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数控切割技术节省钢材解决方案

更新时间:2010-7-12:  来源:毕业论文
数控切割技术节省钢材解决方案
数控切割技术:
  数控切割,指数控火焰、等离子、激光、水刀等数控切割机,包括数控平板切割机,数控管材切割机,通过优化套料编程软件提供的整板套料的NC切割程序,依靠数控切割机的数控系统进行全时切割、自动切割、高效切割、高质切割。
  数控切割技术,除了优化套料编程软件与技术外,主要是指数控切割机的心脏--数控系统所使用的数控切割控制软件提供的数控切割工艺和切割经验。
  数控系统是否稳定,切割控制软件的切割工艺和切割经验是否先进和完善,在很大程度上决定了数控切割机的切割质量和切割效率,尤其是在数控切割机硬件结构基本相同或类似的情况下,数控系统的稳定性和完善的切割工艺和切割技术将决定数控切割机的切割效率和切割质量。
  目前我国钢材切割企业普遍使用的数控切割机是数控火焰和等离子平板切割机,存在切割技术和质量问题最多的也是在数控火焰和等离子平板切割机,诸如零件引割点过烧、零件拐角过烧、切割面倾斜、以及切割圆形零件时圆变形或不能闭合等严重切割质量问题,造成钢材浪费和切割效率的降低。造成切割质量问题的主要因素有以下几个方面:
  首先,介绍和分析数控系统的稳定性:
  数控系统是数控切割机的心脏,其稳定性至关重要。目前我国钢材切割焊接企业在使用数控切割机过程中,数控系统最常出现的故障是数控系统内部CPU和硬盘发热过热,造成系统不稳定,硬盘发生故障,如感染病毒、硬盘磁道损坏,以及风扇故障。下面分析一下数控系统不稳定的主要因素。
  1. Windows系统与软件插补运算
  Windows操作系统不是实时操作系统,适用于办公自动化,但不适用于工业实时数控切割,尤其是当数控系统使用软件插补进行切割运算时,操作者一旦在切割拐点处进行加减速调整操作,就会立即导致切割过程和数控系统的中断和死机。
  2. 高主频CPU
  CPU主频与切割速度或切割效率没有直接关系,不是CPU主频越高,切割效率越高。相反CPU主频越高,散热量越大,发热过热形象越严重,经常导致数控系统在夏季不能稳定工作。如果不使用软件插补运算,不在数控系统和切割机上进行编程套料,就不需要高主频CPU。
  3. 民用风扇
  使用高主频CPU,必须配备风扇。风扇在粉尘高温等恶劣工业环境运行,必然磨损老化,使用寿命有限。一旦风扇损坏,必然导致CPU和主板损坏。
  4. 民用大硬盘,不稳定性非常高。
  硬盘带机械旋转介质,高速旋转导致发热,震动导致硬盘磁道损坏,易感染病毒。硬盘的主要用途是存储Windows系统,如果不使用Windows系统,也就不需要使用大硬盘,而存储NC切割文件,有64~128MB,可以存储上千个NC切割文件。
  总之,要保证使用Windows系统、高主频CPU和大硬盘在恶劣工业环节中的稳定性,用户需要追加投资,为数控系统安装空调,最好在数控切割车间进行防震、防尘等工业防护和处理。
  专家指出,工业控制器或数控系统,由于只是执行切割任务,任务单一,不需要多任务、多进程且功能强大的Windows操作界面,而简单明确的几个切割功能键更适合一般切割工人的简单操作。而且数控切割速度不高,为了保证数控系统运行的稳定性和可靠性,切割过程的逻辑运算是在运动控制轴卡上完成,不是依靠高主频CPU进行运算,因此不需要高主频CPU。而生成的NC切割文件一般只有几K到十几K,有64~128MB的文件存储空间就足够了,不需要巨大的比如40GB的硬盘。而使用Windows 操作系统,必然要配置高主频CPU和大硬盘,带来的是高功耗,高发热,导致系统不稳定和资源浪费。使用普通硬盘的另一个现实问题就是会感染病毒,在使用软驱、U盘和网络通讯时不可避免地会感染病毒。
