数控火焰切割机应用
朱建新李景峰
纯碱公司制修车间
摘要：通过引进先进的板材切割设备，提高了生产效率，取得了较好的使用效果，掌握了先进的板材下料技术，对数控机床有了初步了解。

关键词：板材切割数控火焰切割机故障处理数控机床
板材切割是焊接成品加工过程中的首要步骤，也是保证焊接质量的重要工序。

作为机械加工的首道工序，板材切割应用也很广泛。

利用先进的现代切割技术，不但可以保证产品的焊接质量，提高劳动生产率，同时也使得企业产品的制造成本大幅度下降，缩短产品生产周期。

随着新产品、新工艺、新技术的广泛运用。

智能化精密切割将成为切割行业今后发展的趋势。

制修车间于2011年引进一套HBD-LM4000数控火焰切割机用于板材下料，取得了较好的使用效果，现将一些使用心得与大家交流。

1 设备简介
1.1主要用途与适用范围
数控火焰切割机是一种将电脑控制、精密机械传动、氧、燃气切割三者技术相结合的高效率、高精度、高可靠的热切割设备。

数控火焰切割机是专门用于金属板材下料的数控设备，如果再配用等离子切割装置，能实现对各种金属材料按任意图形下料，切割割口粗糙度可达Ra12.5，切割后的割口面一般情况下不需要进行表面加工，具有自动化程度高、使用方便、精度好、可靠性强等优点，广泛适用于各种机械制造业中金属板材的下料切割。

1.2产品性能优势
1.2.1 不需编程
标配专用汉化图形转换软件，可将CAD图形直接转换成切割加工代码，配U盘接口。

CAD设计图形经软件转化，存入U盘可以直接接入切割机控制系统实现图形切割，完全不需手工编程。

当然，简单图形可以在现场直接输入。

1.2.2 操作维护傻瓜型
标配工业液晶显示屏，整个系统全中文操作。

操作系统软件随时提示各项操作
方法，因而操作人员不需培训，不需看使用说明书即可进行各项操作，使用非常简单方便，主控制板上带有各种故障指示灯，故障诊断一目了然，整机维护方便快捷。

1.2.3 优良的加减速性能
切割过程中加减速，没有任何停顿；高速时，拐弯处可自动平稳减速，从而更好地提高了切割质量。

1.2.4 割缝补偿
具有割缝自动补偿功能，保证成品的精度。

1.2.5 模块化设计
系统采用模块化设计，可靠性高，可故障自诊断，维修更换方便。

1.2.6 通用性好
操作者也可以采用国际通用G代码编程，采用绝对坐标编程，没有累积误差。

1.2.7 两用
可根据用户所需，选配等离子和火焰两种切割方式。

1.3 设备主要技术特性
1.4总体结构
数控切割机由机械部分、气路切割部分、电气部分组成。

机械部分包括纵向导轨、底架、横向导轨、横梁、纵向传动机构、横行传动机构、自动调高机构。

气路部分包括氧气及乙炔气气管、割枪、电磁阀、自动点火装置。

电气部分包括电源供给、数控系统、伺服系统、自动调高控制系统。

根据实物绘出的电气控制示意图如图1。

作为关键技术的数控系统采用北京斯达微步控制技术公生产的SH-2200H-QG
切割机数控系统，使用PC104总线高性能工控机，使用松下MCDH3520E 伺服控制器。

图1数控火焰切割机电气控制示意图
2 故障处理
数控火焰切割机投入使用后，由于产品设计制造缺陷和操作不当出现过一些故障，现就故障症状及处理过程简述如下。

2.1 Y向驱动机构故障
运行数控切割机，X向运动正常，Y向无运动。

检查Y向驱动机构，只有南侧电机运行，北侧电机不动，北侧减速机齿轮上移，齿轮有变形，电机支撑板变形，驱动器上显示报警代码“ERR21”。

查相关手册，报警代码21表示编码器通讯出错。

插拔驱动器插头恢复正常，关柜门时碰到插头电缆，Y向运动又无。

更换插头后故障消除。

询问厂家，Y向驱动机构两个电机机械和电气上均不能连锁。

当一边驱动机构故障停车，而另一边仍然正常运行，使两边运行不同步，造成传动机构损坏和XY 方向不垂直降低切割精度。

为消除双边驱动极易损坏传动机构隐患，咨询厂家后将双边驱动改为单边驱动，使用效果良好。

2.2 X向驱动机构故障
运行数控切割机切割法兰时，X向运动无，导致设备按直线运行，出现废品。

检查横行驱动机构电机不运行，驱动器上显示报警代码“ERR21”。

停机退出系统，断电后再上电进入系统，故障自动消失。

次故障反复出现。

将通讯电缆屏蔽层与X6插头连接后故障消除。

2.3 系统故障
操作者开动设备，走轮廓时，北侧枪触碰限位开关未停，撞到机箱上。

X向电
机支撑架变形，2件滚轮滑块变形。

分析原因：在走轮廓情况下枪体触碰“X—”限位开关后尽管屏幕显示“X<—”限位，报警，但不能停止运行，造成撞车。

走轮廓向X+方向运行，撞限位立即起作用。

及时向厂家反映，确认为是系统生产厂家的操作系统缺陷。

2.4切割法兰时圆度超差
在进行法兰下料作业时，切割Φ1150外圆，圆度误差均为10，误差分布方向均与纵向成45°有规律分布。

检测X向与Y向导轨的垂直度，用点动增量法行走3×2米矩形，测量对角线误差为30，显然这是切割出现椭圆的原因。

松开横梁和底架的紧固螺栓，调整相互间角度后，使X和Y向导轨垂直，重新测量行走出的矩形对角线误差至2mm以内为合格。

2.5其他故障
在使用时还出现过下述故障：自动调高机构通讯中断、控制器损坏，轴承损坏，点火装置堵喷嘴，割枪与工件碰撞导致导轨滑块损坏，程序紊乱。

这些故障主要是操作者粗心操纵导致。

通过更换新零件进行修复。

3. 使用体会
制修车间使用数控切割机主要用于法兰下料。

切割厚度10-60mm。

也应用于形状比较复杂机件切割。

制修车间进行板材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。

手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。

使用小车式半自动切割机，切割工件的质量较好，只适合切割直线。

数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割效率、质量，减轻操作者的劳动强度。

经过一年的推广使用，得到了操作者认可。

数控切割在切割质量，精度控制方面有较大优势，通过今后对加强割缝宽度及补充、切割工艺路线程序编制、热变形影响的研究，争取在利用数控切割进行精密切割方面取得成果，以不切割或少余量获得高质量成品或毛坯。

4. 数控机床设备应用前景
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。

随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，
数控机床在企业应用已经非常普遍。

随着现代制造技术的发展，小批量生产和维修性质车间企业选用数控设备已是大势所趋。

数控机床尽管对维护、操作人员的知识和能力要求较高，但数控机床具有适应性强，适合单件、小批量复杂工件的加工，加工精度高，生产效率高，劳动强度低，自动化程度高等优点，如果合理使用，会取到良好的经济效益。

有人预言代表数控技术的数控车床十年内取代普通车床。

市面上的数控设备可谓琳琅满目，许多设备性价比很高。

目前，制修车间大多数机床运行二十多年，精度丧失严重，效率低下，面对飞速发展的数控技术浪潮，我们不能守旧，应该积极应对。

数控火焰切割机作为非常普通的数控机床的低端产品，一经投用就取得了良好效果，说明数控机床在我公司未来发展中一定会有良好的应用前景。