小型数控等离子切割机控制系统优化设计.pdf

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1、第10期组合机床与自动化加工技术No．102011年10月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueOct．2011文章编号：1001—2265(2011)10—0078—02小型数控等离子切割机控制系统优化设计张洪海，朱华，王波(中国矿业大学机电学院，江苏徐州2211l6)摘要：等离子切割的精度一般情况保持在±0．5mm左右，如以提高机械上的加工精度为路径，则加工设备的成本会大大提高，而如果可以通过提高控制系统的控制精度来提高加工精度将会得到一种低成本高收益的效果。文章对控制系统与外围电路信息交换进行了光

2、耦隔离，减少了外界干扰，增加了系统的安全性，并且根据计算选择了合适的电机驱动。通过对控制系统的优化设计提高了切割机的切割精度和抗干扰性能，经实验论证切割精度能够达到±0．3mm左右。关键词：等离子切割；控制系统；精度；光耦隔离中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AControllingSystemOptimizationDesignofSmallPlasmaCuttingMachineZHANGHong-hai，ZHUHua，WANGBo(ChinaUniversityofMiningandTechnology，ElectricalandMechanical

3、College，XuzhouJiangsu221116，China)Abstract：Theaccuarcyofplasmacuttingisaround±0．5mm．Ifyouwanttoincreasethemachiningac—curacy，thecostoftheequipmentwillbelargelyincreased．Ifitcanhighertheaccuarcyofthecontrollingsystem，itwillgainalowcostandhighreward．Optocouplerisolationisusedoninformati

4、onexchangeofcontrollingsystemwithperipheralcircuits，reducingoutsideinterference，increasingthesafetyofsystem．Andthroughthecalculation，thesuitablemotordriveischoosen．Throughtheoptimizationdesignoncon—trollingsystem，increasingplasmacuttingaccuracyofcuttingmachineandthepropertyofinterfere

5、ncere—sistance，theexperimentprovedtheaccuarcyofplasmacuttinghadreachedabout±0．3mm．Keywords：plasmacutting；controllingsystem；accuracy；optocouplerisolation能力的增强，可大大提高工作效率和切割质量。本0引言文针对数控系统与切割机体配合使用时控制精度的目前我国制造业中，手动和半自动切割的应用提高进行了优化设计。还比较普遍。随着我国现代化建设的不断进行，机1步进电机驱动的选择械制造业的钢材使用量也不断增加，对切割的精度、效

6、率的要求也不断提升。具有高智能化、高集成度现有切割机中选用的步进电机的型号：的数控切割设备大大降低了生产成本及资源浪费，(1)工作台横向驱动电机型号为MT86STH60—成为现代化制造业发展的必然趋势。6004A。切割机电源能量传递效率的提高、数控系统与(2)割枪架纵向驱动电机型号为MT42STH33—切割机体的配合防干扰问题将成为未来的研究方1334A。向，通过提高电源的传输效率，相同功率的等离子切步进电机作为切割机的执行元件，是一种能将割机将能够切割更厚的板材。数控系统与切割机体电脉冲信号转化为角位移的执行机构。通过驱动器的联结方式的优化，及控制信息传输过程中

7、抗干扰和控制器来控制整个切割机的运行，如图1所示。收稿日期：2011—03—28；修回日期：2011—04—02基金项目：江苏省科技支撑计划项目(BE2010045)作者简介：张洪海(1988一)，男，江苏启东人，中国矿业大学硕士，主要从事机电一体化方面研究，(E—mail)haigujiujian@cumt．edu．cn1I2011年1O月张洪海，等：小型数控等离子切割机控制系统优化设计·79·本系统驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、所选择的细分倍数满足系统设计的要求。功率放大，使步进电机绕组按一定顺序通电，控制电根据计算得到的细分倍数和步进电机的型号选机转

8、动。当给驱