论文摘要：激光切割机床数控系统的开发

随着割缝筛管应用的日益广泛，对筛管的需求量和质量要求都有了很大的提高，从而对筛管加工设备也提出了更高的要求。筛管的激光切割加工作为激光加工技术应用的新兴领域，其切割机床处于开发推广阶段。数控系统作为机床的核心组成部分，现有的通用数控系统加工割缝筛管时操作不方便，效率太低，需要对其性能和功能进行改进，以更好地适应激光切割加工的要求。开发一种应用于割缝筛管加工的、操作简便、高效的激光切割机床专用数控系统能够在割缝筛管的加工方面为企业带来巨大的经济价值。首先，本文通过对现有几种控制方案的比较，提出了采用“PC+控制器”的开放式数控系统硬件结构，并对数控系统软件实现的关键技术进行了研究。根据对数控系统硬件进行的需求分析，并在对激光切割原理的分析的基础上确定了激光器的控制参数，包括功率调节、模式选择以及激光输出关停控制。在能更好地满足割缝筛管的加工要求的条件下确定了数控机床控制参数，包括多个机床辅助设备的开、停和接收机床辅助设备的状态反馈和各运动轴的位置、速度反馈等。通过对X方向上拖管小车的控制，可以实现工作台在X轴方向上的编程延伸，从而使被加工管件的长度可以远远长于工作台的长度。并对DMC1880运动控制卡控制原理进行了分析说明。其次，根据所需控制参数和数控系统所需实现功能研制完成了数控软件的各个功能模块。软件系统针对筛管激光切割和一般激光切割的不同特点提供了两种加工平台，即筛管参数化加工平台和G代码加工平台，实现了程序编辑、编译、仿真、控制输出和实时显示的功能。参数化平台采用OpenGL技术实现了对割缝筛管自动编程、加工过程的三维动态仿真和对仿真加工后的零件三维显示；G代码加工平台能够实现对一般零件加工，并能扩大激光切割机床的使用范围。最后，研究并实现了数控系统搭建，通过电机演示实验验证了数控系统软件的运动控制的部分功能，该数控系统能够满足对割缝筛管的加工要求。本文研制激光切割机床专用数控系统能够同时精确控制激光器和数控机床，解决激光切割机床中存在的激光控制和机床控制的不同步问题，该加工割缝筛管专用参数化平台能够大大提高数控系统使用的便捷性与高效性。