CN103838185A

CN103838185A - 一种等离子数控切割机控制器

Info

Publication number: CN103838185A
Application number: CN201410076917.XA
Authority: CN
Inventors: 殷莉
Original assignee: SHANGHAI DIHUI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI DIHUI PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明涉及一种用于等离子数控切割机的控制器，包括CPU、彩色液晶显示屏、电子贴膜键盘、硬盘驱动器、存储器和网络接口，还包括驱动板，用于对伺服轴进行驱动控制。所述驱动板包括脉冲发生器、开关量输入模块、增量式编码器输入模块、模拟量输出模块和继电器输出模块。采用实时操作系统与工业板卡使控制器本身具有了极高的稳定性，在此系统的基础上开发了类windows程序，在切割控制工艺功能上融入了大量宝贵的现场经验，在工艺性能的先进完备上、在操作的简单直观上、在系统功能合理架构上都达到了一定的高度。

Description

一种等离子数控切割机控制器

技术领域

本发明涉及数控机床领域，特别是涉及一种用于等离子数控切割机的控制器。

背景技术

数控等离子切割技术是集数控技术，计算机软、硬件技术，等离子切割技术，精密机械技术于一体的高新技术。发展数控等离子切割机可以彻底改变国内热切割行业的装备水平，扭转热切割工业目前存在的效率低，质量差，劳动强度大，材料利用率低，环境脏乱差的局面，缩小与国外先进国家的差距。同时，数控等离子切割技术的发展可带动相关领域和学科达到国际先进水平。

火焰切割、等离子切割和激光切割是热切割的三种主要方式。火焰切割具有切割变形大，适应不了高精度切割的需要，而且切割速度较低，切割前需预热，花费时间，难以适应无人化操作的需要。等离子切割具有切割范围宽，可切割一切金属板材和许多非金属材料，最高切割速度可达10m/min，是火焰切割的10倍。在水下切割能消除切割时产生的噪声，粉尘、有害气体和弧光，有利于环境的保护，符合21世纪对环保的要求。目前随着大功率等离子切割技术的成熟，切割厚度已达130mm，采用水射流技术的大功率等离子切割已使切割质量接近激光切割的下限（±0.2mm）。由于激光切割机价格昂贵，且目前只适合于薄板切割（通常厚板打孔时间长），而精细等离子切割机切割精度可达激光切割的下限，切割表面质量近似，但切割成本远低于激光切割，约为其1/3，最大切割厚度可达12mm，因此用精细等离子切割机来取代价格昂贵的激光切割机，有利于以最经济的方式对用量较大的中、薄板实施高速精细切割。另外，数控等离子切割与自动套料编程软件配合可以提高材料利用率5%～10%，按年切割2000万t计，则年可节省钢材100～200万t，价值几十亿元。故在工业发达国家已出现以数控等离子切割机取代火焰切割机和激光切割机的发展趋势。因此，研究推广数控等离子切割技术具有重要的意义。

目前应用于等离子切割机的控制器，具有一定代表性的某连续轨迹控制器与某（单台或双台并联）水射流式等离子系统配合可以切割130mm以下金属板材；与HD3070精细等离子配合可对1～12mm金属材料实施高速（7.6m/min）和高精度（接近激光切割下限）切割。

上述配置代表了数控等离子切割机的最高配置，其主要特点如下：

（1）自动化切割即等离子切割的全部过程（如初始定位、引弧、穿孔、切割、调高、升降水等）均在数控指挥下完成，并可通过编程来修改其参数。

（2）多功能即通过加挂不同附件增加数控机床的柔性，为下道工序提供定位、焊接、储存基础。例如打标记功能可提供安装和定位基准。等离子切割可进行X、V、Y和K形等坡口加工，且不仅可完成直线坡口还可完成曲线、圆弧形坡口，为焊接提供方便。

（3）水下切割可有效地减小钢板热变形，充分抑制尘粉、弧光、噪声和飞溅。

普通等离子电源输出电流为20～200A，切割厚度可达50mm以下；水射流式等离子电源输出电流最高可达1000A，切割厚度可达130mm以下；精细等离子电源输出电流最高可达100A，切割厚度可达12mm以下，其中精细等离子割缝宽0.65～0.75mm，与数控切割机配合可达±0.2mm的切割精度。

然而目前为切割机配套的控制器仍然功能比较单一，软件集成度较低，缺乏稳定性，不能灵活地智能化地适应现场需要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高集成度，功能完整灵活的等离子数控切割机控制器。

