戀夜直播app官方正版下载_戀夜直播高品质美女在线视频互动社区_戀夜直播官方版

閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
控制系統(tǒng)

高速高精激光切割控制系統(tǒng)

johnny 來源:中國工控網(wǎng)2019-05-29 我要評論(0 )   

摘要:隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,激光技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢,大量應(yīng)用于在金屬成形機(jī)床。激光加工系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合,成為

  • 摘要:隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,激光技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢,大量應(yīng)用于在金屬成形機(jī)床。激光加工系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合,成為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)手段,對傳統(tǒng)工業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的改造和技術(shù)提升發(fā)揮著重要作用。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,激光技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢,大量應(yīng)用于在金屬成形機(jī)床。激光加工系統(tǒng)與計算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合,成為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)手段,對傳統(tǒng)工業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的改造和技術(shù)提升發(fā)揮著重要作用。

然而傳統(tǒng)激光切割系統(tǒng)只能運(yùn)用在低速機(jī)床上,在高速機(jī)床上容易過沖、抖動,加工質(zhì)量低甚至無法完成正常切割工藝。如何在高速切割環(huán)境下得到更好的加工效果成為激光切割數(shù)控系統(tǒng)這一領(lǐng)域研發(fā)的重要課題。維宏股份于2009年首次推出了適用于YAG激光器的激光切割系統(tǒng),2011年推出了具有CAD/CAM功能的激光切割系統(tǒng),2014年推出了光纖切割系統(tǒng),2015-2016年推出了隨動儀方案,結(jié)合維宏伺服驅(qū)動器,形成了較為完善的激光切割解決方案,2017年推出板管一體激光切割方案,2018-2019年推出中高功率解決方案、專業(yè)管切方案,維宏激光切割系統(tǒng)提供包括飛行切割、蛙跳、圓管切割、方管切割、套料、激光功率實(shí)時調(diào)節(jié)等功能,具有切割速度快、材料利用率高、適用性廣等特點(diǎn)。

創(chuàng)新技術(shù)介紹

該系統(tǒng)采用的載空銜接不減速、精確隨動控制、尖角處理Bezier曲線和智能蛙跳上臺等綜合技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先,并達(dá)到國際先進(jìn)水平,項目具有新穎性和應(yīng)用性。在高速高精方面,與國內(nèi)外同行相比,維宏股份具有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)專長,在算法,指令,限速,拐彎處理等方面的研究均取得了顯著成果。在產(chǎn)品使用交互上,充分考慮激光切割應(yīng)用特點(diǎn),提供完整解決方案的同時,大大簡化操作步驟,提高生產(chǎn)效率。

與市場現(xiàn)有技術(shù)相比

該產(chǎn)品采用的載空銜接不減速、精確隨動控制、尖角處理Bezier曲線和智能蛙跳上臺等綜合技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先,并達(dá)到國際先進(jìn)水平,項目具有新穎性和應(yīng)用性。在高速高精方面,與國內(nèi)外同行相比,該產(chǎn)品在算法,指令,限速,拐彎處理等方面的研究均取得了顯著成果。在產(chǎn)品使用交互上,充分考慮激光切割應(yīng)用特點(diǎn),提供完整解決方案的同時,大大簡化操作步驟,提高生產(chǎn)效率。

主要參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度水平

(1)S形加減速

在高速機(jī)床上,如果控制算法缺乏柔性,加工過程中啟動和停止時必然有減速度或加速度的躍變,從而導(dǎo)致機(jī)床震動。這不僅對機(jī)床的剛性提出更高的要求,而且會嚴(yán)重破壞工件的切割精確性,影響機(jī)床的使用壽命。該系統(tǒng)創(chuàng)造性地采用了S形曲線加減速插補(bǔ)算法,該算法按照加速度變化分為加速度三角形和加速度梯形的S形曲線算法,加速度梯形算法的速度與加速度曲線如下圖所示。實(shí)際應(yīng)用表明,S形曲線加減速插補(bǔ)算法能在提供較好柔性的同時提高加工效率。此外,考慮到高速系統(tǒng)上手動速度也很快,為了保證柔性,手動方式也采用滿足S形曲線變化的速度控制;在接近軟限位時,自動計算減速距離,提前進(jìn)行減速,使之運(yùn)行到軟限位位置時速度剛好為0。

