控制网

    1．项目背景

    激光数控加工中心可用于激光焊接、激光切割以及其它激光加工。目前激光数控加工中心多为国外的产品，价格高，操作复杂。本项目旨在开发一套国产的激光数控加工中心，满足一般激光加工的需要，性价比高，全中文操作，人机界面友好。图一为激光数控加工中心的外观。

图1 激光数控加工中心的外观

    2．性能指标

    1)两个直线运动方向x和y行程分别为：500mm，800mm，最大进给速度20m/m；

    2)直线运动定位精度0.050mm，重复精度0.02mm；

    3)旋转轴z精度±5sec，最大转速300rpm，卡盘工作直径420mm，卡紧力1.2t；

    4)回转台允许载重150kg；

    5)整个工作台外形尺寸为：长1500mm，宽1200mm，高 1200mm；

    6)电机功率如下：x轴2kw，y轴1.5kw，旋转轴z为1.5kw；

    7)手动进给功能；

    8)自动功能，可编程，可输入cad图形转换的数控代码；

    9)联机功能，图形中任何位置可触发或关闭激光器。

    3．自控部分概要

    激光加工中心的自控部分完成机械部分的驱动、系统精确的位置控制、人机交互以及数控加工中心手动、自动和联机功能。自控部分由伺服驱动单元、控制单元、人机界面以及应用软件组成。图二为自控部分的示意图。

图2 自控部分示意图

     4．伺服驱动单元

    1)x轴，2.0 kw，选富士的马达和驱动器，gyg202cc2-t2e，ryc202c3-vvt2，额定速度为2000r/min，编码器17位nic，防护等级ip67，带油封带键，带制动；

    2)y轴和z轴，1.5 kw，选富士的马达和驱动器，gyg152cc2-t2e，ryc152c3-vvt2，额定速度为2000r/min，编码器17位nic，防护等级ip67，带油封带键，带制动。

    5．控制单元

    控制单元采用pc-104总线数控专用卡和pc-104总线输入/输出接口卡组成。数控专用卡通过伺服电机驱动器对系统进行精确的位置控制，硬件上有大规模门阵列硬件插补器；而输入/输出接口卡处理外部的开关量信号，可编程输入16点（光电隔离），可编程输出16点（光电隔离）。

    6．人机交互

    该系统有友好的人机界面，人机界面特点如下：

    1)采用pc-104总线工控机；

    2)9.4＂tft彩色液晶显示器；

    3)全中文菜单、汉字提示，直观易学；

    4)辅助配置：rs232接口、标准键盘接口、usb接口。

    图三为人机界面示意图。

图3 人机界面示意图

     7．应用软件

    该系统提供完善的数控应用软件功能，其特点如下：

    1)联动轴数：圆弧2轴，线性3轴

    2)最小位移单位：0.001 mm

    3)编程范围：±9999.999 mm

    4)电子齿轮比：1-65535/1-65535

    5)进给倍率：0-100%

    6)系统功能：自动，手动，设置参数，编辑程序，自诊断，文件管理；

    7)程序功能：7m存储空间，指令格式与faunc m6系统兼容；

    8)g功能：40种g指令，包括各种固定循环/复合循环；

    9)补偿功能：反向间隙、刀具半径、刀具长度、螺距误差补偿；

    10)动态图形显示，加工图形的径向、放大、缩小、旋转；

    11)与流行的cad/cam各种软件有很好的兼容性；

    12)加工连续，程序段间不停顿；

    13)任意设定升降速曲线的时间。