培训教材(火焰切割机)

  点动操作不可以进行精准的定位，要 让设备准确的移动到某一坐标，就需 要定位运动操作。定位运动可以让选 定的对象准确地运动至给定的坐标处。 可以单个移动体定位，即单轴定位； 也可以多个移动体同时定位，即多轴 定位。

  每个小车、废边和大车电机均可进 行单轴定位。只需给定移动速度和定 位位置，点击“确认启动”按钮，就 可启动定位操作，此时除“定位中止” 按钮，所有控制按钮均不可用。设备 运动至定位位置后，控制按钮恢复正 常状态。也可以点击“定位中止”按 钮来强行结束当前的定位运动。

  • • • • • • • • • • • • • • • • • • 3.1.1 系统特点 （1）废边切割，双工位直线切割，单工位直、斜切割； （2）主要工序包括：钢板轮廓扫描、套料，切割控制，切割任务接收和上传； 3.1.2 系统主要功能 激光标线 自动钢板轮廓扫描 自动套料，可手动修改 自动调高 自动点火 自动定位、自动延时预热、穿孔 自动钢板定尺切割、试样切割 自动废边分断切割 差厚板（LP板）切割 温度补偿、火焰半径补偿 暂停、返回、再切割 动态切割图形显示 接收上级网络下发的生产任务，并反馈切割信息 现场监视

  • 主界面右边上部显示当前小车、废边移动体和大 车的绝对坐标和运动速度，并不断更新。 • 主界面右边中间显示当前钢板和操作的信息。 • 主界面右边下部显示与PLC的通信状态，绿灯则 表示正常。 • 为调节切割速度，显示区域内还显示有主切割速 度和废边速度，切割时可通过拖拉滑块来对切割 速度进行即时调整。

  • 上图为钢坯轮廓扫描原理图，扫描车可在y轴方向运动，两台扫描相机 安装在扫描车上，并可在x轴方向运动。 钢坯轮廓扫描就是由安装在 扫描车上的两台扫描相机及后续的图像处理系统完成的，其步骤如下： • （1）将扫描车沿y轴方向移动到钢坯头部正上方(即图中ab边的正上 方)，扫描相机1、2分别移动到ab中间位置（两相机靠近）。 • （2）扫描相机1、2分别沿x轴方向由中间匀速运动到a、b点，运动过 程中扫描相机1、2连续采集钢坯头部（即ab边）图像，后续的图像处 理系统根据这些图像即可获得钢坯ab边的轮廓曲线）扫描相机与扫描车保持相对静止，扫描车沿y轴由a点匀速运动到 d点，运动过程中扫描相机1、2连续采集钢坯左右边部(即ad边和bc边) 的图像，后续的图像处理系统根据这些图像即可获得钢坯ad边和bc边 的轮廓曲线）扫描车停在d点，扫描相机1、2分别沿x轴方向由d、c匀速运动 到cd中间处，运动过程中扫描相机1、2连续采集钢坯尾部（即cd边） 图像，后续的图像处理系统根据这些图像即可获得钢坯cd边的轮廓曲 线）工控机根据图像处理系统获取的钢坯完整轮廓信息进行套料和优 化切割。

  • 3.5 监视系统 • 在切割的前后位置各设置两个监视点，在割枪 位置上方的两个监视摄象机用于切割监视等，在另 一侧的两个摄象机用于扫描和切割机安全监视等。

  其中左侧空白区域是钢板轮廓及套料图显示 区域，内部标有X/Y坐标系统； 右侧为机头信息（位置、速度）、当前操作信 息、速度调节、与PLC通讯状态等显示区域；各功 能按钮位于界面下方，包括“控制方式”、“参数 设置”、“运动控制”、“扫描控制”、“路径规 划”、“点火”、“熄火”、“打印”、“暂停”、 “微调”、“恢复”、“停止”、“退出”等操作 按钮。

