Bộ điều chỉnh chiều cao mỏ cắt tự động (THC – Torch Height Control) là thiết bị không thể thiếu trên máy cắt plasma CNC. Do tôn tấm trong thực tế luôn có độ cong vênh hoặc bị biến dạng nhiệt khi cắt, bộ THC giúp duy trì khoảng cách cố định giữa béc cắt và bề mặt vật liệu, đảm bảo đường cắt sắc nét và bảo vệ béc cắt không bị văng bắn phoi.
Nguyên lý hoạt động của bộ THC
Bộ THC vận hành dựa trên nguyên lý: Điện áp hồ quang plasma (Arc Voltage) tỉ lệ thuận với khoảng cách từ mỏ cắt đến phôi tôn.
-
Khoảng cách tăng (mỏ cắt xa phôi)> Cột hồ quang dài ra > Điện áp hồ quang TĂNG.
-
Khoảng cách giảm (mỏ cắt gần phôi) > Cột hồ quang ngắn lại > Điện áp hồ quang GIẢM.
[Mỏ cắt Plasma] ──(Đo điện áp hồ quang)──> [Bộ THC] ──(So sánh với V_đặt)──> [Điều khiển Trục Z]
Quy trình xử lý thời gian thực của bộ THC:
-
Khởi tạo & Đột lỗ (Pierce Height): Bộ THC hạ mỏ cắt xuống chạm phôi để xác định gốc Z=0 (IHS – Initial Height Sensing), sau đó nhấc mỏ lên chiều cao đột lỗ chuẩn.
-
Đo đạc & So sánh: Khi hồ quang bắt đầu cắt ổn định, bộ THC đo điện áp thực tế phản hồi từ nguồn plasma và so sánh liên tục với Điện áp cài đặt (Set Voltage) do người dùng thiết lập.
-
Điều khiển trục Z nâng/hạ:
-
Nếu V_thực tế > V_cài đặt (tôn bị võng xuống): THC phát lệnh điều khiển động cơ trục Z HẠ mỏ cắt.
-
Nếu V_thực tế < V_cài đặt (tôn bị nhô lên): THC phát lệnh điều khiển động cơ trục Z NÂNG mỏ cắt.
-
Cách chọn bộ THC phù hợp cho máy cắt plasma
Để chọn bộ THC phù hợp, cần căn cứ vào hệ điều khiển CNC, nguồn plasma và nhu cầu gia công thực tế:
1. Chọn theo loại nguồn tín hiệu phản hồi
-
Bộ THC đo điện áp hồ quang (Arc Voltage THC) – Phổ biến nhất (95%):
-
Đặc điểm: Lấy tín hiệu qua bộ chia áp (Voltage Divider) từ nguồn plasma.
-
Ứng dụng: Dùng cho hầu hết các dòng máy cắt plasma CNC từ dân dụng đến công nghiệp.
-
-
Bộ THC cảm ứng điện dung (Capacitive THC):
-
Đặc điểm: Dùng vòng cảm ứng đo điện dung giữa mỏ và phôi (không phụ thuộc điện áp hồ quang).
-
Ứng dụng: Thường dùng cho cắt oxy-gas (Cắt gió đá) hoặc nguồn plasma không có đường tín hiệu chia áp.
-
2. Chọn theo hình thức tích hợp với hệ điều khiển
| Loại bộ THC | Mô tả & Đặc điểm | Dòng máy phù hợp |
| THC Độc lập (Standalone THC) (Ví dụ: XPTHC, HYD, Fangling F1621) | Tích hợp sẵn màn hình, phím chỉnh và driver/rơ-le điều khiển trục Z riêng biệt. Dễ lắp đặt, không phụ thuộc vào phần mềm CNC. | Máy chế DIY, máy plasma nâng cấp từ máy cũ, hệ điều khiển đơn giản. |
| THC Tích hợp (Embedded THC) (Ví dụ: Proma THC 150, Hypertherm Edge Connect, Mach3 THC Card) | Gửi tín hiệu nâng/hạ (Up/Down/Arc OK) về card điều khiển CNC (Mach3, NcStudio, Masso); phần mềm CNC sẽ trực tiếp tính toán và chạy trục Z. | Máy plasma CNC đồng bộ, cần cắt góc tối ưu (Anti-dive) hoặc gia công tốc độ cao. |
3. Các tính năng kỹ thuật bắt buộc phải có khi chọn THC
-
Chức năng chống cắm mỏ khi vào góc/giảm tốc (Anti-Dive / Corner Speed Limit): Khi mỏ cắt chạy vào góc nhọn, máy CNC phải giảm tốc độ. Khi tốc độ giảm, hồ quang khoét lỗ rộng ra làm điện áp tăng vọt $\rightarrow$ THC hiểu nhầm là xa phôi nên cắm mỏ xuống tôn. Bộ THC tốt phải có tính năng khóa trục Z khi tốc độ giảm.
-
Tỉ số chia áp (Divider Ratio) tương thích: Kiểm tra bộ chia áp của THC (1:50 hay 1:20) có khớp với cổng đầu ra của nguồn plasma (Hypertherm, Victor Thermal Dynamics, Huayuan…) hay không.
-
Độ nhạy & Tốc độ phản hồi: Chọn các dòng THC có thời gian phản hồi < 10 ms và cho phép chỉnh độ trễ (Delay time) khi đột lỗ.
