多头切割机数控技术开发和应用

0 前言

　　一台T0641门式数控多头火焰切割机，该机器是采用D600数控切割控制系统，可以根据图形库中的各种图形进行切割，主要应用于热切割领域。整个图形界面系统是基于Windows环境下运行的系统，在工件切割过程中具有很高的稳定性和可靠性。

　　该机器设备属于火焰切割机一类，可以进行多头切割，在生产应用中主要用于零件的批量切割。与公司传统的批量切割零件光电跟踪切割机相比，数控多头切割机具有更多的优势。使用数控多头切割机，原来放样套料的流程有所改变，针对这些变化，需要对Tribon M3系统进行二次开发，解决流程中的问题，从而提高生产效率。

1 数控多头切割机技术的对比和应用

　　数控多头切割机主要用于批量切割小零件和标准件，在此之前，光电跟踪切割机一直是批量切割小零件和标准件的主力，我们对这两台机器设备的技术应用进行分析，可以看出数控多头切割与光电跟踪切割机在技术应用相比更具优势。

　　1.1 光电跟踪切割机工作原理

　　光电跟踪切割机的工作原理，是使用强光照射到图纸上，然后自动捕捉零件的轮廓线，见图1，通过光线的反射，光电跟踪切割机的系统生成零件的图形，再发出切割的指令，进行批量切割零件，见图2。

图1　光电跟踪切割机捕捉零件的轮廓线 

图2　光电跟踪切割机批量切割零件

　　光电跟踪切割机的工作流程，首先要把零件按照1：1的比例用2000×800 mm的纸张打印出来；然后去捕捉零件的轮廓线，进行批量切割。在图纸上，每个零件轮廓线的内部都标有该零件的名称、板厚、材质和数量，光电跟踪切割机操作人员根据零件的信息先选择相应的钢板余料，再调整切割头之间的位置， 然后进行批量切割，最后在割好的每个零件上标注该零件信息。

　　1.2　数控多头切割机工作原理

　　数控多头切割机的工作原理，是通过读取切割代码，在操作系统中生成零件的图形，见图3，再发出切割的指令，进行批量切割零件，见图4。数控多头切割机的工作流程，首先要把切割代码文件输入到操作应用系统中，该系统与Window的操作界面相似，以文件和件夹的形式保存切割代码文件。然后，数控多头切割机操作人员找到相关的文件夹中读取需要的切割代码，转化成零件的图形，再调用相应的钢板余料，然后调整切割轴之间的位置，进行批量切割，最后在割好的每个零件上标注该零件信息。

图3　读取切割代码

图4　数控多头切割机批量切割零件

　　1.3 光电跟踪切割机和数控多头切割机的技术对比

　　从载体方面对比，光电跟踪切割机使用纸张方式，数控多头切割机使用电子文件方式，可见，数控多头切割机史利于节约成本和健康环保。

　　从操作过程方面对比，光电跟踪切割机使用强光照射图纸，根据反射回来的光线生成图形，然后进行批量切割，即操作人员只能按照图纸进行施工，不能进行其它的操作。数控多头切割机通过读取切割代码生成图形，在该机器设备下面集成了对图形进行操作的方法，比如移动、旋转、镜像和复制等功能，操作人员可以根据不同的钢材余料进行相应的图形操作，例如，在图3的三角肘板中，可以通过复制等功能再生成一张三角肘板，和原来的三角肘板形成一个矩形的图形，在钢材余料利用方面可以史好地利用余料的形状，在批量切割方‘面可同时利用两个切割枪头一次切割两个零件，效率有明显的提高。可见，数控多头切割机在操作上史具人性化，而且提高余料的利用和施工的效率。

　　从精度控制方面对比，光电跟踪切割机读取零件的轮廓靠图纸打印出来的零件线条，在强光照射能够清楚反射，线条的粗度一般达到8mm由于打印机喷墨的原因，当线条比较粗的情况下，容易造成某处断墨，或者线条颜色比较浅，达不到反射条件，造成切割中断或者切割偏差，影响精度。而数控多头切割机读取零件的轮廓是靠切割代码，所以，不存在因为载体的原因而造成精度的问题，而且在校正机器设备的精度上，数控多头切割机操作系统有一套料图形操作的功能，史方便精度的校正。可见，数控多头切割机的切割精机保存的是图纸，在施工现场图纸比较容易受到损坏或丢失，另外，即使光电跟踪图纸保存下来，由于潮湿的原因，图纸里零件的线条的墨迹变得模糊，影响切割精度，所以光电跟踪图纸不能长时间保存，重复使用率低。数控多头切割机保存的是电子文件，按照“船型\分段\套料板号”的顺序在文件夹中保存，既可容易归档方便查找，又可重复使用相同船型的资料。可见，数控多头切割机在保存资料方面史简便和安全。

　　总之，数控多头切割机在很多方面都比光电跟踪切割机具有明显优势，在批量切割小零件和标准件上，数控多头切割机发挥出它的优势，并且逐渐取代光电跟踪切割机，成为重要的零件切割主力。