  总之,在工业控制器或数控系统中,不要以办公用计算机的高配置作为标准来要求或衡量工业控制器的配置水平。因为绝对不是系统配置越高,系统越稳定。相反可以肯定地说,越高的民用计算机配置,比如Windows XP,P4,1.0GHz 以上CPU,40~80G大硬盘,越会导致数控系统的不稳定。而使用标准的工业级数控系统,特别是不带风扇的低功耗CPU, 配置目前最先进的宽温级抗震动免文护的电子硬盘替代普通机械硬盘(因为电子硬盘没有普通硬盘的旋转介质, 因而抗震性极佳,同时工作温度很宽),使用DOS操作系统,数控系统一定是最稳定的。
  最后,分析和讨论数控系统的核心技术,数控系统的切割工艺和切割经验:
  数控切割机要真正实现全时切割、自动切割、高效切割、高质量切割,关键功能和核心技术完全取决于数控系统切割控制软件,取决于切割控制软件是否具备应有的切割工艺和切割经验。
  首先介绍和分析全自动切割。
  目前我国切割焊接企业使用数控切割机,一般都没有做到全自动切割,而是靠切割工人手工控制切割过程,比如手工控制预热时间,穿孔过程,起割速度,切割速度等。很少能够做到根据钢材的材质和板厚,不加人工干预,完全使用全自动切割。这里的主要原因是切割焊接企业购买和使用的数控系统没有提供完整的数控切割参数数据库,不能根据火焰或等离子的切割方式和钢板材质和厚度在数据库中选择自动切割工艺,设置切割逻辑,实现全自动切割。
  要实现全自动切割,主要方法是使用FastCNC数控系统中提供的系统全面的切割参数数据库,根据切割机种类,如火焰、等离子,设置好相应的切割逻辑和切割工艺,再根据钢板材质和厚度在数据库中选择自动切割参数,包括切割逻辑和切割方式,穿孔方式,割缝补偿,预热时间,切割速度等切割参数,实现“一键式”全自动切割,无需人工干预。
  其次是高效切割。
  目前我国切割焊接企业使用数控切割机,一般都没有做到高效切割,普遍存在的形象是每个零件都要进行预热穿孔,逐一切割,切割效率很低。普遍存在的问题是火焰预热穿孔时间长,效率低,等离子割嘴损耗严重,切割氧预热氧浪费严重。因为预热穿孔是最耽误时间,最容易烧坏割嘴,最浪费预热切割氧。
  存在这些形象和问题的主要原因是切割焊接企业购买和使用的数控系统没有提供能够提高切割效率的切割工艺和切割经验,不能做到连续切割或借边切割,以减少预热穿孔次数,有效防止在预热穿孔过程中烧坏或损伤割嘴。
  因此,要实现高效切割,主要方法:一是使用FastCAM套料软件,实现共边、借边、桥接等连续高效切割方式编程,有效减少穿孔,二是使用FastCNC数控系统提供的减少预热穿孔的切割技术,在预热穿孔和开始切割过程中有效防止割嘴烧伤的切割工艺,并提供零件共边套料和连续切割方法。
  最后是高质量切割。
  目前我国切割焊接企业面临许多切割质量问题,诸如切割引割点过烧、切割拐角过烧、切割面倾斜、以及切割圆形零件时圆变形或不能闭合等严重切割质量问题,造成钢材浪费和切割效率的降低。造成这些质量问题的主要原因是切割焊接企业购买和使用的数控系统没有具备必要的能够保证切割质量的切割工艺。比如,引割点过烧留下疤痕,这对焊接用的焊接板来说,还可以接受,但是,对机械加工用的机械板而言,这就是废品,因为很难把疤痕修复好。怎么解决?在就要求在数控系统中能够对机械板和焊接板在引割线的补偿上采取不同的补偿方式,以确保机械板不留疤痕,焊接板不留尾巴。