（3）水下电弧切割过程

水下电弧切割过程中，当电弧引燃后电弧热以及电阻热对割丝和被切割金属加热并使之熔化。熔融态的金属不易自动从工件上脱离下来，因此需要借助其他机械力使之脱离工件。电弧稳定燃烧时会产生电弧力，电弧力主要有三大类：电磁收缩力、等离子流力和斑点力。电弧在割丝与工件之间燃烧时，电弧吹力对金属熔滴施加机械力使之与工件分离。另外，对于有药芯的割丝，在切割过程中药芯分解产生大量气体，气体吹力也有助于将熔融金属吹落。被电弧加热的金属熔化后被吹入水中与工件分离，从而达到切割金属的目的[27]。

（4）水下切割设备的组成

    水下切割设备的组成与一般熔化极电弧焊接方法设备相同。主要由切割电源（焊接电源）、割炬、工作台、工件/焊枪移动装置组成。具体可以参考相关文献[28]。

2。2 水下电弧切割测控系统开发设备

水下电弧切割测控系统的开发主要是在Visual Studio2008上开发出一个同时具有数据采集功能和运动控制功能的应用程序，所以用于开发测控系统的计算机首先需要安装Visual Studio2008软件。该测控系统的开发时选用的计算机是研华IPC-610L4U工业控制计算机。测控系统的开发主要有两个部分，即数据采集系统和运动控制系统，数据采集系统采集到的数据文件还需要用UltraEdit进行编辑。另外还采用了用运动控制芯片设计的PCI总线脉冲式运动控制卡DMC1380。论文网

2。2。1研华工控机IPC-610L

本课题中的测控系统的开发选用的是研华工控机IPC-610L。它是专门为实现工业生产中的关键应用而设计的，很适合用于水下电弧切割测控系统的开发。IPC-610L工控机是4U工业控制计算机，它配置了PFC功率因数补偿和一个通用14槽无源底板。用户在使用该工控机的过程中可以通过机箱前面板上的指示灯对计算机的硬盘、电源和系统的电压的运行情况进行观测。机箱的前后都提供了USB接口和I/O接口，用户可以通过这些接口在工控机与其它的设备之间进行数据传输。

研华工控机IPC-610L的主要参数是4U上架式机箱，可支持多达15个附加卡；抗冲击磁盘驱动器托架可支持3个5。25”和1个3。5”磁盘驱动器；前部可访问USB和PS/2接口，便于数据的传输；此外，它还提供12cm/85CFM滚珠轴承风扇和流线式空气流通，支持250W单PS/2和冗余ATX电源[28]。

研华工控机IPC-610L的实物图如图2-1所示：

图2-1 研华IPC-610L工控机

2。2。2 PCI-1710数据采集卡

PCI-1710是研华的一个功能比较强大的多功能PCI总线数据采集卡。它包含多种常用的测量和控制功能。本课题中的数据采集系统的开发就是采用的这一数据采集卡。

PCI-1710数据采集卡是100KS/s，12位PCI总线多功能数据采集卡。其他的一些性能指标如下[29]：

（1）16路单端或8路差分模拟量输入，或组合输入方式；

（2）12位A/D转换器，采样速率可以达到100KHz；

（3）每个输入通道的增益可以通过编程实现；

（4）单端或者差分输入自由组合；

（5）卡上4K采样FIFO缓冲器；

（6）2路12位模拟量输出；

（7）16路数字量输入以及16路数字量输出；

（8）可以通过编程触发器/定时器；

（9）板卡ID；

（10）短路保护功能。

2。2。3 DMC1380运动控制卡

本课题中的水下电弧切割测控系统的运动控制系统部分的开发用到了DMC1380运动控制卡。采用该运动控制卡是考虑到了它拥有各种丰富的运动控制功能函数，不仅有常见的单轴运动控制函数，而且还有比较实用的直线插补运动控制函数。另外，它还提供了回原点控制函数。它是一种专用运动控制卡，可以同时对多个电机的运动进行准确控制。对于水下电弧切割过程，这一点是很重要的，因为水下电弧切割过程中割枪通常都要在二维平面内进行各种轨迹的运动，也就是说该测控系统在控制割枪运动的过程中经常会同时控制两个驱动电机的运动。