数控火焰切割机控制系统流派及编程对比
 
    在我们所熟悉的数控火焰切割机的控制系统研发过程中，从早期的半自动火焰切割机到仿形火焰切割，再到现阶段的数控火焰切割机，其控制系统的演变和改善也经历了不同时期和不同流派，这些不同形式的数控自动化系统在功能及编程处理上也有着各自的特点特色，以下武汉嘉倍徳科技将主要就数控火焰切割机的控制系统流派及编程予以简要介绍。
 
一、数控火焰切割机控制系统流派
    数控火焰切割机系统是数字控制系统的简称，英文名称为（Numerical Control System），根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专项使用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。
 　　数控火焰切割机控制系统的两大发展流派的根本性不同在于研究平台的区别，其一是基于windows平台的现代技术流派，这方面的产品代表是以美国数控系统制造厂家为主，包括比较知名的美国海宝EDAG系列控制系统；第二类数控火焰切割机控制系统则是基于三星ARM平台的自动切割技术流派，这一方面的产品和技术得到国内相关厂家的充分吸收，其代表产品包括START的数控系统，深圳众为兴数控系统，以及来自于澳洲的FastCAM数控系统。
    从产品价格方面来看，一台进口数控系统(8～9万元)要比一台普通计算机(4～5千元)贵很多，数控切割机就更贵了。显而易见，使用昂贵的数控系统进行编程、套料、上网、通讯和文件管理，导致更为昂贵的数控切割机大部分时间处于等待数控系统编程套料的闲置状态，无疑是较大的资源浪费。正确的做法应该是把编程、套料、上网、通讯和文件管理等工作交给廉价的计算机和编程套料软件来处理，使数控切割机做到全时切割、自动切割、效率高切割。
    武汉嘉倍徳科技至2008年开始投身国产数控火焰切割机设备研发及销售工作，多年来我们接触过上述两大流派的数控火焰切割机控制系统，这里我们也就两类数控系统的区别做一些简单的比较：
 　　1. 数控系统的稳定性，基于三星ARM平台的数控系统稳定性远高于基于windows平台的系统；
 　　2. 数控系统价格，基于三星ARM平台的数控系统远低于基于windows平台的系统；
 　　3. 数控系统的显示界面，虽然基于windows平台的系统要好于基于三星ARM平台的数控系统但ARM平台的高度公开开发性使其界面变得刚简洁更人性。
 
二、数控火焰切割机控制系统编程
    在简单区别了数控火焰切割机的两类主流控制系统的不同之后，我们将回归其使用的根本，也就是控制系统编程方面谈谈两者之间的区别，其实随着数控火焰切割机控制系统的智能化程度的逐步完善，所谓的人工编程处理已经基本为机器所取代，对于此前不少企业和操作人员所误解的数控火焰切割机编程相当复杂，目前来看已经不再是局限产品在市场普及的难点，随着近年来数控火焰切割机相关技术的完善，早期的代码式编程已经为绘图式编程所取代，除了编程过程更直观、更快捷外，图形式编程显得更为简单方便，将我们需要切割加工的零件形状通过电脑绘制出来，然后转移到数控火焰切割机上，由数控系统完成机代码的编译及加工，正成为数数控火焰切割机制造的一大主流趋势。
    从两大流派数控火焰切割机控制系统在编程问题上的处理，我们可以从一些更为具体的现象上入手来做对比，对此，嘉倍徳科技技术部也整理了以下三点：
    1. 清理数控火焰切割机加工精度位置的影响
    零件的许多尺寸标注有公差，且公差带的位置不可能一致，而数控火焰切割机控制系统一般按零件轮廓编制，即按零件的基本尺寸编制，忽略了精度位置的影响。这样，即使数控火焰切割机的精度很高，加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。
    如零件40尺寸为基轴制，35尺寸为基孔制过渡配合，25尺寸为基孔制过盈配合，3个尺寸的公差带位置不同，如果编程仍按其基本尺寸40、35与25，而不考虑公差带位置的影响，就可能使某个尺寸加工不符合要求。解决问题的办法有2种：
    1）按基本尺寸编程，用半径补偿考虑公差带位置
    即仍然按零件基本尺寸计算和编程，使用同一数控火焰切割机加工各处圆，而在加工不同公差带位置的尺寸时，采用不同的割缝半径补偿值。用这种方法，要先知道割炬圆弧半径(此零件加工轨迹与X轴、Z轴平行，可不必知道刀尖圆弧半径)，所以使用不便，且只能适用于基于windows平台的数控火焰切割机控制系统。
    2) 改变基本尺寸和公差带位置
    即在保证零件较限尺寸不变的前提下，调整基本尺寸和公差带位置。一般按对称公差带调整。编程时按调整后的基本尺寸进行，这样在精加工时用同一把割炬，相同的割缝补偿设计(本例加工轨迹与X轴、Z轴平行，可不补偿)，就可保证加工精度。当然，如果零件较终还要精加工(如精磨)，为保证磨削余量充裕，也可将基本尺寸稍稍加大(此时，公差带就不对称)。
    2. 清理数控火焰切割机机床间隙的影响
    当数控火焰切割机机床长期使用或由于其本身传动系统结构上的原因，有可能存在反向死区误差。这时，可在数控编程和加工时采取一些措施，以清理反向死区误差，提高加工精度。尤其是当被加工的零件尺寸精度接近数控机床的重复定位精度时，更为重要。当然，从严格意义上来看，上述机械精度误差并不属于控制系统影响范畴，但从实际操作上来看，基于三星ARM平台的数控火焰切割机控制系统由于存在内部设计功能，在针对上述误差影响时能更好的予以补偿设计以减小机械精度误差造成的影响。
    3. 减小数控系统累积误差的影响
    数控火焰切割机控制系统在进行快速移动和插补的运算过程中，会产生累积误差，当它达到一定值时，会使机床产生移动和定位误差，影响加工精度。以下措施可减小数控系统的累积误差。
 尽量用方式编程
    方式编程以某一固定点(工件坐标原点)为基准，每一段程序和整个加工过程都以此为基准。而增量方式编程，是以前一点为基准，连续执行多段程序必然产生累积误差。
 插入回参考点指令
    数控火焰切割机机床回参考点时，会使各坐标清零，这样便清理了数控系统运算的累积误差。在较长的程序中适当插入回参考点指令有益于保证加工精度。有换刀要求时，可回参考点切换割炬，这样一举两得。