异型材激光切割机控制系统设计与研究

发布时间：2021-07-20 23:49

　　异型材由于结构、强度特性好,造型精致美观等特点,被广泛应用于展示货架、健身器材、家用电器等领域。在异型材加工过程中,常会碰到管管相交情况,过去相贯线加工主要依靠人工完成,效率低下。随着激光切割技术的发展,现今企业大多采用激光切割机实现相贯线管材切割。然而,我国激光切割机控制系统大多采用国外进口产品,其封闭性差、核心技术对外不开放,严重制约我国激光切割机发展。因此,有必要对异型材激光切割机控制系统进行进一步研究。分析相贯线切割原理,从而确定了激光切割机机械结构形式及运动轴数,采用“IPC+PMAC”开放式控制系统结构,方便后续功能拓展与开发。针对控制系统关键技术,分别对相贯线轨迹提取技术、相贯线轨迹插补控制算法、机床加减速控制策略进行分析研究。确立了以数学建模方法进行相贯线轨迹提取方法,并以圆-圆管、圆-方管为例进行相贯线数学建模及仿真,从而验证数学模型的正确性,利用NURBS曲线插补算法进行相贯线轨迹的插补,采用S曲线加减速控制策略对激光切割机床进行相应加减速控制,并以实例仿真验证三者的合理性。对控制系统硬件进行相应的选型和设计,分别选用研华IPC-610L型工控机、美国泰道PMAC2... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光切割原理图

其使受热熔化或气化的材料排出于切口底部，其切割原理如图 1.1 所示。图 1.1 激光切割原理图1.2.2 激光切割影响因素了解激光切割影响因素对于控制系统的设计具有重要意义，也是建立工艺参数数据库的基础。影响激光切割因素较多，除工件自身特性及切割参数影响外，还受喷嘴直径、功率密度等因素影响。一般来说，影响激光切割因素有两类：一是加工系统性能和激光因素，二是待加工工件材料和工艺参数因素[3]。如图 1.2 所示，应该探讨可控因素对激光切割影响，以便更好设计激光切割机控制系统。图 1.2 激光切割影响因素

但是管材切缝宽度与热影响区也相继变大，易于产生端面烧蚀现象口端面波纹与表面粗糙度相应变化趋势不是很明显。切割速度激光切割功率为特定值时，切割速度不同对应管材背面挂渣及切缝质明：在可以切透的情况下，激光照射管材时间越长，切割速度越慢，越大，所以切缝相对粗糙，挂渣也比较多。在一定范围内，切割速度也越好；当激光切割速度超过某一特定值时，辅助切割气体来不及吹使相应的切口熔渣不能清除，从而使切缝粗糙。此可知：对某一特定材料，在激光切割功率等其它条件一定时，都会割速度。如果可以在激光加工过程中保持最优切割速度运行，则切割质焦点位置点位置影响激光切割管材的切口宽度、挂渣情况及切断面粗糙度，其着激光束焦点位置的改变，待加工材料表面激光束及焦点深度发生变沟形状随之发生变化，相应的影响加工沟熔融金属及辅助气体流动。点位置三种状况：


本文编号：3293858