专利名称：数控等离子切割机非高频引弧电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种引弧电路，尤其是一种数控等离子切割机非高频引弧电路，属于切割机引弧的技术领域。
背景技术：
数控等离子切割机高效，快捷，在焊割行业得到广泛推广和使用。由于传统的高频高压引弧技术虽然具有较高的引弧成功率，但无法避免高频高压造成的严重电磁干扰，在自动数控切割和电磁干扰要求严格的场所无法应用。在这种环境下，出现非高频引弧技术。非高频引弧也称接触引弧，它要求割炬和喷嘴直接接触短路后靠气压分离而引燃小弧，将空气电离，在割炬和喷嘴之间形成等离子电弧，随着压缩空气从喷嘴中喷出，形成高温焰流，在其作用下，割炬和工件之间形成电弧。当检测到割炬和工件电流达到一定值时，切断割炬和喷嘴回路，完成有等离子电弧到切割弧的转换。这种引弧方式除了对割炬结构加工精度要求很高，电路配合上也有很高的要求。 比如小弧电流的大小，引弧成功后切断小弧电路等。往往都要应用DSP数字化控制，控制电路设计很复杂，并且这种技术国内只有少数研发团队掌握也在不断研发和改进中。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种数控等离子切割机非高频引弧电路，其结构简单，安装使用方便，降低成本，降低对数控设备的干扰，稳定性好，安全可靠。按照本发明提供的技术方案，所述数控等离子切割机非高频引弧电路，包括等离子切割主电路，所述等离子切割主电路与割炬电连接，所述割炬包括喷嘴与电极，所述电极与喷嘴对应连接配合；所述等离子切割主电路通过触发电路与主控板相连，所述主控板的输出端与电磁阀相连，主控板的输入端与用于检测割炬工作时电流的电流传感器及用于控制等离子切割机主电路开关状态的枪开关相连；所述主控板还与小弧控制板相连，所述小弧控制板通过热敏电阻及大功率电阻与喷嘴相连；当枪开关闭合后，主控板通过触发电路启动等离子切割机主电路，所述等离子切割机主电路在电极上产生切割电压值，主控板通过小弧控制板使得喷嘴与电极等电位连接，同时主控板打开电磁阀，通过电磁阀喷出的压缩空气使得喷嘴与电极脱开，电极和喷嘴短路瞬间产生的火花将压缩空气电离，在电极和喷嘴之间形成等离子电弧；当压缩空气从喷嘴中喷出，形成高温焰流，在喷嘴靠近工件时， 在高温等离子焰流的作用下，电极与工件之间形成电弧；当电流传感器检测到电极与工件的电流设定值相匹配时，主控板通过小弧控制板切断电极和喷嘴回路，电极与喷嘴之间的电弧熄灭，同时保持电弧与工件间的电弧强度，完成由等离子电弧到切割弧的转换。所述电流传感器为霍尔电流传感器。所述小弧控制板包括继电器，所述继电器的线圈与主控板的输出端相连，继电器的触点通过热敏电阻及大功率电阻相连。所述热敏电阻为PTC SY16P。所述大功率电阻的阻值为32 Ω。所述继电器为DC24V继电器。本发明的优点电路设计简单优化，安全可靠，投入成本较低，有效地避免高频干扰对数控设备的影响，减少了数控随动系统(抬高器)的损伤和误动作，保障数控系统正常工作；再有为了降低喷嘴的损耗，除了在操作过程中减少不必要的引弧外，降低引弧电流可有效延长喷嘴的寿命，保证电弧从喷嘴到工件的可靠转移；小弧电流可以通过热敏电阻的阻值来调整，操作起来十分便利。
图1为本发明的结构原理图。图2为本发明电极与喷嘴对应配合的原理图。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示所述引弧电路包括等离子切割机主电路，所述等离子切割机主电路与割炬相连，所述割炬包括电极与喷嘴，所述电极与喷嘴对应配合连接，初始时，电极与喷嘴等电位接触连接。等离子切割机主电路通过触发电路与主控板相连，所述主控板的输入端与枪开关及用于检测割炬工作电流的电流传感器相连，主控板的输出端还与电磁阀及小弧控制板相连，小弧控制板通过热敏电阻PTC及大功率电阻R与喷嘴相连。当枪开关闭合时，主控板通过触发电路触发等离子切割机主电路启动。等离子切割机主电路通过分别通过电容Cl、电容C2及电容C3与割炬及工件相连，所述电容Cl、电容C2及电容C3均是输出保护电容。电磁阀用于控制压缩气体的喷射。具体地，小弧控制板包括继电器，所述继电器为DC24V继电器，继电器的线圈与主控板的输出端相连，继电器的触点通过热敏电阻PTC及大功率电阻R与喷嘴相连。如图2所示U为等离子切割机主电路输出电压；IF为霍尔电流传感器; 1 (501/32 0)是大功率电阻和热敏电阻？1^( 1^ SY16P)。当焊机工作初始时，电极和喷嘴处于短路状态，经过大功率电阻R和热敏电阻PTC与DC24V继电器触点形成小电流回路。在形成回路同时，焊机的电磁阀动作，大气流把电极和喷嘴脱开，利用电极和喷嘴短路瞬间产生的火花将压缩空气电离，在电极和喷嘴之间形成等离子电弧。随着压缩空气从喷嘴中喷出， 形成高温焰流，在割炬的喷嘴靠近工件时，在高温等离子焰流的作用下，电极与工件之间形成电弧。