1.項目背景
激光數控加工中心可用于激光焊接、激光切割以及其它激光加工。目前激光數控加工中心多為國外的產品,價格高,操作復雜。本項目旨在開發一套國產的激光數控加工中心,滿足一般激光加工的需要,性價比高,全中文操作,人機界面友好。圖一為激光數控加工中心的外觀。
圖1 激光數控加工中心的外觀
2.性能指標
1)兩個直線運動方向x和y行程分別為:500mm,800mm,最大進給速度20m/m;
2)直線運動定位精度0.050mm,重復精度0.02mm;
3)旋轉軸z精度±5sec,最大轉速300rpm,卡盤工作直徑420mm,卡緊力1.2t;
4)回轉臺允許載重150kg;
5)整個工作臺外形尺寸為:長1500mm,寬1200mm,高 1200mm;
6)電機功率如下:x軸2kw,y軸1.5kw,旋轉軸z為1.5kw;
7)手動進給功能;
8)自動功能,可編程,可輸入cad圖形轉換的數控代碼;
9)聯機功能,圖形中任何位置可觸發或關閉激光器。
3.自控部分概要
激光加工中心的自控部分完成機械部分的驅動、系統精確的位置控制、人機交互以及數控加工中心手動、自動和聯機功能。自控部分由伺服驅動單元、控制單元、人機界面以及應用軟件組成。圖二為自控部分的示意圖。
圖2 自控部分示意圖
4.伺服驅動單元
1)x軸,2.0 kw,選富士的馬達和驅動器,gyg202cc2-t2e,ryc202c3-vvt2,額定速度為2000r/min,編碼器17位nic,防護等級ip67,帶油封帶鍵,帶制動;
2)y軸和z軸,1.5 kw,選富士的馬達和驅動器,gyg152cc2-t2e,ryc152c3-vvt2,額定速度為2000r/min,編碼器17位nic,防護等級ip67,帶油封帶鍵,帶制動。
5.控制單元
控制單元采用pc-104總線數控專用卡和pc-104總線輸入/輸出接口卡組成。數控專用卡通過伺服電機驅動器對系統進行精確的位置控制,硬件上有大規模門陣列硬件插補器;而輸入/輸出接口卡處理外部的開關量信號,可編程輸入16點(光電隔離),可編程輸出16點(光電隔離)。
6.人機交互
該系統有友好的人機界面,人機界面特點如下:
1)采用pc-104總線工控機;
2)9.4"tft彩色液晶顯示器;
3)全中文菜單、漢字提示,直觀易學;
4)輔助配置:rs232接口、標準鍵盤接口、usb接口。
圖三為人機界面示意圖。
圖3 人機界面示意圖
7.應用軟件
該系統提供完善的數控應用軟件功能,其特點如下:
1)聯動軸數:圓弧2軸,線性3軸
2)最小位移單位:0.001 mm
3)編程范圍:±9999.999 mm
4)電子齒輪比:1-65535/1-65535
5)進給倍率:0-100%
6)系統功能:自動,手動,設置參數,編輯程序,自診斷,文件管理;
7)程序功能:7m存儲空間,指令格式與faunc m6系統兼容;
8)g功能:40種g指令,包括各種固定循環/復合循環;
9)補償功能:反向間隙、刀具半徑、刀具長度、螺距誤差補償;
10)動態圖形顯示,加工圖形的徑向、放大、縮小、旋轉;
11)與流行的cad/cam各種軟件有很好的兼容性;
12)加工連續,程序段間不停頓;
13)任意設定升降速曲線的時間。