运动控制技术在激光切割上的运用

      龙门轴技术

      华工激光法利莱生产的DF和DM系列数控激光切割机为龙门移动形式，而且为双边传动和驱动，即龙门横梁的两边均对称安装有齿轮齿条和伺服电机，实现双齿轮齿条传动、双伺服电机驱动。双边驱动保证横梁受力平衡，横梁运行同步。

      双边驱动的同步性影响龙门横梁运行的速度、加速度、定位精度和稳定性。华工激光法利莱DF系列数控光纤激光切割机双边驱动的伺服电机都带编码器实现速度和位置控制。双边伺服电机都有精确的零点位置，同时回参考点后，以双零点位置作为同步的起点，精度更高。双伺服电机在位置控制循环周期内完成速度和位置的同步控制，没有主从之分，是完全同步、无差异化的控制。龙门轴做大行程运动时，双边传动的机械误差是很难避免的。华工激光法利莱DF系列数控系统独有的同步控制技术，可以对同步控制的双边分别进行位置补偿，消除双边传动的机械误差，确保龙门轴在全幅面内的定位精度。

      F轴技术

      F轴的作用：聚焦镜的控制。根据专家数据库设定的焦点位置，电机带动聚焦镜移动。

      F轴作光程补偿的技术：华工激光法利莱自主研发的自动调焦切割头更精准，而且可以作为光程补偿使用。

      等光程技术

      等光程的定义：

      激光从激光器出口，经过外光路各个反射镜到达切割头的路径长度叫做光程。由于激光束存在发散角，故不同光程聚焦效果和光束直径不同；采用控制技术可使光程在切割头移动时保持不变。

       实现等光程的方法：补偿机构驱动和激光切割头驱动共用横梁上的一个传动副；补偿反射镜机构的运动方向与激光切割头的运动方向一致并同时开始和停止，补偿反射镜机构在横梁直线导轨副上的运动速度Ｖ１与激光切割头在横梁直线导轨副上的运动速度Ｖ２之间的比例是：Ｖ１∶Ｖ２＝１∶２。当激光切割头沿Ｙ轴方向运动距离２Ｙ时，补偿反射镜运动距离为Ｙ，从而保证光程长度恒定。

      功率控制技术

      拐角功率坡调：机床在拐角时不可避免的出现减速，激光功率可根据切割头的实际运动速度进行自动调整。要求实时性要好。

      焊接功率在起弧和收弧时的爬坡控制，改善焊接质量和形貌。功率爬坡的时间可控。

       专家数据库技术

      专家数据库的理解：

      在控制技术上，我们所谓专家数据库可以理解为很多张数据表的集合，数控系统调用其中一张数据表的内容，进行各个参数的设定。如：运动速度、功率控制输出电压、打孔时间（停顿时间）等等。 

      华工激光法利莱系统实现专家数据库的方法：

       华工激光法利莱系统提供专家数据库的界面，可以设定参数、修改参数、新建材料等等用户操作。所操作后的数值保存为一个数据库文件，保存位置在CF卡上。零件程序开始位置通过关键字索引到数据库文件中的一张表，然后调用该数据表的内容。

      表面跟随技术

      表面跟随的基本原理

      切割头上的传感器感应钢板高度（电容或电感），反馈给控制系统，控制系统直接用该反馈控制Z轴电机，或经过数控系统处理后由数控系统来控制Z轴电机，达到切割头距离板材基本保持不变的效果。

      华工激光法利莱系统实现表面跟随的方法

     采用电容式传感器，钢板高度的变化产生电容值的变化，经过振荡电路变为脉冲频率的变化，再经过电路处理为电压值的变化。该电压值输入给数控系统，可以设置相关控制参数、电压与速度的对应关系表等。