基于FAGOR8055数控激光切割机控制系统研制

　　在实际加工过程中，所切割的板材并不是一个理想的平面状态，而是一个起伏的平面，加工的热影响区也会改变工件的形状。但激光切割对焦点位置要求较高，焦点位置过高或过低都将影响切割质量。所以在切割过程中必须保证喷嘴位置和加工点之间的相对恒定，既喷嘴应能够根据板材的起伏变化，自动改变位置。我们通过安装在切割头上的传感器，将喷嘴和加工点之间的距离转化成电信号，并通过初始校验，保证信号与喷嘴和加工点之间距离的线性关系，将此信号送给CNC进行处理。在加工过程中使Z轴处于随动工作状态，这样CNC就可以根据从传感器传来的电信号的变化，随时调整Z轴的位置，使喷嘴和加工点之间的距离保持相对的恒定。

4 加工过程中的功率控制

　　在激光切割中，尖角的切割是一个大的难题，因为在切割尖角部位时，容易因为过热而产生烧蚀现象，导致尖角部分被烧掉。为避免这种情况的出现，必须在切割到尖角的部位时，把切割功率降低，以阻止过热情况的出现；但降低功率的位置又不能太早，否则可能造成切不透的情况。所以降低功率的起始点的选择非常重要。这一功能的实现是通过对CNC编程实现的。由于FAGOR的CNC系统采用全数字伺服，CNC能够精确地知道各个轴的当前位置，并且可以判断出正在加工的部分是否是尖角，所以当切割进行到尖角的某个位置时，CNC向激光器发送减小功率的信号，激光加工功率被降低；等尖角加工完成后，CNC再恢复激光加工功率。

5 自动编程软件

　　由于客户完全采用AUl、OCAD、CATIA软件进行零件设计，而且零件结构复杂、数量庞大，所以必须采用激光切割专用的CAM软件，将AUTOCAD、CATIA的图形文件直接转化成加工程序，实现脱机编程。经过调研，选用了PROQ州的激光加工模块，它可将AUTOCAD、CATIA的DXF、IGES、DwG等图形文件直接转化成加工程序，并且该软件还具有自动排料功能。使加工程序的编制基本上实现了自动化，配合FAGOR系统的脱机模拟功能，可在PC机上完成除加工以外的所有工作，最大限度地提高了机床的使用效率，降低了加工成本。

6 其他设备的控制

　　在整套设备中，除了床身、运动部分、激光器、控制系统以外，还有水冷机组、外光路、气路、警示灯等部分；并配有计算机，见图4。

图4激光切割机床系统框图 

　　水冷机组必须与激光器保持同步，也就是激光器开，它就开；激光器关，它就关；在水冷机组出现故障停机时，激光器也必须关闭。加工辅助气体的开、关有编程和手动两种方式，在加工时必须有加工辅助气体，如果辅助气体压力不足，系统将报警。机床还配有警示灯，在加工时开启，提醒现场人员注意防护。

　　机床照片见图5。

图5激光切割机床 

7 结束语

　　目前，机床已通过了客户的最终验收，并正式投入使用。所有指标都达到或超过客户的要求，机床运行1年多以来，性能稳定、可靠，所切割的零件均达到了设计的要求，由于采用了自动编程软件等先进技术，极大地提高了劳动效率，得到了客户好评。