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1、基于數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)研究 摘要：數(shù)控切割機(jī)床應(yīng)用于裝備制造業(yè)、工程機(jī)械制造業(yè)、船舶制造業(yè)等多種機(jī)械制造行業(yè)，在機(jī)械制造規(guī)模生產(chǎn)中，原來(lái)的切割設(shè)備存在著加工效率低、操作調(diào)整麻煩等問(wèn)題，應(yīng)用可編程控制器來(lái)進(jìn)行綜合控制，在實(shí)際中較好得解決數(shù)控切割機(jī)在控制操作上存在的問(wèn)題。該文就是基于數(shù)控切割機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：PLC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控切割機(jī)梯形圖伺服系統(tǒng)隨著整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，數(shù)控切割機(jī)在船舶、汽車(chē)、石油化工和電子行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)化水平也越來(lái)越高”其中，控制系統(tǒng)無(wú)疑是切割機(jī)的核心，因此日益受到用戶(hù)和
2、切割機(jī)廠商的重視，從目前的數(shù)控切割機(jī)用戶(hù)那兒得知，國(guó)外知名品牌仍占據(jù)大部分市場(chǎng)，但國(guó)內(nèi)一些優(yōu)秀的數(shù)控切割機(jī)生產(chǎn)商也開(kāi)始使用自主生產(chǎn)的控制系統(tǒng)”眾所周知，核心技術(shù)掌握的越多，把握市場(chǎng)的能力就會(huì)越大。一、系統(tǒng)組成（一）工作原理5數(shù)控切割機(jī)是一種機(jī)械加工業(yè)必須的生產(chǎn)設(shè)備，在裝備和設(shè)備制造中，其主要承擔(dān)的是原材料前期的加工。工業(yè)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(jī)設(shè)備所采用的是含有以上兩種切割方式，針對(duì)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(jìn)行手、
3、自動(dòng)方式進(jìn)行切換。從圖形庫(kù)中選好所要求切割工件的圖形后，標(biāo)定尺寸等相關(guān)參數(shù)后，按下啟動(dòng)，設(shè)備開(kāi)始按照設(shè)定好的切割線路進(jìn)行圖形切割，其中抬槍、落槍、切割、小火等控制由系統(tǒng)和PLC之間的信號(hào)傳遞來(lái)控制，自動(dòng)完成所要求切割的圖形。（二）系統(tǒng)組成為了完成切割工藝提出的要求，選用了臺(tái)達(dá)ES系列的可編程控制器，上海交大的SJTU-CNC數(shù)控切割系統(tǒng)，臺(tái)達(dá)AB系列的伺服系統(tǒng)，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(tǒng)軟件5系統(tǒng)軟件包括工件管理程序、管理軟件及系統(tǒng)控制軟件兩部分，其中工件程序的管理軟件實(shí)際
4、上是一個(gè)小的文件管理系統(tǒng)，它能實(shí)現(xiàn)包括屏幕編輯、工件程序的存貯及調(diào)度管理以及外界的信息交換等各種功能。系統(tǒng)的控制軟件是一種前后臺(tái)結(jié)構(gòu)式的軟件。前臺(tái)程序（即實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序）承擔(dān)了全部實(shí)時(shí)功能，而準(zhǔn)備工作及協(xié)調(diào)處理則在后臺(tái)程序（背景程序）中完成。背景程序是一個(gè)循環(huán)運(yùn)行的程序，在其運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)中斷，服務(wù)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(tài)下，一個(gè)工件加工程序數(shù)據(jù)段經(jīng)過(guò)輸入由EPROM或手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDI）譯碼及數(shù)據(jù)處理后，插補(bǔ)所需的各種參數(shù)均已準(zhǔn)備好，如數(shù)據(jù)段起點(diǎn)、終點(diǎn)，按編程速度計(jì)算出的