(2)B樣條插值

B樣條曲線是一種CAGD形狀數(shù)學(xué)描述的基本方法,它具有局部性、幾何不變性、連續(xù)性以及造型靈活等優(yōu)點(diǎn)。在激光切割加工的工件輪廓中,有些是由復(fù)雜的參數(shù)曲線構(gòu)成,用傳統(tǒng)的直線或圓弧插值,分割節(jié)點(diǎn)附近會產(chǎn)生進(jìn)給量波動,使高速切割的效果欠佳。而采用B樣條插值,實(shí)現(xiàn)B樣條的直接插補(bǔ),就能夠解決這個問題。

(3)精確嚴(yán)格的拐角控制

引起激光切割尖角燒蝕的原因是激光切割尖角時,長時間加熱帶來熱量積聚所造成的,為克服該缺點(diǎn),本系統(tǒng)研發(fā)出多種解決方案,包括在拐角處速度和功率關(guān)系的調(diào)節(jié)、尖角處理Bezier曲線、回旋過切、軌跡平滑與速度平滑等。

(4)精確的隨動控制

激光切割系統(tǒng)中采用維宏股份自主研發(fā)的快速精準(zhǔn)電容調(diào)高系統(tǒng)模塊,具有反應(yīng)迅速、測量準(zhǔn)確、測量范圍廣等特點(diǎn)。其中放大器采樣頻率1000Hz,靜態(tài)跟隨0.01mm,動態(tài)跟隨誤差0.03mm,能夠防止火焰濺射、表面異物等干擾;采用PID算法控制,每毫秒調(diào)整一次,實(shí)時性高,并且采用一定濾波手段控制穩(wěn)定,在光纖機(jī)床5m/s的速度下能夠保持加工性能穩(wěn)定;與傳統(tǒng)手動標(biāo)定相比,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一鍵自動標(biāo)定,精準(zhǔn)標(biāo)定范圍為0.01mm~5mm,常用標(biāo)定范圍0.01mm-15mm,最大標(biāo)定范圍為0.01-30mm,遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品。精確隨動控制使高速高精激光切割系統(tǒng)能夠做到大高度跟隨不抖動,同時與解析器配合還能做到掃描切割,方便使用。此外配合其他系統(tǒng)模塊還具有監(jiān)控動態(tài)電容、動態(tài)誤差和碰板報警、出邊檢測等安全控制功能。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速高精的核心技術(shù)就是維宏股份自主研發(fā)的隨動控制模塊,該模塊具有反應(yīng)迅速、測量準(zhǔn)確、測量范圍廣等特點(diǎn)。由于電容受溫度影響大,電容放大器的精度在實(shí)際生產(chǎn)中很容易被各種環(huán)境因素影響,造成電容精度不夠高的問題,經(jīng)過大量試驗(yàn),研發(fā)人員最終找到了解決辦法,設(shè)計的電容放大器不僅采樣精度大,而且跟隨精度高,配合硬件實(shí)時PID調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了高精度的隨動控制,保證了激光切割系統(tǒng)在高速機(jī)床上的加工質(zhì)量和加工效率。

關(guān)鍵指標(biāo)

本系統(tǒng)

