CN101817167A - 切割头自动跟随控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种切割头自动跟随控制器，在与喷嘴组件相连的固定支架上，安装有三个以切割头为中心并内接轨迹感应圈的接触式传感器，它将轨迹感应圈受到零件弧面曲率的变化信号转换成不同的电信号，送至数据处理电路和逻辑判断电路，把检测到的距离变化信号转换成电流信号，送至给外置的PLC的A/D转换电路，对检测数据算法编程，得出伺服电机运动方向信号和速度信号，输出跟随轴运动信号给数控系统的PMC(FANUC可编程机床控制器)和伺服电机驱动器，自动跟随轴运动，控制并调整运动部件的高度。本发明解决了切割喷嘴组件运动过程中自动跟随控制问题。具有控制精度高，成本低，效率高，可靠性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷切割加工设备中连接切割喷头的自动跟随控制器。
背景技术
现有技术在水切割二维弧形工件中，要求切割喷嘴端面与被加工零件表面的距离维持在恒定的2-3mm之间，才能保证零件的切口质量。所以，在水切割加工过程中，零件摆放在XY平面，由于蒙皮类零件都有一定的弧度，随着X、Y坐标的运动，零件表面与喷嘴之间的距离会产生变化，必须随时对喷嘴与零件表面的距离进行检测并时刻调整之间的距离，保证加工时喷嘴和零件表面距离的恒定。传统的方法是通过一个光电探头，近距离无触点跟随工件的纵向位移，并通过一只直线电机带动一只精密电位器，检测出工件的纵向位移量。所有执行控制，包括超高压发生器控制，多由数控机床设置的继电器和中间继电器对喷嘴进行控制。
发明内容
本发明目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种在水切割加工过程中，能够自动检测调整控制，具有成本低，效率高，可靠性好，控制精度高的自动跟随控制器。
本发明实现上述目的技术解决方案是：一种切割头自动跟随控制器，包括，切割喷嘴组件和固定支架，其特征在于，在与所述喷嘴组件相连的固定支架上，安装有三个以切割头为中心并内接轨迹感应圈的接触式传感器，该接触式传感器将轨迹感应圈受到零件弧面曲率的变化信号转换成不同的电信号，送至与其相连的数据处理电路和逻辑判断电路进行信号处理判断，把传感器检测到的距离变化信号转换成电流信号，送至给外置的可编程控制器(PLC)的A/D转换电路，PLC通过对检测数据的算法编程，逻辑判断得出伺服电机运动方向信号和速度信号，输出跟随轴上升或下降运动信号给数控系统PMC，发送给伺服电机驱动器，自动跟随轴运动，控制并调整运动部件的高度。
本发明的有益技术效果在于：
本发明通过安装在同一平面上，围绕切割喷嘴组件等距连接并内接轨迹感应圈的接触式传感器，通过其相连的数据处理电路和逻辑判断电路，将距离的变化转化成电信号的变化，输出给外置的可编程控制器PLC，通过对检测数据的算法编程软件程序，把测得的数据反馈给控制系统进行处理，然后数控系统再来控制运动部件进行高度调整，输出跟随轴的上升和下降运动信号给数控系统，再通过数控系统控制跟随轴的运动，解决了切割喷嘴组件运动过程中自动跟随控制的问题。具有控制精度高，质量稳定，成本低，效率高，可靠性好的优点。
本发明采用性能可靠，应用广泛的数控系统和传感器，可靠性高，切割的零件切口质量的一致性好。相比于国外行程3000*2000mm，价值100万美元左右/台，具有自动跟随控制功能的水切割机床，其切割头自动跟随控制器的成本只有5万人民币。
附图说明
图1是本发明切割头自动跟随控制器的工作状态示意图。
图2是图1切割头自动跟随控制器的俯视图。
图3是本发明的编程数据处理软件程序的模块示意图。
具体实施方式