再如切割圆形零件时圆变形,即便是相同尺寸的圆,切割后形状都不同,以及切割圆不能闭合,这二个质量问题在许多切割机上都可以看到,质量问题很严重。首先,切割圆形零件时圆变形,这个问题的产生主要是因为在切割圆形零件时,数控系统要进行圆弧差补运算,如果数控系统只有直线差补运算,而没有圆弧差补运算,势必在切割圆弧时按照小直线切割,导致圆形零件切不圆。因此这个问题的产生是由于数控系统没有圆弧差补计算功能。再说切割圆不能闭合的问题,由于齿轮间存毕业论文http://www.751com.cn在间隙,数控切割机在使用一段时间后随着齿轮齿条的磨损,齿轮间隙会逐渐变大,当切割机做反向切割运动时,由于齿轮间隙存在,就会导致切割机产生运动偏差,导致切割圆不能闭合。因此这个问题的产生是由于数控系统不具备间隙(或称背隙)补偿功能,不能根据齿轮磨损的程度,不断调整背隙补偿量,确保切割精度。更多问题
  解决方案:
  推荐使用FastCNC数控系统。FastCNC数控系统汇集FastCAM公司30年热切割技术与经验,从数控切割机系统的脉冲校正、背隙补偿,到切割参数设置和板厚参数设置,为切割焊接企业提供了丰富的切割工艺和切割经验,使切割机切割效率倍增,使用寿命延长。
  系统介绍:
  FastCNC数控系统的性能与价格比非常好,集中表现在四个方面,一是系统稳定性强,二是切割工艺完善,三是切割经验丰富,四是成本低。
  FastCNC数控系统的硬件系统采用坚固耐用的工业级控制器,使用免风扇低功耗CPU,特别是先进的宽温级抗震动免文护的电子硬盘,专门被设计使用在高温、潮湿、工业粉尘、电磁辐射、机床抖动等恶劣工业环境,避免夏天高温和冬天严寒对系统的影响,提高系统的稳定性。
  FastCNC数控系统的控制软件提供了丰富完善的切割工艺,从割枪的起割、切割、拐角到结束,为全部切割过程提供了各种速度的设置,各种自动加减速,以及直线和圆弧差补等切割工艺,完好解决了割嘴烧伤、起割点过烧疤痕、拐点过烧、切圆不圆等切割难题,有效提高切割质量,实现自动切割。
  FastCNC 数控系统的控制软件提供了丰富的切割经验,包括专门开发的独特的无线遥控功能,使切割机操作灵活自如,切割效率大大提高。专门开发有近100个参数化切割套料图形库,将常见的零件共边、共边后的连割、圆形零件的自动套料,以及钢结构,工程机械等行业中经常切割的零件做成了参数化的套料图形,便于及时调用,大大节省了绘图套料时间,快速实现零件的配对、共边、以及套料与连割,使切割效率倍增。独具特色的明盲孔判别功能,自动实现借边连割,减少预热穿孔,有效提供切割效率。仿形切割,以机械仿型替代光电仿型,实现一机多用。中英文文字切割功能,做到字字相连,字框相连。以及大型曲面端板或封头的开孔切割技术,等等,有效实现自动切割和高效切割。
  最后是企业和用户最关心的价格。由于FastCNC数控系统采用了标准的工业级控制器,实现了国产化,不仅使数控系统的稳定性大幅提高,而且使数控系统的制造成本和价格大幅降低,使企业和用户今后文护数控系统的成本和费用大幅降低,从而使FastCNC数控系统的价格优势在进口品牌专用数控切割控制器中非常突出。
  FastCNC数控系统与FastCAM套料软件配套使用,做到快速套料与自动切割,完美实现“全时切割、自动切割、高效切割”的理想目标,成为切割行业首选的切割工艺完善、切割经验丰富、经久耐用、经济实惠的数控系统和套料软件。
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