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數控火焰切割機改造與維修研究與論述

數控火焰切割機改造與維修研究與論述

作者: seo598    來源:未知      瀏覽量:

    本文以數控火焰切割機作為研究主體,以其在設計初期狀態作為重點加以研究,以數控火焰切割機的改造和應用為角度,展開詳盡的研究與論述。對機械層麵中設計的不科學處,加以技術控製應用,進而實行了數控火焰切割機的改造研究。
    所謂火焰切割,顧名思義,是指其熱能載體主要是通過氣體引發的火焰作為燃料,根據工件切割部位金屬展開預熱處理,一旦當預熱的溫度可以滿足一定條件,通過高速切割氧氣流使得預熱部分的金屬出現燃燒且釋放熱能,以此,滿足切割行為的一種切割方式。根據此原理所應運而生的數控火焰切割機在實踐進行元件切割工作中,目前已經得到了十分廣泛的普遍應用,已然可以視作當前數控加工中的重要構成部分。
    1.數控及伺服驅動係統改造
    1.1數控設計方案明確
    數控機床的工作原理也就是通過數字控製技術實現展開製造、加工的一種行為,並且具備自主操控的優勢,其係統是達成數字控製的一種配置,如圖1所示。
    圖1數控係統圖
    其中,CNC屬於係統中的核心部門,涵蓋了諸如存儲器、總線、CPU、以及控製軟件等。CNC按照所指定的需要製造加工的相關程序展開軌跡行為,以及進行對機床的輸入輸出解決,最後再輸出相關指令至與之相對的執行部件上,其功能類似於人體的大腦。
    當伺服係統接收到CNC輸送而來的進給指令,就把此類指令通過換位與擴展後,利用驅動設備換化成為執行部件需要的進給速度、方向、位移等。它將來源自數控的十分微弱的指令擴展為驅動裝置應用的功率信號[1]。驅動單元把伺服單元中的輸出行為轉換成為機械活動,驅動單元和伺服單元共同為數控裝置和機床中的傳動部件的紐帶。
    1.2伺服係統改造
    數控機床主要是根據相關指令脈衝進行工作,伺服係統則屬於以數控機床移動部件位置與速率作為控製量的一種係統。因此,伺服係統的程度直接影響著數控機床的操作精度、運行速度等相關指標。在對伺服係統展開改造的過程中,必須堅持一下原則:第一,調速範圍寬。這裏所說的調速是指進給速度能夠在比較寬廣的區域中無級變化,且應當維續均勻、平穩、速降小的狀態。在零速狀態時,伺服則處於鎖定;第二,可逆運行。伺服係統可以較為機敏的完成正、反向運行。處於加工階段時,機床在隨機狀態根據軌跡行為標準,即時完成。另外,不可擁有反向間隙。第三,具備傳動剛性與速率穩定性。伺服係統應當擁有優質的靜動態負載屬性,四度係統在切削環境產生改變時,應當讓進給速度維續恒定狀態。
    改造伺服係統中的開環係統環節中,指令脈衝的輸入和步進電機的旋轉角度息息相關,後者每次都受前者影響。進給指令信號利用脈衝分配器來操作電路。開環係統的特點可以歸納為,操作便捷、組織簡單,但是精確不良。如圖2所示,改造之前數控機床橫宗向驅動是步進單元,在加工的過程中時常會產生誤差過大、應對遲緩等問題,故而,在改造時放棄該係統[2]。與之相對的閉環係統是按照來源於反饋信號和指令信號的對比結果實施對速度與位置的控製。因為現實中的火焰切割機的作業環境往往不甚理想,溫度較高、粉塵大、穩定性存疑,故而,此類係統無法實現。
    對比之後,本文所改造的係統選擇為半閉環係統。電機附有編碼器,不但性能出色,且組織構成簡單,還能夠確保精度。半閉環係統檢測元件裝置於機床傳動部件中,從側麵測量執行部件的位置。半閉環係統隻可以彌補係統環路內部元件出現的誤差,所以,其精度相較於閉環係統略低,然而其組織和調試都更為便捷,並且平穩,性能優異。
    2.電氣控製結構改造
    2.1電氣控製設計方案
    電氣控製部分中的CNC數控係統,是利用驅動控製櫃實現對數控機床製作加工的自動化控製。例如,利用驅動控製櫃1*1插口進入至JV控製電源插槽,從而實行對電源控製;CNC係統利用控製櫃1J1插口進至J1麵板開關信號插實行開關量控製;CNC係利用1J3、1J4插口禁止J3(X驅動信號)、J4(Y驅動信號)插槽實行信號控製[3]。控製櫃接口主要是指控製櫃和元件之間的輸入和輸出口。控製櫃接口實現外部期間、CNC、以及電源的轉接。
    2.2 PID控製改造
    PID控製在數控生產的過程中屬於最為常規的控製辦法。係統主要由PID控製器及被控主體構成。PID控製器屬於線性控製器,把偏差的比例、積分利用線性組合形成控製量。因為計算機控製屬於采樣控製,其至可以按照采樣時間的偏差完成對控製量的計算。
    電動機的運行軌跡的數字PID控製係統通過單片機實現,位移檢測設備用於實時檢測電動機的輸出位移量,且把觀察到的結果反饋到單片機係統。
    2.3檢測裝置
    測量裝置屬於確保數控火焰切割機精度的重點,其將位移測量信號當成反饋信號,且把測量信號改變成為數字,之後再運回至計算機,再與指令脈衝展開對比且操控驅動元件正確運轉。本文係統所擇取的旋轉式增量脈衝編碼器。所以增量式主要是針對位移增量的測量,也就是數控工作台如果移動某一長度,裝置便會產生一個脈衝信號。
    2.4監控係統軟件工作流程
    按照火焰切割機需要實現的諸多類任務,能夠得出控製係統在其工作中的一些狀態:第一,等待狀態。控製任務尚沒有展開調度,並未和外部設備實施通訊,控製參數仍然維續於之前加工任務完成後的數值。第二,自檢狀態。在接收到電氣係統的自檢命令後,係統初始化設備,之後根據設置進至電氣係統中的自檢程序,且送回自檢結果,一旦輸入停止指令後,係統恢複到等待狀態。第三,錯誤報警狀態。一旦係統顯現並不常規的狀態時,第一時間進至與之相對應的解決子程度,且提醒用戶。第四,伺服控製狀態。當係統接收至伺服控製命令,利用DI口給控製機輸入運行指令,之後根據加工命令展開與之相對應的工作程序,一旦加工結束後,係統回顧到等待狀態。
    3.結語
    大程度掌握數控火焰切割機計重點及應用難點,毫無疑問是火焰切割機應用優勢能夠激發至最大水平的重中之重。其在現實應用階段當所顯現出的特征有,自動化控製、切割信息儲存修改以及保存、運行穩定和可操作性強。縮減切割零件後續打磨與裝焊時間。數控火焰切割機的應用優勢更需要引起人們的廣泛關注與重視,並能夠在實踐操作中得到不斷發展及深化。

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