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切割機(jī)原理

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數(shù)控切割機(jī)系統(tǒng)工作原理及系統(tǒng)軟件介紹

發(fā)表時間:2018-01-23 21:01:45

   隨著整個社會生產(chǎn)力的發(fā)展,數(shù)控切割機(jī)在船舶、汽車、石油化工和電子行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛,自動化水平也越來越高"其中,控制系統(tǒng)無疑是切割機(jī)的核心,因此日益受到用戶和切割機(jī)廠商的重視,從目前的數(shù)控切割機(jī)用戶那兒得知,國外知名品牌仍占據(jù)大部分市場,但國內(nèi)一些優(yōu)秀的數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)商也開始使用自主生產(chǎn)的控制系統(tǒng)"眾所周知,核心技術(shù)掌握的越多,把握市場的能力就會越大。 
   一、系統(tǒng)組成 
 (一)工作原理 
   數(shù)控切割機(jī)是一種機(jī)械加工業(yè)必須的生產(chǎn)設(shè)備,在裝備和設(shè)備制造中,其主要承擔(dān)的是原材料前期的加工。工業(yè)切割一般有兩種方式,一種是使用乙炔氣割,另一種是等離子切割,本切割機(jī)設(shè)備所采用的是含有以上兩種切割方式,針對不同厚度的板材,操作者可選用氣割或等離子,以滿足不同的切割工藝要求。在工作中,可進(jìn)行手、自動方式進(jìn)行切換。從圖形庫中選好所要求切割工件的圖形后,標(biāo)定尺寸等相關(guān)參數(shù)后,按下啟動,設(shè)備開始按照設(shè)定好的切割線路進(jìn)行圖形切割,其中抬槍、落槍、切割、小火等控制由系統(tǒng)和PLC之間的信號傳遞來控制,自動完成所要求切割的圖形。 
 (二)系統(tǒng)組成 
   為了完成切割工藝提出的要求,選用了臺達(dá)ES系列的可編程控制器,上海交大的SJTU-CNC數(shù)控切割系統(tǒng),臺達(dá)AB系列的伺服系統(tǒng),割距控制采用常州海斯的升降頭及弧壓控制器、電容高度控制器。 
   二、系統(tǒng)軟件 
   數(shù)控切割機(jī)系統(tǒng)軟件包括工件管理程序、管理軟件及系統(tǒng)控制軟件兩部分,其中工件程序的管理軟件實(shí)際上是一個小的文件管理系統(tǒng),它能實(shí)現(xiàn)包括屏幕編輯、工件程序的存貯及調(diào)度管理以及外界的信息交換等各種功能。系統(tǒng)的控制軟件是一種前后臺結(jié)構(gòu)式的軟件。前臺程序(即實(shí)時中斷服務(wù)程序)承擔(dān)了全部實(shí)時功能,而準(zhǔn)備工作及協(xié)調(diào)處理則在后臺程序(背景程序)中完成。背景程序是一個循環(huán)運(yùn)行的程序,在其運(yùn)行過程中實(shí)時中斷,服務(wù)程序不斷插入,共同完成工件加工(即切割)功能。在正常加工狀態(tài)下,一個工件加工程序數(shù)據(jù)段經(jīng)過輸入由EPROM或手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)譯碼及數(shù)據(jù)處理后,插補(bǔ)所需的各種參數(shù)均已準(zhǔn)備好,如數(shù)據(jù)段起點(diǎn)、終點(diǎn),按編程速度計(jì)算出的各檔速度下的步長,以及編程的輔助功能編輯等均已送到了相應(yīng)的工件寄存區(qū),當(dāng)數(shù)據(jù)處理結(jié)果、緩沖區(qū)中的插補(bǔ)信息及輔助功能送到相應(yīng)的工作區(qū)后,實(shí)時中斷服務(wù)程序即開始工作,進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算及輔助功能處理,同時背景程序預(yù)譯下一段工件加工程序,并運(yùn)行新數(shù)據(jù)處理和傳送,由實(shí)時中斷服務(wù)程序中的插補(bǔ)程序產(chǎn)生相應(yīng)的軌跡信息送給伺服單元,分別指揮兩坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)位置控制,通過這個過程的多次迭代,從而實(shí)現(xiàn)了工件加工的自動控制。 
