一種等離子數(shù)控切割機(jī)控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于等離子數(shù)控切割機(jī)的控制器，包括CPU、彩色液晶顯示屏、電子貼膜鍵盤、硬盤驅(qū)動器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)接口，還包括驅(qū)動板，用于對伺服軸進(jìn)行驅(qū)動控制。所述驅(qū)動板包括脈沖發(fā)生器、開關(guān)量輸入模塊、增量式編碼器輸入模塊、模擬量輸出模塊和繼電器輸出模塊。采用實時操作系統(tǒng)與工業(yè)板卡使控制器本身具有了極高的穩(wěn)定性，在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了類windows程序，在切割控制工藝功能上融入了大量寶貴的現(xiàn)場經(jīng)驗，在工藝性能的先進(jìn)完備上、在操作的簡單直觀上、在系統(tǒng)功能合理架構(gòu)上都達(dá)到了一定的高度。
【專利說明】一種等離子數(shù)控切割機(jī)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，特別是涉及一種用于等離子數(shù)控切割機(jī)的控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控等離子切割技術(shù)是集數(shù)控技術(shù)，計算機(jī)軟、硬件技術(shù)，等離子切割技術(shù)，精密機(jī)械技術(shù)于一體的高新技術(shù)。發(fā)展數(shù)控等離子切割機(jī)可以徹底改變國內(nèi)熱切割行業(yè)的裝備水平，扭轉(zhuǎn)熱切割工業(yè)目前存在的效率低，質(zhì)量差，勞動強(qiáng)度大，材料利用率低，環(huán)境臟亂差的局面，縮小與國外先進(jìn)國家的差距。同時，數(shù)控等離子切割技術(shù)的發(fā)展可帶動相關(guān)領(lǐng)域和學(xué)科達(dá)到國際先進(jìn)水平。
[0003]火焰切割、等離子切割和激光切割是熱切割的三種主要方式?；鹧媲懈罹哂星懈钭冃未螅m應(yīng)不了高精度切割的需要，而且切割速度較低，切割前需預(yù)熱，花費時間，難以適應(yīng)無人化操作的需要。等離子切割具有切割范圍寬，可切割一切金屬板材和許多非金屬材料，最高切割速度可達(dá)10m/min，是火焰切割的10倍。在水下切割能消除切割時產(chǎn)生的噪聲，粉塵、有害氣體和弧光，有利于環(huán)境的保護(hù)，符合21世紀(jì)對環(huán)保的要求。目前隨著大功率等離子切割技術(shù)的成熟，切割厚度已達(dá)130mm，采用水射流技術(shù)的大功率等離子切割已使切割質(zhì)量接近激光切割的下限(±0.2mm)。由于激光切割機(jī)價格昂貴，且目前只適合于薄板切割(通常厚板打孔時間長)，而精細(xì)等離子切割機(jī)切割精度可達(dá)激光切割的下限，切割表面質(zhì)量近似，但切割成本遠(yuǎn)低于激光切割，約為其1/3，最大切割厚度可達(dá)12_，因此用精細(xì)等離子切割機(jī)來取代價格昂貴的激光切割機(jī)，有利于以最經(jīng)濟(jì)的方式對用量較大的中、薄板實施高速精細(xì)切割。另外，數(shù)控等離子切割與自動套料編程軟件配合可以提高材料利用率5%?10%，按年切割2000萬t計，則年可節(jié)省鋼材100?200萬t，價值幾十億元。故在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已出現(xiàn)以數(shù)控等離子切割機(jī)取代火焰切割機(jī)和激光切割機(jī)的發(fā)展趨勢。因此，研究推廣數(shù)控等離子切割技術(shù)具有重要的意義。
[0004]目前應(yīng)用于等離子切割機(jī)的控制器，具有一定代表性的某連續(xù)軌跡控制器與某(單臺或雙臺并聯(lián))水射流式等離子系統(tǒng)配合可以切割130mm以下金屬板材；與冊3070精細(xì)等離子配合可對I?12mm金屬材料實施高速(7.6m/min)和高精度(接近激光切割下限)切割。
