一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器，包括通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征在于：所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的Z軸運(yùn)動輸出連接在運(yùn)動疊加調(diào)高器的輸入端口，電容傳感器采集的信號通過放大器的放大輸入到運(yùn)動疊加調(diào)高器的另一輸入端口，運(yùn)動疊加調(diào)高器的輸出端通過Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接在Z軸電機(jī)的輸入端實(shí)現(xiàn)Z軸電機(jī)的控制，在電容傳感調(diào)高器的基礎(chǔ)上，疊加通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的Z軸運(yùn)動信息，實(shí)現(xiàn)Z軸方向的高速跟隨運(yùn)動，能夠利用低廉的通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)昂貴的專用數(shù)控系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)現(xiàn)高速管材切割。
【專利說明】一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光切割領(lǐng)域的Z軸調(diào)高控制，具體的說是一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光切割方管或橢圓管時(shí)，隨著管材的旋轉(zhuǎn)，工件切割點(diǎn)的上下位置發(fā)生變化。當(dāng)旋轉(zhuǎn)切割速度加快時(shí)，上下運(yùn)動亦加快，對切割頭的上下跟隨反映具有很高的要求。低端激光金屬管材切割機(jī)在切割方管或橢圓管時(shí)，利用3維運(yùn)動控制器實(shí)現(xiàn)工件旋轉(zhuǎn)(A軸)，切割頭的X，Y軸移動。而切割頭的上下運(yùn)動(通常稱為Z軸)運(yùn)動完全利用電容傳感調(diào)高器的功能實(shí)現(xiàn)。此時(shí)的電容傳感調(diào)高器既要糾正管材變形造成的偏離，還要糾正管材旋轉(zhuǎn)造成的切割處的上下位移。而利用電容傳感調(diào)高器的Z軸位移速度，取決于切割頭與工件間隔的偏移距離。因此，難以做到Z軸高速大位移切割，只能用于低功率的低速切割；利用4軸運(yùn)動控制器可以實(shí)現(xiàn)工件旋轉(zhuǎn)，切割頭X，Y位移和根據(jù)工件圖形控制Z軸的上下運(yùn)動。為了實(shí)現(xiàn)切割時(shí)的間距控制，通常可以在Z軸運(yùn)動構(gòu)件上再疊加一個(gè)調(diào)高控制器運(yùn)動控制組件，實(shí)現(xiàn)Z軸與調(diào)高控制的疊加。但此方法不光增加成本，也增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，加大占用空間，較少被采用；高端的激光金屬管材切割機(jī)采用的是具有多軸聯(lián)動功能的管材切割數(shù)控系統(tǒng)。在切割方管或橢圓管時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)可以根據(jù)三維切割圖形獲取管材切割點(diǎn)Z軸方向的理論運(yùn)動信息，同時(shí)，通過電容傳感器(調(diào)高器)獲取切割頭與板材間的偏移距離，綜合控制Z軸電機(jī)的運(yùn)動，保證切割頭與被切割材料之間距離的相對穩(wěn)定。但這種管材切割專用系統(tǒng)價(jià)格極其昂貴，需要進(jìn)口，低價(jià)位的中小功率激光器的管材切割機(jī)難以使用。通用型的3維聯(lián)動的運(yùn)動控制器可以根據(jù)工件的圖形控制Z軸的上下運(yùn)動。但要將控制切割頭與切割工件距離的調(diào)高控制器功能引入通用型的3維運(yùn)動控制器的Z軸的運(yùn)動控制，是一個(gè)極其困難的工作。特別是低端的3維運(yùn)動控制器無論硬件結(jié)構(gòu)，控制原理上都難以實(shí)現(xiàn)。所以，運(yùn)動控制系統(tǒng)廠家一般不提供在Z軸上疊加調(diào)高控制功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器，將通用多軸運(yùn)動控制系統(tǒng)的Z軸運(yùn)動信息引入到電容傳感調(diào)高控制器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)Z軸的高速跟隨，實(shí)現(xiàn)高速管材切割。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:所述一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器，包括通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)，所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的X軸運(yùn)動輸出通過X軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制X軸電機(jī)、Y軸運(yùn)動輸出通過Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制Y軸電機(jī)、A軸運(yùn)動輸出通過A軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制A軸電機(jī)，其特征在于:所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的Z軸運(yùn)動輸出連接在運(yùn)動疊加調(diào)高器的輸入端口，電容傳感器采集的信號通過放大器的放大輸入到運(yùn)動疊加調(diào)高器的另一輸入端口，運(yùn)動疊加調(diào)高器的輸出端通過Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接在Z軸電機(jī)的輸入端實(shí)現(xiàn)Z軸電機(jī)的控制。[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)效果:在電容傳感調(diào)高器的基礎(chǔ)上，疊加通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的Z軸運(yùn)動信息，實(shí)現(xiàn)Z軸方向的高速跟隨運(yùn)動，能夠利用低廉的通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)昂貴的專用數(shù)控系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)現(xiàn)高速管材切割。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型整體系統(tǒng)原理框圖。
