一種數控工具機的CNC加工系統的製作方法

2023-08-06 07:13:41

本發明屬於數控工具機系統技術領域，尤其涉及一種數控工具機的CNC加工系統。

背景技術：

數控加工是指由控制系統發出指令使刀具作符合要求的各種運動，以數字和字母形式表示工件的形狀和尺寸等技術要求和加工工藝要求進行的加工，它泛指在數控工具機上進行零件加工的工藝過程，數控工具機是一種用計算機來控制的工具機，用來控制工具機的計算機，不管是專用計算機、還是通用計算機都統稱為數控系統，數控工具機的運動和輔助動作均受控於數控系統發出的指令，而數控系統的指令是由程式設計師根據工件的材質、加工要求、工具機的特性和系統所規定的指令格式（數控語言或符號）編制的，數控系統根據程序指令向伺服裝置和其它功能部件發出運行或終斷信息來控制工具機的各種運動，當零件的加工程序結束時，工具機便會自動停止，任何一種數控工具機，在其數控系統中若沒有輸入程序指令，數控工具機就不能工作，工具機的受控動作大致包括工具機的起動、停止，主軸的啟停、旋轉方向和轉速的變換，進給運動的方向、速度、方式；刀具的選擇、長度和半徑的補償，刀具的更換，冷卻液的開起、關閉等，現有技術存在現有技術大部分CNC加工大多採用分布式處理，對刀具磨損、破損和工具機加工振動等並不能進行實時監測和處理，同時不能對工具機主軸轉速、進給量等加工藝參數進行實時優化控制的問題。

技術實現要素：

本發明提供一種數控工具機的CNC加工系統，以解決上述背景技術中提出現有技術存在現有技術大部分CNC加工大多採用分布式處理，對刀具磨損、破損和工具機加工振動等並不能進行實時監測和處理，同時不能對工具機主軸轉速、進給量等加工藝參數進行實時優化控制的問題。

本發明所解決的技術問題採用以下技術方案來實現：一種數控工具機的CNC加工系統，包括CNC加工系統總線，所述CNC加工系統總線通訊於進給軸位置控制系統接口，進給軸位置控制系統接口輸出連接於速度伺服系統，所述速度伺服系統輸出連接於伺服電動機和製造機，所述伺服電動機和製造機分別輸出於第一光電編碼器，所述第一光電編碼器反饋輸出於進給軸位置控制系統接口；

所述CNC加工系統總線通訊於主軸控制系統接口，所述主軸控制系統接口輸出連接於主軸驅動裝置，所述主軸驅動裝置連接於主軸電動機，所述主軸電動機連接於第二光電編碼器，所述第二光電編碼器反饋輸出於主軸控制系統接口；

所述CNC加工系統總線通訊於工具機驅動接口，所述工具機驅動接口輸出連接於強電箱，所述強電箱輸出連接於工具機。

進一步，所述CNC加工系統還包括系統控制子系統，所述系統控制子系統包括分別連接於CNC加工系統總線的中央處理器、控制系統處理程序存儲器、零件加工程序存儲器、定時與中斷控制器。

進一步，所述CNC加工系統還包括人機界面處理子系統，所述人機界面處理子系統包括通訊於CNC加工系統總線的人機界面接口，所述人機界面接口連接於輸入輸出設備。

進一步，所述CNC加工系統還包括通訊處理系統，所述通訊處理系統包括通訊於CNC加工系統總線的通訊接口，所述通訊接口連接於外部控制系統。

本發明的有益效果為：

1、本專利採用所述CNC加工系統總線通訊於進給軸位置控制系統接口，進給軸位置控制系統接口輸出連接於速度伺服系統，所述速度伺服系統輸出連接於伺服電動機和製造機，所述伺服電動機和製造機分別輸出於第一光電編碼器，所述第一光電編碼器反饋輸出於進給軸位置控制系統接口，所述CNC加工系統總線通訊於主軸控制系統接口，所述主軸控制系統接口輸出連接於主軸驅動裝置，所述主軸驅動裝置連接於主軸電動機，所述主軸電動機連接於第二光電編碼器，所述第二光電編碼器反饋輸出於主軸控制系統接口，所述CNC加工系統總線通訊於工具機驅動接口，所述工具機驅動接口輸出連接於強電箱，所述強電箱輸出連接於工具機，在使用時，由於把加工過程所需的幾何信息和工藝信息用數字量表示出來，用規定的代碼和形式編制出數控加工程序,然後用適當的方式將此加工程序輸入到數控裝置。數控裝置對輸入信息進行處理與運算後，將結果輸送到工具機的伺服系統，控制工具機運動部件按預定的軌跡和速度運動，由於高性能的計算機數控系統可同時控制多個軸，並可對刀具磨損、破損和工具機加工振動等進行實時監測和處理，還可對工具機主軸轉速、進給量等加工藝參數進行實時優化控制。

2、本專利採用所述CNC加工系統總線通訊於工具機驅動接口，所述工具機驅動接口輸出連接於強電箱，所述強電箱輸出連接於工具機，由於控制工具機冷卻液供給、主軸電機開停、調速以及換刀等功能，提高了CNC加工系統的功能性。

