数控切割机割炬高度自动控制系统的制作方法

本发明涉及数控装置技术领域，特别涉及一种数控切割机割炬高度自动控制系统。

背景技术：

数控切割机是对金属板材下料的主要机电设备，它是集机电控制技术、数控技术、计算机技术等于一体的加工装置，在工业生产中发挥着重要的作用。数控切割机通过割炬实现对工件的切割，由于工件厚度之间的差异，在加工过程中需要实现对割炬高度进行自动调节，以实现对不同厚度工件的自动切割控制。在数控切割机切割金属板材的过程中，通过动态调整割炬与工件之间的距离，保持割炬的割嘴和金属板材之间恒定的高度，可以保证工件的切割质量，因此，需要对数控切割机割炬高度进行精确的控制，以保证工件的加工质量。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种控制精度高、响应速度快的数控切割机割炬高度自动控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用了一种数控切割机割炬高度自动控制系统，包括检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元采用电容传感器和电位器，所述电容传感器用于采集割炬与工件之间的高度参数，电位器用于采集割炬的高度设定参数，所述电容传感器和电位器分别连接控制单元，所述执行单元采用控制电机，用于控制割炬的升降运动，所述控制单元连接控制电机。

上述技术方案中，进一步地，所述电容传感器包括电容检测电路和检波电路，所述检波电路的输入端连接电容检测电路的输出端，用于对电容检测电路输出的信号中检出所需的电容参数。

上述技术方案中，进一步地，所述控制单元包括arm控制器和电机驱动电路。

上述技术方案中，进一步地，所述控制电机采用超声电机。

本发明通过arm控制器和电机驱动电路实现对超声电机进行控制，采用超声电机对割炬的高度进行调节，从而实现对割炬的快速、高精度调节和定位。

附图说明

图1是本发明系统结构框图。

图2是本发明电容传感器中检波电路示意图。

图3是本发明控制系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种数控切割机割炬高度自动控制系统，包括检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元采用电容传感器和电位器，所述电容传感器用于采集割炬与工件之间的高度参数，电位器用于设定割炬与工件之间的初始高度，所述电容传感器和电位器分别连接控制单元，所述执行单元采用控制电机，用于控制割炬的升降运动，所述控制单元连接控制电机。

所述电容传感器用于检测割炬与金属板材之间的电容值，该电容值中包括割炬和金属板材之间的高度信息，检测到该电容值即可得出割炬与金属板材之间的高度。

所述电容传感器包括电容检测电路和检波电路，所述检波电路的输入端连接电容检测电路的输出端，用于对电容检测电路输出的信号中检出所需的电容参数。如图2，为检波电路示意图，其中u3是过零比较器，u1、u2和u5是运算放大器，u4是反向器，n3是nmos管；u1、u3、u4、r1、r2、r3和n3组成检波电路， u2、r4、r5和c1构成低通滤波器，u5、r6、r7和r8组成增益放大电路，调整输出电压。

所述控制单元包括arm控制器和电机驱动电路，所述电机驱动电路采用lpc2124芯片。如图3，放大滤波电路处理从电容传感器和电位器输出的电压信号和设定的高度电压信号；arm控制器把这2个电压信号作比较，根据减得的结果采用简单模糊控制方法来控制超声电机的运动；lpc2124接收arm控制电路的信号，同时产生2路相位差为90°的方波，2路方波经或非门后与原来的2路方波组成4路方波，4路方波经隔离驱动、直流逆变和谐振匹配后，得到超声波电机工作所需的正弦交流信号。

所述控制电机采用超声电机。超声电机能直接输出低转速大力矩，并且瞬态响应快，定位精度高；驱动电路控制超声电机正反转，带动割炬升降运动，进而实现对割炬的快速、高精度定位和调整。

技术特征：

技术总结
本发明涉及数控装置技术领域，特别涉及一种数控切割机割炬高度自动控制系统，包括检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元采用电容传感器和电位器，所述电容传感器用于采集割炬与工件之间的高度参数，电位器用于采集割炬的高度设定参数，所述电容传感器和电位器分别连接控制单元，所述执行单元采用控制电机，用于控制割炬的升降运动，所述控制单元连接控制电机。本发明通过ARM控制器和电机驱动电路实现对超声电机进行控制，采用超声电机对割炬的高度进行调节，从而实现对割炬的快速、高精度调节和定位。

技术研发人员：林敏;李蓉
受保护的技术使用者：四川航达机电技术开发服务中心
技术研发日：2016.03.25
技术公布日：2017.10.03