[實用新型]一種空氣等離子切割氣體流量控制系統

有效

• 申請號: 201420218970.4
• 申請日: 2014-05-01
• 公開（公告）號: CN203804400U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 陳軍根;謝越群
• 申請（專利權）人: 湖南超宇科技有限公司
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種空氣等離子切割機，尤其是提高大功率空氣等離子切割機引弧成功率和切割質量的氣體流量的控制系統。

背景技術

空氣等離子切割機主要應用于金屬、非金屬切割，屬于空氣等離子切割設備技術領域。空氣等離子弧切割是利用高能量密度壓縮電弧產生的高溫高速熱流進行的切割方法，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，并吹離基體，隨著等離子弧割炬的移動而形成割縫。利用壓縮空氣作為等離子弧切割的離子氣，氣體來源方便，切割成本低，而且切割速度高，切口質量好，已經發展成為等離子切割方法中應用最為廣泛的一種。尤其，大功率空氣等離子切割機和數控配套成數控切割系統，廣泛應用于汽車制造業、造船業、裝飾裝修業以及各種板材加工業等。

然而，大功率空氣等離子切割機切割時電流大，達到200-300A，所以切割時等離子氣體流量要求大，但是，引弧時的氣體流量要小，如果引弧時氣體流量過大，則會造成引弧困難或不能引弧。而且，引弧時的氣體流量和初始定位高度有關，初始定位高度越高，引弧時的氣體流量就要求大些，反之，引弧時的氣體流量就要求小些。

同時，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，過大的氣體流量會帶走更多的電弧熱量，使得射流的長度變短，導致切割能力的下降和電弧不穩，過小的氣體流量則使等離子弧失去應有的挺直度而使切割深度變淺，同時也容易產生掛渣；所以，氣體流量一定要與切割電流和速度很好的配合。而現有的等離子切割機氣體流量的控制完全依靠人工設置，依靠經驗進行，有時需要反復多次實驗，浪費時間和材料，如果流量設置不當，還會給加工質量帶來影響，給成品的使用和交付帶來煩惱。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種空氣等離子切割氣體流量控制系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是，包括數控系統、氣閥、氣檢測開關、傳感器、割槍，還包括電源控制板，所述電源控制板包括控制單元和存儲器，所述控制單元連所述存儲器；所述數控系統、電源控制板、氣檢測開關、氣閥依次相連后再連傳感器和割槍；所述控制單元和所述傳感器相連。

進一步，所述氣閥包括相互并聯的切割氣體氣閥和引弧氣體氣閥。

進一步，所述割槍連自動調高裝置，所述自動調高裝置分別連數控系統和電源控制板。

進一步，所述傳感器是氣體流量傳感器。

空氣等離子切割機氣體流量控制方法包括以下步驟：

步驟一，建立氣體流量數據庫，所述氣體流量數據庫包括切割氣體流量數據庫和引弧氣體流量數據庫，所述切割氣體流量數據庫包括多組氣體流量Φ、切割速度S、切割電流I的數據，所述引弧氣體流量數據庫包括多組引弧氣體流量Φy、割槍的初始定位高度L數據；所述數據存于存儲器中，所述存儲器和控制單元相互連接后由數控系統控制；

步驟二，在切割開始前，在數控系統中輸入板厚H、電流I、切割速度S參數，并將所述參數發給控制單元，控制單元根據電流和切割速度，查找氣體流量數據庫匹配氣體流量Φ1；

步驟三，在切割過程中，檢測實際的氣體流量信號Φ2，控制單元經過比較后，得出實際氣體流量Φ2?以及匹配氣體流量Φ1和實際氣體流量Φ2的流量偏差ΔΦ；

步驟四，通過執行機構用流量偏差ΔΦ控制氣閥，使流量偏差ΔΦ趨于零，即控制實際氣體流量Φ2盡量接近或等于匹配氣體流量Φ1。

將實際氣體流量Φ2的模擬信號送入控制單元進行A/D采樣之后，進行濾波和運算。

流量偏差ΔΦ經過遇限削弱積分PI控制算法運算，運算后的流量偏差ΔΦ作為執行機構的氣體流量偏差調節量，經過D/A后控制氣閥。采用遇限削弱積分的退飽和PI控制算法是為防止PI調節器積分溢出和輸出飽和，當PI調節器進入飽和區后，不再進行積分項的累加，而執行削弱積分運算，可快速退出飽和.有效防止PI環震蕩引起輸出氣壓不穩定。