当电流传感器IF检测到电极与工件的电流达到设定值后，主控板使得继电器的触点切断电极和喷嘴回路，电极与喷嘴之间的电弧熄灭，同时保持电弧与工件间的电弧强度， 完成由等离子电弧到切割弧的转换。如图1和图2所示当等离子切割机和数控系统联机完毕，设置好切割电流，以及数控系统调高器弧压等一些参量。按动枪开关，主控板控制触发电路，使得等离子切割机主电路工作，所述等离子切割机主电路在电极上产生电压；同时，主控板使得小弧控制板上的继电器线圈带电，相应常开触点闭合，闭合后的常开触点经过电阻R和热敏电阻PTC SY16P 形成闭合回路，在电极和喷嘴间存在小电流。同时电磁阀得电动作，大气流通过等离子割枪把电极和喷嘴脱开，在脱开瞬间形成等离子弧，在割炬的喷嘴靠近工件时，在高温等离子焰流的作用下，电极与工件之间形成电弧。引弧成功后，电流传感器IF检测到电极和工件上的大电流，把采样的电流信号反馈给主控板，反馈信号经过运算放大器和场效应管把提供给小弧控制板上的DC24V继电器，继电器的常开触点处于常开状态，使小弧电路断开。电极和喷嘴间电弧熄灭，来实现引弧；使等离子切割机正常工作。本发明主要用于等离子切割机的引弧电路，如在引弧过程中，出现电极和喷嘴没脱开或其他原因的短路现象，通过热敏电阻PTC的电流过长，达到它的居里温度点，阻值会成倍增长，使小弧电流变得很小，当问题排除后，热敏电阻还具有自恢复功能，还能继续工作。同时也避免对电极和喷嘴造成损伤，减小不必要损失。本发明电路设计简单优化，安全可靠，投入成本较低，有效地避免高频干扰对数控设备的影响，减少了数控随动系统(抬高器)的损伤和误动作，保障数控系统正常工作；再有为了降低喷嘴的损耗，除了在操作过程中减少不必要的引弧外，降低引弧电流可有效延长喷嘴的寿命，但过低的引弧电流会使小弧稳定性变差，容易导致在转移切割时断弧，实际产品中选取合适的引弧电流大小，保证电弧从喷嘴到工件的可靠转移。本发明的小弧电流可以通过热敏电阻的阻值来调整，操作起来十分便利。
权利要求
1.一种数控等离子切割机非高频引弧电路，包括等离子切割主电路，所述等离子切割主电路与割炬电连接，所述割炬包括喷嘴与电极，所述电极与喷嘴对应连接配合；其特征是所述等离子切割主电路通过触发电路与主控板相连，所述主控板的输出端与电磁阀相连，主控板的输入端与用于检测割炬工作时电流的电流传感器及用于控制等离子切割机主电路开关状态的枪开关相连；所述主控板还与小弧控制板相连，所述小弧控制板上的继电器通过热敏电阻(PTC)及大功率电阻(R)与喷嘴相连；当枪开关闭合后，主控板通过触发电路启动等离子切割机主电路，所述等离子切割机主电路在电极上产生切割电压值，主控板通过小弧控制板继电器使得喷嘴与电极形成闭合回路，同时主控板打开电磁阀，通过电磁阀喷出的压缩空气使得喷嘴与电极脱开，电极和喷嘴短路瞬间产生的火花将压缩空气电离，在电极和喷嘴之间形成等离子电弧；当压缩空气从喷嘴中喷出，形成高温焰流，在喷嘴靠近工件时，在高温等离子焰流的作用下，电极与工件之间形成电弧；当电流传感器检测到电极与工件的电流设定值相匹配时，主控板通过小弧控制板切断电极和喷嘴回路，电极与喷嘴之间的电弧熄灭，同时保持电弧与工件间的电弧强度，完成由等离子电弧到切割弧的转换。
2.根据权利要求1所述的数控等离子切割机非高频引弧电路，其特征是所述电流传感器为霍尔电流传感器。
3.根据权利要求1所述的数控等离子切割机非高频引弧电路，其特征是所述小弧控制板包括继电器，所述继电器的线圈与主控板的输出端相连，继电器的触点通过热敏电阻 (PTC)及大功率电阻(R)相连。
4.根据权利要求1所述的数控等离子切割机非高频引弧电路，其特征是所述热敏电阻(PTC)为 PTC SY16P。
5.根据权利要求1所述的数控等离子切割机非高频引弧电路，其特征是所述大功率电阻(R)的阻值为32 Ω。
6.根据权利要求3所述的数控等离子切割机非高频引弧电路，其特征是所述继电器为DC24V继电器。
全文摘要
本发明涉及一种数控等离子切割机非高频引弧电路，其包括等离子切割主电路；等离子切割主电路通过触发电路与主控板相连，主控板与电磁阀、电流传感器及枪开关相连；主控板还与小弧控制板相连，小弧控制板通过热敏电阻及大功率电阻与喷嘴相连；通过电磁阀喷出的压缩空气使得喷嘴与电极脱开，电极和喷嘴短路瞬间产生的火花将压缩空气电离，在电极和喷嘴之间形成等离子电弧；当压缩空气从喷嘴中喷出，形成高温焰流，在喷嘴靠近工件时，在高温等离子焰流的作用下，电极与工件之间形成电弧；当电流传感器检测到电极与工件的电流设定值相匹配时，电极与喷嘴之间的电弧熄灭。本发明结构简单，降低成本，降低对数控设备的干扰，稳定性好，安全可靠。
文档编号B23K10/00GK102357723SQ201110312469
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者李明杰, 李红星 申请人:无锡市南方电器制造有限公司