- 选题的目的及意义
激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。国内高端数控激光切割机床还主要依赖进口，如德国通快、瑞士百超等。随着我国国民经济的发展、企业设备改造和技术更新的深入开展，各行业对数控机床的需求量将大幅度增加，这将有力促进数控机床的发展。特别是现在企业的用工成本增加及劳动力短缺，对数控机床的需求量将大幅度增加。采用工控机设计出廉价、高精度、高可靠性、柔性化、网络化的数控系统具有广阔的应用前景。利用台达DMCNET总线，设计出激光切割专用数控系统。
本切割机床控制系统参照上海柏楚光纤激光数控切割机床控制系统设计，研究数控机床的组成及实现方式，并针对工控机平台提出数控机床系统的整体实现方案；设计基于工控机DMCNET的数控机床系统的硬件，并使系统网络化，具有良好的人机界面；采用操作系统WINDOWS XP，将数控系统划分为多个独立并行运行的任务,来实现数控系统所要完成的功能。
采用台达DMCNET总线和运动控制卡实现对电机运动的控制。要求掌握DMCNET总线和台达PCI运动控制卡的开发应用，掌握PCI板卡的控制模式，了解板卡函数库控制伺服驱动器实现XY平面的直线、圆弧抛物线等曲线插补的方法和位置控制原理，掌握G代码的解释方式、M代码和子程序的处理方式、切缝补偿和背隙补偿、回原点方式、软限位、加工进度、进给速度、切割头的当前位置坐标等数据、M代码和子程序的处理方式等。在PC机设计观感良好的人机界面，控制数控系统的启停、显示当前运行状态、机床机械参数和激光器调高器参数设置、报警信息等。实现CNC系统稳定可靠地执行G代码指令，完成任务。精度控制在0.001mm及以上，速度达60m/min及以上。
二、课题的研究现状
目前，激光切割在我国发展迅速，运用广泛、逐步在越来越多的领域发挥重要的作用。比如，汽车、纺织、航空、航天等重要领域。国内目前激光切割机的主要特点：价格较低，同比外国产品，价格约为其三分之一；其次加工精度比外国产品较差，体现在表面加工质量、系、整个机体的精度、稳定性、持久性、柔性等方面。所以进行激光切割机的研究尤其重要，一方面满足我国国内自身的需要，其次打破国外在这一方面的技术垄断，提高我国国际竞争力。据相关专家阐述：到国家“十一五”末期，要在国内发展最少1500多套大型激光切割机。并充分运用到：汽车、机械制造、钢铁、纺织等各种制造业当中。国外数控激光切割技术的发展很先进。 比如：德国通快TRUMPF公司、瑞士百超BYSTRONIC，意大利PRIMA，美国WHITNEY公司和日本TANAKA公司等。这些公司陆续开发出了大功率、高速、高精度的数控激光切割机，在全球处于领先地位。其产品性能优越：（1）多自由度，首创性的将电容式传感器运用到激光切割设备当中，使机床能够自动调整并减小工件由于变形产生的误差，使激光切割加工更加灵活，大量运用于高端制造业。还有的可以实行五轴联动。进行多方面的高精度加工。（2）大幅面大厚板，大幅面切割钢板的尺寸可到达6.5times;3m.切割厚度可达到40mm，这在大型机械产品的制造当中尤为重要。（3）高速度，各国在这方面发展迅速，部分现代机床，切割速度可达到40m/min,加速度为3g，精度高，加工效率高，在实现高速度的同时，通过数控实现完美的同步运动和较高的加工效率优化。总体来说，我国在数控激光切割技术这方面与国外差距较大，但最近几年的发展迅速，并且带动了相关产业的发展，比如：传感器大发展、光学仪器、精密仪器仪表的使用、电子元器件的技术进步和产业转型升级。打破部分传统制造业无法实现的瓶颈，激光切割将会在各个领域发挥重要作用。
三、课题研究内容介绍
激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。国内高端数控激光切割机床还主要依赖进口，如德国通快、瑞士百超等。随着我国国民经济的发展、企业设备改造和技术更新的深入开展，各行业对数控机床的需求量将大幅度增加，这将有力促进数控机床的发展。特别是现在企业的用工成本增加及劳动力短缺，对数控机床的需求量将大幅度增加。采用工控机设计出廉价、高精度、高可靠性、柔性化、网络化的数控系统具有广阔的应用前景。利用台达DMCNET总线，设计出激光切割专用数控系统。
本切割机床控制系统参照上海柏楚光纤激光数控切割机床控制系统设计，研究数控机床的组成及实现方式，并针对工控机平台提出数控机床系统的整体实现方案；设计基于工控机DMCNET的数控机床系统的硬件，并使系统网络化，具有良好的人机界面；采用操作系统WINDOWS XP，将数控系统划分为多个独立并行运行的任务,来实现数控系统所要完成的功能。
采用台达DMCNET总线和运动控制卡实现对电机运动的控制。要求掌握DMCNET总线和台达PCI运动控制卡的开发应用，掌握PCI板卡的控制模式，了解板卡函数库控制伺服驱动器实现XY平面的直线、圆弧抛物线等曲线插补的方法和位置控制原理，掌握G代码的解释方式、M代码和子程序的处理方式、切缝补偿和背隙补偿、回原点方式、软限位、加工进度、进给速度、切割头的当前位置坐标等数据、M代码和子程序的处理方式等。在PC机设计观感良好的人机界面，控制数控系统的启停、显示当前运行状态、机床机械参数和激光器调高器参数设置、报警信息等。实现CNC系统稳定可靠地执行G代码指令，完成任务。精度控制在0.001mm及以上，速度达60m/min及以上
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