[0007]圖中標(biāo)號分別表示:1-多維運(yùn)動控制系統(tǒng)，2-運(yùn)動疊加調(diào)高器，3-電容傳感器，4-放大器,5-X軸電機(jī),6-Y軸電機(jī),7-A軸電機(jī)，8-Z軸電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明:
[0009]如圖所示，一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器，包括通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)I，所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)I的X軸運(yùn)動輸出通過X軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制X軸電機(jī)
5、Y軸運(yùn)動輸出通過Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制Y軸電機(jī)6、Α軸運(yùn)動輸出通過A軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制A軸電機(jī)7，其特征在于:所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)I的Z軸運(yùn)動輸出連接在運(yùn)動疊加調(diào)高器2的輸入端口，電容傳感器3采集的信號通過放大器4的放大輸入到運(yùn)動疊加調(diào)高器2的另一輸入端口，運(yùn)動疊加調(diào)高器2的輸出端通過Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接在Z軸電機(jī)8的輸入端實(shí)現(xiàn)Z軸電機(jī)的控制。
[0010]通用型的多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的4路運(yùn)動控制輸出接口分別與金屬管材切割機(jī)的X軸，Y軸，A軸(旋轉(zhuǎn)軸)電機(jī)連接，Z軸輸出接口與運(yùn)動疊加調(diào)高器的Z軸信息輸入接口連接。偏移計(jì)算:根據(jù)電容傳感器得到的數(shù)據(jù)，計(jì)算切割頭與板材間的間隔偏移，并根據(jù)靈敏度設(shè)定確定糾正偏移應(yīng)有的移動速度(被動運(yùn)動速度)，采集多維運(yùn)動控制系統(tǒng)在切割管材時(shí)，本來控制Z軸電機(jī)的運(yùn)動控制信號(單位時(shí)間的脈沖數(shù)或電壓)，計(jì)算系統(tǒng)Z軸運(yùn)動速度(主動運(yùn)動);將被動運(yùn)動速度和主動速度的疊加，以電壓或脈沖控制方式驅(qū)動Z軸電機(jī)的運(yùn)動，切割運(yùn)動控制系統(tǒng)根據(jù)理想的被切割工件尺寸給出的Z軸運(yùn)動會與實(shí)際被切割工件有一定的偏差，造成主動運(yùn)動的誤差，調(diào)高控制器控制電機(jī)時(shí)亦會有一定偏差，這種偏差會反映到切割頭與板材的間隔偏移上，下次控制周期根據(jù)這個(gè)偏移調(diào)整偏移糾正移動速度，實(shí)現(xiàn)跟隨的目的。
[0011]本實(shí)用新型的一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器，在電容傳感調(diào)高器的基礎(chǔ)上，疊加通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)的Z軸運(yùn)動信息，實(shí)現(xiàn)Z軸方向的高速跟隨運(yùn)動，能夠利用低廉的通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)昂貴的專用數(shù)控系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)現(xiàn)高速管材切割。
【權(quán)利要求】
1.一種激光金屬切割電容傳感運(yùn)動疊加調(diào)高器，包括通用型多維運(yùn)動控制系統(tǒng)(1)，所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)(I)的X軸運(yùn)動輸出通過X軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制X軸電機(jī)(5)、Y軸運(yùn)動輸出通過Y軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制Y軸電機(jī)(6)、A軸運(yùn)動輸出通過A軸伺服電機(jī)驅(qū)動器控制A軸電機(jī)(7)，其特征在于:所述多維運(yùn)動控制系統(tǒng)(I)的Z軸運(yùn)動輸出連接在運(yùn)動疊加調(diào)高器(2 )的輸入端口，電容傳感器(3 )采集的信號通過放大器(4)的放大輸入到運(yùn)動疊加調(diào)高器(2)的另一輸入端口，運(yùn)動疊加調(diào)高器(2)的輸出端通過Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動器連接在Z軸電機(jī)(8)的輸入端實(shí)現(xiàn)Z軸電機(jī)的控制。
【文檔編號】B23K26/38GK203696237SQ201320802131
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】傅杰, 付俊 申請人:武漢華俄激光工程有限公司