特控4U工控机在高精密激光切割机运动控制系统的应用

• 文章关键词:

  工控机

  4U工控机

  运动控制

• 1 系统介绍

  激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。与传统的板材加工方法相比，激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、广泛的材料适应性等优点。激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。据统计，国外激光加工领域，激光切割已占24%市场份额，高居激光加工设备行业首位，而中国市场仅占8.1%，激光切割设备在国内有良好的市场前景。随着世界制造业向中国深度转移以及产业调整和升级，对切割技术要求更加精细，智能化精密切割将成为发展趋势。

  

  广州特控电子实业有限公司（以下简称“广州特控”）整合自身优势为激光切割机提供高性能运动控制整体解决方案，力助国内厂商开发出具有市场竞争力的高精密激光切割设备。

  2 系统需求

  ●4轴运动控制，其中2轴驱动龙门纵向运动，1轴驱动激光切割机头横向运动，1轴控制激光头上下运动保持激光头聚焦点与切割材料平面等距，视觉定位，多系统对性能要求更高。

  ●4轴高度协调运动，实现高精度高速激光切割。

  ●纵向2轴和横向1轴采用高精度、高刚性直线导轨导向，直线电机直接驱动和高精度光栅尺位置反馈。

  ●支持平面机械误差动态补偿。

  ●最高运行速度2米/秒，重复定位精度小于1微米，运行精度小于5微米，加工速度为15000点/小时。、

  ●支持各种CAD/CAM格式，包括DXF、Gerber、HPGL和GCode等。

  ●具有全面而完善的设备安全保护机制和报警功能。

  ●易于IO扩展、轴数扩展和控制系统升级。

  ●系统组件要一体化和模块化，便于集成、应用和更换维护，节省配线和安装空间。

  3 系统架构

  

  4 方案介绍

  运动控制采用ACS公司MC4U四轴集成驱动运动控制器，精确实现X-Y平面运动，龙门双驱运动以及激光头实时自动调焦。采用高速伺服更新周期、高性能伺服控制算法、速度前瞻控制算法、高级龙门算法和平面机械误差动态补偿等，实现快速而精确的切割运动。MC4U将驱动器与控制器和电源一起以3U模块化方式集成到一个机箱中，可以直接驱动直线电机和旋转伺服电机，不需要再去选配第三方驱动器，既可以节省成本，又可以达到更好的运动控制性能。

  MC4U具有全面的保护和报警功能，确保用户和设备安全。

  MC4U最多可以支持到8轴集成驱动，确保客户可以灵活按需配置和未来系统升级扩展。

  增加IP相机做视觉定位分析。

  固高运动控制卡

  主机则采用广州特控4U工控机YH-610/I5-6500/8G内存/1T机械盘/1个PCIE*16+5个PCI+1个PCIE*1，其配置有高性能的6/7代工业主板，极强的数据处理能力，具有各种接口，坚固可靠且便于扩展，其中1个PCIE*16+5个PCI可以扩展运动控制卡+图像采集卡+I/O卡