数控切割机概述
在机械加工过程中，板材切割常用方把式有手工切割、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。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。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地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。
目前，我国机械工业钢材使用量已达到3亿吨以上，钢材的切割量非常大；随着现代机械工业的发展，对板材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而数控切割机的市场潜力还是很大、市场前景比较乐观。
二、 数控切割机现状
1、经过几十年的发展，数控切割机在切割能源和数控控制系统两方面取得了长足的发展，切割能源已由单一的火焰能源切割发展为目前的多种能源(火焰、等离子、激光、高压水射流)切割方式；数控切割机控制系统已由当初的简单功能、复杂编程和输入方式、自动化程度不高发展到具有功能完善、智能化、图形化、网络化的控制方式； 驱动系统也从的步进驱动、模拟伺服驱动到今天的全数字式伺服驱动；
数控切割机从切割方式来分有以下几种：
数控火焰切割机
数控等离子切割机
数控高压水射流切割机
数控切割机从机械结构形式分为以下几种：
龙门式数控切割机
悬臂式数控切割机
便携式数控切割机
打印式数控切割机
直条式数控切割机
台式数控切割机
机械人切割机
数控单边火焰
相贯线数控切割机等离子切割机
2、各类型数控切割机的特点及其应用情况
从切割方式的比较：
数控火焰切割机 ，切割具有大厚度碳钢切割能力，切割费用较低，但存在切割变形大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热时间、穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。它的应用场合主要限于碳钢、大厚度板材切割，在中、薄碳钢板材切割上逐渐会被等离子切割代替。
数控等离子切割机，等离子切割具有切割领域宽，可切割所有金属板材，切割速度快，效率高，切割速度可达10m/min以上。等离子在水下切割能消除 切割时产生的噪声，粉尘、有害气体和弧光的污染，有效地改善工作场合的环境。采用精细等离子切割已使切割质量接近激光切割水平，目前随着大功率等离子切割技术的成熟，切割厚度已超过150mm，拓宽了数控等离子切割机切割范围。
数控激光切割机，具有切割速度快，精度高等特点，激光切割机价格昂贵，切割费用高，目前只适合于薄板切割、精度要求高的场合，
数控高压水射流切割机，适用于任何材料的切割（金属、非金属、复合材料），切割精度高，不产生热变形，具环保的切割方式。它的缺点在于切割速度慢、效率低、切割费用高。
在机械结构上：
龙门式数控切割机即传统大中型机床的双底架横梁座立式结构，跨距和纵向行走距离大，适合大型板材加工。
悬臂式数控切割机也是一种传统经典的机械结构，单底座与横梁一端相接，割枪在横梁上横向移动，此类设备适合中小型板材加工
便携式切割机是由半自动小车式切割机发展而来，在小车式切割机上加装了数控系统和传动装置，基本外型与小车式半自动切割机相似，此类机型成本低廉，结构轻巧，特别适合中小型板材加工。
台式切割机由雕刻机发展而来，外型颇似在工作台上加装了一台微型龙门切割机，此类设备在薄板切割领域有很大优势，被广泛应用于广告和汽车钣金行业。
数控相贯线切割机属于专用切割机，其结构特殊，专用于切割管材和圆柱型材，目前国内生产厂家不多，需求量也不大。
机械人切割机是近年国外开发的新型切割机，其割枪加装在一机械臂上，有数控系统操作实现多轴联动，可加工立体异型工件，实现3D切割，此类设备技术复杂、造价高昂，国内设备主要来源于进口。
三、 数控切割机发展趋势
随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。数控切割机的发展必须要适应现代机械加工业发展的要求。
1、数控切割机的发展。从现在几种通用数控切割机应用情况来看，数控火焰切割机功能及性能已比较完善，其材料切割的局限性（只能切割碳钢板），切割速度慢，生产效率低，其适用范围逐渐在缩小，市场不可能有大的增加。
等离子切割机具有切割范围广（可切割所有金属材料），切割速度快，工作效率高等特点，未来的发展方向在于等离子电源技术的提高、数控系统与等离子切割配合问题，如电源功率的提升可切割更厚的板材；精细等离子技术的完善和提高可提高切割的速度、切面质量和切割精度；数控系统的完善和提高以适应等离子切割，可有效提高工作效率和切割质量。
