[科普中国]-数控切割

所谓数控切割，就是指用于控制机床或设备的工件指令（或程序），是以数字形式给定的一种新的控制方式。将指令提供给数控自动切割机的控制装置时，切割机就能按照给定的程序，自动地进行切割。数控切割技术是传统加工工艺与计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术的有机结合。数控切割由数控系统和机械构架两大部分组成。与传统手动和半自动切割相比，数控切割通过数控系统即控制器提供的切割技术、切割工艺和自动控制技术，能够有效控制和提高切割质量和切割效率。

定义数控切割：是指数控火焰、等离子、激光和水射流等切割机，根据数控切割套料软件提供的优化套料切割程序进行全时、自动、高效、高质量、高利用率的数控切割。数控切割代表了现代高科技的生产方式，是先进的优化套料计算技术与计算机数控技术和切割机械相结合的产物。

优缺点优点：数控套料软件通过计算机绘图、零件优化套料和数控编程，有效提高了钢材利用率，提高了切割生产准备的工作效率。数控切割机则通过数控系统即控制器提供的切割技术、切割工艺和自动控制技术，有效控制和提高切割质量和切割效率。

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缺点：数控切割由于切割效率更高，套料编程更加复杂，如果没有使用或是没有使用好优化套料编程软件，钢材浪费就会更加严重，导致切得越快，切得越多，浪费越多。数控系统即控制器，是数控切割机的心脏，如果没有使用好数控系统，或是数控系统不具备应有的切割工艺和切割经验，导致切割质量问题，从而降低切割效率，造成钢材的浪费，也就丧失了数控切割的自动化，高效率，高质量和高利用率的先进性。

数控切割技术数控切割技术是在精密快速切割工艺基础上发展起来的一项自动化的高效切割技术。数控切割技术的重要部分是数控切割机，数控切割机由数控系统、编程系统、气路系统及机械运行系统等部分组成。

数控系统数控系统是切割机的重要组成部分，它由计算机系统、伺服系统、控制单元及执行机构组成。

（1）计算机系统由计算机主机、显示器及键盘组成。

（2）伺服系统是在计算机控制下对电动机进行闭环控制，以实现电动机的无级调速。因钢板切割现场条件较差，切割速度不高，故伺服系统多采用交流伺服系统。交流伺服系统抗干扰能力强，尤其在低速情况下，优点更为突出。

（3）控制单元是计算机与手控切换，将手控和计算机控制信号进行逻辑处理的中心，即发出控制信号的中心，以实现计算机、各电动机及各电磁气阀的控制。

（4）执行机构包括各电动机和各电磁气阀等。

编程系统编程系统是为数控切割机开发的零件编程及套料的计算机辅助系统。可把整个生产过程（包括辅助过程）形成一个整体并系统地组织起来。用户可在相互问答方式下，利用系统提供的多种图形输入手段，方便灵活地建立编辑零件图形及实现钢板套料。使现代生产手段与现代管理融为一体。编程机将程序编好在软盘上面后输人切割机的控制系统，启动切割机即可进行切割。也可在切割机上进行简单编程。

气路系统气路系统包括各供气管路、阀门、减压器、压力表及电磁气阀。各气路的通断均预先调好后由控制系统统一控制实现自动通断。

机械运行系统机械运行系统由横梁、沿座、减速机构、升降机构等组成。由于实现了自动控制，对机械运行系统的精度提出了更高的要求。如机械运行直线度：10m±0.2mm。

由于采用了计算机控制系统。可使整个切割生产过程：包括钢板的校平、喷丸除锈、涂漆、烘干、切割零件编程套料、喷粉划线、零件切割、编号入库等全部实现自动化管理。这样就极大的提高了生产效率。配以精密快速切割工艺，切割质量可达机加工的Ra12.5μm、Ra6.3μm。使切割由机械下料跃为机械加工的一种工艺方法。

数控切割方式切割机分为激光切割机、等离子切割机、火焰切割机。激光切割机为效率最快，切割精度最高，切割厚度一般较小。等离子切割机切割速度也很快，切割面有一定的斜度。火焰切割机针对于厚度较大的碳钢材质。1

激光切割方式切割品质：倾角优秀、受热影响的区域小。基本无熔渣在最窄弯度条件下可达到良好至优秀的精细切割效果 生产能力：割炬可快速脱开，提高了生产效率、切割厚度低于6mm的的金属材料时速度极快，金属越厚，速度越慢、金属越厚，穿孔时间越长。一般激光切割运用在非金属切割金属方面只有高精密的会使用激光切割！
运行成本：由于切割较厚材料时电力、气体的消耗、维护成本高以及切割速度相对低，导致单次操作的成本高
维护方式：需要专业技术人员完成复杂的维护工作！

等离子切割方式切割品质：倾角优秀、受热影响的区域小、基本无熔渣、良好至优秀的精细切割效果
生产能力：切割各种厚度的金属材料时速度均极快、穿孔速度极快
运行成本：易损件使用寿命长，生产效率良好，切割品质优秀，导致单次操作的成本比其他技术低
维护方式：通常可由厂内维护小组对许多组件进行适当的维护

火焰切割方式
切割品质：倾角好、受热影响的区域大、熔渣量大，需要返工
生产能力：切割速度慢、预热时间会增加穿孔次数
运行成本：生产效率低下且需返工、导致单次操作的成本比等离子高
维护方式：通常可由厂内维护小组进行简单的维护

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学