本發(fā)明涉及數(shù)控裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)控切割機割炬高度自動控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)控切割機是對金屬板材下料的主要機電設(shè)備，它是集機電控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計算機技術(shù)等于一體的加工裝置，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。數(shù)控切割機通過割炬實現(xiàn)對工件的切割，由于工件厚度之間的差異，在加工過程中需要實現(xiàn)對割炬高度進行自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)對不同厚度工件的自動切割控制。在數(shù)控切割機切割金屬板材的過程中，通過動態(tài)調(diào)整割炬與工件之間的距離，保持割炬的割嘴和金屬板材之間恒定的高度，可以保證工件的切割質(zhì)量，因此，需要對數(shù)控切割機割炬高度進行精確的控制，以保證工件的加工質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的提供一種控制精度高、響應(yīng)速度快的數(shù)控切割機割炬高度自動控制系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了一種數(shù)控切割機割炬高度自動控制系統(tǒng)，包括檢測單元、控制單元和執(zhí)行單元，所述檢測單元采用電容傳感器和電位器，所述電容傳感器用于采集割炬與工件之間的高度參數(shù)，電位器用于采集割炬的高度設(shè)定參數(shù)，所述電容傳感器和電位器分別連接控制單元，所述執(zhí)行單元采用控制電機，用于控制割炬的升降運動，所述控制單元連接控制電機。

上述技術(shù)方案中，進一步地，所述電容傳感器包括電容檢測電路和檢波電路，所述檢波電路的輸入端連接電容檢測電路的輸出端，用于對電容檢測電路輸出的信號中檢出所需的電容參數(shù)。

上述技術(shù)方案中，進一步地，所述控制單元包括arm控制器和電機驅(qū)動電路。

上述技術(shù)方案中，進一步地，所述控制電機采用超聲電機。

本發(fā)明通過arm控制器和電機驅(qū)動電路實現(xiàn)對超聲電機進行控制，采用超聲電機對割炬的高度進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對割炬的快速、高精度調(diào)節(jié)和定位。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明電容傳感器中檢波電路示意圖。

圖3是本發(fā)明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1所示，一種數(shù)控切割機割炬高度自動控制系統(tǒng)，包括檢測單元、控制單元和執(zhí)行單元，所述檢測單元采用電容傳感器和電位器，所述電容傳感器用于采集割炬與工件之間的高度參數(shù)，電位器用于設(shè)定割炬與工件之間的初始高度，所述電容傳感器和電位器分別連接控制單元，所述執(zhí)行單元采用控制電機，用于控制割炬的升降運動，所述控制單元連接控制電機。

所述電容傳感器用于檢測割炬與金屬板材之間的電容值，該電容值中包括割炬和金屬板材之間的高度信息，檢測到該電容值即可得出割炬與金屬板材之間的高度。

所述電容傳感器包括電容檢測電路和檢波電路，所述檢波電路的輸入端連接電容檢測電路的輸出端，用于對電容檢測電路輸出的信號中檢出所需的電容參數(shù)。如圖2，為檢波電路示意圖，其中u3是過零比較器，u1、u2和u5是運算放大器，u4是反向器，n3是nmos管；u1、u3、u4、r1、r2、r3和n3組成檢波電路， u2、r4、r5和c1構(gòu)成低通濾波器，u5、r6、r7和r8組成增益放大電路，調(diào)整輸出電壓。

所述控制單元包括arm控制器和電機驅(qū)動電路，所述電機驅(qū)動電路采用lpc2124芯片。如圖3，放大濾波電路處理從電容傳感器和電位器輸出的電壓信號和設(shè)定的高度電壓信號；arm控制器把這2個電壓信號作比較，根據(jù)減得的結(jié)果采用簡單模糊控制方法來控制超聲電機的運動；lpc2124接收arm控制電路的信號，同時產(chǎn)生2路相位差為90°的方波，2路方波經(jīng)或非門后與原來的2路方波組成4路方波，4路方波經(jīng)隔離驅(qū)動、直流逆變和諧振匹配后，得到超聲波電機工作所需的正弦交流信號。

所述控制電機采用超聲電機。超聲電機能直接輸出低轉(zhuǎn)速大力矩，并且瞬態(tài)響應(yīng)快，定位精度高；驅(qū)動電路控制超聲電機正反轉(zhuǎn)，帶動割炬升降運動，進而實現(xiàn)對割炬的快速、高精度定位和調(diào)整。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)控裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)控切割機割炬高度自動控制系統(tǒng)，包括檢測單元、控制單元和執(zhí)行單元，所述檢測單元采用電容傳感器和電位器，所述電容傳感器用于采集割炬與工件之間的高度參數(shù)，電位器用于采集割炬的高度設(shè)定參數(shù)，所述電容傳感器和電位器分別連接控制單元，所述執(zhí)行單元采用控制電機，用于控制割炬的升降運動，所述控制單元連接控制電機。本發(fā)明通過ARM控制器和電機驅(qū)動電路實現(xiàn)對超聲電機進行控制，采用超聲電機對割炬的高度進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對割炬的快速、高精度調(diào)節(jié)和定位。

技術(shù)研發(fā)人員：林敏;李蓉
受保護的技術(shù)使用者：四川航達機電技術(shù)開發(fā)服務(wù)中心
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.25
技術(shù)公布日：2017.10.03