5、各檔速度下的步長(zhǎng)，以及編程的輔助功能編輯等均已送到了相應(yīng)的工件寄存區(qū)，當(dāng)數(shù)據(jù)處理結(jié)果、緩沖區(qū)中的插補(bǔ)信息及輔助功能送到相應(yīng)的工作區(qū)后，實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序即開(kāi)始工作，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算及輔助功能處理，同時(shí)背景程序預(yù)譯下一段工件加工程序，并運(yùn)行新數(shù)據(jù)處理和傳送，由實(shí)時(shí)中斷服務(wù)程序中的插補(bǔ)程序產(chǎn)生相應(yīng)的軌跡信息送給伺服單元，分別指揮兩坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)位置控制，通過(guò)這個(gè)過(guò)程的多次迭代，從而實(shí)現(xiàn)了工件加工的自動(dòng)控制。三、復(fù)合控制隨動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成盡管理想模型在工程上是不能實(shí)現(xiàn)的，但畢竟能給出一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)?，F(xiàn)根據(jù)前面所討論過(guò)的理想模型，閉環(huán)控制
6、基礎(chǔ)上，引進(jìn)一個(gè)按擾動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的前饋補(bǔ)償通道，于是就組成一個(gè)復(fù)合控制的隨動(dòng)系統(tǒng)。通常被控對(duì)象至少包含著一個(gè)積分環(huán)節(jié)，按式（1～4）知，前饋補(bǔ)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(shí)現(xiàn)，通常是采用測(cè)速發(fā)電機(jī)之類(lèi)的純微分環(huán)節(jié)來(lái)充當(dāng)，或者是在測(cè)速發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上引入適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)，以獲得二次微分的作用。四、調(diào)試要點(diǎn)5（1）檢查電器柜的地線是否接地可靠；（2）檢查電器柜內(nèi)提供的電源是否穩(wěn)壓；（3）檢查反饋微動(dòng)開(kāi)關(guān)的位置是否適當(dāng)；（4）檢查聯(lián)接器的各接線點(diǎn)間是否短路；（5）電源聯(lián)接，檢查電柜反應(yīng)是否正確。在控制模態(tài)時(shí)
7、，如出現(xiàn)故障，CNC報(bào)出故障代碼，根據(jù)代碼判斷故障并及時(shí)排除。五、同步調(diào)試（一）首先把參數(shù)設(shè)置為非門(mén)架方式調(diào)試之前，必須先將三軸的電機(jī)輸出齒輪與執(zhí)行齒條脫開(kāi)，進(jìn)行模擬試驗(yàn)。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和控制板上的開(kāi)關(guān)操作方向要一致，若方向不正確，可以改變參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。接通伺服模塊電源，設(shè)定各軸參數(shù)。CNC通電，對(duì)各軸的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整（此時(shí)X、Y、W各軸均為獨(dú)立軸顯示，可以分別進(jìn)行調(diào)整）。（二）修改CNC參數(shù)為同步方式（設(shè)參數(shù)為雙邊驅(qū)動(dòng)）可用手動(dòng)操作各軸運(yùn)行，檢查運(yùn)行方向，看其是否符合要求。檢查X、W二軸的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否符合同步
8、軸要求。一切正常后才能將齒輪與執(zhí)行齒條嚙合。六、控制技術(shù)研發(fā)部門(mén)必不可少5既然上面說(shuō)到控制技術(shù)如此重要，那么作為一個(gè)成熟的切割企業(yè)的話，控制技術(shù)研發(fā)自然要放到十分突出的位置，不僅有利于控制技術(shù)的研究！開(kāi)發(fā)，同時(shí)也可以對(duì)公司技術(shù)研發(fā)做一個(gè)相對(duì)合理的總結(jié)和管理”對(duì)此，我所在的企業(yè)就設(shè)立了數(shù)控技術(shù)研發(fā)部門(mén)，開(kāi)發(fā)有用于平板數(shù)控切割的FastCAM自動(dòng)編程套料軟件和FastCNC數(shù)