参阅图1～图2。三个小型高精度的接触式传感器4安装在以切割头喷嘴组件2为中心，φ100的圆周等距的三个点上。三个接触式传感器4通过上下平行的固定支架1与喷嘴组件2相连。传感器4内切轨迹感应圈5内圆周。三个接触式传感器4设置为电流输出型，以提高抗干扰的能力。并通过示编程软件程序的演教方式设置三个传感器4的测量窗口，尽量使传感器的测量窗口相同，因为它们直接影响到控制精度。在控制运动时，轨迹感应圈5受到零件弧面曲率切割点和轨迹点的变化，传感器4也相应发出不同的信号送至数据处理和逻辑判断电路进行信号的处理判断。数据处理电路和逻辑判断电路将传感器4检测的信号转换成电流信号送至可编程控制器(PLC)的A/D转换电路，通过PLC的算法编程，将逻辑判断得出的伺服电机运动方向信号和速度信号传送给数控系统的PMC。数控系统的PMC根据这些信号调整发送给水切割机电机驱动器控制跟随轴运动，直到喷嘴与零件之间的检测距离到达允许的范围内为止。
参阅图3。编制的数据处理软件，应根据实际情况确定理论切割位置时传感器的数值。然后根据误差要求计算出对应于传感器测量数值的公差带。把理论值加上公差带后得出的数值范围，就是它的控制范围。如果传感器测出的数据大于公差上限，则应控制相应的跟随轴下降。如果小于公差下限，就使它上升。如果在公差带内，跟随轴就保持不动。直到全部的测量数据都在公差范围内为止。+此时系统就认为该点的高度为切割喷嘴的切割高度，系统停止调整。
本发明的原理是，当数控系统接收到启动自动跟随控制的信号时，接触式传感器根据轨迹感应圈受到零件弧面曲率的变化信号并转换成出不同的信号，送至与其相连的数据处理电路和逻辑判断电路，进行信号处理判断。数据处理电路和逻辑判断电路将传感器检测的信号转换成电流信号送至外置的PLC的A/D转换电路，PLC通过算法编程，将逻辑判断得出的伺服电机运动方向信号和速度信号传送给数水切割机床数控系统的PMC，数控系统的PMC将这些信号调整后，首先检测通过与信号处理电路插头连接的数据处理电路和逻辑判断电路送来的运动控制信号，根据外置连接的采用三菱高速PLC送来的信号控制水切割跟随轴伺服电动机的驱动器，驱动跟随轴伺服电动机转动，带动跟随轴作上升或下降运动。零件距离的变化被由三个传感器和内接轨迹感应圈组成的测量系统检测到，测量系统把距离的变化转化成电信号的变化送给数据处理电路进行数据的分析计算和逻辑判断，通过逻辑判断得出伺服电机的运动方向和速度，然后把这些方向信号和速度信号传送给数控系统的PMC，数控系统的FANUC可编程机床控制器(PMC)根据这些信号调整，发送给电机驱动器控制跟随轴运动，直到喷嘴与零件之间的检测距离到达允许的范围内为止。整个控制的数据处理和逻辑判断是由编程数据处理软件软件程序实现的。
Claims (2)
1.一种切割头自动跟随控制器，包括，切割喷嘴组件和固定支架，其特征在于，在与所述喷嘴组件相连的固定支架上，安装有三个以切割头为中心并内接轨迹感应圈的接触式传感器，该接触式传感器将轨迹感应圈受到零件弧面曲率的变化信号转换成不同的电信号，送至与其相连的数据处理电路和逻辑判断电路进行信号处理判断，把传感器检测到的距离变化信号转换成电流信号，送至给外置的可编程控制器(PLC)的A/D转换电路，PLC通过对检测数据的算法编程，逻辑判断得出伺服电机运动方向信号和速度信号，输出跟随轴上升或下降运动信号给数控系统PMC，发送给伺服电机驱动器，自动跟随轴运动，控制并调整切割头的高度。
2.如权利要求1所述的切割头自动跟随控制器，其特征在于，所述的算法编程由外置PLC编程数据处理软件完成，该编程数据处理软件主要包括：数据输入模块，用于读入检测数据；分析逻辑判断模块，用于被测信号逻辑关系；数据输出模块，用于输出跟随轴上升或下降运动信号给数控系统PMC。
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| CN101817167A true CN101817167A (zh) | 2010-09-01 |
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Country Status (1)
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2009
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