激光切割机具有切割速度快，精度和切割质量好等特点。激光切割技术一直是国家重点支持和推动应用的一项高新技术，特别是政府强调要振兴制造业，这就给激光切割技术应用带来发展机遇。在国家制定中长远期发展规划时，又将激光切割列为关键支撑技术，因为它涉及国家安全、国防建设、高新技术的产业化和科技前沿的发展，这就把激光切割提升到很高的重视程度，也必将给激光切割机的制造和升级带来很大的商机。 前几年，国内在销的激光切割机大部分为国外进口产品，国内产品所占份额甚小。随着用户对激光切割技术特点的逐步深入了解和示范性采用，带动了国内企业开发、生产激光切割机。
2、专用数控切割机的发展。数控管材切割机适用于各种管材上切割圆柱正交、斜交、偏心交等相惯线孔、方孔、椭圆孔，并能在管子端部切割与之相交的相惯线。这种类型的设备广泛应用于金属结构件生产，电力设备、锅炉业、石油、化工等工业部门。数控坡口切割机是行内比较高端的产品之一，此类型设备的回转坡口切割功能可以满足焊接工艺中不同板材开不同角度坡口的要求。随着我国造船业的发展，船厂在国内率先引进和使用了数控等离子切割机。随着技术的发展，目前国内外船厂纷纷配备具有回转坡口切割功能的数控等离子切割机，以满足高技术、高附加值船的建造要求。
SAJ S350矢量变频器应用于数控切割机的特点
S350系列是新一代高性能矢量变频器，有如下特点：
■采用最新高速电机控制专用芯片DSP，确保矢量控制快速响应
■硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运行
■外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流畅，外形美观
■结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好
■无PG矢量控制、有PG矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择
■强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出
■独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限制，有效抑制过流频繁跳闸
■宽电压输入，输出电压自动稳压（AVR），瞬间掉电不停机，适应能力更强
■内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求
■内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制
四、数控切割机维护与保养
数控切割机的工作场地和工作环境相对来说比较恶劣，金属粉尘比较大。因此必须对机器进行全面的清洗和保养，应由专人负责设备的润滑、维修及保养工作！
一. 安全操作：
1. 数控切割机是一种精密的设备，所以对切割机的操作必须做到三定（定人、定机、定岗）。
2. 操作者必须经过专业培训且能熟练操作的，非专业者勿动。
3. 在操作前必须确认无外界干扰，一切正常后，把所切割的板材吊放在切割平台上，板材不能超过切割范围（注意：在吊装时要小心）。
二. 日常维护和保养：
1. 每个工作日必须清理机床及导轨的污垢，使床身保持清洁，下班时关闭气源及电源，同时排空机床管带里的余气。
2. 如果离开机器时间较长则要关闭电源，以防非专业者操作。
3. 注意观察机器横、纵向导轨和齿条表面有无润滑油，使之保持润滑良好！
三. 每周的维护与保养：
1. 每周要对机器进行全面的清理，横、纵向的导轨、传动齿轮齿条的清洗，加注润滑油。
2. 检查横纵向的擦轨器是否正常工作，如不正常及时更换。
3. 检查所有割炬是否松动，清理点火枪口的垃圾，使点火保持正常。
4. 如有自动调高装置，检测是否灵敏、是否要更换探头。
5.检查等离子割嘴与电极是否损坏、是否需要更换割嘴与电极。
四．月与季度的维修保养：
1. 检查总进气口有无垃圾，各个阀门及压力表是否工作正常。
2. 检查所有气管接头是否松动，所有管带有无破损。必要时紧固或更换。
3. 检查所有传动部分有无松动，检查齿轮与齿条啮合的情况，必要时作以调整。
4. 松开加紧装置，用手推动滑车，是否来去自如，如有异常情况及时调整或更换。
5. 检查夹紧块、钢带及导向轮有无松动、钢带松紧状况，必要时调整。
6. 检查强电柜及操作平台，各紧固螺钉是否松动，用吸尘器或吹风机清理柜内灰尘。检查接线头是否松动（详情参照电气说明书）
7. 检查所有按钮和选择开关的性能，损坏的更换，最后画综合检测图形检测机器的精度。
