数控直条等离子切割机的起弧反馈系统的制作方法

本实用新型涉及一种等离子切割机，尤其是一种能够同时使用多个等离子割炬进行切割的数控等离子切割机的起弧反馈系统。

背景技术：

等离子切割机与火焰切割机相较最大的优势在于切割温度高很多,可以切割火焰难以切割的材料,如不锈钢。等离子切割机可用计算机编程切割并在水下切割，因此切割精确，烧损小，适用板材的套裁，可以较大幅度的节约材料，较火焰切割有很大的优越性。

数控等离子切割机主要针对薄板切割，像20mm以下的金属可以使用等离子切割，数控等离子切割机的切割范围比数控火焰切割机要广泛，像不锈钢，铜，铝等金属都可以进行切割，数控等离子切割的加工速度比火焰切割快。

为了进一步提高等离子切割的速度，可采用多个等离子割炬同时切割的方式，但是需要实时监控多个等离子割炬同时正常工作。若某个等离子割炬工作不正常，没有正常起弧切割，则会导致返工，影响切割效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种数控直条等离子切割机的起弧反馈系统，能够在数控直条等离子切割机配置多个等离子割炬时，实时控制与监控多个等离子割炬工作。本实用新型采用的技术方案是：

一种数控直条等离子切割机的起弧反馈系统，包括继电器ka1、ka2、ka3、ka4、ka5、ka6、启动开关sb1、sb2、sb3、第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1、第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2、第三等离子电源的反馈继电器常开触点ok3、急停开关sb0、系统控制器u41、x轴伺服控制器u42、y轴伺服控制器u43、继电器ka11、ka12；

启动开关sb1、sb2、sb3采用常开开关，急停开关sb0采用常闭开关；

继电器ka1线圈和启动开关sb1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka2线圈和启动开关sb2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka3线圈和启动开关sb3串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka4线圈和第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka5线圈和第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka6线圈和第三等离子电源的反馈继电器常开触点ok3串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

急停开关sb0、继电器ka12的常开触点ka12-1、继电器ka11的常开触点ka11-1串联后形成的串联支路，一端接0v，另一端接系统控制器u41的一个输入控制端；

系统控制器u41的另一个输入控制端接继电器ka1常闭触点ka1-3一端和继电器ka4常开触点ka4-1一端；继电器ka1常闭触点ka1-3另一端和继电器ka4常开触点ka4-1另一端接继电器ka2常闭触点ka2-3一端和继电器ka5常开触点ka5-1一端；继电器ka2常闭触点ka2-3另一端和继电器ka5常开触点ka5-1另一端接继电器ka3常闭触点ka3-3一端和继电器ka6常开触点ka6-1一端，继电器ka3常闭触点ka3-3另一端和继电器ka6常开触点ka6-1另一端接0v；

系统控制器u41的x轴伺服驱动端接x轴伺服控制器u42，x轴伺服控制器u42的告警端接继电器ka11线圈一端，继电器ka11线圈另一端接正电压vcc；

系统控制器u41的y轴伺服驱动端接y轴伺服控制器u43，y轴伺服控制器u43的告警端接继电器ka12线圈一端，继电器ka12线圈另一端接正电压vcc。

进一步地，所述的数控直条等离子切割机的起弧反馈系统，还包括指示灯l1、l2、l3；

指示灯l1并联在继电器ka4线圈两端，指示灯l2并联在继电器ka5线圈两端，指示灯l3并联在继电器ka6线圈两端。

本实用新型还提供一种数控直条等离子切割机的起弧反馈系统，包括继电器ka1、ka2、ka4、ka5、启动开关sb1、sb2、第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1、第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2、急停开关sb0、系统控制器u41、x轴伺服控制器u42、y轴伺服控制器u43、继电器ka11、ka12；

启动开关sb1、sb2采用常开开关；急停开关sb0采用常闭开关；

继电器ka1线圈和启动开关sb1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka2线圈和启动开关sb2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka4线圈和第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka5线圈和第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

急停开关sb0、继电器ka12的常开触点ka12-1、继电器ka11的常开触点ka11-1串联后形成的串联支路，一端接0v，另一端接系统控制器u41的一个输入控制端；

系统控制器u41的另一个输入控制端接继电器ka1常闭触点ka1-3一端和继电器ka4常开触点ka4-1一端；继电器ka1常闭触点ka1-3另一端和继电器ka4常开触点ka4-1另一端接继电器ka2常闭触点ka2-3一端和继电器ka5常开触点ka5-1一端；继电器ka2常闭触点ka2-3另一端和继电器ka5常开触点ka5-1另一端接接0v；