3、本專利採用所述CNC加工系統總線通訊於進給軸位置控制系統接口，進給軸位置控制系統接口輸出連接於速度伺服系統，所述速度伺服系統輸出連接於伺服電動機和製造機，所述伺服電動機和製造機分別輸出於第一光電編碼器，所述第一光電編碼器反饋輸出於進給軸位置控制系統接口，由於控制刀具與工件的相對運動位置或軌跡，實現了CNC加工系統位置控制。

4、本專利採用所述CNC加工系統總線通訊於主軸控制系統接口，所述主軸控制系統接口輸出連接於主軸驅動裝置，所述主軸驅動裝置連接於主軸電動機，所述主軸電動機連接於第二光電編碼器，所述第二光電編碼器反饋輸出於主軸控制系統接口，由於對系統運行過程中得到的工具機狀態信號（如刀具到位信號、工作檯超程信號等）進行分析處理，使系統作出相應的反應，如工作檯超程保護器報警，提高了多種信號的處理能力。

附圖說明

圖1是本發明一種數控工具機的CNC加工系統的模塊結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明做進一步描述：

圖中：1-CNC加工系統總線，2-進給軸位置控制系統接口，3-速度伺服系統，4-伺服電動機，5-製造機，6-第一光電編碼器，8-主軸控制系統接口，9-主軸驅動裝置，10-主軸電動機，11-第二光電編碼器，12-工具機驅動接口，13-強電箱，14-工具機，15-系統控制子系統，16-中央處理器，17-控制系統處理程序存儲器，18-零件加工程序存儲器，19-定時與中斷控制器，20-人機界面處理子系統，21-人機界面接口，22-輸入輸出設備，23-通訊處理系統，24-外部控制系統，25-通訊接口。

實施例：

本實施例：如圖1所示，一種數控工具機14的CNC加工系統，包括CNC加工系統總線1，所述CNC加工系統總線1通訊於進給軸位置控制系統接口2，進給軸位置控制系統接口2輸出連接於速度伺服系統3，所述速度伺服系統3輸出連接於伺服電動機4和製造機5，所述伺服電動機4和製造機5分別輸出於第一光電編碼器6，所述第一光電編碼器6反饋輸出於進給軸位置控制系統接口2；

所述CNC加工系統總線1通訊於主軸控制系統接口8，所述主軸控制系統接口8輸出連接於主軸驅動裝置9，所述主軸驅動裝置9連接於主軸電動機10，所述主軸電動機10連接於第二光電編碼器11，所述第二光電編碼器11反饋輸出於主軸控制系統接口8；

所述CNC加工系統總線1通訊於工具機14驅動接口12，所述工具機14驅動接口12輸出連接於強電箱13，所述強電箱13輸出連接於工具機14。

進一步，所述CNC加工系統還包括系統控制子系統15，所述系統控制子系統15包括分別連接於CNC加工系統總線1的中央處理器16、控制系統處理程序存儲器17、零件加工程序存儲器18、定時與中斷控制器19。

進一步，所述CNC加工系統還包括人機界面處理子系統20，所述人機界面處理子系統20包括通訊於CNC加工系統總線1的人機界面接口21，所述人機界面接口21連接於輸入輸出設備22。

進一步，所述CNC加工系統還包括通訊處理系統23，所述通訊處理系統23包括通訊於CNC加工系統總線1的通訊接口25，所述通訊接口25連接於外部控制系統24。

工作原理：

本專利通過所述CNC加工系統總線通訊於進給軸位置控制系統接口，進給軸位置控制系統接口輸出連接於速度伺服系統，所述速度伺服系統輸出連接於伺服電動機和製造機，所述伺服電動機和製造機分別輸出於第一光電編碼器，所述第一光電編碼器反饋輸出於進給軸位置控制系統接口，所述CNC加工系統總線通訊於主軸控制系統接口，所述主軸控制系統接口輸出連接於主軸驅動裝置，所述主軸驅動裝置連接於主軸電動機，所述主軸電動機連接於第二光電編碼器，所述第二光電編碼器反饋輸出於主軸控制系統接口，所述CNC加工系統總線通訊於工具機驅動接口，所述工具機驅動接口輸出連接於強電箱，所述強電箱輸出連接於工具機，在使用時，由於把加工過程所需的幾何信息和工藝信息用數字量表示出來，用規定的代碼和形式編制出數控加工程序,然後用適當的方式將此加工程序輸入到數控裝置。數控裝置對輸入信息進行處理與運算後，將結果輸送到工具機的伺服系統，控制工具機運動部件按預定的軌跡和速度運動，由於高性能的計算機數控系統可同時控制多個軸，並可對刀具磨損、破損和工具機加工振動等進行實時監測和處理，還可對工具機主軸轉速、進給量等加工藝參數進行實時優化控制，本發明解決了現有技術存在現有技術大部分CNC加工大多採用分布式處理，對刀具磨損、破損和工具機加工振動等並不能進行實時監測和處理，同時不能對工具機主軸轉速、進給量等加工藝參數進行實時優化控制的問題，具有實時優化控制、提高了CNC加工系統的功能性、實現了CNC加工系統位置控制、提高了多種信號的處理能力的有益技術效果。

利用本發明的技術方案，或本領域的技術人員在本發明技術方案的啟發下，設計出類似的技術方案，而達到上述技術效果的，均是落入本發明的保護範圍。