文档介绍：
第
卷第
期指挥技术学院学报

年
月
数控火焰
等离子切割机控制系统的研究
陈文清曾朝阳何群学

电子技术系
基础部
摘要本火焰
等离子数控切割机控制系统, 不仅具有火焰切割的自动穿孔和电容
自动调高功能, 而且还具有等离子切割的初始定位和弧压调高功能, 并可实现割缝补
偿, 任意曲线切割。同时, 系统还可实现火焰与等离子切割程序的快速切换, 以满足不
。、、
同材料的切割要求此外, 该系统还提供了故障监测断点保护样板指导和零件编辑
等综合功能。
关祖词火焰切割
等离子切割
数控切割机
控制系统
数控切割机具有多功能、高速、高效、高精度、低劳动强度和高度自动化等特点, 适合于加
、、、。,
工多品种小批量形状复杂调换频繁的零件目前我国引进的
余台数控切割机大部分
。
为火焰切割, 已不适应现代生产发展的需要尤其是其抗干扰能力差, 无法加装等离子切割系
。、
统, 不能进一步提高生产效率本文采用工控机
调节电路加装抗干扰电路, 较好的解决
了这一难题, 研制成功火焰切割与等离子切割相结合的数控火焰
等离子切割机控制系统, 可
以满足不同材料和不同厚度的钢板加工复杂零件的需要, 实现了火焰与等离子兼容的国产化。
控制系统结构
硬件设计
控制系统总体结构如图
所示, 其核心为
工业控制机, 其基本组成与功能如下
, , , 、、

工控机系统
内存
硬盘它可完成信息存储指令执行
、、。
过程计算图形显示系统控制和信号检测等
、、、、

信号处理电路由同步信号提取反馈信号提取鉴相及信号采集
转换
转
、、、、
换开关量控制等电路组成, 完成反馈信号的采样处理转换和输出以及开关量信号的检测
。
处理和输出等功能
伺服系统接收到由工控机发出的指令电压后输出控制电压使电机运转, 与电机同步运转
、。
的光电编码器反馈回脉冲信号, 该反馈信号通过采集鉴相后送给计算机进行处理首先, 计算
机通过比较两路鉴相信号, 判断电机是前进还是后退以确定电机运转的方向是否与所发指令

。
一致
然后, 将反馈回的脉冲与发出的指令脉冲进行比较, 由软件实现
调节
所有外部信号均通过光电隔离后输入计算机, 计算机在每一采样周期巡回检测这些信号,
将检测到的数据通过软件进行处理。
、
、、、

输入
输出电路由隔离电路键盘及显示接口电路气阀控制电路等离子控制电路
收稿日期
一
一
第一作者
男讲师北京怀柔
第
期陈文清等
数控火焰
等离子切割机控制系统的研究
、、、
故障中断电路等组成, 完成反馈信号的输入和输出气阀的控制等离子的控制提供切割机状
态信息、指示系统故障类型及完***机对话等功能。
伺服系统气阀控制外控信号电源
鉴相采集
麟专换信号隔离电路
】〕转换等离子控制电路
工业控制机

!
电路
看门狗电路健盘显示指示灯方式选择
图
硬件总体结构框图
,

抗干扰电路采用电源电压监视
随时监测电源电压加接滤波电路减小电网
,
,
干扰以及由可编程定时
计数器
和脉冲发生器
组成看门狗能可靠保障控制
系统正常运行。
,
等离子切割系统在起弧时会产生
的高频高压这一高频高压将产生电磁辐
射从而使周围电缆导线表面的电荷聚集, 易造成各种电信号的紊乱, 使整个数控系统受到干
扰。为消除等离子系统对数控系统的干扰, 首先对计算机进行屏蔽, 减少电磁辐射的影响。将
、
数控系统等离子系统和切割平台的地线集中到一点, 然后在距切割机
远处埋入一根底部

密封直径
长为
的钢管, 灌满浓盐水后插入一根直径为
长为
的铜棒, 然
后将地线集中点与铜棒相连, 这样可以将电缆导线表面聚集的电荷导入大地, 减少其对系统的
影响。所有的输入信号通过继电器或光电搁合实现隔离, 消除干扰的影响。
、、、、、

电源电路提供控制系统所需
一
等各路
电源。

软件设计
, ,
控制系统软件由
语言和汇编语言混合编程执行了自顶而下模块化设计的面向对象
, , 。
编程思想在程序中设计了“软件陷阱”及监视狗
等程序保证其可靠性整个控制
、、、
程序