本发明的技术方案是：一种等离子数控切割机控制器，包括CPU、彩色液晶显示屏、电子贴膜键盘、硬盘驱动器、存储器和网络接口，还包括驱动板，用于对伺服轴进行驱动控制。

所述驱动板包括脉冲发生器、开关量输入模块、增量式编码器输入模块、模拟量输出模块和继电器输出模块。

所述脉冲发生器是手动触发的。

采用本发明能够极大提高等离子切割机的切割精度，节约切割材料，大大提高切割机的适应性和灵活性。

附图说明

图1是本发明的控制器模块组成示意图

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。控制器采用：10.4寸TFT真彩液晶显示屏、166兆intel处理器、64/128/256兆内存储器、80G硬盘驱动器、支持两个usb移动存储器、支持网络连接功能(根据用户实际网络条件选择连接)、电子贴膜键盘、独特设计的专用工业防护等级一体化工作平台（结构坚固）和电器接口采用高强度工业接插件。还包括自行开发的驱动板负责对各轴的驱动与反馈进行控制，轴驱动输出采用±10VDC模拟量输出，增量式编码器输入，驱动板可同时控制3根伺服轴，可双轴同步或根据实际需要从新开发第三轴功能（摆动或旋转等），28个输出接口采用继电器输出，触点最大电流1安培，20个输入接口采用光电隔离，24V开关量输入。手动脉冲发生器(用于机床位置和运动速度的控制)。外形：高311毫米；宽483毫米；深150毫米。

控制器是专门数控切割机专用控制器之一，采用实时操作系统与工业板卡使控制器本身具有了极高的稳定性，在此系统的基础上开发了类windows程序，使控制器软件的人机交互界面新颖宜人操作简单，使系统既具备稳定性同时具备windows环境的操作性。在切割控制工艺功能上融入了大量宝贵的现场经验，在工艺性能的先进完备上、在操作的简单直观上、在系统功能合理架构上都达到了一定的高度。控制器主要功能如下：

切割文件处理功能：

支持标准EIA\ESSI数控代码，并可根据用户需要添加对其它代码格式兼容支持；

切割文件分类管理功能，用户可自主建立若干分类零件库用于存储各类不同的切割文件；

支持硬盘、usb移动存储器、网络的切割文件读取；

图形库功能36个标准图形；

钢板套料功能（支持不规则钢板套料,可对余料采集输入并在余料上套料）此功能大大的提高了资源的利用率；

切割程序手工编辑功能，并有时时图形显示；

切割程序的补偿量添加、旋转、镜像、排列、切割起点设定、放大预览；

自动钢板准直功能。

切割工艺功能：

支持等离子\氧燃气\喷粉三种切割模式；

支持自动手动两种切割模式；

支持复合工艺，系统会根据实际代码自动变换切割模式已实现复杂的工艺流程；

方便的切割控制界面，在程控切割与手动移动过程中都有丰富的切割控制功能供用户使用；

跳跃切割功能，可跳跃到任意切割段进行切割，甚至可以随意跳跃整个切割工序；

独特的文件断点记忆功能(零点记忆、起点记忆、停点记忆)；

桥接功能，用户可根据实际情况在切割过程的任意点使用此功能，此功能用于解决钢板热变形问题；

屏蔽穿孔点功能，在边缘预热和暂停后启动切割时可启动此功能，系统在预热结束后会自动放弃穿孔直接进入切割过程；

独特的双轴同步控制调整方法。

点动程控轨迹前进和后退功能，用于等离子切割断弧或暂停后从新启动切割时的割炬位置调整问题。

程控轨迹原路返回功能

返回起点和穿孔点功能

套料钢板移动功能

处理割炬功能

切割过程中裁板边功能

绝对零点功能、回零功能

相对机床坐标记录及返回相对零点功能

限位处理功能

控制器参数备份功能

诊断功能

手动移动功能：

八方向点动直线移动功能

八方向连续直线移动功能

八方向手动脉冲发生器精确定位移动功能

手动直线切割功能。

Claims

1.一种等离子数控切割机控制器，包括CPU、彩色液晶显示屏、电子贴膜键盘、硬盘驱动器、存储器和网络接口，其特征在于还包括驱动板，用于对伺服轴进行驱动控制。

2.如权利要求1所述的等离子数控切割机控制器，其特征在于，所述驱动板包括脉冲发生器、开关量输入模块、增量式编码器输入模块、模拟量输出模块和继电器输出模块。

3.如权利要求2所述的等离子数控切割机控制器，其特征在于，所述脉冲发生器是手动触发的。