   三、復(fù)合控制隨動系統(tǒng)的構(gòu)成 
   盡管理想模型在工程上是不能實(shí)現(xiàn)的,但畢竟能給出一個設(shè)計(jì)目標(biāo)?,F(xiàn)根據(jù)前面所討論過的理想模型,閉環(huán)控制基礎(chǔ)上,引進(jìn)一個按擾動進(jìn)行調(diào)節(jié)的前饋補(bǔ)償通道,于是就組成一個復(fù)合控制的隨動系統(tǒng)。通常被控對象至少包含著一個積分環(huán)節(jié),按式(1~4)知,前饋補(bǔ)償通道至少要具有一階以上的微分作用。為便于工程上的實(shí)現(xiàn),通常是采用測速發(fā)電機(jī)之類的純微分環(huán)節(jié)來充當(dāng),或者是在測速發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上引入適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò),以獲得二次微分的作用。 
   四、調(diào)試要點(diǎn) 
 (1)檢查電器柜的地線是否接地可靠;(2)檢查電器柜內(nèi)提供的電源是否穩(wěn)壓;(3)檢查反饋微動開關(guān)的位置是否適當(dāng);(4)檢查聯(lián)接器的各接線點(diǎn)間是否短路;(5)電源聯(lián)接,檢查電柜反應(yīng)是否正確。在控制模態(tài)時,如出現(xiàn)故障,CNC報出故障代碼,根據(jù)代碼判斷故障并及時排除。 
   五、同步調(diào)試 
 (一)首先把參數(shù)設(shè)置為非門架方式 :調(diào)試之前,必須先將三軸的電機(jī)輸出齒輪與執(zhí)行齒條脫開,進(jìn)行模擬試驗(yàn)。電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向和控制板上的開關(guān)操作方向要一致,若方向不正確,可以改變參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。接通伺服模塊電源,設(shè)定各軸參數(shù)。CNC通電,對各軸的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整(此時X、Y、W各軸均為獨(dú)立軸顯示,可以分別進(jìn)行調(diào)整)。 
 (二)修改CNC參數(shù)為同步方式(設(shè)參數(shù)為雙邊驅(qū)動):可用手動操作各軸運(yùn)行,檢查運(yùn)行方向,看其是否符合要求。檢查X、W二軸的電機(jī)轉(zhuǎn)動方向是否符合同步軸要求。一切正常后才能將齒輪與執(zhí)行齒條嚙合。 
   六、控制技術(shù)研發(fā)部門必不可少 
   既然上面說到控制技術(shù)如此重要,那么作為一個成熟的切割企業(yè)的話,控制技術(shù)研發(fā)自然要放到十分突出的位置,不僅有利于控制技術(shù)的研究!開發(fā),同時也可以對公司技術(shù)研發(fā)做一個相對合理的總結(jié)和管理"對此,我所在的企業(yè)就設(shè)立了數(shù)控技術(shù)研發(fā)部門,開發(fā)有用于平板數(shù)控切割的FastCAM自動編程套料軟件和FastCNC數(shù)控切割專家系統(tǒng),用于管子相貫線切割的FastPBC/PIPE/FRAME五軸聯(lián)動的管子相貫線數(shù)控系統(tǒng)/管子切割軟件/管架鋼結(jié)構(gòu)制造軟件,以及用于平板坡口切割的FasCtAMBveel平板坡口編程套料軟件和FasFtNC五軸聯(lián)動坡口切割數(shù)控系統(tǒng)。 
   七、結(jié)束語 
   該系統(tǒng)應(yīng)用了PLC控制、數(shù)控技術(shù)、伺服驅(qū)動和切割高度控制器,通過系統(tǒng)集成提高了設(shè)備的自動化控制水平,達(dá)到了當(dāng)今切割設(shè)備自動化控制的先進(jìn)水準(zhǔn)。從現(xiàn)場加工情況看,完全滿足了生產(chǎn)的控制要求,數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用、控制精度高以及符合國內(nèi)操作習(xí)慣等的特點(diǎn),使其具有廣闊的市場前景。 
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