跟隨精度

高。電容放大器能夠提供7位的“電容值”標(biāo)識,采樣精度大,跟隨精度高。

跟隨響應(yīng)性

高。硬件實(shí)時PID調(diào)整,每毫秒及時響應(yīng)。

加工效率

高。因?yàn)樗俣绒D(zhuǎn)換平穩(wěn),最大速度可以設(shè)置得很大,因此加工效率更高。

切割面光滑度

高。因?yàn)樗俣绕交?,激光功率可控,調(diào)高穩(wěn)定,所以切割面光滑,不掛渣。

縫寬

小。因?yàn)榧す饽芰慷嫉玫搅俗畲蟮膽?yīng)用,沒有多余能量,所以切割縫寬小。

(5)載空銜接不減速控制

高速高精激光切割系統(tǒng)具有空運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行的銜接不減速功能。切割工件的過程可以分為空運(yùn)行(G00)和加工(G01,G02,G03)兩個階段,空運(yùn)行是指不開激光和吹起只進(jìn)行快速定位的階段,加工是指打開激光和吹氣進(jìn)行切割材料的過程。傳統(tǒng)插補(bǔ)器把這兩種動作分別進(jìn)行插補(bǔ)處理以實(shí)現(xiàn)空運(yùn)行時快速定位和加工中精確切割的目的,但是這兩者之間切換時,速度需要先降低至0然后再切換到另一種方式進(jìn)行加速,這就造成了切換過程中的模式消耗。為實(shí)現(xiàn)載空銜接不減速功能,研發(fā)人員采用新型插補(bǔ)算法,在空運(yùn)行和加工相互切換時,速度切換至加工時G代碼之間相同的連接速度并保持此速度加工,大幅度提高了加工效率。如下圖所示。

(6)速度功率控制

當(dāng)輔助氣體氣壓和激光功率一定時,切割速度與切割寬度呈現(xiàn)出一種非線性的反比關(guān)系。因此,如果切割速度比較慢,激光能量在切縫的作用時間就會延長,從而導(dǎo)致切縫寬度增大,工件的上切縫和下切縫寬度差也會增大,切割的質(zhì)量顯著降低;切割速度變快時,在切縫的作用時間變短,切縫的寬度也相應(yīng)變小甚至?xí)霈F(xiàn)切不透的情況。因此激光切割系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的加工需求選擇合適的加工功率,才能保證高質(zhì)量的加工效果。該系統(tǒng)采用圖形編輯的方式,能夠方便快速地設(shè)置不同速度下的功率。如下圖所示,點(diǎn)擊曲線可增加曲線控制點(diǎn),然后拖動控制點(diǎn)就能改變曲線形狀,從而設(shè)置不同速度下的功率。這樣大大提高了切割的精確性和切割效率。

(7)尖角處理Bezier曲線

在切割尖角圖形時,在尖角頂點(diǎn)的位置需要進(jìn)行銳角方向切換,因此需將速度降低,但同時也會降低加工效率。此外,角度較小的頂點(diǎn)處面積小,在較短時間內(nèi)經(jīng)歷來回兩次的激光切割會造成熱量過大,容易引起尖角熔化,無法保留尖角處形狀。為解決以上問題,該系統(tǒng)建立了尖角處理模塊。模塊先整體區(qū)分尖角類型,對于角度較大的類型采用尖角Bezier曲線過渡方式讓整個過程不減速,更加柔和;對于角度較小的類型,采用尖角平滑和尖角Bezier曲線過渡相結(jié)合的方式,使尖角處的軌跡平滑過渡,使得尖角處減速小,承受熱量的范圍大,不僅避免尖角過燒,還能保持原有尖角的大部分形狀。

(8)智能高效的蛙跳上抬

激光切割中的蛙跳動作就是在切割輪廓之間沿拋物線軌跡運(yùn)動的步驟。傳統(tǒng)無蛙跳上抬功能的切割機(jī)整個切割過程分為三個部分:完成一條曲線的切割后首先控制Z軸垂直抬起,而后控制水平部分把切割頭運(yùn)動到下一個切割點(diǎn),到位后再把切割頭降下準(zhǔn)備下一次切割。而使用蛙跳上抬方式后,切割頭上抬邊水平移動,直到到達(dá)Z浮上抬延時設(shè)置的高度停止上抬,然后再以隨動延時曲線下降到切割點(diǎn)。如上圖所示是一個完整的激光切割工藝過程,其中第5段為蛙跳上臺。整個過程以曲線完成,節(jié)省了空行時間,提高切割效率。(上海維宏電子科技股份有限公司

轉(zhuǎn)載請注明出處。

激光切割加工系統(tǒng)
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