數(shù)控火焰切割機一種對金屬板材進行切割下料的熱切割設(shè)備，在機械、船舶、壓力容器、金屬切削、船舶、航天的行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。我國在20世紀(jì)80年代中期引進了數(shù)控火焰切割機的技術(shù)，目前在windows操作系統(tǒng)下發(fā)展通用的數(shù)控系統(tǒng)，已成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新潮流。該系統(tǒng)結(jié)合熱切割機床的加工特點、開放式數(shù)控結(jié)構(gòu)形式以及功能可靠的工控機為硬件基礎(chǔ)，最大限度的提高了熱切割機床的加工精度和柔性，可為現(xiàn)有的熱切割機床提供一整套的軟件、硬件和氣路控制系統(tǒng)，方便的實現(xiàn)數(shù)控?zé)崆懈畹腃AD／CAM功能。

一、數(shù)控火焰切割機數(shù)控系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)和原理
數(shù)控火焰切割機設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)控制主橫梁上的小車沿縱向運動，控制帶有割炬的小車沿橫向運動，其橫、縱向的運動合成為割炬的運動軌跡，也就是所要切割的工件的形狀。同時，火焰切割數(shù)控系統(tǒng)中的PLC實現(xiàn)切割氣路的閥動作和時序控制。在數(shù)控火焰切割機系統(tǒng)中，為保持切割機頭與鋼板之間的距離不變，必須配備自動調(diào)高裝置。

1、控制系統(tǒng)軟硬件組成。由于數(shù)控火焰切割機控制精度、工作速度及載荷要求都不是很高，所以可以采用步進電機以開環(huán)方式實現(xiàn)運動控制。其中工業(yè)控制機和運動控制卡協(xié)同完成控制系統(tǒng)的控制功能，該控制系統(tǒng)電機驅(qū)動器能實現(xiàn)斬波恒流細(xì)分驅(qū)動，提高了電機運動精度，并較好的解決了大扭矩驅(qū)動時的發(fā)熱問題。
2、加工模塊。該模塊是整個系統(tǒng)運動控制的核心模塊。首先，系統(tǒng)從輸人的圖形信息中讀出加工數(shù)據(jù)信息，對其進行分析及編譯，使其成為插補運算可以直接應(yīng)用的數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)的插補運算。為了節(jié)省在插補過程中的運算時間，需要對數(shù)控加工程序作預(yù)處理，主要包括直線段和圓弧的預(yù)處理。工控機根據(jù)插補結(jié)果通過運動控制卡控制步進電機的速度和位移。在插補及運動控制過程中，系統(tǒng)將按照實際運行的軌跡，對運動路徑進行實時動態(tài)顯示。該控制系統(tǒng)的插補運算采用DDA插補原理，應(yīng)用兩軸的協(xié)調(diào)運動，插補得到平面任意圖形。

二、切割氣路設(shè)計及切割時序
數(shù)控火焰切割機利用的是氧氣和乙炔對鋼板進行的熱切割。該系統(tǒng)利用OMRON的小型機CPIHPLC對相應(yīng)的閥進行控制，從而實現(xiàn)切割氣路的時序控制。數(shù)控火焰切割機工作時的時序主要由點火、預(yù)熱、穿孔、切割、放氣和空程等幾個時序構(gòu)成。其工作過程是：當(dāng)PLC從數(shù)控系統(tǒng)接收到預(yù)熱開信號時，PLC控制點火器、燃?xì)忾y、燃?xì)飧唛y和預(yù)熱閥打開，完成點火。延時一段時間后，點火器關(guān)閉，并對板材進行預(yù)熱；當(dāng)板材預(yù)熱一段時間并從數(shù)控系統(tǒng)接收到切割開信號后，四級切換切割閥依次打開。根據(jù)不同的板材厚度用切割氧四級切換閥進行切割氧的逐漸增壓，對板材進行穿孔以便進行切割，從而完成穿孔工藝。穿孔完成后燃?xì)飧唛y和預(yù)熱氧高閥關(guān)閉，進人工件切割時序。切割完成后，燃?xì)飧唛y和預(yù)熱氧高閥打開以便割炬不熄滅，并且放氣閥打開將氣路管道中剩余的燃?xì)馀懦觯溆嚅y關(guān)閉。進入空程，直到再切割時，開始下一次循環(huán)。

三、結(jié)論
開發(fā)了基于工業(yè)PC機和步進電機運動控制器的開放式數(shù)控火焰切割機系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)具有完善的圖形編程、加工軌跡動態(tài)跟蹤顯示、加工程序通訊傳輸?shù)榷喾N功能，氣路系統(tǒng)采用了穿孔四級切換控制。該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于實際生產(chǎn)，實踐應(yīng)用表明該系統(tǒng)能滿足火焰切割的要求，系統(tǒng)使用操作十分方便，適合于我國一般的金屬加工企業(yè)。該控制系統(tǒng)的應(yīng)用對促進我國機械經(jīng)濟型熱切割工業(yè)的自動化，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，增加企業(yè)的市場競爭力起著積極的促進作用。