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切割机原理

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数控切割机系统工作原理及系统软件介绍

发表时间:2018-01-23 21:01:45

   随着整个社会生产力的发展,数控切割机在船舶、汽车、石油化工和电子行业应用越来越广泛,自动化水平也越来越高"其中,控制系统无疑是切割机的核心,因此日益受到用户和切割机厂商的重视,从目前的数控切割机用户那儿得知,国外知名品牌仍占据大部分市场,但国内一些优秀的数控切割机生产商也开始使用自主生产的控制系统"众所周知,核心技术掌握的越多,把握市场的能力就会越大。 
   一、系统组成 
 (一)工作原理 
   数控切割机是一种机械加工业必须的生产设备,在装备和设备制造中,其主要承担的是原材料前期的加工。工业切割一般有两种方式,一种是使用乙炔气割,另一种是等离子切割,本切割机设备所采用的是含有以上两种切割方式,针对不同厚度的板材,操作者可选用气割或等离子,以满足不同的切割工艺要求。在工作中,可进行手、自动方式进行切换。从图形库中选好所要求切割工件的图形后,标定尺寸等相关参数后,按下启动,设备开始按照设定好的切割线路进行图形切割,其中抬枪、落枪、切割、小火等控制由系统和PLC之间的信号传递来控制,自动完成所要求切割的图形。 
 (二)系统组成 
   为了完成切割工艺提出的要求,选用了台达ES系列的可编程控制器,上海交大的SJTU-CNC数控切割系统,台达AB系列的伺服系统,割距控制采用常州海斯的升降头及弧压控制器、电容高度控制器。 
   二、系统软件 
   数控切割机系统软件包括工件管理程序、管理软件及系统控制软件两部分,其中工件程序的管理软件实际上是一个小的文件管理系统,它能实现包括屏幕编辑、工件程序的存贮及调度管理以及外界的信息交换等各种功能。系统的控制软件是一种前后台结构式的软件。前台程序(即实时中断服务程序)承担了全部实时功能,而准备工作及协调处理则在后台程序(背景程序)中完成。背景程序是一个循环运行的程序,在其运行过程中实时中断,服务程序不断插入,共同完成工件加工(即切割)功能。在正常加工状态下,一个工件加工程序数据段经过输入由EPROM或手动数据输入(MDI)译码及数据处理后,插补所需的各种参数均已准备好,如数据段起点、终点,按编程速度计算出的各档速度下的步长,以及编程的辅助功能编辑等均已送到了相应的工件寄存区,当数据处理结果、缓冲区中的插补信息及辅助功能送到相应的工作区后,实时中断服务程序即开始工作,进行插补运算及辅助功能处理,同时背景程序预译下一段工件加工程序,并运行新数据处理和传送,由实时中断服务程序中的插补程序产生相应的轨迹信息送给伺服单元,分别指挥两坐标实现位置控制,通过这个过程的多次迭代,从而实现了工件加工的自动控制。 
   三、复合控制随动系统的构成 
   尽管理想模型在工程上是不能实现的,但毕竟能给出一个设计目标。现根据前面所讨论过的理想模型,闭环控制基础上,引进一个按扰动进行调节的前馈补偿通道,于是就组成一个复合控制的随动系统。通常被控对象至少包含着一个积分环节,按式(1~4)知,前馈补偿通道至少要具有一阶以上的微分作用。为便于工程上的实现,通常是采用测速发电机之类的纯微分环节来充当,或者是在测速发电机的基础上引入适当的网络,以获得二次微分的作用。 
   四、调试要点 
 (1)检查电器柜的地线是否接地可靠;(2)检查电器柜内提供的电源是否稳压;(3)检查反馈微动开关的位置是否适当;(4)检查联接器的各接线点间是否短路;(5)电源联接,检查电柜反应是否正确。在控制模态时,如出现故障,CNC报出故障代码,根据代码判断故障并及时排除。 
   五、同步调试 
 (一)首先把参数设置为非门架方式 :调试之前,必须先将三轴的电机输出齿轮与执行齿条脱开,进行模拟试验。电机的转动方向和控制板上的开关操作方向要一致,若方向不正确,可以改变参数进行调整。接通伺服模块电源,设定各轴参数。CNC通电,对各轴的运行进行调整(此时X、Y、W各轴均为独立轴显示,可以分别进行调整)。 
 (二)修改CNC参数为同步方式(设参数为双边驱动):可用手动操作各轴运行,检查运行方向,看其是否符合要求。检查X、W二轴的电机转动方向是否符合同步轴要求。一切正常后才能将齿轮与执行齿条啮合。 
   六、控制技术研发部门必不可少 
   既然上面说到控制技术如此重要,那么作为一个成熟的切割企业的话,控制技术研发自然要放到十分突出的位置,不仅有利于控制技术的研究!开发,同时也可以对公司技术研发做一个相对合理的总结和管理"对此,我所在的企业就设立了数控技术研发部门,开发有用于平板数控切割的FastCAM自动编程套料软件和FastCNC数控切割专家系统,用于管子相贯线切割的FastPBC/PIPE/FRAME五轴联动的管子相贯线数控系统/管子切割软件/管架钢结构制造软件,以及用于平板坡口切割的FasCtAMBveel平板坡口编程套料软件和FasFtNC五轴联动坡口切割数控系统。 
   七、结束语 
   该系统应用了PLC控制、数控技术、伺服驱动和切割高度控制器,通过系统集成提高了设备的自动化控制水平,达到了当今切割设备自动化控制的先进水准。从现场加工情况看,完全满足了生产的控制要求,数控切割机控制系统经济实用、控制精度高以及符合国内操作习惯等的特点,使其具有广阔的市场前景。 
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