[0005]上述配置代表了數(shù)控等離子切割機(jī)的最高配置，其主要特點如下:
[0006](I)自動化切割即等離子切割的全部過程(如初始定位、引弧、穿孔、切割、調(diào)高、升降水等)均在數(shù)控指揮下完成，并可通過編程來修改其參數(shù)。
[0007](2)多功能即通過加掛不同附件增加數(shù)控機(jī)床的柔性，為下道工序提供定位、焊接、儲存基礎(chǔ)。例如打標(biāo)記功能可提供安裝和定位基準(zhǔn)。等離子切割可進(jìn)行X、V、Y和K形等坡口加工，且不僅可完成直線坡口還可完成曲線、圓弧形坡口，為焊接提供方便。
[0008](3)水下切割可有效地減小鋼板熱變形，充分抑制塵粉、弧光、噪聲和飛濺。
[0009]普通等離子電源輸出電流為20?200A，切割厚度可達(dá)50mm以下；水射流式等離子電源輸出電流最高可達(dá)1000A，切割厚度可達(dá)130_以下；精細(xì)等離子電源輸出電流最高可達(dá)100A，切割厚度可達(dá)12mm以下，其中精細(xì)等離子割縫寬0.65?0.75mm,與數(shù)控切割機(jī)配合可達(dá)±0.2mm的切割精度。
[0010]然而目前為切割機(jī)配套的控制器仍然功能比較單一，軟件集成度較低，缺乏穩(wěn)定性，不能靈活地智能化地適應(yīng)現(xiàn)場需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的就是提供一種高集成度，功能完整靈活的等離子數(shù)控切割機(jī)控制器。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種等離子數(shù)控切割機(jī)控制器，包括CPU、彩色液晶顯示屏、電子貼膜鍵盤、硬盤驅(qū)動器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)接口，還包括驅(qū)動板，用于對伺服軸進(jìn)行驅(qū)動控制。
[0013]所述驅(qū)動板包括脈沖發(fā)生器、開關(guān)量輸入模塊、增量式編碼器輸入模塊、模擬量輸出模塊和繼電器輸出模塊。
[0014]所述脈沖發(fā)生器是手動觸發(fā)的。
[0015]采用本發(fā)明能夠極大提高等離子切割機(jī)的切割精度，節(jié)約切割材料，大大提高切割機(jī)的適應(yīng)性和靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的控制器模塊組成示意圖【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。控制器采用:10.4寸TFT真彩液晶顯示屏、166兆intel處理器、64/128/256兆內(nèi)存儲器、80G硬盤驅(qū)動器、支持兩個usb移動存儲器、支持網(wǎng)絡(luò)連接功能(根據(jù)用戶實際網(wǎng)絡(luò)條件選擇連接)、電子貼膜鍵盤、獨特設(shè)計的專用工業(yè)防護(hù)等級一體化工作平臺(結(jié)構(gòu)堅固)和電器接口采用高強(qiáng)度工業(yè)接插件。還包括自行開發(fā)的驅(qū)動板負(fù)責(zé)對各軸的驅(qū)動與反饋進(jìn)行控制，軸驅(qū)動輸出采用土 10VDC模擬量輸出，增量式編碼器輸入，驅(qū)動板可同時控制3根伺服軸，可雙軸同步或根據(jù)實際需要從新開發(fā)第三軸功能(擺動或旋轉(zhuǎn)等)，28個輸出接口采用繼電器輸出，觸點最大電流I安培，20個輸入接口米用光電隔離,24V開關(guān)量輸入。手動脈沖發(fā)生器(用于機(jī)床位置和運動速度的控制)。外形:高311毫米；寬483毫米；深150毫米。
