数控系统中实现高效空运行的控制方式技术方案

本发明专利技术公开了一种数控系统中实现高效空运行的控制方式，本控制方式基于数控系统中高度传感器表面跟随功能，实现非加工时间的压缩，使激光加工在保证设备安全的前提下变得更高效。该控制方式中包括设定一回缩预定高度Ｈ，和一空运行结束前的预定距离Ｄ，可以将现有激光加工中的三个动作合并成一个动作来完成，即加工头直接以空运行速度快速移动到下一个加工位置，在这一过程中加工头先以最高速度回缩到预定高度Ｈ，在还未到达下一个加工点时（距离下一个加工点Ｄ距离处），就开始下降，这样就减少了设备的非加工时间，大大提高了设备的使用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是提供一种数控系统中实现高效空运行的控制方式。
技术介绍
激光加工是利用高能激光束对材料或者零件表面进行切割、焊接、标记、雕刻、表 面处理、微细加工等工艺过程。通常，激光加工系统至少由四部分组成，即激光器、导光系 统、激光加工头装置和加工工作台。在激光加工处理过程中，高度传感器作为激光加工头装 置中不可或缺的重要组成部分，是保证获得较好的加工质量的重要辅助装置之一。在现代 的激光加工工艺中，由于加工设备的能耗及辅助材料的消耗都比较大，在上述能耗无法缩 减的情况下，如何控制加工过程中的实际加工时间占总运行时间的比值，即设备的有效使 用时间，就显得非常重要。比如，在传统的数控激光切割中，在切割程序段之间切割头运行的控制方式如图 1所示在切割完一个程序段(位置1)后先关闭高度跟踪功能，并将Z切割头回缩到程序 所设定的一个高度(位置2)，回缩到位后几何伺服轴开始执行空运行，当切割头移动下一 个程序段的切割位置(位置3)之后再打开高度跟踪，并执行低头动作，当切割头下降到位 (位置4)后开始执行下一个程序段的切割。在这样一个周期中，在空运行时，其先将切割头 缩回，然后平移，到达下一个切割轮廓起点后再将切割头下降并开始表面跟随。这种方式能 有效地避免在空运行时因板材表面高度不一致而导致切割头与材料发生碰撞，但是非加工 时间就比较长，设备的实际使用率不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供在一种数控系统中实现高效空运行的控制方 式，本控制方式就是在基于高度传感器表面跟随功能，实现非加工时间的压缩，使激光加工 在保证设备安全的前提下变得更高效。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是，一种数控系统中实现高效空 运行的控制方式，该控制方式中包括设定一回缩预定高度H，和一空运行结束前的预定距离 D，包括以下步骤，(1)执行一个加工程序完毕；(2)判断加工头距离下一个加工点的实际距离d是否大于预定距离D，如果是，执 行步骤(3)，否则，执行步骤(4)；(3)判断加工头实际回缩高度h是否小于预定高度H，如果是，执行步骤(6)，否则， 执行步骤⑶；(4)执行平移，打开表面跟随；(5)判断加工头是否到达加工位置，如果是，执行步骤(11)，否则，执行步骤⑷；(6)回缩并平移；(7)判断加工头距离下一个加工点实际距离d是否大于预定距离D，如果是，执行步骤(3)，否则，执行步骤(9)；(8)继续平移停止回缩，返回步骤(7)；(9)下降并平移加工头，打开表面跟随；(10)判断加工头是否到达加工位置，如果是，执行步骤(11)，否则，执行步骤(9)；(11)执行加工。使用本专利技术的控制方式后，不仅具有运行安全的优点，而且可以将现有激光加工 中的的三个动作合并成一个动作来完成，即加工头直接以空运行速度快速移动到下一个加 工位置，在这一过程中加工头先以最高速度回缩到预定高度H，在还未到达下一个加工点 时，就开始下降，这样就减少了设备的非加工时间，大大提高了设备的使用效率。附图说明图1为现有技术数控系统中控制加工头空运行轨迹示意图；图2为本专利技术数控系统中实现高效空运行的加工头运行轨迹示意图；图3为本专利技术数控系统中实现高效空运行的控制方式的工作流程图。具体实施例方式参阅图3，本专利技术数控系统中实现高效空运行的控制方式的工作流程图。