等离子切割方法及数控等离子切割装置制造方法及图纸

一种等离子切割方法，它借助在电极和被切割材料之间产生移动式等离子电弧来切割被切割材料，其特征在于：在切割即将结束前并且在切割线交叉位置的附近，从上述移动式等离子电弧转换成非移动式等离子电弧。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子切割方法及NC等离子切割装置，特别是一种适用于使其产生移动式等子电弧来切割被切割材料的等离子切割方法及NC等离子切割装置。以前，等离子切割方法作为高速切割铁、不锈钢、铝等板材的加工方法而被广泛应用，利用这种方法的等离子切割装置，根据产生高温等离子电弧的方式不同，分为非移动式和移动式两种类型。一般的非移动式等离子切割装置、其简要结构如图6所示，具有配置于等离子喷枪中心的电极11；隔着等离子气体通路并包围电极11前端部而设置的、前端有开口部的漏斗状的喷嘴12，电极11和喷嘴12全连接到电源装置16的输出端上，具有这种结构的装置，工作时，在流过等离子气体的同时，在电极11和喷嘴12之间产生电弧放电，使等离子气体成为高温等离子状态，同时使非移动式的等离子射流13从喷嘴12前端的开口部向被切割材料14喷射，从而将被切割材料14熔融、切断。这种装置具有被切割材料不论是导电材料还是非导电材料均能被切割的优点，但是，其缺点是喷嘴的损失大，而且热效率低、约只有20％。另外，一般的移动式等离子切割装置、其简要结构如图7所示，基本结构与非移动式的结构相似，有电极11和喷嘴12；电极11、喷嘴12及被切割材料14中的任何一个都连接到电源装置16的输出端上。下面，对这种结构的工作进行说明。工作开始时，如图6所示，电极11和喷嘴12之间进行电弧放电，使从喷嘴开口部喷出非移动式等离子流13，产生导引电弧。当这等离子流13一到达被切割材料14，在喷枪嘴内的电极11和被切割材料14之间便具有导电性。接着，如图7所示，在电极11和被切割材料14之间流过电流的同时，使喷嘴12和电源装置16切断，使引导电弧熄灭，形成移动式等离子流15，完成了移动式等离子电弧的起动动作。上面的起动动作完成后，便开始用移动式的等离子流15切割被切割材料14。为了达到切割质量良好的目的，应该根据等离子喷枪的形状、等离子气体的种类、被切割材料的性质和板厚、切割速度等各个条件，把切割时的等离子电弧电流设定为最佳值，并由电源16来控制、使这最佳电流值被保持住。通常，这个等离子电弧电流一直到切割结束也无需变化，并保持成一定值。但与此相反，如众所周知，当切割形状为小圆弧或被切割材料有锐角部时，为防止喷枪移动装置振动、确保轨迹的精度而必需减慢喷枪移动装置的速度的场合下，借助与喷枪移动速度的减慢使等离子电弧电流也相应地减小，防止被切割材料吸收过多的热量，可以得到良好的切割质量，特别是拐角部分能得到良好的切割质量(参照日本专利公报特开平1-16517号)。在切割结束时，通常在切割结束点将移动式等离子电弧电流切断，电流切断后，切割所需的热量就消失，使被切割材料停止熔融而切割结束。但与此相反，如众所周知的，借助在切割结束时，将移动式等离子电弧熄灭前，点燃非移动式的引导电弧。这种在切割结束点将移动式等离子电弧熄灭后，仍维持上述的引导电弧，可以迅速开始下一个的切割作业(参照日本专利公报特开昭63-5875号、日本专利公报特公平4-9637号)。虽然以上阐述的是普通的移动式等离子切割，但由于热效率高达80％左右，因而在金属加工领域里、被切割材料是良导体的场合下，这种方式仍普遍使用着。另外，利用移动式等离子电弧切割中，例如在金属材料上进行圆形，椭圆形，长方形等开孔切割加工时，一般按图8所示的轨迹进行切割。在这图中，24是切割线，21是切割开始点，22是切割结束点。切割时，在切割开始点21产生移动式等离子电弧，沿着切割线24进行切割，然后，在切割结束点22切断移动式等离子电弧的电流，使切割结束。