解決方案

                     一個坡口切割的實例

 一. 簡述

SF-5610/PK系統適用于如下坡口切割：

                          圖1.1 五種坡口形式

   坡口切割是3D運動，好的坡口切割要具備幾個條件。

1. 機械穩定的擬合角回轉頭。

2. 基礎穩定，剛性好，橫平豎直的機床結構。

3. 良好的高度控制策略。

4  坡口加工中難免二次加工，對二次加工工件要有好的定位方式。

5  各種誤差難免，要有好的誤差補償機制。

6  行之有效，且簡單的編程方法。 

   以下是我們在坡口切割方面的一點體會。

二。 機械穩定的擬合角回轉頭

   坡口切割不論是等離子還是火焰，槍的功率比較大，槍線都比較粗是個很大的隱患。我們的經驗是，回轉頭的正常安裝方法如下圖。

    （a）正確繞線直槍                  （b）正確繞線坡口模式

      圖1.1  回轉頭正確的繞線方法

   回轉頭正確的繞線可以提供割槍最大范圍活動范圍。因為坡口向右是正角度（不會有負角度），所以線要盤在右邊。

三?；A穩定，剛性好，橫平豎直的機床結構

機床結構對廠家的要求很高，主要是基礎要平穩，料架最后采用鋸齒形的?；剞D頭的安裝一定要有水平尺，保證橫平豎直。

四。良好的高度控制策略

料架長時間使用后不可能平，鋼板不可能平。我們的高度控制策略兩類三種。

1.  弧壓高度控制器。

適用于直切，全正斜坡口，上Y形坡口。

2.  激光測距儀，三點測量方式

(1) 激光測距儀的安裝。

激光測距儀見下圖。測距儀的下開口處距鋼板應在400毫米左右。

           圖4.1 SF--FLMD01 點激光測距儀 

安裝位置：

           圖4.2 SF--FLMD01 點激光測距儀安裝位置 

 （2）使用測距儀三點測量法。

  三點測量適用于小面積的鋼板，各種切割方法，特別是K形坡口有效。在變化不大的鋼板上，選擇一個特殊點（一般取參考點）為起點，用三個點分布在鋼板上，形成平面方程，在此范圍內可計算出任意點Z的高度，精度在1毫米。

（3）使用網格化測量對大面積鋼板進行高度標定。

輸入鋼板的長度，寬度，網點間隔，系統自動計算網點的分布，并測量各點的高度。周圍四個點構成兩個三角平面。加工時根據機床坐標自動算出各點高度。下面是個旋轉鋼板的實例。

             圖4.3 網格高度控制示意圖

圖中各點的數據是實測的高度，鋼板傾斜是沒有放平的原因。

五。 系統定位裝置的作用

使用十字激光定位儀

圖5.1  十字激光定位儀

坡口加工難免會碰上二次加工的問題。二次加工中放的位置，偏轉角度都會嚴重影響加工的質量。增加十字激光定位儀，就是為了更好的處理二次加工問題。具體使用見下圖。

            圖5.2 二次加工中，十字激光定位儀的使用

實際中使用要用兩次定位，左下角（原點）和右上角，方能準確定位。

下圖是我們要在一個孔上切K形坡口，孔已經事先切好了。

             圖5.3  激光十字定位到原點

              圖5.4  十字激光定位在右上角

              圖5.5  十字光標自動到中心

   選擇右上角后，系統自動計算中心位置（十字光標到中心），選回參考點后系統可直接加工。

六。 良好的誤差補償算法

再好的回轉頭都可能有誤差，有誤差會嚴重影響加工精度。誤差的調整非常困難，常常是廠家最終棄用的原因。

為此我們設計了一個小裝置—定位針，安裝在等離子槍中.

    (a) 安裝測試定位針                      （b）定位針的位置

                     圖6.1  配合測試安裝定位針

我們提供了三種補償方法：

1.  回轉頭豎直偏心補償。

        圖6.2  回轉頭豎直偏心補償示意

2.  回轉頭坡口偏心補償。

      圖6.3  坡口角偏心補償方法

3.  回轉頭垂直度的補償。

4.  根據實切的效果，適當的修改補償參數，以到達最好的切割效果。

下圖是一個實際的K形坡口切割補償的圖形。在圖中仔細看，黃實線是直切部分的軌跡，虛線分別是上坡口或下坡口的補償軌跡。

   注意，其中的補償角度是可以修改的，觀察切的效果，修改補償方向角度，立竿見影。

                      圖6.4   實際補償的數控軌跡

七。行之有效，且簡單的編程方法

   坡口的編程非常復雜，且套料軟件價格昂貴。系統提供了非常簡單的編程軟件，只需對普通平面套料軟件生成的程序，在系統中編輯一下，該加坡口的線段加坡口，該直切的保留，不需要的可以刪掉。系統自動完成多次加工，而不需客戶編一條程序。學習非常簡單明了。

   系統還提供了，手工排料，自動排列編程方式。

下面就是一個，將普通的外方內圓的平面加工程序，經過簡單編輯編成內圓是K型坡口，四邊是直切。再通過排列變成共邊的4X4切割程序。

切割時選用網格化高度測量，對一個大鋼板高度標定。選好參考點，就可以直接加工了。

                 圖7.1  一個4X4外方內圓K坡口共邊的例子

     實際切的效果如下。

                   圖7.2  實際切的正面

                      圖7.3  實際切的反面

北京斯達峰控制技術有限公司 

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