以激光加工中的数控激光切割为例，本专利技术实施例可应用与基于自动高度跟踪功 能下的数控激光切割机，在数控伺服轴空运行时自动检测、计算并同步实现自动回缩和低 头跟踪的自动控制方式。该控制方式中包括设定一回缩预定高度H，和一空运行结束前的预 定距离D，包括以下步骤，(1)执行一个加工程序完毕；(2)判断加工头距离下一个加工点的实际距离d是否大于预定距离D，如果是，执 行步骤(3)，否则，执行步骤(4)；(3)判断加工头实际回缩高度h是否小于预定高度H，如果是，执行步骤(6)，否则， 执行步骤⑶；(4)执行平移，打开表面跟随；(5)判断加工头是否到达加工位置，如果是，执行步骤(11)，否则，执行步骤⑷；(6)回缩并平移；(7)判断加工头距离下一个加工点实际距离d是否大于预定距离D，如果是，执行 步骤(3)，否则，执行步骤(9)；(8)继续平移停止回缩，返回步骤(7)；(9)下降并平移加工头，打开表面跟随；(10)判断加工头是否到达加工位置，如果是，执行步骤(11)，否则，执行步骤(9)；(11)执行加工。在西门子840D数控系统中执行上述控制方式，当程序运行完一个切割程序段后， 开始执行空运行到下一个定位点，在这一过程中，如图2所示，切割头同时向上运行实现回 缩，直到传感器检测到切割头已经到达程序设定电压所对应的预定高度H并保持这一高度 不变，当数控系统检测到切割头到达空运行结束前的预定距离D时，表面跟随打开，切割头4开始下降，并且在空运行结束的同时切割头下降到程序设定的切割高度，以继续下一个切 割程序段的切割，其运行为1’ -2’ -3’近似蛙跳的轨迹。在空运行过程中，如果空运行的 距离较长，切割头在回缩到程序设定的预定高度H后，切割头水平移动，到达结束前预定距 离后D开始低头跟踪，即回缩最大高度等于程序所设定的预定高度H ；如果空运行的距离较 短，切割头回缩，但还未到达程序所设定的预定高度H即到达程序所设定的空运行结束前 的预定距离D，切割头就开始下降进行高度跟踪，即回缩的最大高度小于程序所设定的预定 高度H ；如果空运行距离比程序所设定的预定距离D小，切割头将不执行回缩而直接水平移 动到下一切割位置。 综上所陈，仅为本专利技术之一较佳实施例而已，并非用来限定本专利技术实施之范围。即 凡依本专利技术申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆为本专利技术专利范围所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控系统中实现高效空运行的控制方式，其特征在于，该控制方式中包括设定一回缩预定高度Ｈ，和一空运行结束前的预定距离Ｄ，包括以下步骤，（１）执行一个加工程序完毕；（２）判断加工头距离下一个加工点的实际距离ｄ是否大于预定距离Ｄ，如果是，执行步骤（３），否则，执行步骤（４）；（３）判断加工头实际回缩高度ｈ是否小于预定高度Ｈ，如果是，执行步骤（６），否则，执行步骤（８）；（４）执行平移，打开表面跟随；（５）判断加工头是否到达加工位置，如果是，执行步骤（１１），否则，执行步骤（４）；（６）回缩并平移；（７）判断加工头距离下一个加工点实际距离ｄ是否大于预定距离Ｄ，如果是，执行步骤（３），否则，执行步骤（９）；（８）继续平移停止回缩，返回步骤（７）；（９）下降并平移加工头，打开表面跟随；（１０）判断加工头是否到达加工位置，如果是，执行步骤（１１），否则，执行步骤（９）；（１１）执行加工。

【技术特征摘要】
一种数控系统中实现高效空运行的控制方式，其特征在于，该控制方式中包括设定一回缩预定高度H，和一空运行结束前的预定距离D，包括以下步骤，(1)执行一个加工程序完毕；(2)判断加工头距离下一个加工点的实际距离d是否大于预定距离D，如果是，执行步骤(3)，否则，执行步骤(4)；(3)判断加工头实际回缩高度h是否小于预定高度H，如果是，执行步骤(6)，否则，执行步骤(8)；(4)执行平移，打开表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，邓家科，牛力，
申请(专利权)人：武汉法利莱切割系统工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]