  多轴定位是小车和大车的组合运动， 一共有9种组合方式，其中6种是小车 1-6分别与大车的组合定位运动，3种 是两个小车与大车的组合定位运动。 多轴定位时给定的移动速度是各移动 体运动速度的合成速度。确认启动后， 除“定位中止”按钮所有控制按钮为 不可用状态，直至所有移动体运动到 位后回到正常状态状态。也可点击“定位 中止”按钮来强行中止当前的多轴定 位运动。

  带废边枪的小车1、2、3、4 上的主枪位置是可变的，可以用废 边电机来带动。离合器off时，主 枪不随废边电机运动；离合器on 时，进行废边的点动和定位操作可 以改变废边枪的位置，同时带动主 枪运动，即主枪和废边枪相对位置 保持不变。

  通常，非斜切废边的时候，主枪的 位置应该一直处于废边电机坐标原点 处。因人工操作使离合器on或切割过 程中止造成主枪位置离开零点会带来 不便。点击“主枪归零”按钮会自动 启动主枪归零操作，利用废边电机和 离合器把主枪带回零点，并把废边枪 也开回零点，自动归零过程中其余按 钮变为不可用。归零完成后恢复正常。 也可点击“归零中止”来强行中止自 动归零过程

  机械设备参数： 外型尺寸：9000（长）×3500（宽）×4300（高） mm 轨距：7600mm 轮距离：2000mm 轨道长度：～84000mm 切割机行程： 1＃切割机 ～35000 mm（切割最长33m的钢板） 2＃切割机 ～28000 mm（切 割最长26m的钢板） 3＃切割机 ～35000 mm（切 割最长33m的钢板）

  • 扫描完成后，钢板的轮廓图显示在主界面左侧区域 内，自动或手动套料的结果也将显示在该区域内。比例 尺位于显示区域上方，意义为图中一个像素代表实际几 毫米。显示区域左侧有纵向标尺，下侧有横向标尺，可 以标识图中每点对应的实际坐标，单位为mm。鼠标移 动到显示区域内任意点，在区域上方都会显示出该点所 对应的实际坐标；如果鼠标移动至钢板轮廓区域内，还 将显示出该点处钢板的宽和长。比例尺可通过点击左上 角的“放大”“缩小”按钮来调节。 • 当轮廓图放大时，可能出现显示区无法完整显示整个轮 廓图的情况。此时可以拖动右侧和下侧的调节滑块，定 位到图中需要的位置；也可通过鼠标滚轮纵向移动轮廓 图；或者点击上方的手形按钮，开启拖动模式。按钮变 成绿色便是拖动模式开启的标志，此时可在图中任意位 置进行拖动。

  1.2 基本切割工艺 切割机常规检查，包括气体压力、割枪高度调节、割枪火焰等； （2）利用激光标线器将切割钢板吊装到切割机工位上； （3）通过三级通信传输或者键盘输入被切割钢板的切割参数数据，建立切 割任务； （4）借助摄像监控，扫描小车定位到扫描起始点，进行轮廓扫描，扫描完 成后进行轮廓拟合； （5）根据扫描结果和接收的产品尺寸要求进行钢板套料； （6）进入切割功能，选择切割任务，设定好各种切割参数； （7）启动切割，自动定位到起切割点，准备切割； （8）选择割枪并点火，调整预热火焰； （9）预热n 秒，切割氧打开，切割开始； （10）一条切割路径切割完成后，自动关闭火焰，再进行下一条切割路径 的割炬小车定位，然后再打开火焰，开始切割； （11）整块钢板切割完成后，关闭火焰，切割车回原始位置。