系统控制器u41的x轴伺服驱动端接x轴伺服控制器u42，x轴伺服控制器u42的告警端接继电器ka11线圈一端，继电器ka11线圈另一端接正电压vcc；

系统控制器u41的y轴伺服驱动端接y轴伺服控制器u43，y轴伺服控制器u43的告警端接继电器ka12线圈一端，继电器ka12线圈另一端接正电压vcc。

进一步地，所述的数控直条等离子切割机的起弧反馈系统，还包括指示灯l1、l2；

指示灯l1并联在继电器ka4线圈两端，指示灯l2并联在继电器ka5线圈两端。

本实用新型的优点在于：本实用新型可控制两个或三个等离子割炬同时进行切割，且实时监控同时切割中的等离子割炬是否正常工作；大大提高了切割速度，本实用新型的等离子切割速度是普通火焰切割机切割速度的5～6倍。

附图说明

图1为本实用新型的供电、启动与反馈监测部分电路原理图。

图2为本实用新型的第一等离子割炬的弧压自动调节高度控制器部分原理图。

图3为本实用新型的第二等离子割炬的弧压自动调节高度控制器部分原理图。

图4为本实用新型的第三等离子割炬的弧压自动调节高度控制器部分原理图。

图5为本实用新型的系统控制器部分原理图。

图6为本实用新型的钢板切割示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一。

本实用新型提出的一种数控直条等离子切割机的起弧反馈系统（以下简称起弧反馈系统），包括继电器ka1、ka2、ka3、ka4、ka5、ka6、启动开关sb1、sb2、sb3、第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1、第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2、第三等离子电源的反馈继电器常开触点ok3、急停开关sb0、系统控制器u41、x轴伺服控制器u42、y轴伺服控制器u43、继电器ka11、ka12；还可以包括指示灯l1、l2、l3；

启动开关sb1、sb2、sb3采用常开开关，例如带自锁功能的按钮开关；急停开关sb0采用常闭开关；

数控直条等离子切割机具有一控制系统，本实用新型提出的起弧反馈系统是该控制系统的一部分；在本实施例中，数控直条等离子切割机上安装有三个等离子割炬，相应的，设有三个等离子电源；

在控制系统中，通过一电源模块u1提供24v的正电压vcc；

继电器ka1线圈和启动开关sb1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka2线圈和启动开关sb2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka3线圈和启动开关sb3串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka4线圈和第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka5线圈和第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka6线圈和第三等离子电源的反馈继电器常开触点ok3串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

指示灯l1并联在继电器ka4线圈两端，指示灯l2并联在继电器ka5线圈两端，指示灯l3并联在继电器ka6线圈两端；

急停开关sb0、继电器ka12的常开触点ka12-1、继电器ka11的常开触点ka11-1串联后形成的串联支路，一端接0v，另一端接系统控制器u41的一个输入控制端；

系统控制器u41的另一个输入控制端接继电器ka1常闭触点ka1-3一端和继电器ka4常开触点ka4-1一端；继电器ka1常闭触点ka1-3另一端和继电器ka4常开触点ka4-1另一端接继电器ka2常闭触点ka2-3一端和继电器ka5常开触点ka5-1一端；继电器ka2常闭触点ka2-3另一端和继电器ka5常开触点ka5-1另一端接继电器ka3常闭触点ka3-3一端和继电器ka6常开触点ka6-1一端，继电器ka3常闭触点ka3-3另一端和继电器ka6常开触点ka6-1另一端接0v；

系统控制器u41的x轴伺服驱动端接x轴伺服控制器u42，x轴伺服控制器u42的告警端接继电器ka11线圈一端，继电器ka11线圈另一端接正电压vcc；x轴伺服控制器u42用于驱动x轴伺服电机m41；

系统控制器u41的y轴伺服驱动端接y轴伺服控制器u43，y轴伺服控制器u43的告警端接继电器ka12线圈一端，继电器ka12线圈另一端接正电压vcc；y轴伺服控制器u43用于驱动y轴伺服电机m42；

x轴伺服电机m41、y轴伺服电机m42可以带动三个等离子割炬同时在水平方向的x轴向或y轴向移动；

在控制系统中，系统控制器u41的四个输出控制端分别接继电器ka7线圈一端，继电器ka8线圈一端、继电器ka9线圈一端和继电器ka10线圈一端；继电器ka7线圈另一端，继电器ka8线圈另一端、继电器ka9线圈另一端和继电器ka10线圈另一端均连接正电压vcc；系统控制器u41的这四个输出控制端分别输出等离子割炬弧压调高自动开/关信号、等离子割炬起弧开/关信号、等离子割炬上升开/关信号、等离子割炬下降开/关信号；

