùn)行成本：易損件使用壽命長，生產(chǎn)效率良好，切割品質(zhì)優(yōu)秀，導(dǎo)致單次操作的成本比其他技術(shù)低
維護(hù)方式：通常可由廠內(nèi)維護(hù)小組對許多組件進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)

火焰切割方式
切割品質(zhì)：傾角好、受熱影響的區(qū)域大、熔渣量大，需要返工
生產(chǎn)能力：切割速度慢、預(yù)熱時間會增加穿孔次數(shù)
運(yùn)行成本：生產(chǎn)效率低下且需返工、導(dǎo)致單次操作的成本比等離子高
維護(hù)方式：通常可由廠內(nèi)維護(hù)小組進(jìn)行簡單的維護(hù)

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

方正 - 副教授 - 江南大學(xué)