一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法，包括以下步驟：建立氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)；在切割開(kāi)始前，在數(shù)控系統(tǒng)中輸入板厚H、電流I、切割速度S參數(shù)，查找氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)匹配氣體流量Φ1；在切割過(guò)程中，檢測(cè)實(shí)際的氣體流量信號(hào)Φ2，控制單元經(jīng)過(guò)比較后，得出實(shí)際氣體流量Φ2以及流量偏差ΔΦ；通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用流量偏差ΔΦ控制氣閥，使流量偏差ΔΦ趨于零。本發(fā)明還涉及一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制系統(tǒng)，包括數(shù)控系統(tǒng)、氣閥、氣檢測(cè)開(kāi)關(guān)、傳感器、割槍?zhuān)€包括電源控制板，所述電源控制板包括控制單元和存儲(chǔ)器，所述控制單元連所述存儲(chǔ)器；所述數(shù)控系統(tǒng)、電源控制板、氣檢測(cè)開(kāi)關(guān)、氣閥依次相連后再連傳感器和割槍?zhuān)凰隹刂茊卧退鰝鞲衅飨噙B。使切割氣體流量和切割電流、切割速度實(shí)現(xiàn)最佳匹配，具有保證等離子射流的穩(wěn)定形成，電弧穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣等離子切割機(jī)及控制方法，尤其是提高大功率空氣等離子切割機(jī)引弧成功率和切割質(zhì)量的氣體流量控制方法及其系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】
空氣等離子切割機(jī)主要應(yīng)用于金屬、非金屬切割，屬于空氣等離子切割設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】?？諝獾入x子弧切割是利用高能量密度壓縮電弧產(chǎn)生的高溫高速熱流進(jìn)行的切割方法，其原理主要是依靠高溫高速的等離子弧及其焰流，把部分金屬熔化及蒸發(fā)，并吹離基體，隨著等離子弧割炬的移動(dòng)而形成割縫。利用壓縮空氣作為等離子弧切割的離子氣，氣體來(lái)源方便，切割成本低，而且切割速度高，切口質(zhì)量好，已經(jīng)發(fā)展成為等離子切割方法中應(yīng)用最為廣泛的一種。尤其，大功率空氣等離子切割機(jī)和數(shù)控配套成數(shù)控切割系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)、造船業(yè)、裝飾裝修業(yè)以及各種板材加工業(yè)等。
[0003]然而，大功率空氣等離子切割機(jī)切割時(shí)電流大，達(dá)到200-300A，所以切割時(shí)等離子氣體流量要求大，但是，引弧時(shí)的氣體流量要小，如果引弧時(shí)氣體流量過(guò)大，則會(huì)造成引弧困難或不能引弧。而且，引弧時(shí)的氣體流量和初始定位聞度有關(guān)，初始定位聞度越聞，引弧時(shí)的氣體流量就要求大些，反之，引弧時(shí)的氣體流量就要求小些。
[0004]同時(shí)，切割氣體既要保證等離子射流的形成，又要保證去除切口中的熔化金屬盒氧化物，過(guò)大的氣體流量會(huì)帶走更多的電弧熱量，使得射流的長(zhǎng)度變短，導(dǎo)致切割能力的下降和電弧不穩(wěn)，過(guò)小的氣體流量則使等離子弧失去應(yīng)有的挺直度而使切割深度變淺，同時(shí)也容易產(chǎn)生掛渣；所以，氣體流量一定要與切割電流和速度很好的配合。而現(xiàn)有的等離子切割機(jī)氣體流量的控制完全依靠人工設(shè)置，依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，有時(shí)需要反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，浪費(fèi)時(shí)間和材料，如果流量設(shè)置不當(dāng)，還會(huì)給加工質(zhì)量帶來(lái)影響，給成品的使用和交付帶來(lái)煩惱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法及其系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法包括以下步驟:
步驟一，建立氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)，所述氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)包括切割氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)和引弧氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)，所述切割氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)包括多組氣體流量Φ、切割速度S、切割電流I的數(shù)據(jù)，所述引弧氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)包括多組引弧氣體流量Oy、割槍的初始定位高度L數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)存于存儲(chǔ)器中，所述存儲(chǔ)器和控制單元相互連接后由數(shù)控系統(tǒng)控制；
步驟二，在切割開(kāi)始前，在數(shù)控系統(tǒng)中輸入板厚H、電流1、切割速度S參數(shù)，并將所述參數(shù)發(fā)給控制單元，控制單元根據(jù)電流和切割速度，查找氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)匹配氣體流量Φ1 ;