在控制系统中，包括第一等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u11、第二等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u21、第三等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u31，分别如图2、图3、图4所示；

弧压自动调节高度控制器u11的地端通过继电器ka1常开触点ka1-1接0v，供电端通过继电器ka1常开触点ka1-2接v正电压vcc；

弧压自动调节高度控制器u11的输入端in1接继电器ka7常开触点ka7-1一端，输入端in2接继电器ka9常开触点ka9-1一端，输入端in3接继电器ka10常开触点ka10-1一端，输入端in4接继电器ka8常开触点ka8-1一端，继电器ka7常开触点ka7-1另一端、继电器ka9常开触点ka9-1另一端、继电器ka10常开触点ka10-1另一端、继电器ka8常开触点ka8-1另一端接弧压自动调节高度控制器u11的第一公共端com1；

弧压自动调节高度控制器u11的两个驱动端o1、o2接升降电机m1；下限位开关sq1一端接u11的输入端in5，上限位开关sq2一端接u11的输入端in6，下限位开关sq1和上限位开关sq2的另一端接u11的限位公共端com2；

弧压自动调节高度控制器u11的两个起弧信号输出端o3、o4用于连接第一等离子电源，给第一等离子电源发送等离子切割起弧开/关信号，图中未画出等离子电源；起弧信号输出端o3、o4闭合，等离子电源起弧开启，输出端o3、o4断开，等离子电源起弧关闭；

弧压自动调节高度控制器u11的两个电压监控端in7、in8通过电压分压模块u12接等离子电源的电弧电压输出；电压分压模块u12为100:1线性比例隔离分压，起到线性降压作用，等离子电源的电弧电压输出初始设定参考为135v；

第二等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u21、第三等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u31的外围电路与上述第一等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u11相同，不再赘述；

电机m1、m2、m3分别用于带动第一、第二、第三等离子割炬升降；等离子割炬安装在升降机构体上，由电机驱动；进行等离子切割时，等离子割炬割嘴距切割工件高度约2mm～4mm；

如图6所示，本实用新型中的三个等离子割炬可进行切割，对于一块宽2m的钢板a，按图6中的三条虚线，可一次性切割成四块宽0.5m的钢板；切割前先调整三个等离子割炬的间距为0.5m；

当按下启动开关sb1、sb2、sb3，继电器ka1、ka2、ka3线圈得电，继电器ka1常开触点ka1-1、ka1-2闭合，继电器ka2常开触点ka2-1、ka2-2闭合，继电器ka3常开触点ka3-1、ka3-2闭合，第一等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u11、第二等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u21、第三等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u31得电；

设定好各等离子割炬的间距后，若处于自动调整等离子割炬高度模式，系统控制器u41发出等离子割炬弧压调高自动开信号，使得继电器ka7线圈得电，继电器ka7常开触点ka7-1闭合，继电器ka7常开触点ka7-2闭合，继电器ka7常开触点ka7-3闭合，弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31各自的输入端in1均得到闭合信号；弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31就处于自动调整等离子割炬高度模式；

系统控制器u41发出等离子割炬起弧开信号，使得继电器ka8线圈得电，继电器ka8的常开触点ka8-1、ka8-2、ka8-3闭合，弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31各自的输入端in4均得到闭合信号，弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31各自的起弧信号输出端o3、o4向对应的等离子电源发出等离子切割起弧开信号；这时，与三个弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31对应的三个等离子电源按照默认设定输出电弧电压；

各弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31监测所对应的等离子电源的电弧电压输出；若比设定电弧电压值高，比如170v，则弧压自动调节高度控制器u11或u21或u31驱动输出端控制相应的电机m1或m2或m3反转，等离子割炬下降到设定电弧电压值的参考高度，反之则控制电机m1或m2或m3正转，等离子割炬上升到设定电弧电压值的参考高度，达到自动调整等离子割炬的高度切割工件；

各等离子电源起弧成功后，反馈继电器常开触点ok1、ok2、ok3闭合，继电器ka4线圈、ka5线圈、ka6线圈得电，指示灯l1、l2、l3也点亮；

在图5中，在启动开关sb1、sb2、sb3按下时，继电器ka1常闭触点ka1-3断开，继电器ka2常闭触点ka2-3断开，继电器ka3常闭触点ka3-3断开；这时继电器ka4常开触点ka4-1、继电器ka5常开触点ka5-1、继电器ka6常开触点ka6-1闭合，系统控制器u41的另一个输入控制端得到0v信号，也就是一个等离子起弧成功反馈信号；

