2. 文献综述

等离子切割技术的发展最早源自二战之前，那时候等离子切割机便已经广泛应用于市场，整个等离子切割技术的发展得益于当时现代工业的快速发展，特别是对重型金属以及合金进行加工行业的大量需求。众所周知，日常活动所必需的工具及运输载体如，起重机、汽车、摩天大楼、机器人以及悬索桥的制造都离不开金属。对于大多数制造而言，特别是在满足大型和坚固性方面，金属材料非常坚固和耐久自然成为合理的选择。但是与此同时使得金属的加工塑形有着极大的难度。等离子切割机便是当时人们使用的解决这一难题最高效的设备。二战中，美国的工厂生产装甲、武器和飞机的速度比轴心国快5倍。这是由于许多生产军用飞机的工厂采用了一种新的焊接方法，该方法涉及到惰性气体保护焊的使用。突破性的发现在于通过电流电解的气体可以在焊接点附近形成一道屏障，以防止氧化。该新方法使得焊缝更加整齐，连接结构的强度更坚固。二十世纪六十年代初，工程师们又有了新的发现。他们发现加快气流速度和缩小气孔有助于提高焊接温度。新的系统可以得到比任何商用焊机更高的温度。等离子电弧的引入性地提高了切具的速度、准确性以及切割种类，并且可应用于各种金属。

国外，数控切割机的生产商主要是德国、美国和日本的多家公司，如德国的伊萨、梅塞尔，日本的田中、小池，美国的一、林德等。而德国的伊萨则代表数控等离子切割技术最高水平，其产品在全世界范围内是品种最全、功能最多、水平最高的，几乎包括了所有非接触式切割手段的数控切割机。其中连续轨迹控制器与单台或双台并联水射流式等离子系统配合可以切割以下金属板材与精细等离子配合可对金属材料实施高速和高精度接近激光切割下限切割。

图1 ABB IRB-1410 机器人自动等离子切割机

图1产品的品牌是ABB，型号是IRB-1410，用途是自动化切割，工作形式是切割，驱动形式是自动，电流是直流（A），作用对象是金属，焊接原理是切割，动力形式是等离子，作用原理是逆变，样式是立式，加工精度是精密，保护气体类型是压缩空气，是否二手是全新，额定输入容量是100KVA，负载持续率是100%，产品别名是机械手自动切割。此产品能应用于电弧焊、电阻点焊、切割、激光混合焊、热喷涂、涂胶、搬运。完全独立的多关节机器人，采用更高级伺服控制系统，在机械式防碰撞传感器以外，作为选购件可以配置伺候碰撞传感器。机器人示教盒可进行中、英文切换、安装有dead-man开关。记忆容量标准达到160000条命令，外部输入输出i/o点数最大可扩展到120点。能与ether-net，device—net等各种网络连接。采用windows操作系统，彩屏显示——操作及其方便。

图2 KR8 R1620工业机器人

机器人参数

轴数 : 6 精度 : ±0.04 mm 安装方式 : 落地，壁挂，倒挂，任意角度

负载 : 8kg 防护级别 : IP54 本体重量 : 155 kg

工作区域 : 1420 mm 版本 : 通用版主要应用 : 焊接，研磨，上下料，装配，涂胶，搬运

控制器参数                               示教器参数

控制器型号: KR C4 smallsize-2

电源输入：AC 3*380V

重量：60kg

防护等级（标准）：IP54

接口：USB3.0、DVI-I、Gbe

型号：KUKA Smartpad

重量：1.1kg

支持：可热插拔(Hot-plug)

图3 KR8 R1620工作范围

然而，我国数控火焰切割技术起步于20世纪80年代中期，而数控等离子切割机的应用则更晚，大部分的数控等离子切割机以经济型机床单片机为核心,步进电机为驱动元件为主，在技术基础方面，如今国内的企业无论是从产品结构还是生产规模方面都无力与国外企业竞争。进入90年代后，国内的一些公司瞄准世界先进水平，不断开发研制数控切割机的新产品，而且有些产品的主要技术指标已达到国外同类设备的先进水平，晶闸管逆变电源正逐步替代了原来的漏抗式等离子电源。产品的规格比较齐全，特别是在大功率等离子电源上，这几年有了很大的突破。同时随着市场经济的调控作用，目前国内已有数家综合实力较强且有竞争实力的生产数控切割机的厂家。武进市宏伟电器设备有限公司、常州泛洋电器设备有限公司等企业，已向市场推出了大功率等离子切割电源。他们大多有自主科研开发能力、生产规模较大、产品规格齐全、品种多、质量较稳定、信誉度较高。