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          數控切割機系統工作原理及系統軟件介紹

          發表時間:2018-01-23 21:01:45

             隨著整個社會生產力的發展,數控切割機在船舶、汽車、石油化工和電子行業應用越來越廣泛,自動化水平也越來越高"其中,控制系統無疑是切割機的核心,因此日益受到用戶和切割機廠商的重視,從目前的數控切割機用戶那兒得知,國外知名品牌仍占據大部分市場,但國內一些優秀的數控切割機生產商也開始使用自主生產的控制系統"眾所周知,核心技術掌握的越多,把握市場的能力就會越大。 
             一、系統組成 
           (一)工作原理 
             數控切割機是一種機械加工業必須的生產設備,在裝備和設備制造中,其主要承擔的是原材料前期的加工。工業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,本切割機設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,可進行手、自動方式進行切換。從圖形庫中選好所要求切割工件的圖形后,標定尺寸等相關參數后,按下啟動,設備開始按照設定好的切割線路進行圖形切割,其中抬槍、落槍、切割、小火等控制由系統和PLC之間的信號傳遞來控制,自動完成所要求切割的圖形。 
           (二)系統組成 
             為了完成切割工藝提出的要求,選用了臺達ES系列的可編程控制器,上海交大的SJTU-CNC數控切割系統,臺達AB系列的伺服系統,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、系統軟件 
             數控切割機系統軟件包括工件管理程序、管理軟件及系統控制軟件兩部分,其中工件程序的管理軟件實際上是一個小的文件管理系統,它能實現包括屏幕編輯、工件程序的存貯及調度管理以及外界的信息交換等各種功能。系統的控制軟件是一種前后臺結構式的軟件。前臺程序(即實時中斷服務程序)承擔了全部實時功能,而準備工作及協調處理則在后臺程序(背景程序)中完成。背景程序是一個循環運行的程序,在其運行過程中實時中斷,服務程序不斷插入,共同完成工件加工(即切割)功能。在正常加工狀態下,一個工件加工程序數據段經過輸入由EPROM或手動數據輸入(MDI)譯碼及數據處理后,插補所需的各種參數均已準備好,如數據段起點、終點,按編程速度計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的工件寄存區,當數據處理結果、緩沖區中的插補信息及輔助功能送到相應的工作區后,實時中斷服務程序即開始工作,進行插補運算及輔助功能處理,同時背景程序預譯下一段工件加工程序,并運行新數據處理和傳送,由實時中斷服務程序中的插補程序產生相應的軌跡信息送給伺服單元,分別指揮兩坐標實現位置控制,通過這個過程的多次迭代,從而實現了工件加工的自動控制。 
             三、復合控制隨動系統的構成 
             盡管理想模型在工程上是不能實現的,但畢竟能給出一個設計目標?,F根據前面所討論過的理想模型,閉環控制基礎上,引進一個按擾動進行調節的前饋補償通道,于是就組成一個復合控制的隨動系統。通常被控對象至少包含著一個積分環節,按式(1~4)知,前饋補償通道至少要具有一階以上的微分作用。為便于工程上的實現,通常是采用測速發電機之類的純微分環節來充當,或者是在測速發電機的基礎上引入適當的網絡,以獲得二次微分的作用。 
             四、調試要點 
           (1)檢查電器柜的地線是否接地可靠;(2)檢查電器柜內提供的電源是否穩壓;(3)檢查反饋微動開關的位置是否適當;(4)檢查聯接器的各接線點間是否短路;(5)電源聯接,檢查電柜反應是否正確。在控制模態時,如出現故障,CNC報出故障代碼,根據代碼判斷故障并及時排除。 
             五、同步調試 
           (一)首先把參數設置為非門架方式 :調試之前,必須先將三軸的電機輸出齒輪與執行齒條脫開,進行模擬試驗。電機的轉動方向和控制板上的開關操作方向要一致,若方向不正確,可以改變參數進行調整。接通伺服模塊電源,設定各軸參數。CNC通電,對各軸的運行進行調整(此時X、Y、W各軸均為獨立軸顯示,可以分別進行調整)。 
           (二)修改CNC參數為同步方式(設參數為雙邊驅動):可用手動操作各軸運行,檢查運行方向,看其是否符合要求。檢查X、W二軸的電機轉動方向是否符合同步軸要求。一切正常后才能將齒輪與執行齒條嚙合。 
             六、控制技術研發部門必不可少 
             既然上面說到控制技術如此重要,那么作為一個成熟的切割企業的話,控制技術研發自然要放到十分突出的位置,不僅有利于控制技術的研究!開發,同時也可以對公司技術研發做一個相對合理的總結和管理"對此,我所在的企業就設立了數控技術研發部門,開發有用于平板數控切割的FastCAM自動編程套料軟件和FastCNC數控切割專家系統,用于管子相貫線切割的FastPBC/PIPE/FRAME五軸聯動的管子相貫線數控系統/管子切割軟件/管架鋼結構制造軟件,以及用于平板坡口切割的FasCtAMBveel平板坡口編程套料軟件和FasFtNC五軸聯動坡口切割數控系統。 
             七、結束語 
             該系統應用了PLC控制、數控技術、伺服驅動和切割高度控制器,通過系統集成提高了設備的自動化控制水平,達到了當今切割設備自動化控制的先進水準。從現場加工情況看,完全滿足了生產的控制要求,數控切割機控制系統經濟實用、控制精度高以及符合國內操作習慣等的特點,使其具有廣闊的市場前景。 
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