2023年第3期热加工www.mw1950.com37焊接与切割Welding&Cutting数控切割机割炬高度传感器研究刘芝亮1，汤立松2，王锋21.中海油田服务股份有限公司江苏湛江5240572.河北石油职业技术大学机械系河北承德067000摘要：提出一种全新的传感器，用于自动火焰切割机割嘴的自动调高。其原理是采用火焰本身的导电性作为测量火焰长度的媒介，在切割火焰上施加电压，采用测量通过火焰电流的方法，直接测量切割火焰的长度，从而实现无传感器的割炬自动调高。关键词：自动火焰切割；自动调高；火焰导电性；热电离1序言数控切割机普遍用于钢板下料工序，其中应用最广的氧乙炔火焰切割，尤其是碳素钢板的下料过程。其原理是采用氧气助燃的乙炔火焰对钢板进行加热，利用割嘴中心吹出的纯氧燃烧钢板而形成切口。割炬的高度对切口的形状和质量有很大影响，而控制割炬高度就成为不可或缺的环节。通常，控制割炬的高度有两种方法：一是人工观察加手动操作。由操作员目测割炬的高度，再通过操作台的按钮控制调高电动机的转向，达到控制割炬高度的目的。这种方式存在控制精度差、反应慢、难以控制多个割炬的缺点。二是在切割火焰附近增加高度传感器，利用传感器和调高电动机组成的反馈控制系统，自动控制割炬的高度。该方式增加了附加传感器，存在抗干扰性差、切口和传感器之间存在不同步、传感器受工件大小形状影响的缺点。为此，研制了无传感器的割炬自动调高系统。2研究目的自动切割机是现代制造中不可或缺的设备，其中包括火焰切割、等离子切割、激光切割等。在碳素钢板切割中，用的最多的是火焰切割。根据燃料的不同，又有氧乙炔切割和氧气-丙烷切割。而在自动切割中，切割火焰的长度对切割质量的影响非常大。因此，在精度高的切割机上会安装有自动火焰调高装置。目前，自动调高装置以电容式和涡流式附加传感作为测量元件，来实现自动闭环控制。而附加传感器存在应用场所、反应速度、抗干扰和成本等方面的问题。特别是附加传感器需要一定的工作面积，而在切割工件上相应地需要同样面积的投影，这就限制了工件的大小和形状。采用附加传感器的自动调高系统如图1所示。如果采用切割火焰作为测量原件，通过测量切割火焰上流过的电流实现自动调高的闭环控制，这就摆脱了附加传感器，从而避免了附加传感器的各种弊端，实现无传感器的闭环控制。利用切割火焰的导电性实现的闭环自动调高系统如图2所示。图1自动调高系统2023年第3期热加工www.mw1950.com38焊接与切割Welding&Cut...
