[发明专利]一种数控切割机CNC系统的设计方法

权利要求书

1.一种数控切割机CNC系统的设计方法，包括CNC系统硬件结构的设计和CNC系统软件结构的设计，其特征在于：

CNC系统硬件结构的设计，其实施步骤为：

(1)切割机机械部分的选择；

(2)控制系统的选择；

CNC系统软件结构的设计，其实施步骤为：

(1)软件开发环境的选择；

(2)软件模块的设计。

2.如权利要求1所述的一种数控切割机CNC系统的设计方法，其特征在于，所述CNC系统硬件结构的设计，包含有切割机机械部分主要由底座、龙门式移动框架、火焰喷头、传动机构和三个步进电机组成，以实现对平面板材零件的切割加工，三个步进电机分别为X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机，Y轴步进电机控制龙门框架的前后移动、X轴步进电机控制火焰喷头的左右、Z轴步进电机控制火焰喷头的上下移动，X、Y、Z三轴可以实现联动控制；

所述CNC系统硬件结构的设计，还包含有控制系统以IPC作为主机，IPC主机包含486以上CPU，8MB以上内存，500MB以上硬盘，IPC的固有硬件包含CPU主板、TVGA卡、电源，只在IPC的PC总线的插槽中增加一块32位光电隔离I/O.TIMER卡；

所述32位光电隔离I/O.TIMER卡的I/O并行口控制三个步进电机的运行、乙炔开关、乙炔点火、切割氧开关以及接收工作台的限位行程开关信号、坐标零位信号，由该卡上的定时器作为步进电机运行中断服务程序的中断定时器，时钟频率取2MHz，通过计算机的键盘实现对控制系统的操作，三个移动方向步进电机的脉冲当量均为0.01mm；

所述32位光隔离I/O.TIMER卡、TVGA卡及CPU主板均与IPC中的PC总线相连，CRT显示器连接在TVGA卡上；X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机分别通过X轴驱动单元、Y轴驱动单元和Z轴驱动单元驱动，所述X轴驱动单元、Y轴驱动单元和Z轴驱动单元均与32位光电隔离I/O.TIMER卡相连，所述CPU主板上还设置有串口、并口，该主板还可与键盘、软驱和硬盘相连，所述32位光电隔离I/O.TIMER卡还连接有继电器和XYZ回零位、限位开关。

3.如权利要求1所述的一种数控切割机CNC系统的设计方法，其特征在于，所述CNC系统软件结构的设计，包含软件开发环境是在Windows界面下开发；所述CNC系统软件结构的设计，还包含有软件模块的设计：

1)系统软件界面上包含有程序编制模块和加工控制模块选项；

2)程序编制模块下还设置有图形编程和仿形编程；加工控制模块下还设置有参数设置、模拟仿真、自动运行、手动运行和故障诊断。

4.如权利要求3所述的一种数控切割机CNC系统的设计方法，其特征在于，程序编制模块中还包含有手动编程，所述手工编程是图形编程和仿形编程中的程序全屏幕编辑模块。

5.如权利要求3所述的一种数控切割机CNC系统的设计方法，其特征在于：

所述图形编程具有的功能有：直线、圆弧、折线绘制；拷贝、移动、旋转、对称、缩放、修剪、删除、偏置；自动编程；程序全屏幕编辑；模拟仿真；

所述仿真编程具有的功能有：图形扫描；图形轮廓线提取；矢量化；图形编辑；自动编程；程序全屏幕编辑；模拟仿真；

所述参数设置具有的功能有：运行速度；空运行速度；点动速度；模拟速度；坐标零点；

所述加工控制模块下的模拟仿真具有的功能有：指令译码；程序查错；插补运算；位置轨迹尺寸快速显示；加工轨迹动态模拟仿真；程序全屏幕编辑；加工程序转化成DXF文件；

所述自动运行具有的功能有：初始化；指令译码；后台程序；前台中断程序；

所述手动运行具有的功能有：初始化；点动调整；手动调整；定起始点；手动加工，起停、速度控制；回零点；

所述故障诊断具有的功能有：故障信息表；查各I/O口状态标志。

6.如权利要求3或5所述的一种数控切割机CNC系统的设计方法，其特征在于，该系统的图形编程模块是在AutoCADR12.0的基础上开发完成的。

7.如权利要求5所述的一种数控切割机CNC系统的设计方法，其特征在于，所述后台程序中含有的功能有：点火、通切割氧、预热、熄火，速度调节，轨迹跟踪显示，坐标翻转显示，快速返回和前进；所述前台中断程序含有的功能有：记时插补运算，电机控制。