  4.1.3 功能按钮 集中了本系统的各种功能，下面一一详细介绍。 4.2 各功能按钮说明 4.2.1“控制方式”按钮

  点击主界面上“控制方式”按钮即可进入以上 所示控制方式选择对话框。本系统包含三种控制方 式：原点回归、手动控制和自动控制。选择后点击 “确定”按钮生效。

  原点回归用于统一各小车、废边移动体、大车 的绝对坐标，使它们处于同一个绝对坐标系内。在 开始使用绝对值位置系统功能、或更换运动控制器 或绝对值电机时候，要执行原点回归。若发现移动 体绝对位置有误差，可用其标定修正。点击“确定” 后将进入原点回归选择对话框，对需要进行原点回 归的移动设备点击进行标定确认，如下图所示。具 体标定方法详见第六章。

  点动是指让电机按给定的速度正转或 反转，运动的时间由人控制。可选择任意 小车、废边和大车进行点动操作。 • 选定要移动的对象，设定移动速度 （单位：mm/min），单击“左移”“右 移”（大车为“后退”“前进”）来启动。 可以看到移动对象任何时刻的实际坐标。 单击“停止”来中止对象的运动。停止后 点击“返回”按钮则返回运动控制界面， 运动中点击“返回”按钮则会先运动停止 再返回。

  切割机行程重叠范围： 1＃～2＃切割机 10000 mm 2＃～3＃切割机

  最小位移单位：0.1 mm 钢板轮廓扫描精度：详细技术协议书 钢板切割精度：详细技术协议书 切割厚度：40-100mm 纵向最大移动速度：24m/min;横向最大移动速度： 12m/min; • 切割速度 ：0-700mm/min （详见切割速度表） • 工作环境温度：60 0C • 切割钢板最高温度：3000C

  1.1 切割机组总体描述 本“板材火焰切割机组”是为包钢4100 mm厚板项 目对轧后中厚板材进行切割所设计，由三台数控火焰切割 机组成。 根据工艺要求，各切割机都具备下列基本功能： （1）对待切板材外形的自动扫描和储存； （2）板材废头、废尾的自动切割； （3）板材废边的自动切割； （4）板材废边的自动分断； （5）板材试样的自动切割； （6）板材定尺的自动切割。

  选择套料钢板，启动自动切割，大车自动定位到3-4位置； 切割小车6、5、4、3、2分别自动靠边； 小车1自动定位到起切点1； 小车1的主枪自动点火，预热n秒、开切割氧，自动切割到废头终点2， 关闭火焰； 小车1、2、3分别定位到3、5、4处，自动点火、预热、开切割氧，大 车运动到6-7位置，废边切割完成，关闭火焰。（在废边切割的过程中， 大车每运动一段距离，自动启动废边枪进行一次废边横向分断切割）。 大车自动定位到8-9位置，小车6、5、4、3、2分别自动靠边； 小车1主枪自动点火、预热、开切割氧，自动从位置8切割到位置9， 关切割氧； 大车自动定位到10-11位置； 小车1主枪自动点火、预热、开切割氧，自动从位置11切割到位置10， 关切割氧； 大车自动定位到12-13位置； 11, 小车1主枪自动点火、预热、开切割氧，自动从位置12切割到位 置13，关切割氧； 12， 切割完成，大车小车回原位；

  切割参数是切割时的属性，包 括各小车、废边和大车电机的空程、 定位速度，割枪的预热时间，废边 分断的间隔长度等。均可根据自身的需求 手动修改。选“确定”返回时生效， 选“取消”返回时放弃做过的修改。 另外，还加入伺服错误复位按钮， 当出现伺服错误时，单击以进行复 位。

  • 手动控制时才可以对各个移动体进行点动、手动 定位等操作，否则不响应。 • 自动控制时才可进行自动扫描、自动切割等操作， 否则不响应。

  • 4.2.2 参数设置 • 点击主界面上“参数设置”按钮便进入参数设置对 话框界面。各种算法和操作的参数设置均在此进行， 分为图像轮廓扫描参数和切割参数两部分，选择对 应的按钮做相关操作，选择“返回”则退出此对话框 返回到主界面。