數(shù)控火焰等離子切割機(jī)是一種氣割設(shè)備，主要使用在金屬結(jié)構(gòu)件的切割下料。在我國機(jī)械、船舶、壓力容器、冶金行業(yè)中，各種形狀的厚鋼板的切割下料工作量非常大。然而在當(dāng)前的厚板生產(chǎn)領(lǐng)域中，厚度大于100mm的毛邊鋼板仍未大規(guī)模使用機(jī)械剪切的方式進(jìn)行切邊、切頭尾、定尺，以及試樣切割等，加工技術(shù)及投入成本是主要的制約因素。因此，對于生產(chǎn)中機(jī)械剪裁不能滿足的厚板，企業(yè)需要采用其它切割方式來進(jìn)行切割，如采用火焰切割。由于火焰切割的方式具有切割效率高、成本低、投資少、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，在中厚剛板生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。西方發(fā)達(dá)國家，由于其人力成本高，加之勞動(dòng)安全方面和環(huán)保方面要求嚴(yán)格，企業(yè)在厚板生產(chǎn)領(lǐng)域早已普及了數(shù)控火焰等離子切割機(jī)。
而在我國，企業(yè)十幾年前的中厚板生產(chǎn)普遍采用人工火焰切割和半自動(dòng)火焰切割方式，這兩種切割方式設(shè)備簡單、投資少，但存在切割質(zhì)量較差、切割效率較低、勞動(dòng)強(qiáng)度較大、人工成本較高、工作環(huán)境較惡劣、安全沒有保障等缺點(diǎn)。2000年后，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的逐步提高，加之勞動(dòng)安全及環(huán)境保護(hù)方面的意識(shí)增強(qiáng)，國內(nèi)厚板生產(chǎn)領(lǐng)域中，數(shù)控火焰等離子切割機(jī)開始得到重視和應(yīng)用。
因此，面向眾多企業(yè)，開發(fā)一種穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)的數(shù)控火焰等離子切割機(jī)床，有著很大的市場潛力。
等離子切割技術(shù)誕生已經(jīng)有半個(gè)多世紀(jì)，以金屬板材高效切割及大厚度非碳鋼金屬板材切割而獨(dú)具優(yōu)勢。該技術(shù)雖然引入國內(nèi)時(shí)間不長，但隨著行業(yè)推廣，越來越多的用戶體會(huì)到等離子切割機(jī)的高效與優(yōu)勢。因此，等離子切割技術(shù)將越來越普及。
隨著國外幾家等離子電源在國內(nèi)市場銷售的影響，國內(nèi)等離子電源生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展迅速，不斷提高產(chǎn)品性能，逐步縮小與國外先進(jìn)等離子切割電源的差距，對等離子切割的進(jìn)一步普及有很大促進(jìn)作用。目前，國內(nèi)外等離子電源都向精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、類激光化發(fā)展。
一、國外等離子切割電源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1. 高精度、類激光等離子切割電源發(fā)展
國外等離子切割電源的生產(chǎn)廠家主要集中在德國、美國和日本。20世紀(jì)90年代初，“精細(xì)等離子”概念進(jìn)入市場，首次挑戰(zhàn)了激光切割市場。精細(xì)等離子系統(tǒng)已經(jīng)成為金屬切割工業(yè)中與激光相競爭的先進(jìn)等離子產(chǎn)品。國外各等離子電源生產(chǎn)廠商都已具有成熟穩(wěn)定的精細(xì)等離子切割系統(tǒng)。
美國海寶（Hypertherm）HPR系列高精度等離子切割電源系統(tǒng)（見圖1）在國內(nèi)數(shù)控切割市場上占有很大比例。該系列電源系統(tǒng)的HyDefinition高精細(xì)技術(shù)具備強(qiáng)大的精細(xì)切割能力。精密控制電流和氣壓的爬升和衰減的LongLife長壽命技術(shù)顯著降低電極和噴嘴的磨損，確保在長時(shí)間切割作業(yè)內(nèi)獲得穩(wěn)定的HyDefinition高精細(xì)切割質(zhì)量。True Hole精細(xì)圓孔技術(shù)是HPR系列高精度等離子切割電源系統(tǒng)的專利技術(shù)，可基本消除切割孔形的錐度。