五、当代数控切割机选型要点
人们都有一个普遍的概念，使用数控设备，可以得到高精度、高效率。并且，在同类设备中，进口的、高档配置的设备，有更高的精度和更高的生产效率。
然而，数控火焰或等离子切割机，则完全不是这样。无论数控火焰切割还是等离子切割，由于割口宽度受割嘴等多种因素的影响，无论设备本身的精度有多高，用其切割出的零件的精度，误差一般都在±0.5mm左右,其误差高出设备本身好几个数量级。即或用上百万的巨资进口的数控切割机，也只能是如此。
这是火焰或等离子的切割工艺方法所决定了的，无论如何都得不到象数控车床等其他数控设备一样的高的加工精度。也就是说，这种设备本身的精度是6级还是8级，都是不很重要的。从生产效率来看，切割速度的快慢，以火焰切割为例，完全取决于板材厚度、割嘴型号、氧气纯度、燃气质量等因素，设备的移动速度应满足和适应切割工艺的要求。也就是说，切割效率与设备本身并没有直接的关系。当然，数控切割机仍然体现了相当的高精度和高效率，但这是相对于手工下料切割而言的，与通常所说的机床加工精度和效率的提高，不是一个概念。从上叙分析可知，无论任何厂家生产的数控切割机，从切割精度和生产效率而言，都不会有多大的区别。即或用小到壹万多元的小数控与进口数百万的大数控相比，也仍是如此，其加工零件的精度、粗糙度、生产效率都不会有大的差别。
因此，对这种由于加工工艺的限制，本来只能完成粗加工的设备，也按加工中心等一类精加工设备一样，花昂贵的代价去追求旨在提高加工精度和效率的所谓高档配置，是不科学的。并不是将最昂贵的东西向设备上使用，该设备就成为了高档设备。衡量一种设备是否高档，评价的依据应该是使用该设备的可靠性和使用效果(其加工零件的精度、粗糙度、生产效率)，而不是在其上所使用的装备的昂贵性，更不是他的价格。
对此类设备，在满足切割各项工艺要求的前提下，系统的追求重点应该是：
1.数控下料切割工作环境差，粉尘大、温度变化大、设备运行时有震动，系统的可靠性是重中之重。
2.软硬件性能能很好地满足切割的各种工艺要求。
3.图型输入简便，现场操作性能好，符合中国国情，让现场操作人员易于操作与维护。
4.有更好的操作方便性，如在割炬上方，有各种必要的移动对位和控制键操作。
数控切割机本身就是粗加工，客户在选的时候，要看您的产品对于精度的要求高不高，线切割的精度是最高的，但是确实切割机速度最慢。对于一些客户总是不清楚的切割机与电源的问题，切割机保证的是切割精度，而电源保证的是切割的厚度、倾斜度、有无毛刺和熔渣的问题，所以在选型的时候，你只需要主要你要的精度高不高，多高？还有就是平时钢材最大切割的长与宽，这样您就能选您所需要的产品了
六、 结语
从各种数控切割机应用情况来看，国内生产的数控切割机的技术水平、整机性能等整体水平都取得了可喜的进步，逐步赶上国际先进水平，满足了用户的需要，进一步提高了市场竞争力。国内一些数控等离子切割产品在许多方面已形成自身独有的特点，实现了“自动化、多功能和高可靠性”。在某些方面，产品的技术性能甚至超过了国外的产品。
从发展趋势来看，数控切割机市场上数控火焰切割机将保持其基本市场，水射流切割市场将会有一定程度增加，而数控等离子切割机、数控激光切割机将成为板材切割市场中的主流力量，专用型材数控切割设备、接触式和非接触式非金属专用数控切割设备也将会有较大的发展空间，整个数控切割机市场将不断扩大。提高数控切割机的生产效率和切割质量，降低生产使用成本，提高整机自动化水平和系统稳定性，完善系统功能成为其技术发展的方向。
七、数控切割机操作规程
1．防止触电
●当通电或机器正在运转时，请不要接触电器柜和操作台内的任何电气元件。否则会发生触电。
●请不要湿手操作任何开关旋钮，以防止触电。
●请不要带电进行查线或更换电气元件，否则会触电或受伤。
●具备相应技术资格的维修人员，并应严格按照电气维修技术要求才可维修该设备。以防发生意外。
2．防止火灾
●切割机使用的工作原料为易燃性气体如乙炔、丙烷、液化气等气体。因此需定期检查整个气路是否密封完好。
●切割机的气源部分应远离明火，并在其附近放置性能正常的二氧化碳或其他相应的灭火装置。
●操作人员在调火时应对其进行及时控制，以免发生火灾。
3．防止损伤
●当切割机运行时应注意前方是否有人或其他物体，以免撞伤。
●在每次切割完毕后，应提升割炬到最高处，以免碰到钢板，撞坏割炬。
●机械维修人员在维修保养时应确保机器处于停止工作状态。并挂上警示牌，以免机器突然运行而发生人为事故。
●在机器运行较长时间时，不得用手直接触摸模块上的散热片和其它的发热器件，以免烫伤。
4．操作注意事项
●开机前检查机器管路是否有漏气现象，有漏气现象决不开机。
