近年来，随着工业PC机性能的快速发展，可*性大为提高，而价格却大幅度降低，以工业P C机为核心的控制系统已广泛被工业控制领域所接受。在机床控制领域，采用工业PC机，发 展 通用的数控系统，已成为国际研究的热点，符合数控技术发展的最新潮流。工业PC机与PC机 兼容，因此可以吸收PC机发展的最新成果，从而简化数控系统的开发过程，缩短数控系统的 开发周期，提高产品的竞争力。

1　数控火焰切割机加工工艺特点

数控火焰切割机具有一般数控机床的特点，能根据数控加工程序，自动完成从点火 -预热-通切割氧-切割-熄火-返回原点的整套切割过程。但数控火焰切割机又有别于一 般数控金属切削机床，它利用氧-乙炔火焰把钢板割缝加热到熔融状态，用高压氧吹透钢板 进行切割，而不像金属切削机床那样，是用金属切削工具与工件刚性接触来进行切削加工。 由于各种因素的影响，有时会发生钢板未割穿的现象，此时割炬应暂停下来按原轨迹准确地 返回到未割穿点，再按原轨迹重新切割，因此数控火焰切割机必须具有随时实现暂停及按原 轨迹返回的功能。

2　数控系统硬件设计

组成该数控火焰切割机数控系统的硬件框图，主要包括工业PC机、运动控制卡和伺服系统。其中工业PC机是数控系统的核心，它担负着切割机运动轨迹的计算（粗插补）以及对整个系统管理的任务。运动控制卡插在工业PC机的扩展槽中，它一方面与伺服系 统相连，实现对切割机运动轨迹的控制（精插补）；另一方面与机床控制面板及控制气源的 继电器相连，通过控制面板，可以调整机床的位置，指令机床启动、暂停或沿原切割轨迹返回 ，还能实现切割速度的加速 与减速；通过继电器，可以控制氧气和乙炔气体的开关。伺服 系统可以选择步进伺服系统或数字式交流伺服系统。

运动控制卡由自己设计，它主要包括译码电路、振荡电路、I／O端口电路、脉冲控制电路、 中断电路以及光电隔离输入输出电路。 其中译码电路为运动控制卡提供一个接口地址段，通过拨码开关可以更改该地址段的范围； 振 荡电路为运动控制卡上的脉冲控制电路提供一个固定频率的脉冲源；I/O端口电路由两片825 5 并行口芯片组成，其主要作用是输出切割机气源控制信号及输入机床按钮信号；脉冲控制电 路由两片8254计数器组成，每片8254计数器分别控制一个轴的伺服电机；中断电路是为控制 软件提供硬件中断信号而设计的；光电隔离输出输入电路将工业PC机电源和外界电源隔离， 减少外界电源对计算机的干扰。

3　控制软件设计

控制软件是整个数控系统的灵魂，离开了软件，数控系统便无法运行。根据切割加 工工艺的要求，同时又能充分发挥工业PC机的优点，该切割机的控制软件按以下模块化方式来设计。

（1）界面设计

该控制软件的界面分成三个区域：图形仿真跟踪区、状态显示区以及操作说明区。 图形仿真跟踪区用于显示数控加工文件所指定零件的图样，并在切割过程中跟踪割炬的运动 轨迹；状态显示区显示切割机目前的状态参数，如切割速度、割炬当前坐标等；操作说明区 简要介绍各种功能所对应的热键，如暂停、返回、加减速及点动等功能的热键。热键的功能 与操作面板上按钮的功能相同。

（2）系统初始化及切割等待

由于运动控制卡上的8255并行口和8254计数器均属于可编程序芯片，因此，在它 们工作前必须对它们进行初始化，按照工作方式确定它们的控制字。在初始化以后，系统便 处于切割等待状态，此时可以调整机床的位置、检验自动点火装置以及通气用的电磁阀是否 工作正常。

（3）程序检验及图形仿真