火焰切割机无传感器割炬高度测量装置的制作方法

本技术属于火焰切割机领域，具体为一种火焰切割机无传感器割炬高度测量装置。

背景技术：

1、火焰切割机是使用燃气诸如乙炔、丙烷等和氧气配合进行切割的一种设备。其上的割嘴和钢板上切割点的距离通过系统自动控制，这种自动控制目前存在三种形式。

2、第一种是与公开号为cn203304737u的中国专利中公开的在割炬附加安装一个独立的传感器，用于测量割炬和钢板之间的距离那样；第二种是与公开号为cn113547184a的中国专利中公开的采用机械随动装置，在被切割的钢板上放置一个能随钢板的起伏变化而上下运动的机械装置，割炬和该装置有刚性连接，当钢板有起伏变化时，随动装置随着钢板的起伏带动割炬同步起伏，从而保证了割炬和钢板之间的距离保持不变，从而保证了切割火焰或电弧的长度恒定那样；第三种是采用弧压调高系统，对于等离子切割，可以提取切割电弧电压作为反馈信号，电弧电压与弧长成正比，从而通过测量电弧电压，达到测量割嘴到工件的距离。将电弧电压通过比较电路，驱动调高机构，自动稳定割嘴高度。

3、采用传感器时，由于传感器的存在，增加了系统的复杂性，不仅提高了成本，而且无论是电容式、超声式还是电磁式传感器都有被外界的电磁场和声音干扰的可能，降低了系统的可靠性，同时，所有附加传感器和火焰之间必然存在一定距离，否则，火焰会造成传感器的损坏，这就形成了附加误差，传感器测量的并不是割炬和钢板真实的距离，而是割炬和切口附近的距离，当零件较小时，切割完成后零件脱离会造成测量失败而引起割炬误动作，造成割炬损坏等事故；采用机械随动装置时，也会有上述成本和距离的问题，并且机械随动装置通过性差，当钢板有缺陷或复杂零件切割时，随动装置被缺陷和切口阻碍，造成运动故障，所以，机械随动装置的应用场景极大的收到限制，只适合部分简单零件和平滑度较好的钢板切割，此外机械随动装置还存在磨损的问题，使用寿命大打折扣，使用的成本和可靠性都是较差，并且，无论是附加传感器还是机械随动装置，都存在反应滞后问题，系统调节速度慢，火焰长度变化大；采用弧压调高系统时，只能用于等离子切割场所，不能用于没有电弧电压的燃气和氧气的气割机械。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：现有火焰切割机的三种调高装置均存在一定程度上的缺陷。

2、技术方案：本实用新型提供了一种火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，包括本体组件和测量组件：本体组件包括横梁、横向行走小车、割炬、直线滑台及高度调节电机，割炬上安装有绝缘块，其通过绝缘块固定在直线滑台上，直线滑台的滚珠丝杆通过联轴器连接高度调节电机；测量组件包括钢板以及在钢板和割炬之间的切割火焰，切割火焰的火焰长度被控量与给定值的比值为输出量，输出量高度用于调节电机的转向和转速。

3、进一步地，割炬和钢板之间设有一电压源，电压源的一端与割炬线性连接，其另一端与钢板线性连接，以用于施加电压。

4、进一步地，电压源、割炬、切割火焰及钢板形成的回路中还串联有电流采集电路和过流保护电路。

5、进一步地，切割火焰的温度在3100-3500k之间。

6、进一步地，横向行走小车通过滚轮安装于横梁上，用于左右移动。

7、进一步地，横梁为火焰切割机的承载部件，其可前后移动。

8、技术效果：

9、本实用利用切割火焰的导电性，直接测量切割火焰的长度，没有附加误差，不受切割工件的脱落和翘曲影响，测量准确；因为无需额外的附加传感器，调高系统成本低，抗干扰能力强，不受钢板磁性性、电磁辐射、振动等影响，使用可靠；全部采用电流电压信号处理切割火焰长度的变化，反应速度快，测量精度高，无机械磨损，使用寿命长。

技术特征：

1.一种火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，包括本体组件和测量组件：

2.根据权利要求1所述的火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，其特征在于：割炬(3)和钢板(5)之间设有一电压源(7)，电压源(7)的一端与割炬3线性连接，其另一端与钢板(5)线性连接，以用于施加电压。

3.根据权利要求2所述的火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，其特征在于：电压源(7)、割炬(3)、切割火焰(4)及钢板(5)形成的回路中还串联有电流采集电路(6)和过流保护电路(11)。

4.根据权利要求1-3任一所述的火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，其特征在于：切割火焰(4)的温度在3100-3500k之间。

5.根据权利要求1所述的火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，其特征在于：横向行走小车(2)通过滚轮安装于横梁(1)上，用于左右移动。

6.根据权利要求1或5所述的火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，其特征在于：横梁(1)为火焰切割机的承载部件，其可前后移动。

技术总结
本实用涉及火焰切割机领域，且公开了一种火焰切割机无传感器割炬高度测量装置，其包括本体组件和测量组件：本体组件包括横梁、横向行走小车、割炬、直线滑台及高度调节电机，割炬上安装有绝缘块，其通过绝缘块固定在直线滑台上，直线滑台的滚珠丝杆通过联轴器连接高度调节电机；测量组件包括钢板以及在钢板和割炬之间的切割火焰，切割火焰的火焰长度被控量与给定值的比值为输出量，输出量高度用于调节电机的转向和转速。本实用利用切割火焰的导电性，直接测量切割火焰的长度，没有附加误差，不受切割工件的脱落和翘曲影响，测量准确；因为无需额外的附加传感器，调高系统成本低，抗干扰能力强，不受钢板磁性性、电磁辐射、振动等影响，使用可靠。

技术研发人员：郭永平,宋彦湘
受保护的技术使用者：北京双晖京承电子产品有限公司
技术研发日：20221115
技术公布日：2024/1/11