一種等離子數控切割機控制器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于等離子數控切割機的控制器，包括CPU、彩色液晶顯示屏、電子貼膜鍵盤、硬盤驅動器、存儲器和網絡接口，還包括驅動板，用于對伺服軸進行驅動控制。所述驅動板包括脈沖發生器、開關量輸入模塊、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。采用實時操作系統與工業板卡使控制器本身具有了極高的穩定性，在此系統的基礎上開發了類windows程序，在切割控制工藝功能上融入了大量寶貴的現場經驗，在工藝性能的先進完備上、在操作的簡單直觀上、在系統功能合理架構上都達到了一定的高度。
【專利說明】一種等離子數控切割機控制器
【技術領域】
[0001]本發明涉及數控機床領域，特別是涉及一種用于等離子數控切割機的控制器。
【背景技術】
[0002]數控等離子切割技術是集數控技術，計算機軟、硬件技術，等離子切割技術，精密機械技術于一體的高新技術。發展數控等離子切割機可以徹底改變國內熱切割行業的裝備水平，扭轉熱切割工業目前存在的效率低，質量差，勞動強度大，材料利用率低，環境臟亂差的局面，縮小與國外先進國家的差距。同時，數控等離子切割技術的發展可帶動相關領域和學科達到國際先進水平。
[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。火焰切割具有切割變形大，適應不了高精度切割的需要，而且切割速度較低，切割前需預熱，花費時間，難以適應無人化操作的需要。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10m/min，是火焰切割的10倍。在水下切割能消除切割時產生的噪聲，粉塵、有害氣體和弧光，有利于環境的保護，符合21世紀對環保的要求。目前隨著大功率等離子切割技術的成熟，切割厚度已達130mm，采用水射流技術的大功率等離子切割已使切割質量接近激光切割的下限(±0.2mm)。由于激光切割機價格昂貴，且目前只適合于薄板切割(通常厚板打孔時間長)，而精細等離子切割機切割精度可達激光切割的下限，切割表面質量近似，但切割成本遠低于激光切割，約為其1/3，最大切割厚度可達12_，因此用精細等離子切割機來取代價格昂貴的激光切割機，有利于以最經濟的方式對用量較大的中、薄板實施高速精細切割。另外，數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，則年可節省鋼材100?200萬t，價值幾十億元。故在工業發達國家已出現以數控等離子切割機取代火焰切割機和激光切割機的發展趨勢。因此，研究推廣數控等離子切割技術具有重要的意義。
[0004]目前應用于等離子切割機的控制器，具有一定代表性的某連續軌跡控制器與某(單臺或雙臺并聯)水射流式等離子系統配合可以切割130mm以下金屬板材；與冊3070精細等離子配合可對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]上述配置代表了數控等離子切割機的最高配置，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、調高、升降水等)均在數控指揮下完成，并可通過編程來修改其參數。
[0007](2)多功能即通過加掛不同附件增加數控機床的柔性，為下道工序提供定位、焊接、儲存基礎。例如打標記功能可提供安裝和定位基準。等離子切割可進行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50mm以下；水射流式等離子電源輸出電流最高可達1000A，切割厚度可達130_以下；精細等離子電源輸出電流最高可達100A，切割厚度可達12mm以下，其中精細等離子割縫寬0.65?0.75mm,與數控切割機配合可達±0.2mm的切割精度。
[0010]然而目前為切割機配套的控制器仍然功能比較單一，軟件集成度較低，缺乏穩定性，不能靈活地智能化地適應現場需要。
【發明內容】
[0011]本發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控切割機控制器。
[0012]本發明的技術方案是:一種等離子數控切割機控制器，包括CPU、彩色液晶顯示屏、電子貼膜鍵盤、硬盤驅動器、存儲器和網絡接口，還包括驅動板，用于對伺服軸進行驅動控制。
[0013]所述驅動板包括脈沖發生器、開關量輸入模塊、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]所述脈沖發生器是手動觸發的。
[0015]采用本發明能夠極大提高等離子切割機的切割精度，節約切割材料，大大提高切割機的適應性和靈活性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的控制器模塊組成示意圖【具體實施方式】
[0017]現在結合附圖和實施例對本發明的技術方案進一步說明。控制器采用:10.4寸TFT真彩液晶顯示屏、166兆intel處理器、64/128/256兆內存儲器、80G硬盤驅動器、支持兩個usb移動存儲器、支持網絡連接功能(根據用戶實際網絡條件選擇連接)、電子貼膜鍵盤、獨特設計的專用工業防護等級一體化工作平臺(結構堅固)和電器接口采用高強度工業接插件。還包括自行開發的驅動板負責對各軸的驅動與反饋進行控制，軸驅動輸出采用土 10VDC模擬量輸出，增量式編碼器輸入，驅動板可同時控制3根伺服軸，可雙軸同步或根據實際需要從新開發第三軸功能(擺動或旋轉等)，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開關量輸入。手動脈沖發生器(用于機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]控制器是專門數控切割機專用控制器之一，采用實時操作系統與工業板卡使控制器本身具有了極高的穩定性，在此系統的基礎上開發了類windows程序，使控制器軟件的人機交互界面新穎宜人操作簡單，使系統既具備穩定性同時具備windows環境的操作性。在切割控制工藝功能上融入了大量寶貴的現場經驗，在工藝性能的先進完備上、在操作的簡單直觀上、在系統功能合理架構上都達到了一定的高度。控制器主要功能如下:
[0019]切割文件處理功能:
[0020]支持標準EIA\ESSI數控代碼，并可根據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、網絡的切割文件讀取；
[0023]圖形庫功能36個標準圖形；
[0024]鋼板套料功能(支持不規則鋼板套料，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]切割程序的補償量添加、旋轉、鏡像、排列、切割起點設定、放大預覽；
[0027]自動鋼板準直功能。
[0028]切割工藝功能:
[0029]支持等離子\氧燃氣\噴粉三種切割模式；
[0030]支持自動手動兩種切割模式；
[0031]支持復合工藝，系統會根據實際代碼自動變換切割模式已實現復雜的工藝流程；
[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，在邊緣預熱和暫停后啟動切割時可啟動此功能，系統在預熱結束后會自動放棄穿孔直接進入切割過程；
[0037]獨特的雙軸同步控制調整方法。
[0038]點動程控軌跡前進和后退功能，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]相對機床坐標記錄及返回相對零點功能
[0046]限位處理功能
[0047]控制器參數備份功能
[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]八方向連續直線移動功能
[0052]八方向手動脈沖發生器精確定位移動功能
[0053]手動直線切割功能。
【權利要求】
1.一種等離子數控切割機控制器，包括CPU、彩色液晶顯示屏、電子貼膜鍵盤、硬盤驅動器、存儲器和網絡接口，其特征在于還包括驅動板，用于對伺服軸進行驅動控制。
2.如權利要求1所述的等離子數控切割機控制器，其特征在于，所述驅動板包括脈沖發生器、開關量輸入模塊、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.如權利要求2所述的等離子數控切割機控制器，其特征在于，所述脈沖發生器是手動觸發的。
【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 優先權日:2014年3月4日
【發明者】殷莉 申請人:上海地慧光電科技有限公司