[发明专利]一种数控等离子切割枪自动调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种切割枪自动调节方法，尤其涉及一种数控等离子的切割枪自动调节方法。

背景技术

等离子电弧是一种高能量密度的压缩电弧，它以压缩气体为工作介质，通过被压缩气体电离形成高温高速的等离子电弧将金属熔化并形成光洁的切口。从切割角度希望切割枪与工件距离越近越好，同时又要保证切割枪不碰到工件。而等离子电弧又具有电阻抗作用，其阻抗在板材厚度和切割枪及其他切割工艺参数确定情况下，主要随着切割枪与工件距离变化而变化。这种变化影响电弧的电流和电压，反过来说，电弧的电流和电压变化影响了电弧的有效切割厚度。

而在实际切割过程中，由于板材不可避免的会有变形，使得切割可以概括为上坡切割和下坡切割，为了保证切割质量，切割枪必须上下调整以稳定电弧在正常值范围内切割。

数控等离子切割以其切割速度快、工件变形小、切割精度好等优点，广泛地用于中薄金属板材自动化切割.而在切割过程中等离子切割枪与工件的高度距离控制很重要，其不仅造成等离子电弧参数(U，I)的变化，而且直接影响切割质量.目前国内数控等离子切割高度控制一般由模拟电路实现，虽然其电路简单、成本低，但也存在控制精度低，控制高度范围波动大，经常需要手动调节的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种切割枪自动调节方法，解决现有技术中控制精度低、控制范围波动大的缺点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种切割枪自动调节方法，包括如下步骤：

采集电弧电压变化量送入单片机，并与切割电源有效隔离；

单片机自动生成最佳切割电弧的电压值，并计算出切割上位控制电压U1、切割下位控制电压U2、采样电压信号U3；

当U1>U3>U2，切割枪不调整；当U1<U3，切割枪下降；当U2>U3，切割枪上升。

进一步的，采用带方向控制的脉冲宽度调速电路采集电弧电压变化量。

进一步的，所述最佳电压值由单片机在正常切割的初始1～2秒内采样平均计算确定。

本发明大大减轻了现场操作工人的劳动强度，提高了切割质量.本发明控制精度好，特别是能根据现场条件自动生成切割高度控制域，实现了等离子电弧切割最佳域的控制，具有很高的实用价值.

附图说明

图1是本发明较佳实施例示意图。

图2是本发明h的控制域原理图。

图3是本发明装置中驱动电路模块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

一种切割枪自动调节方法，包括如下步骤：

1)采集电弧电压变化量送入单片机，并与切割电源有效隔离；

2)单片机自动生成最佳切割电弧的电压值，并计算出切割上位控制电压U1、切割下位控制电压U2、采样电压信号U3；

3)当U1>U3>U2，切割枪不调整；当U1<U3，切割枪下降；当U2>U3，切割枪上升。

所述步骤1采用带方向控制的脉冲宽度调速电路采集电弧电压变化量。

所述步骤2中的最佳电压值由单片机在正常切割的初始1～2秒内采样平均计算确定。

电弧变化允许范围域的设计，直接反映了所设计的自动调节控制系统的灵敏度和精度.范围太小，灵敏度过高，在切割过程中会造成切割枪频繁调整；范围域太大，则切割枪调节会过于迟钝，切割枪容易碰到切割工件或远离切割工件.由δ＝λ+h+1可知，切割中λ、1是一定的，那么h的变化取决于电弧变化.在本发明装置中是取电弧电压采样，它的控制域精度直接影响着本控制系统精度.

如图1所示，U0附近的一小区域(U0+δU，U0-δU)为切割最佳域对应的上下电弧电压值，当调节控制系统检测到电弧电压Ui>U0+δU时，启动切割头电机下调切割枪，电机的转速由n＝Ui-(U0+δU)的大小来改变；反之，当Ui<U0-δU时，上调切割枪，电机的转速由n＝(U0-δU)-Ui的大小来改变，直至U0+δU>Ui>U0-δU.值得注意的是由公式(1)可知，在切割速度不变情况下，该最佳电压值U0受切割枪与工件距离、电网波动及喷嘴加工误差等影响，在每次引弧切割过程中U0会有所变化，因此，U0的值由单片机在正常切割的初始1～2秒内采样平均计算确定。