对于需要使用三个等离子割炬中任意两个的情况，例如按下启动开关sb1、sb2，则继电器ka1常闭触点ka1-3断开，继电器ka2常闭触点ka2-3断开，继电器ka3常闭触点ka3-3保持闭合；当第一、第二个等离子电源起弧成功，反馈继电器常开触点ok1、ok2闭合，继电器ka4线圈、ka5线圈得电，继电器ka5常开触点ka5-1闭合；而启动开关sb3没按下，继电器ka3线圈失电，继电器ka3常闭触点ka3-3保持闭合；第三个等离子电源没有工作，反馈继电器常开触点ok3断开，继电器ka6线圈失电，继电器ka6常开触点ka6-1断开；因此通过闭合的ka3-3、ka5-1、ka4-1使得系统控制器u41的另一个输入控制端得到0v信号，也就是一个等离子起弧成功反馈信号；其余情况类似；

x轴伺服控制器u42、y轴伺服控制器u43正常工作时，继电器ka11、ka12线圈得电，继电器ka11常开触点ka11-1、继电器ka12常开触点ka12-1闭合，急停开关sb0闭合；当x轴伺服控制器u42、y轴伺服控制器u43有报警时，继电器ka11或ka12线圈失电，继电器ka11常开触点ka11-1或继电器ka12常开触点ka12-1断开，或者按下急停开关sb0时，急停开关sb0断开，系统控制器u41就得到一个暂停信号；可以使得继电器ka8线圈失电，暂停切割；

在手动调整等离子割炬高度模式下，系统控制器u41可使得继电器线圈ka7失电，通过控制继电器ka9线圈得电进行等离子割炬手动调高控制，通过控制继电器ka10线圈得电进行等离子割炬手动调低控制；继电器ka9常开触点ka9-1、ka9-2、ka9-3，或继电器ka10常开触点ka10-1、ka10-2、ka10-3会向对应的弧压自动调节高度控制器u11、u21、u31发出等离子割炬上升开信号、或等离子割炬下降开信号；

切割时，若上限位开关sq1或下限位开关sq2触发，电机m1就停止；

实施例二。

在实施例二中，一种数控直条等离子切割机的起弧反馈系统（以下简称起弧反馈系统），包括继电器ka1、ka2、ka4、ka5、启动开关sb1、sb2、第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1、第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2、急停开关sb0、系统控制器u41、x轴伺服控制器u42、y轴伺服控制器u43、继电器ka11、ka12；还可以包括指示灯l1、l2；适用于两个等离子割炬及相应两个等离子电源的情况；

启动开关sb1、sb2采用常开开关，例如带自锁功能的按钮开关；急停开关sb0采用常闭开关；

继电器ka1线圈和启动开关sb1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka2线圈和启动开关sb2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka4线圈和第一等离子电源的反馈继电器常开触点ok1串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

继电器ka5线圈和第二等离子电源的反馈继电器常开触点ok2串联后的串联支路，两端分别接正电压vcc和0v；

指示灯l1并联在继电器ka4线圈两端，指示灯l2并联在继电器ka5线圈两端；

急停开关sb0、继电器ka12的常开触点ka12-1、继电器ka11的常开触点ka11-1串联后形成的串联支路，一端接0v，另一端接系统控制器u41的一个输入控制端；

系统控制器u41的另一个输入控制端接继电器ka1常闭触点ka1-3一端和继电器ka4常开触点ka4-1一端；继电器ka1常闭触点ka1-3另一端和继电器ka4常开触点ka4-1另一端接继电器ka2常闭触点ka2-3一端和继电器ka5常开触点ka5-1一端；继电器ka2常闭触点ka2-3另一端和继电器ka5常开触点ka5-1另一端接接0v；

系统控制器u41的x轴伺服驱动端接x轴伺服控制器u42，x轴伺服控制器u42的告警端接继电器ka11线圈一端，继电器ka11线圈另一端接正电压vcc；

系统控制器u41的y轴伺服驱动端接y轴伺服控制器u43，y轴伺服控制器u43的告警端接继电器ka12线圈一端，继电器ka12线圈另一端接正电压vcc；

第三等离子割炬的弧压自动调节高度控制器u31以及相应的外围电路也就不需要设置。

控制原理与第一个实施例中类似，不在赘述。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。