數控火焰切割機軟硬件構成及效率分析

    數控機床的使用效（xiào）果是對設備軟（ruǎn）硬件構成以及操作使用方式的綜合反映，武漢嘉倍德科技迅鋒係列數控火焰切割（gē）機的工作路徑其實就是一張二維平麵坐標圖。該（gāi）數控切割機的數控係統控製著主橫梁上的小車沿縱向運動，控製帶有割（gē）炬的小車沿橫向運動，其縱向橫向的運動合成為割炬（jù）的運動軌跡，也就是（shì）所要（yào）切割的工件的形狀。
    從設備使用效（xiào）率來看，不（bú）同結構的數控火焰切割機設備（bèi）在硬件設計上還是有所不同的，其中火焰切割數控係統中組立機的（de） PLC 實現切割氣路的閥龍門焊機動作和（hé）時（shí）序控製。在數控火焰切割機矯正機係統中，為保持切割機頭與鋼板之間（jiān）的距離不變，必須（xū）配備自動調高裝置（zhì）。為了方便企業能更深入的了解數控火焰切割機的加工特性以及生（shēng）產效率（lǜ）的最大化（huà），下麵我（wǒ）們將從數控火焰切割機的軟件及硬件構成兩方麵解剖（pōu）此類型機床的批量化生產加工優勢。
   
一、數（shù）控（kòng）火焰切割機的軟件構成
    數（shù）控火焰切（qiē）割機控製軟件主要包括四大（dà）模塊，其中（zhōng）文（wén）檔模（mó）塊完成文件的存（cún）儲與讀取；圖形輸（shū）入模（mó）塊和加工模塊共同完成零件的加工，實現 CAD/CAM；最後係統設置模塊負責完（wán）成初始化參數及運（yùn）動參數的設置（zhì）。
    該（gāi）控製係統（tǒng）的圖形信（xìn）息輸入模塊采用多種（zhǒng）方式，主要的輸（shū）入方式為：
    1. 手（shǒu）工輸入/G代碼方式：該模式（shì）下在主控（kòng）製界麵的G代碼顯示區，允許用（yòng）戶手工輸入ISO標準格式的數控加工代碼；
    2. 鼠（shǔ）標（biāo）繪圖方式輸入：此（cǐ）模式下用戶可（kě）以直接輸入任意直線（xiàn）和圓（yuán）弧，自動生成相應的數控加工代碼，為後續加工做好準備；
    3. 圖形庫方式輸入：在圖（tú）形庫中存有幾十種常用加工零件的圖形，圖形庫中的每種圖形都以參數形式設計，可以按實際需要設置各參數；
    4. DXF 文件導入方式：係統可以接收 CAD圖形文件，將 CAD 圖（tú）形（xíng）轉化為係統識別（bié）的圖元，並生成數控加工代碼。

    加工模塊為數控火焰切割機模塊是整個係統運動控製的核心模塊（kuài）。
    首先，係統從輸入的圖形信息中讀出加工數據信息，對其進（jìn）行分析及編譯，使其（qí）成為（wéi）插補運算可以直接應用的數據，並進行相應的插補運算。為了節省在插補過程中的運算時間，需要對數控加工程序作預處理，主要包括直線段和圓弧的預處理。工控機根據插補結果通（tōng）過運動（dòng）控製卡控製步進電機的（de）速度和位移。在插補及運動控製（zhì）過程中，係（xì）統將按照實際（jì）運行的軌跡，對運動路（lù）徑（jìng）進（jìn）行實時動態顯示（shì）。
    該控製係（xì）統的插補運算采用 DDA 插補原理，應用兩（liǎng）軸的協調（diào）運動，插（chā）補得到平麵任意圖形。在插補過程中，工（gōng）控機根據數控加工程序中的數值以及各軸的脈衝當量（liàng），計算出各軸應得（dé）的脈衝數。
    步進電機的構造特點是每接受1個脈衝就旋轉1個固定的角度，因此係（xì）統向X軸或Y軸每輸出（chū）一個（gè）脈衝，切割（gē）軌跡就沿X軸或（huò）Y軸（zhóu）移動一個最小的進（jìn）給（gěi）位（wèi）移單位，這樣在精度允許的範圍（wéi）內，可以得到近似的加（jiā）工軌跡（jì）。
    在熱切割時需要進行“割（gē）縫補償”，數控火焰切割（gē）機的割縫（féng）補償方式與冷加工機床是不同的，由於加工可行性和連續性的需要，數控（kòng）火焰切割機需要在切割各段連續曲線前穿孔，而在冷加工（gōng）領域是沒有這種情況的，所以數控火焰切割機的割縫補償（cháng）建立有別於冷加工機床的直線（xiàn）過渡形式。數控火焰切割機的補償設計建立時需要沿（yán）著第一段（duàn）加工曲線軌跡切線方向首先讓出切割半徑的距離，然後實現穿孔，否則容易破壞（huài）被加工零件（jiàn）的輪廓。同樣，切割補償設計的撤銷也需要這種方法以實現割炬中心與曲線終點的最終對準。在插補型（xíng）割縫補償（cháng）中應該（gāi）采用直線段插補，以免發生用圓弧插入所帶來的（de）工件的尖角被長時間灼燒而變（biàn）形（xíng）的問題。

二、數控火焰切（qiē）割機的硬件構成
    數控火焰切割機硬件組成（chéng）是結構機床結構設計有所變化，近年（nián）來大型數控火焰切割機設備的廣泛普及以及數控自動化技術的（de）逐步完善，不（bú）少廠家也研發出多種結構的數控（kòng）火焰切割機設備。
    由於數控火（huǒ）焰切割機控製精度、工作速度（dù）及載荷要求都不是很高，所以可以采用步進電機以開環方式實現運動控製。
    工業控製機和運動控製卡協同（tóng）完成控製係統的控製功能，該控製係統電機驅動器（qì）能實現斬波恒流細分（fèn）驅動，提高（gāo）了電機運動精度，並較好的解決了大扭矩驅動時的發熱問題。外圍控製電路由PLC、繼電器等組成，其輸出可控製氣路的電磁閥、接觸器線圈等，實（shí）現氣路的時（shí）序控製（zhì）。該數控（kòng）係統軟件以WINDOWS XP為操作係（xì）統，采用（yòng）VC++6.0麵向對象開發平台開（kāi）發功能（néng）強大（dà）、界麵友好的（de）控製係統。軟件係統采用模塊化思想，有利於CAD/CAM的實（shí）現。

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