這些年，等離子切割電源制造商加大了在設(shè)計(jì)方面的力度，以求進(jìn)一步提高其設(shè)備的切割質(zhì)量。通過縮小噴嘴孔尺寸而產(chǎn)生極度壓縮電弧，大大提高了等離子弧電流密度，等離子弧切割獲得了與激光產(chǎn)品競爭所需要的高能量密度。
2. 等離子切割電源的智能化發(fā)展
隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)字控制技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制的迅速發(fā)展，自動(dòng)化焊割系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中的重要部分，并且最近幾年，進(jìn)一步向智能化方向發(fā)展。日本松下推出的全數(shù)字控制PF3系列等離子切割機(jī)是一套“多才多藝”的工具，該電源搭載切割“一元化”導(dǎo)航功能，根據(jù)選取的材質(zhì)、板厚，自動(dòng)確定合適的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)切割，采用的先進(jìn)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行易損件壽命檢測，自動(dòng)提示易損件更換時(shí)間。
3. 標(biāo)準(zhǔn)化集成等離子切割技術(shù)發(fā)展
在過去幾十年里，等離子切割技術(shù)經(jīng)歷了從普通等離子切割技術(shù)，到精細(xì)等離子切割技術(shù)的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)在等離子電源生產(chǎn)廠商都在向標(biāo)準(zhǔn)化集成等離子切割技術(shù)方向發(fā)展。通過標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，建立“一個(gè)平臺(tái)、一把割矩、一組耗材”標(biāo)準(zhǔn)化等離子集成系統(tǒng)平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)化集成等離子系統(tǒng)能夠降低客戶的采購成本，同時(shí)能夠使設(shè)備安裝、人員培訓(xùn)、設(shè)備維修工作簡單規(guī)范。
二、國內(nèi)等離子切割電源的現(xiàn)狀
我國自20世紀(jì)80年代生產(chǎn)逆變式弧焊電源以來，逆變式空氣等離子弧切割電源也相繼發(fā)展起來。目前我國生產(chǎn)逆變式空氣等離子切割電源的廠家很多，如山東奧太等企業(yè)。所有等離子弧切割電源都處于第一階段——普通等離子弧切割階段。而且，等離子切割電源的可靠性還需要進(jìn)一步提高。
現(xiàn)階段，我國逆變式空氣等離子弧切割電源的引弧方式絕大部分采用高壓高頻引弧電路，其原理是利用高壓高頻使割矩內(nèi)電極和噴嘴之間的空氣電離，進(jìn)而產(chǎn)生引導(dǎo)弧進(jìn)行弧轉(zhuǎn)移切割。起弧時(shí)，切割電源高壓高頻對周圍電子設(shè)備造成強(qiáng)烈的電磁干擾，使電子設(shè)備工作不正常，甚至損壞。
機(jī)器人行業(yè)近幾年快速發(fā)展，基于高效、自動(dòng)化及三維空間運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特優(yōu)勢，機(jī)器人在切割行業(yè)開始應(yīng)用于三維空間切割，而且機(jī)器人切割行業(yè)有巨大的發(fā)展?jié)摿?。山東奧太推出一款機(jī)器人配套等離子切割電源，采用非高頻定電流短路引弧技術(shù)，基本消除了引弧時(shí)高壓高頻放電產(chǎn)生的電磁干擾，同時(shí)具有豐富的自動(dòng)化接口，獨(dú)特設(shè)計(jì)機(jī)器人配套接口的模擬、數(shù)字功能模塊，已成功與國內(nèi)外多家機(jī)器人廠家配套使用。
三、結(jié)語
總體來說，我國等離子切割電源與國外產(chǎn)品有一定的差距，要完全達(dá)到或超過國外水平還有很長的路要走。我國等離子切割電源首先要提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，并應(yīng)加強(qiáng)等離子理論研究與生產(chǎn)的相關(guān)轉(zhuǎn)換。
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