开放式数控系统在激光焊机中的应用研究.pdf

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1、机械设计与制造第2期MachineryDesign&Manufacture2011年2月文章编号：1001—3997(2011)02—0094—02开放式数控系统在激光焊机中的应用研究木秦斌1,3王红杰。孙超2谢宝潘建飞2,3曹广忠2,3(’深圳大学现代教育技术与信息中心，深圳518060)(深圳大学机电与控制工程学院，深圳518060)(。深圳市传感器技术重点实验室，深圳518060)OpenCNCsystemjntheapplicationofJaserweldingmachineQINBin1,3WANGHong-jie，SUNChao2,XIEBao，PANJian-fei，CAOG

2、uang-zhong，(ModemEducationalTechnologyandInformationCenter，ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，China)(SchoolofMechatronicsandControlEngineering，ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，China)(ShenzhenKeyLaboratoryofSensorsTechnology，Shenzhen518060，China)中图分类号：TH16，TG659文献标识码：A1引言行对比151。从三种计戈4的结构类型、模块化程度、应用程

3、序接口类型、编程语言的比较来看，美国的OMAC计划具有一定优势，是作为一个制造大国，数控技术在我国具有很大的发展空问，但开方殳『生数控系统的较佳选择。国内哈尔滨工业大学等单位对其进目前商业化比较成功的数控系统如FANUC、SIEMENS等的硬件结行了跟踪，并开展了相关研究。构和软件结构大多是专用的，兼容性不强[I1，造成了不同厂家控制系表1OMAC与OSACA、OSEC特点比较统的相互独立、彼此封闭。随着技术的进步，市场竞争的加剧，这种数控系统越来越不适应制造业发展的趋势。为应对市场的变化与竞争，研究开放f生数控系统成为一种趋势。设汁一款可靠性高、价格低廉、维修方便的开放I生数控系统成为我们

4、急需解决的问题。本文以深圳横岗工业区的眼镜制造业为研究对象，该片区集中了数百家眼镜加工厂，眼镜产量占据了全球的半壁江山，但大多数的加工厂仍然以手工制造为主，这种生产方式不但效率低，而且质量难以保证，对从业人员的要求高，人力成本偏高。随着产业结构调整和国内人力成本的上升，眼镜制造业对于自动化设备的需求明显提升。因此，需要根据目前眼镜制造业的现状、根3数控系统的开发据加工对象的需求设计有中国特色的数控产品一性能可靠，使用3．1总体方案设计方便的经济型数控设备。基于OMAC开放化，模块化的设计理念，借鉴其模块化设计2开放性数控系统思想，我们将激光焊接的数控系统分为：信息管理、人机交互、运如表1所示

5、，从几个不同的方面对OMAC、OSACA、OSEC进动控制、任务协调等模块。如图1所示。★来稿日期：2010—04—02★基金项目：深圳市科技局(200736)，深圳市激光工程重点实验室开放基金资助(2009001)第2期秦斌等：开放式数控系统在激光焊机中的应用研究95化为插补数据。参数设置模块提供了人机界面可以修改运动控制系统的参数配置，基本参数如表2所示。表2某型号激光焊机运动控制参数设置图1数控系统模块起始速度最大位最小位加速时丝杠螺丝杠补步距角细分剥弓(mrn，s)置(mm)置(mm)间(s)距ram)偿(p)(。)倍数人机交互模块：其功能是负责用户与系统之问的交互操作，O1-251

6、56-250．00．35．0101．88主要包括系统参数的设置与修改，运动状态的实时显示，用户命13．125140．6250．00．15．0101．88203125103．140．025．051．88令的传达。30．0】360-36025．021．832信息管理模块：主要是对重要参数，操作记录、示教文件、用对于数控激光焊机来说，操作运行是一切工作得以实现的户信息等进行管理。运动控制模块：由专门的运动控制器完成，完成各个轴的速必然过程，而运行过程中的焊接控制子程序是数控焊接的核心，焊接控制子程序流程图，如图5所示。回原点操作是数控设备校度控制、位置控制。插补控制，以及多轴之问的协同控制。准坐标

7、系的必要步骤，如果没有进行该操作，焊机坐标系是混乱任务协调模块：主要负责控制线程与管理、显示线程的协的，故一开始必须进行回原点操作。调，以及各运动部件的时间同步。3．2数控系统硬件设计激光焊机硬件结构，如图2所示。从低成本、操作方便性的角度出发，我们采用PC机作为主控制器，通过PCI接口与运动控制模块及相关的控制端口进行通信。控制端口如激光开启控制信号，保护气体开关控制，脚踏开关、位置检测、面板按钮控制等。由