一种基于伺服电机的激光切割自动控制方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于伺服电机的激光切割自动控制方法及系统，记录在切割位时X轴绝对值编码器读数，并设置激光头在X轴方向的位置限幅，控制X轴侧伺服电机完成切割定位；控制Y轴伺服电机使得激光头移动到传输物料边部的切割起始点，开启激光和切割气，激光头以指定切割速度沿Y轴匀速移动切割传输物料，当激光头移动到切割结束点时，切割完成并关闭激光和切割气；切割完成后激光头在Y轴以先快后慢的变化速度回到切割起始点，当零点限位开关出现上升沿信号，进行激光头在Y轴方向的自动零点校正。本发明专利技术能够解决激光切割过程中各个方向轴的精确定位问题。轴的精确定位问题。轴的精确定位问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于伺服电机的激光切割自动控制方法与系统


[0001]本专利技术涉及工业自动化
，尤其涉及一种基于伺服电机的激光切割自动控制方法与系统。

技术介绍

[0002]随着加工行业的飞速发展，激光切割机得到了越来越广泛的应用，无论是对不锈钢、碳钢、铝板还是镀锌板、铁板等金属材料，均可以实现快速、准确以及高效率的切割。
[0003]激光切割机组中，对各个方向上的轴的定位要求非常高，比如在切割钢板的长度方向上，需要达到切割长度的0.05％，如果切割6m长的钢板，那么切割长度的定位精度要在3mm以内。在切割高度方向上的精度要求更高，定位精度要求在0.01mm以内，这对定位执行设备提出了很高的要求。伺服电机由于其具有很高的定位精度，所以十分适合用于激光切割机组的定位执行设备。
[0004]伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运动的电机，伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，适合在自动控制系统中用作执行元件，且具有机电时间常数小，线性度高等特性。伺服电机能使轴的位置、方位、状态等输出被控量跟随输入目标(或给定值)任意变化。伺服电机主要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于伺服电机的激光切割自动控制方法，用于控制激光切割机组的移动，其特征在于，激光切割机组包括激光头，激光头连接有沿传输物料宽度方向的Y轴，激光头通过Y轴伺服电机在Y轴移动；Y轴的两端设置在沿物料传输方向设置的X轴上，分别通过同步的X轴伺服电机带动Y轴整体沿X轴移动，X轴伺服电机和Y轴伺服电机分别设有X轴绝对值编码器和Y轴绝对值编码器；本方法包括以下步骤：S1、记录在切割位时X轴绝对值编码器读数，并设置激光头在X轴方向的位置限幅，控制X轴伺服电机完成切割定位；S2、控制Y轴伺服电机使得激光头移动到传输物料边部的切割起始点，开启激光和切割气，激光头以指定切割速度沿Y轴匀速移动切割传输物料，当激光头移动到切割结束点时，切割完成并关闭激光和切割气；S3、切割完成后激光头在Y轴以先快后慢的变化速度回到所述的切割起始点，切割起始点设有零点限位开关，当零点限位开关出现上升沿信号，进行激光头在Y轴方向的自动零点校正。2.根据权利要求1所述的基于伺服电机的激光切割自动控制方法，其特征在于，所述S1中，记录在切割位时X轴绝对值编码器读数，并设置激光头在X轴方向的位置限幅，具体为：确定切割位与用于物料传输的传动辊之间的位置关系，通过X轴伺服电机控制激光头沿X轴移动到切割位，然后将X轴绝对值编码器的位置值记下来作为切割位置值，记为P
X,Cut
；根据传动辊之间的距离和辊径值，计算激光头在切割位沿X轴前后可以移动的范围，再留有预设的余量，从而获得X轴方向位置限幅值；若计算出来的切割位的位置设定值超出所述X轴方向位置限幅值，则报警，并中止切割步骤。3.根据权利要求1所述的基于伺服电机的激光切割自动控制方法，其特征在于，所述S1中，控制X轴伺服电机完成切割定位，具体为：切割机出口处设有用于采集传输物料头部到切割位距离的距离传感器，按距离传感器采集到的传输物料长度，计算得出切割位的位置设定值，记为P
X，Set
，预设一个X轴小范围值P
A，X
作为到位范围，记P
X，Act
为切割位实际位置，当|P
X，set
‑
P
X，Act
|≤P
A，X
时表示已经到位，X轴伺服电机停止动作；若|P
X，Set
‑
P
X，Act
|＞P
A，X
则使用比例控制器计算X轴伺服电机的移动速度设定值，并加以限幅，如下式：V
ServoX，Set
＝LIM
X
[K
P，X
×
(P
X，Set
‑
P
X，Act
)]式中，V
ServoX，Set
为两侧X轴伺服电机的移动速度设定值，LIM
X
表示X轴速度的限幅环节，K
P，X
为X轴比例控制器的比例系数。4.根据权利要求1所述的基于伺服电机的激光切割自动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃华，熊金猛，徐永斌，赵菁，郭利华，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：