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學(xué)術(shù)論文

[論文]激光加工數(shù)控系統(tǒng)中的幾個問題

Johnny Lee 來源:激光制造商情2016-04-01 我要評論(0 )   

華中科技大學(xué) 肖金陵摘要:本文根據(jù)激光焊接與切割設(shè)備廠商對數(shù)控系統(tǒng)的要求,介紹了激光加工數(shù)控系統(tǒng)中示教編程、攝像定位、自

 華中科技大學(xué)    肖金陵

 

摘要:本文根據(jù)激光焊接與切割設(shè)備廠商對數(shù)控系統(tǒng)的要求,介紹了激光加工數(shù)控系統(tǒng)中示教編程、攝像定位、自動編程、螺距誤差補償、激光飛行焊接、旋轉(zhuǎn)類零件的高速勻速焊接、邏輯控制以及偏差校正等關(guān)節(jié)技術(shù)。
目前,我國的激光焊接與切割設(shè)備在各工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,國內(nèi)95%以上的激光焊接與切割加工采用國產(chǎn)設(shè)備,同時,出口激光設(shè)備也越來越多。數(shù)控系統(tǒng)是激光焊接與切割設(shè)備中的關(guān)鍵部件之一,數(shù)控系統(tǒng)除穩(wěn)定、可靠以外,操作方便,性能好壞也直接影響激光加工效率和加工質(zhì)量。因此用戶對數(shù)控系統(tǒng)的要求也越來越高,比如:希望在不增加硬件成本的前提下,成倍地提高加工精度;在點焊加工中,要求焊接時工作臺不停,在高速運動過程中實現(xiàn)精確點焊;實現(xiàn)軌跡的勻速高速焊接;在生產(chǎn)線上,實現(xiàn)多工位的邏輯控制;通過CCD圖像采集實現(xiàn)工件精確定位與軌跡跟隨;很方便對復(fù)雜空間軌跡實現(xiàn)示教編程;應(yīng)用現(xiàn)有的AutoCAD、CorelDRAW等圖形軟件實現(xiàn)自動編程等等。

一、 數(shù)控工作臺的螺距誤差補償
有些激光設(shè)備對工作臺的精度要求很高,比如:一些劃片機的加工精度要求達到0.005mm,要求工作臺的精度達到0.002mm。而工作臺的精度每提高一倍,其加工成本將近高出一倍,用戶希望既要成本低,又要精度高,因此,只有在數(shù)控系統(tǒng)中通過螺距誤差補償來提高工作臺的精度,才能滿足用戶這一要求,因為用軟件補償誤差的成本幾乎為零。
螺距誤差是絲桿螺距的理論值與實際值之差,可分為線性誤差和非線性誤差兩部分,線性誤差隨移動距離增大而增大或者減小,誤差與絲桿長度成線性關(guān)系,而非線性大都成“V”型、“W”型或“S”型。螺距誤差補償方法, 是用數(shù)控系統(tǒng)按一定間距控制工作臺移動“理論距離”,再用激光測距儀測量各點的實際距離,通過數(shù)控軟件修正實際移動距離,使之盡可能接近理論值,一般可以補償80%的誤差,如:當(dāng)工作臺精度為0.02mm時,通過螺距誤差補償,精度可以達到0.004mm。通過數(shù)控軟件補償工作臺誤差時,正確的方法非常重要,如果補償方法不好,補償效果很不明顯,方法恰當(dāng)時,精度可以提高5倍以上。螺距誤差補償中有兩點非常重要:一是要先通過改變步進當(dāng)量基本消除螺距誤差中的線性誤差,例:300mm行程的誤差可能大于0.1mm,但其中的非線性誤差可能只有0.03mm左右。如果不先消除線性誤差,補償后的精度只能達到0.02mm左右。通過改變步進當(dāng)量消除線性誤差后,再進行螺距補償,精度達到0.006mm,補償效果十分明顯。另一個技巧是要“往返補償”,即:補償表中,從0測到300mm,再從300mm測到0,測出正反方向的誤差,再填入補償文件(如表1)。

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激光加工數(shù)控系統(tǒng)
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