1．項目背景

    激光數控加工中心可用于激光焊接、激光切割以及其它激光加工。目前激光數控加工中心多為國外的產品，價格高，操作復雜。本項目旨在開發一套國產的激光數控加工中心，滿足一般激光加工的需要，性價比高，全中文操作，人機界面友好。圖一為激光數控加工中心的外觀。

圖1 激光數控加工中心的外觀

    2．性能指標

    1)兩個直線運動方向x和y行程分別為：500mm，800mm，最大進給速度20m/m；

    2)直線運動定位精度0.050mm，重復精度0.02mm；

    3)旋轉軸z精度±5sec，最大轉速300rpm，卡盤工作直徑420mm，卡緊力1.2t；

    4)回轉臺允許載重150kg；

    5)整個工作臺外形尺寸為：長1500mm，寬1200mm，高 1200mm；

    6)電機功率如下：x軸2kw，y軸1.5kw，旋轉軸z為1.5kw；

    7)手動進給功能；

    8)自動功能，可編程，可輸入cad圖形轉換的數控代碼；

    9)聯機功能，圖形中任何位置可觸發或關閉激光器。

    3．自控部分概要

    激光加工中心的自控部分完成機械部分的驅動、系統精確的位置控制、人機交互以及數控加工中心手動、自動和聯機功能。自控部分由伺服驅動單元、控制單元、人機界面以及應用軟件組成。圖二為自控部分的示意圖。

圖2 自控部分示意圖

     4．伺服驅動單元

    1)x軸，2.0 kw，選富士的馬達和驅動器，gyg202cc2-t2e，ryc202c3-vvt2，額定速度為2000r/min，編碼器17位nic，防護等級ip67，帶油封帶鍵，帶制動；

    2)y軸和z軸，1.5 kw，選富士的馬達和驅動器，gyg152cc2-t2e，ryc152c3-vvt2，額定速度為2000r/min，編碼器17位nic，防護等級ip67，帶油封帶鍵，帶制動。

    5．控制單元

    控制單元采用pc-104總線數控專用卡和pc-104總線輸入/輸出接口卡組成。數控專用卡通過伺服電機驅動器對系統進行精確的位置控制，硬件上有大規模門陣列硬件插補器；而輸入/輸出接口卡處理外部的開關量信號，可編程輸入16點（光電隔離），可編程輸出16點（光電隔離）。

    6．人機交互

    該系統有友好的人機界面，人機界面特點如下：

    1)采用pc-104總線工控機；

    2)9.4＂tft彩色液晶顯示器；

    3)全中文菜單、漢字提示，直觀易學；

    4)輔助配置：rs232接口、標準鍵盤接口、usb接口。

    圖三為人機界面示意圖。

圖3 人機界面示意圖

     7．應用軟件

    該系統提供完善的數控應用軟件功能，其特點如下：

    1)聯動軸數：圓弧2軸，線性3軸

    2)最小位移單位：0.001 mm

    3)編程范圍：±9999.999 mm

    4)電子齒輪比：1-65535/1-65535

    5)進給倍率：0-100%

    6)系統功能：自動，手動，設置參數，編輯程序，自診斷，文件管理；

    7)程序功能：7m存儲空間，指令格式與faunc m6系統兼容；

    8)g功能：40種g指令，包括各種固定循環/復合循環；

    9)補償功能：反向間隙、刀具半徑、刀具長度、螺距誤差補償；

    10)動態圖形顯示，加工圖形的徑向、放大、縮小、旋轉；

    11)與流行的cad/cam各種軟件有很好的兼容性；

    12)加工連續，程序段間不停頓；

    13)任意設定升降速曲線的時間。