光纤激光切割机_激光切割机-深圳市创智激光智能装备有限公司

​全自动光纤激光切割机是如何操作运营的

行业新闻2020-02-213678

全自动光纤激光切割机焦点控制系统的任务是对激光焦点与工件之间的距离进行实时采集以及控制,使其始终处于更佳切割位置从而提高切割质量,同时与机床运动控制卡进行数据交换协同完成整个金属切割流程。通过电容传感器对激光焦点与工件之间距离进行采集,并通过信号处理电路以数字量形式传给主控制器TMS320F28335;主控制器对此距离信号进行数字滤波以及最----乘法曲线拟合,从而得到焦点距离与电容值之间的对应关系曲线;主控制器通过模糊PID算法以焦点距离以及焦点距离变化率作为输入,输出控制电压给驱动器接口电路以驱动伺服电机运动使得激光焦点与工件之间距离始终处于更佳,由此提高切割质量以及效率;机床运动卡主要实现XY平面上的运动轨迹规划,焦点控制系统则是实现Z方向上的切割距离恒定,二者之间通过I/0口进行运动状态的数据交换协同完成整个金属切割流程。

全自动光纤激光切割机焦点位置检测模块设计

综合考虑测量范围、测量精度以及成本等因素,选用德国CAM公司的Pcap01专用电容检测集成芯片来设计焦点位置检测模块,实时获取焦点位置。Pcap01电容检测芯片内置DSP信号处理单元,具有高精度、高速度等优良特性,检测频率可高至500kHz,电容测量结果具有24位精度,且具有超高的温度稳定性和超低温漂。焦点位置检测模块结构图件之间的距离值转换为数字量,并通过SPI通信方式将其传给主控制器进行数据处理。需要注意的是,二者之间的信号线需为双绞屏蔽线且在每组差分信号线之间要添加1K的匹配电阻,从而消除差分信号传输线的共模干扰,在一定程度上加强远距离信号传输的稳定性

全自动光纤激光切割机主程序主要功能:系统初始化设置、焦点位置与电容值之间的数据标定以及回零操作。各个功能封装成对应子程序,分别为初始化子程序、数据标定子程序和回零子程序。

数据标定子程序流程图,在数据标定子程序中,在每个已知距离的测量点处通过Pcap01电容检测模块测量电容并进行中值滤波,将测量范围合理分段后在每一小段上通过最小二乘法进行曲线拟合,实现焦点距离与电容值之间的标定。 需要注意的是,当工件材质或者工作环境改变时,焦点距离一电容值特性曲线也会随之而变化,此时必须重新进行数据标定。

全自动光纤激光切割机主控制器中还有一个2ms定时中断,其包含3个子程序:焦点位置检测子程序,焦点位置控制子程序和系统与机床运动控制卡通信子程序。焦点位置检测子程序实现主控DSP对电容测单元的电容值读取;焦点位置控制子程序实现主控DSP对电机的控制电压输出;系统与机床运动控制卡通信子程序接收到的指令信号对应着系统不同的工作状态,其决定着焦点位置检测子程序中程序的走向。2ms定时中断子程序流程图。

焦点位置检测子程序

焦点位置检测子程序的功能是实现主控制器与电容检测芯片之间的数据通信,获取切割头与工件之间的电容值,并通过由数据标定子程序确定的焦点距离与电容值拟合曲线解析式对应的焦点距离值,供焦点位置控制子程序调用。焦点位置检测子程序流程图。

焦点位置控制子程序

焦点位置控制子程序的功能是读取焦点位置检测子程序接收的焦点距离反馈值,并将反馈值代入模糊PID控制算法中从而获取所需的对电机的控制电压信号,实现焦点距离的闭环控制。焦点位置控制子程序流程图如图11所示。

全罩全自动光纤激光切割机一般采取内部钢架外部钣金包裹的形式进行设计。通过整体钢架与床身连接,然后侧边钣金挂装在钢架上的结构形式完成。钢架的整体高度通过 Z 轴运动行程确定,在满足行程范围并预留安全余量不干涉即可。整体的钣金外形,左右两侧通过拖链以及横梁部分的运动行程确定,左右两边预留一定的安全距离,尺寸可参考控制运输成本,以及钣金成本等相关因素。完成主体钢架后,针对局部设计元素点以及造型颜色,对整体进行局部分件。

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