步驟三，在切割過(guò)程中，檢測(cè)實(shí)際的氣體流量信號(hào)Φ2，控制單元經(jīng)過(guò)比較后，得出實(shí)際氣體流量Φ2以及匹配氣體流量ΦI和實(shí)際氣體流量Φ2的流量偏差Δ Φ ；
步驟四，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用流量偏差△ Φ控制氣閥，使流量偏差△ Φ趨于零，即控制實(shí)際氣體流量Φ2盡量接近或等于匹配氣體流量ΦI ;進(jìn)一步，將實(shí)際氣體流量Φ2的模擬信號(hào)送入控制單元進(jìn)行A/D采樣之后，進(jìn)行濾波和運(yùn)算；
進(jìn)一步，所述流量偏差ΛΦ經(jīng)過(guò)遇限削弱積分PI控制算法運(yùn)算，運(yùn)算后的流量偏差Δ Φ作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣體流量偏差調(diào)節(jié)量，經(jīng)過(guò)D/A后控制氣閥；
進(jìn)一步，氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)中切割氣體流量Φ用最小二乘法建立的分段線性擬合曲線計(jì)算，具體如下:
取
【權(quán)利要求】
1.一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一，建立氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)，所述氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)包括切割氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)和引弧氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)，所述切割氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)包括多組氣體流量Φ、切割速度S、切割電流I的數(shù)據(jù)，所述引弧氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)包括多組引弧氣體流量Oy、割槍的初始定位高度L數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)存于存儲(chǔ)器中，所述存儲(chǔ)器和控制單元相互連接后由數(shù)控系統(tǒng)控制； 步驟二，在切割開(kāi)始前，在數(shù)控系統(tǒng)中輸入板厚H、電流1、切割速度S參數(shù)，并將所述參數(shù)發(fā)給控制單元，控制單元根據(jù)電流和切割速度，查找氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)匹配氣體流量Φ I ; 步驟三，在切割過(guò)程中，檢測(cè)實(shí)際的氣體流量信號(hào)Φ2，控制單元經(jīng)過(guò)比較后，得出實(shí)際氣體流量Φ2以及匹配氣體流量Φ1和實(shí)際氣體流量Φ2的流量偏差Δ Φ ； 步驟四，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用流量偏差△ Φ控制氣閥，使流量偏差△ Φ趨于零，即控制實(shí)際氣體流量Φ2盡量接近或等于匹配氣體流量Φ I。
2.如權(quán)利要求1所述的一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法，其特征是，將實(shí)際氣體流量Φ2的模擬信號(hào)送入控制單元進(jìn)行A/D采樣之后，進(jìn)行濾波和運(yùn)算。
3.如權(quán)利要求1所述的一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法，其特征是，所述流量偏差△ Φ經(jīng)過(guò)遇限削弱積分PI控制算法運(yùn)算，運(yùn)算后的流量偏差△ Φ作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣體流量偏差調(diào)節(jié)量，經(jīng)過(guò)D/A后控制氣閥。
4.如權(quán)利要求1所述的一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制方法，其特征是，氣體流量數(shù)據(jù)庫(kù)中切割氣體流量Φ用最小二乘法建立的分段線性擬合曲線計(jì)算，具體如下:
5.一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制系統(tǒng)，包括數(shù)控系統(tǒng)、氣閥、氣檢測(cè)開(kāi)關(guān)、傳感器、割槍?zhuān)涮卣魇牵€包括電源控制板，所述電源控制板包括控制單元和存儲(chǔ)器，所述控制單元連所述存儲(chǔ)器；所述數(shù)控系統(tǒng)、電源控制板、氣檢測(cè)開(kāi)關(guān)、氣閥依次相連后再連傳感器和割槍?zhuān)凰隹刂茊卧退鰝鞲衅飨噙B。
6.如權(quán)利要求5所述的一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制系統(tǒng)，其特征是，所述氣閥包括相互并聯(lián)的切割氣體氣閥和引弧氣體氣閥。
7.如權(quán)利要求5所述的一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制系統(tǒng)，其特征是，所述割槍連自動(dòng)調(diào)高裝置，所述自動(dòng)調(diào)高裝置分別連數(shù)控系統(tǒng)和電源控制板。
8.如權(quán)利要求5所述的一種空氣等離子切割機(jī)氣體流量控制系統(tǒng)，其特征是，所述傳感器是氣體流量 傳感器。
【文檔編號(hào)】B23K10/00GK103920979SQ201410180234
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月1日
【發(fā)明者】陳軍根, 謝越群 申請(qǐng)人:湖南超宇科技有限公司