
數(shù)控切割機應用工業(yè)PC機快速發(fā)展
本站發(fā)布日期:2011-10-10
近年來,隨著工業(yè)PC機性能的快速發(fā)展,可行性大為提高,而價格卻大幅度降低,以工業(yè)PC機為核心的控制系統(tǒng)已廣泛被工業(yè)控制領域所接受。在機床控制領域,采用工業(yè)PC機,發(fā) 展 通用的數(shù)控系統(tǒng),已成為國際研究的熱點,符合數(shù)控技術發(fā)展的最新潮流。工業(yè)PC機與PC機 兼容,因此可以吸收PC機發(fā)展的最新成果,從而簡化數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)過程,縮短數(shù)控系統(tǒng)的 開發(fā)周期,提高產(chǎn)品的競爭力。
1 數(shù)控火焰切割機加工工藝特點
數(shù)控火焰切割機具有一般數(shù)控機床的特點,能根據(jù)數(shù)控加工程序,自動完成從點火 -預熱-通切割氧-切割-熄火-返回原點的整套切割過程。但數(shù)控火焰切割機又有別于一 般數(shù)控金屬切削機床,它利用氧-乙炔火焰把鋼板割縫加熱到熔融狀態(tài),用高壓氧吹透鋼板進行切割,而不像金屬切削機床那樣,是用金屬切削工具與工件剛性接觸來進行切削加工。 由于各種因素的影響,有時會發(fā)生鋼板未割穿的現(xiàn)象,此時割炬應暫停下來按原軌跡準確地 返回到未割穿點,再按原軌跡重新切割,因此數(shù)控火焰切割機必須具有隨時實現(xiàn)暫停及按原軌跡返回的功能。
2 數(shù)控系統(tǒng)硬件設計
組成該數(shù)控火焰切割機數(shù)控系統(tǒng)的硬件框圖,主要包括工業(yè)PC機、運動控制卡和伺服系統(tǒng)。其中工業(yè)PC機是數(shù)控系統(tǒng)的核心,它擔負著切割機運動軌跡的計算(粗插補)以及對整個系統(tǒng)管理的任務。運動控制卡插在工業(yè)PC機的擴展槽中,它一方面與伺服系統(tǒng)相連,實現(xiàn)對切割機運動軌跡的控制(精插補);另一方面與機床控制面板及控制氣源的 繼電器相連,通過控制面板,可以調(diào)整機床的位置,指令機床啟動、暫�;蜓卦懈钴壽E返回 ,還能實現(xiàn)切割速度的加速與減速;通過繼電器,可以控制氧氣和乙炔氣體的開關。伺服系統(tǒng)可以選擇步進伺服系統(tǒng)或數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)。
運動控制卡由自己設計,它主要包括譯碼電路、振蕩電路、I/O端口電路、脈沖控制電路、 中斷電路以及光電隔離輸入輸出電路。 其中譯碼電路為運動控制卡提供一個接口地址段,通過撥碼開關可以更改該地址段的范圍; 振蕩電路為運動控制卡上的脈沖控制電路提供一個固定頻率的脈沖源;I/O端口電路由兩片8255并行口芯片組成,其主要作用是輸出切割機氣源控制信號及輸入機床按鈕信號;脈沖控制電 路由兩片8254計數(shù)器組成,每片8254計數(shù)器分別控制一個軸的伺服電機;中斷電路是為控制軟件提供硬件中斷信號而設計的;光電隔離輸出輸入電路將工業(yè)PC機電源和外界電源隔離,減少外界電源對計算機的干擾。
3 控制軟件設計
控制軟件是整個數(shù)控系統(tǒng)的靈魂,離開了軟件,數(shù)控系統(tǒng)便無法運行。根據(jù)切割加 工工藝的要求,同時又能充分發(fā)揮工業(yè)PC機的優(yōu)點,該切割機的控制軟件按以下模塊化方式來設計。
(1)界面設計
該控制軟件的界面分成三個區(qū)域:圖形仿真跟蹤區(qū)、狀態(tài)顯示區(qū)以及操作說明區(qū)。 圖形仿真跟蹤區(qū)用于顯示數(shù)控加工文件所指定零件的圖樣,并在切割過程中跟蹤割炬的運動 軌跡;狀態(tài)顯示區(qū)顯示切割機目前的狀態(tài)參數(shù),如切割速度、割炬當前坐標等;操作說明區(qū) 簡要介紹各種功能所對應的熱鍵,如暫停、返回、加減速及點動等功能的熱鍵。熱鍵的功能 與操作面板上按鈕的功能相同。
�。�2)系統(tǒng)初始化及切割等待
由于運動控制卡上的8255并行口和8254計數(shù)器均屬于可編程序芯片,因此,在它 們工作前必須對它們進行初始化,按照工作方式確定它們的控制字。在初始化以后,系統(tǒng)便 處于切割等待狀態(tài),此時可以調(diào)整機床的位置、檢驗自動點火裝置以及通氣用的電磁閥是否 工作正常。
(3)程序檢驗及圖形仿真
當數(shù)控加工程序指定以后,首先要檢驗輸入的數(shù)據(jù)文件是否符合規(guī)定的要求,一旦發(fā)現(xiàn)指定的文件中有非法的指令,則退出控制程序,并提示編程人員哪一行出現(xiàn)哪一種 類型的錯誤,編程人員修改好數(shù)控加工程序以后,可繼續(xù)進入控制程序。如果數(shù)控加工程序 正確,系統(tǒng)便將讀入的數(shù)控加工程序經(jīng)過處理在圖形仿真區(qū)中畫出零件圖形,無論零件有多大或多小,系統(tǒng)都能自動按比例縮放。
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