[0018]控制器是專門數(shù)控切割機(jī)專用控制器之一，采用實時操作系統(tǒng)與工業(yè)板卡使控制器本身具有了極高的穩(wěn)定性，在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了類windows程序，使控制器軟件的人機(jī)交互界面新穎宜人操作簡單，使系統(tǒng)既具備穩(wěn)定性同時具備windows環(huán)境的操作性。在切割控制工藝功能上融入了大量寶貴的現(xiàn)場經(jīng)驗，在工藝性能的先進(jìn)完備上、在操作的簡單直觀上、在系統(tǒng)功能合理架構(gòu)上都達(dá)到了一定的高度。控制器主要功能如下:
[0019]切割文件處理功能:
[0020]支持標(biāo)準(zhǔn)EIA\ESSI數(shù)控代碼，并可根據(jù)用戶需要添加對其它代碼格式兼容支持；
[0021]切割文件分類管理功能，用戶可自主建立若干分類零件庫用于存儲各類不同的切割文件；[0022]支持硬盤、usb移動存儲器、網(wǎng)絡(luò)的切割文件讀?。?br> [0023]圖形庫功能36個標(biāo)準(zhǔn)圖形；
[0024]鋼板套料功能(支持不規(guī)則鋼板套料，可對余料采集輸入并在余料上套料)此功能大大的提高了資源的利用率；
[0025]切割程序手工編輯功能，并有時時圖形顯示；
[0026]切割程序的補(bǔ)償量添加、旋轉(zhuǎn)、鏡像、排列、切割起點設(shè)定、放大預(yù)覽；
[0027]自動鋼板準(zhǔn)直功能。
[0028]切割工藝功能:
[0029]支持等離子\氧燃?xì)鈂噴粉三種切割模式；
[0030]支持自動手動兩種切割模式；
[0031]支持復(fù)合工藝，系統(tǒng)會根據(jù)實際代碼自動變換切割模式已實現(xiàn)復(fù)雜的工藝流程；
[0032]方便的切割控制界面，在程控切割與手動移動過程中都有豐富的切割控制功能供用戶使用；
[0033]跳躍切割功能，可跳躍到任意切割段進(jìn)行切割，甚至可以隨意跳躍整個切割工序;
[0034]獨特的文件斷點記憶功能(零點記憶、起點記憶、停點記憶);
[0035]橋接功能，用戶可根據(jù)實際情況在切割過程的任意點使用此功能，此功能用于解決鋼板熱變形問題；
[0036]屏蔽穿孔點功能，在邊緣預(yù)熱和暫停后啟動切割時可啟動此功能，系統(tǒng)在預(yù)熱結(jié)束后會自動放棄穿孔直接進(jìn)入切割過程；
[0037]獨特的雙軸同步控制調(diào)整方法。
[0038]點動程控軌跡前進(jìn)和后退功能，用于等離子切割斷弧或暫停后從新啟動切割時的割炬位置調(diào)整問題。
[0039]程控軌跡原路返回功能
[0040]返回起點和穿孔點功能
[0041]套料鋼板移動功能
[0042]處理割炬功能
[0043]切割過程中裁板邊功能
[0044]絕對零點功能、回零功能
[0045]相對機(jī)床坐標(biāo)記錄及返回相對零點功能
[0046]限位處理功能
[0047]控制器參數(shù)備份功能
[0048]診斷功能
[0049]手動移動功能:
[0050]八方向點動直線移動功能
[0051]八方向連續(xù)直線移動功能
[0052]八方向手動脈沖發(fā)生器精確定位移動功能
[0053]手動直線切割功能。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子數(shù)控切割機(jī)控制器，包括CPU、彩色液晶顯示屏、電子貼膜鍵盤、硬盤驅(qū)動器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)接口，其特征在于還包括驅(qū)動板，用于對伺服軸進(jìn)行驅(qū)動控制。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子數(shù)控切割機(jī)控制器，其特征在于，所述驅(qū)動板包括脈沖發(fā)生器、開關(guān)量輸入模塊、增量式編碼器輸入模塊、模擬量輸出模塊和繼電器輸出模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子數(shù)控切割機(jī)控制器，其特征在于，所述脈沖發(fā)生器是手動觸發(fā)的。
【文檔編號】G05B19/414GK103838185SQ201410076917
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】殷莉 申請人:上海地慧光電科技有限公司