切割结束点22不取在切割线24的交点23的原因是，若把交点23取成切割结束点22时，必须准确地使等离子喷枪移动的停止和电弧电流的切断同步，电弧电流切断过早，则会发生切割残留，把切割线24延长到切孔的内侧才可确保切断。但是，在上述开孔切割中，当被切割的孔口尺寸较小时，切屑25常常不能保持在切割装置的被切割材料的支撑部件上而落下，由于切屑25的掉落，移动式等离子电弧的放电点便移到了图9所示的被切割材料的加工件26的切割孔口内侧表面上。由于等离子喷枪的移动，这个电弧放电远离孔的内表面，因而使电弧压降上升，从而使电弧放电不能维持，直到电弧自然熄灭。这样，在消弧前，切割孔口内侧因电弧放电而继续加热，而且容易产生两个电弧，导致加工件26的切割孔口内表面熔融、烧蚀面积增大，有使切割质量下降的问题。为了解决这个问题，可采取以下公知的方法即，把由于电弧电流值、气体压力、切割速度等各个条件不同而改变的切割中的电弧电压事先加以调研清楚，预先确定好一个设定值，利用上述切屑掉落后的电弧电压上升，当电压值超过设定值时，将等离子电弧电流切断，缩短加到被切割材料上放电时间，可以有效地抑制切割质量的下降(参照日本专利公报特开平1-241379号)。但是，在采用上述切割电弧电压的方法中，由于在事先预测因小圆弧、锐角等切割形状引起的电弧电压的上升等电压变化后，为了防止切割时因这预测值而造成电弧的中断，因而必需确定提高一定程度的设定值，由此就延长了到达等离子电弧电流切断前的时间、在切割表面上更容易留下烧蚀伤痕。本专利技术是为了解决现有技术的问题而作出的，其目的是提供一种在利用移动式等离子电弧的切割加工中，能提高切割结束点附近的加工表面质量的等离子切割方法和NC等离子切割装置。本申请的第一项专利技术是一种等离子切割方法，它在切割即将结束前，并且在切割线交叉位置的附近，从移动式等离子电弧转换成非移动式等离子电弧。而且，向非移动式等离子电弧转换的同时，与这从移动式等离子电流向非移动式的等离子电流变化，相关联地使等离子喷枪的移动速度改变。用这种方法，即使在有切屑从被切割材料的切割孔口中掉落的场合下，被切割材料的工件上也几乎不存在放电点。由于工件侧没有吸收超过必要的热量，因而能得到良好的切割面质量。而改变等离子喷枪的移动速度，例如，为了补充非移动式等离子电弧的低热效率而减慢等离子喷枪的移动速度，用这种方法能得到合适的切割能力。本申请的第二项专利技术是一种等离子切割方法，它在切割即将结束前，并且在切割线交叉位置的附近，使移动式等离子电弧电流减少。并且，在减少移动式等离子电弧电流的同时，与这减少相关联地使等离子喷枪的移动速度变化。用这种方法，在有切屑从切割的孔口中落下时，工件侧残留的放电点，由于等离子电弧电流值小，所以发热量减少，因此，工件侧的熔融减少，能抑制切割面质量的下降。并且，通过如为补充由等离子电弧电流减少引起的发热量降低而使喷枪移动速度减慢等措施，能得到合适的切割能力。第三项专利技术是一种等离子切割方法，把从切割开始后，将切割时的电弧电压检测功能设为停止状态，在切割即将结束前，并且在切割线交叉位置附近，使电压检测功能开始动作。并且，设定成停止状态和使其动作的是等离子电弧电流的切断功能。用这种方法，能与切割即将结束前的切割中各种因素引起的电弧电压变化无关地，设定一个适当的电弧电流切断时的电压值。据此，由于没必要象现有技术那样提高设定电压值，所以能缩短从切屑落下后的电弧电流切断前的时间，残留在工件侧的放电点的发热量减少，能得到良好的切割质量。因此，与检测电弧电压的上升而切断电弧电流的方法(例如上述的日本专利公报特开平1-24本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：新谷俊哉，中右丰，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：