数控技术在避免激光切割工件烧损上的研究与应用

3 等长度能量输出的参数整定

　　激光切割机的能量输出的原则是：

　　在做曲线切割时(同一产品厚度相同)单位长度内输出的能量恒定。

　　对材质相同，厚度相同的板材，在标准切割速度下的“切割能量”相同。而不同切割速度下的切割能量成比例。

　　换句话，切割速度与切割能量之比等于常数。

　　切剖速度越大，切剖能量越大，切割速度越小，切割能量越小。在做曲线切剖时(同一产品厚度相同)单位长度内输出的能量恒定。

　　对应于不同的板材，在标准切剖速度下的“切割能量”不同。

　　为了单独考察切剖速度与激光功率的关系，获得适当的切剖工艺参数，制定了下列实验方案。

　　1)根据“激光切剖机”额定功率输出确定激光切剖速度。以此速度作为基本切剖速度；

　　2)实验确定150％额定速度下的最佳功率值；

　　3)实验确定10％额定速度下的最佳功率值。
　　计算“速度一功率”线性方程：
　　W=K*S+B (1)
　　W-功率；
　　K-比例系数：
　　S-速度值；
　　B-调整系数。“速度-功率”线性方程，为编制相关PLC程序奠定了基础。

4 柔性化的加工程序

　　为了使加工程序柔性化，即“同一加工程序可用于不同材质不同板厚的零件加工”，使用了宏程序来选择预先设置的加工参数，这些加工参数用公共变量设置。如表1中的#111-#130。

　　实现柔性化的加工程序的方法

　　PLC程序和宏程序之间的信息交流如下：
　　1)由PLC程序选择不同材质板厚的加工对象；
　　2)由宏程序选择不同的加工参数组：
　　3)由PLC程序计算“速度一功率”线性方程，计算应该输出的功率。最后输出模拟信号数据。

　　4.1 由PLC程序选择不同的材质板厚

　　不同材质，不同板厚下的“速度～功率”线性方程通过实验求得，这样可以在公共变量(#100-#200)中预先设置每一组加工对象的K系数，B系数，如表1所示。

　　在M70数控系统的显示屏上通过设置样18001参数，选择不同材质，不同板厚。同时在PLC程序中进行处理，PLC程序将选择结果通知“宏程序P9100”，如图5所示。

　　4.2 由宏程序选择不同的加工参数组

　　宏程序P9100用于选择不同的加工参数组，根据选择的加工对象不同，而选择预先设定的加工参数组。宏程序将不同的变量通知给PLC程序。如图4所示：

图4用于选择不同加工参数组的宏程序

　　4.3 由PLC程序计算“速度一功率”线性方程

　　最后输出模拟信号数据在图5所示的PLC程序中，计算出不同速度下应该输出的“功率”数据，该数据输入到模拟输出接口R200，从而实现对激光功率的控制。

图5用于计算激光输出功率的PLC程序

　　4.4 其他注意事项

　　最小能量输出：为了保证切割完成，必须有最小能量输出。在转角处切割速度最小为零，如果能量输出为零，则不能实施切割，所以即使在切割速度瞬问为零时，也必须保证有能量输出。最大能量输出：为了避免过烧，必须限制最大能量输出。

5 结论

　　通过开发M70数控系统的“工作数据读取功能”，结合PLC程序的开发，使M70数控系统能够随时获得运行速度器。数据，从而实现了根据速度变化对激光功率的控制。这一技术对数控系统在激光切割机上的应用具有极大意义。