法利萊等離子數(shù)控系統(tǒng)介紹

      數(shù)控等離子切割技術(shù)是現(xiàn)代金屬切割技術(shù)發(fā)展的趨勢之一。本文以數(shù)控等離子切割機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計作為研究背景，從伺服控制系統(tǒng)、PLC程序部分以及等離子電源三個主要組成部分來介紹法利萊等離子切割機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)。

     法利萊等離子切割機(jī)大部分產(chǎn)品都是選用西門子伺服驅(qū)動系統(tǒng)SIMODRIVE 611Ue。在軟件上，使用Siomcom U進(jìn)行配置，調(diào)試。利用Lex和Yacc這兩個編譯工具的編譯原理和編譯規(guī)則，并使用該工具生成的解釋器和編譯器編譯出等離子切割機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的PLC程序。

     加工速度和加工精度是衡量CNC系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)。隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今先進(jìn)的CNC系統(tǒng)都已經(jīng)完成了從16位微處理器向32位微處理器的過渡過程，大大提高了CNC的數(shù)據(jù)處理能力和程序執(zhí)行速度。某些系統(tǒng)，還采用了64位精簡指令集微處理器(RISC)。不少系統(tǒng)通過配置多微處理器實(shí)現(xiàn)分散處理，采用實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)進(jìn)行并行處理等措施，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度。此外，一些高性能數(shù)控系統(tǒng)還推出了新的插補(bǔ)功能，如樣條曲線、NURBS曲線插補(bǔ)功能，簡化了編程，提高了曲線、曲面的加工精度。同時，一些新的實(shí)時誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了數(shù)控系統(tǒng)的加工控制精度。

     數(shù)控等離子切割機(jī)數(shù)控等離子切割系統(tǒng)由數(shù)控裝置(CNC)、伺服系統(tǒng)、輔助控制裝置和等離子電源組成的。

     一．?dāng)?shù)控裝置(CNC)

     數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動加工的核心，是整個數(shù)控機(jī)床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸入／輸出接口等組成。主控制系統(tǒng)主要由CPU、存儲器、控制器等組成。數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對象是位置、角度、速度等機(jī)械量，以及溫度、壓力、流量等物理量．其控制方式又可分為數(shù)據(jù)運(yùn)算處理控制和時序邏輯控制兩大類。其中主控制器內(nèi)的插補(bǔ)模塊就是根據(jù)所讀入的零件程序，通過譯碼、編譯等處理后，進(jìn)行相應(yīng)的刀具軌跡插補(bǔ)運(yùn)算，并通過與各坐標(biāo)伺服系統(tǒng)的位置、速度反饋信號的比較，從而控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的位移。而時序邏輯控制通常由可編程控制器PLC來完成，它根據(jù)機(jī)床加工過程中各個動作要求進(jìn)行協(xié)調(diào)，按各檢測信號進(jìn)行邏輯判別，從而控制機(jī)床各個部件有條不紊地按順序工作。

     二．伺服系統(tǒng)

     伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)。主要由伺服電動機(jī)、驅(qū)動控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋裝置等組成。伺服電動機(jī)是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，驅(qū)動控制系統(tǒng)則是伺服電動機(jī)的動力源。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號與位置反饋信號比較后作為位移指令，再經(jīng)過驅(qū)動系統(tǒng)的功率放大后，驅(qū)動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過機(jī)械傳動裝置帶動等離子電源架運(yùn)動。法利等離子切割系統(tǒng)的伺服控制系統(tǒng)采用西門子控制系統(tǒng)，在伺服電機(jī)和驅(qū)動控制系統(tǒng)有著成熟的控制經(jīng)驗(yàn)。

     三．輔助控制裝置

     輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運(yùn)動，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動相應(yīng)的電器，帶動機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動作。由于可編程邏輯控制器(PLC)具有響應(yīng)快，性能可靠，易于使用、編程和修改程序并可直接啟動機(jī)床開關(guān)等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。

     四．等離子電源

     等離子電源相當(dāng)于是數(shù)控機(jī)床中切割的刀具，它以壓縮空氣為工作氣體，以高溫高速的等離子弧為熱源、將被切割的金屬局部熔化、并同時用高速氣流將已熔化的金屬吹走、形成狹窄的割縫，從而達(dá)到切割的目的。

     法利萊等離子切割機(jī)數(shù)控系統(tǒng)主要由以上四個部分組成，即：