●开机后要检查工作面和导轨上是否有障碍物，若有障碍物必须排除。
●操作人员不能随意离开工作岗位，非操作人员不得随意开动机器。
●在操作中如遇到紧急情况时，要立刻按下红色急停开关，防止发生意外。
●维修保养数控时要注意有专管员指挥协调。
●关机前关闭所有气阀，并放空气路中的剩余气体。
●若发现管路有回火现象，要立即断电断气。对机器的故障现象要有记录。
●如发现故障，应有故障记录。
5．其他注意事项
(1)搬运和安装
●在吊装搬运前需拆掉控制器，并确保其无过大震动而运输。
●该切割机在吊装时防止冲击、碰撞。并让割炬运行到机架的适当位置以保持平衡。
(2)外部接线及气管连接
●应严格按照图纸要求进行电源连接和气路布置，并保证电线和气路有合适的长度。
●若配有等离子电源，则需严格按照等离子电源制造商的要求进行电、气的连接。
(3)不得改变机器的相关参数，以免引起故障。
(4)切割机的安装位置应选择在较小冲击震动的地方，附近应无锻锤和大型压力机等振动较大的设备
八、数控切割机工作原理
通常数控切割系统是按照事先编制好的加工程序（常用的绘图软件AOTOCAD)，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控切割系统规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。
这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控切割设备与普通手用及半自动切割设备在加工零件时的区别在于数控切割设备是按照程序自动加工零件，而普通手用及半自动切割设备是需要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控切割设备特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件！
由于数控切割设备要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控系统中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。这样用数控系统来控制完成加工零部件可以由绘图人员及时修改图形，使用起来更随心所欲，工件零部件的精度也较半自动切割设备的精度大大的提高！
九、数控切割机不保养常见故障
1.数控切割机工控机工作时间长。由于生产的需要，部分用户的工业控制系统需要长时间工作，给工控机操作系统带来巨大负荷。数控切割机工控机内部温度过高。在长时间高温运行的环境中，计算机各元件长时间处于高温状态，如不及时冷却则极易发生老化、硬盘故障。
2.数控切割机的供电电压波动大、容易停电。 数控切割机导轨要经常擦拭保养。
3.数控切割机在空气中的可吸入颗粒物多。由于数控切割机在切割时产生大量的金属粉尘会渗透到设备的各个部位，再加上数控切割机长期大量的切割，金属粉尘日积月累，也会给设备的运行造成很大的负担。
4.数控切割机地面震感大。机械制造工厂在生产中，由于拖动、震动等物理性位移动作，会产生极强的噪音，设备工作时带来的震动会给工控机磁盘、光驱、软驱带来强烈的损害。
5.数控切割机环境湿度不适宜。工控机主要是由众多电子元件的集成电路构成，它的绝缘性能跟环境湿度有着密不可分的关系。湿度太大容易使电路板短路而烧毁；湿度太小则容易产生静电，也会击穿部分电子元件。
[2]十、数控切割机部分维修维护
1、机械部分维修维护
●每周清理一次机器内的粉尘和污物，所有电器柜应关严防尘。
●各导轨应经常清理，排除粉尘等杂物，齿条要经常擦拭，加润滑油，保证润滑而无杂物。
●经常检查轨道的直线度及机器的垂直度，发现不正常及时维护调试。
2、气路部分维修维护
（1）气路系统维护
●经常检查气路系统，发现漏气及不能正常使用的零部件应及时处理，保证气路畅通。
●应经常擦拭清除气路的灰尘及杂物，防止气路过早老化。
（2）减压阀的维护。调节减压器，将压力表调到需用的压力，调节过程中应使压力由小到大，确保减压器能连续调节。如不能连续调节或气体从安全阀中泄漏就必须更换新的减压器。自行折装气体减压器之零部件，将会造成设备损坏，甚至严重人身伤害。
（3）割炬割嘴回火防止器的维修
●割炬采用专业厂家生产的机用割炬，割炬长期使用，密封面损坏，与割嘴密封不严，必须用专用工具修复。
●割炬也采用专业厂家生产的标准快速割嘴，对于新割嘴，必须经检查合格方可使用。
●割嘴污染了需用专用工具清理预热火焰孔及切割氧通道。
（4）回火防止器是保证安全的重要部件，根据安全部门的要求，回火防止器严禁私自拆卸。因此，回火防止器使用久后气阻，保证不了气体流量要求时或漏气，一定请专业人员更换。[3