一種開放式柔性數控系統運動控制器的製作方法
2023-04-30 09:18:31 2
專利名稱：一種開放式柔性數控系統運動控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數控工具機的控制處理器，尤其涉及一種開放式柔性數控系統運動控制器。
背景技術：
數控技術自誕生以來，基本上採用的是各家封閉的系統構架即顯示單元，數控單元，PLC由一家生產廠商生產，甚至是伺服也由他獨立生產，用戶基本沒有選擇的自主權，典型的進口品牌如FANUC，西門子，三菱，FAGOR, NUM,海德漢。國內廠商基本上在系統層面上也是如此(即顯示單元，數控單元，PLC由一家生產廠商生產，追求的基本都是一個封閉的數據交換體系，在這樣的封閉體系開發出來的系統各成一體，他們的系統在顯示界面和操作習慣上也是各有各的風格，使用者很難適應如此多產品的操作應用風格；由於其中佔有主導地位的品牌，如FANUC，三菱，西門子等進口品牌，他們在穩定性和技術指標和封閉總線技術上佔有優勢，通過這些綜合的技術優勢，基本上形成了價格壟斷，無論新機配套還是維修備件貨期又長價格又高。國產數控在開發思路上也是借鑑他們的思路，但整個系統構架開發還停留在研發一代產品用5年的時代，更新換代後不兼容的問題；用戶沒有話語權，還停留在有什麼產品只能去適應什麼產品的年代。無法普遍使用現有的很多計算機的優勢軟體，如CAD/CAM，即時通訊遠程訪問軟體，網絡連接共享軟體。
發明內容本實用新型針對上述的不足提供了一種開放式柔性數控系統運動控制器，本實用新型採用如下技術方案:本實用新型一種開放式柔性數控系統運動控制器，它包括顯示計算機單元，工具機面板模塊，鍵盤輸入模塊，數控主機單元，開放式伺服總線接口單元；所述的顯示計算機單元分別與工具機面板模塊、輸入模塊連接，所述的工具機面板模塊用於控制工具機；數控主機單元與顯示計算機單元雙向連接，開放式伺服總線接口單元的信號輸入端連接數控主機單元、信號輸出端分別連接X軸伺服單元、Y軸伺服單元、Z軸伺服單元與S軸伺服單元；開放式伺服總線接口單元內置若干總線協議的總線接口，用於連接各種總線協議的伺服電機單元。本實用新型所述的開放式柔性數控系統運動控制器，所述的開放式柔性數控系統運動控制器可進行多軸控制。本實用新型所述的開放式柔性數控系統運動控制器，所述的開放式伺服總線接口單元內置接口包括乙太網卡槽，CF卡槽，USB卡槽，485接口，422接口，232接口，顯示插口，可擴展槽。本實用新型所述的開放式柔性數控系統運動控制器，還包括通用PLC模塊單元，在通用PLC模塊單元中開闢專用數據區與數控主機單元進行數據交換，通用PLC模塊單元分別與數控主機單元，顯示計算機單元雙向連接。本實用新型所述的開放式柔性數控系統運動控制器，還包括標準伺服接口模塊，所述的標準伺服接口模塊用於位置脈衝或模擬給定加編碼器反饋方式進行位置插補控制，標準伺服接口模塊與數控主機單元雙向連接。開放式柔性數控系統運動控制器的控制方法，步驟如下:I)、在顯示計算機單元內裝載若干數控界面的數控軟體；2)、用戶選擇適合的操作軟體編寫程序；3)、將上述編寫完成的工具機程序轉換成G代碼程序；4)、將轉換完成的G代碼程序輸入到數控主機單元模塊中，啟動工具機進行加工。本實用新型所述的開放式柔性數控系統運動控制器的控制方法，所述顯示計算機單元兼容若干種數控系統的G代碼程序。本實用新型所述的開放式柔性數控系統運動控制器的控制方法，所述的顯示計算機單元內裝載即時通訊軟體，用於實現在顯示計算機上的視頻交流和遠程幫助調試數控系統的各項功能。有益效果本實用新型提供的開放式柔性數控系統運動控制器，其優點在於在於整合了現有成熟的商業和工業技術，提供了一個完全開放的數控應用程式開始平臺，可以充分利用通用計算機技術，通用PLC技術，通用伺服技術，開放式總線技術，商用軟體，網絡技術等技術的升級，不斷提升這個集成數控聯盟的產品優勢，最終打破封閉式總線數控的技術壟斷，破除開發封閉式系統的思路，使行業內廠家全面轉向開放式系統的開發，促進數控系統向多軸化，多任務，開放化發展，全面提升我們國家的數控技術應用水平，極大改變高端應用被國外廠商變相壟斷的現狀，提升我們國家的製造業影響力。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步詳細說明:如圖1所示:一種開放式柔性數控系統運動控制器，它包括顯示計算機單元，工具機面板模塊，鍵盤輸入模塊，數控主機單元，開放式伺服總線接口單元；所述的顯示計算機單元分別與工具機面板模塊、輸入模塊連接，所述的工具機面板模塊用於控制工具機；數控主機單元與顯示計算機單元雙向連接，開放式伺服總線接口單元的信號輸入端連接數控主機單元、信號輸出端分別連接X軸伺服單元、Y軸伺服單元、Z軸伺服單元與S軸伺服單元；開放式伺服總線接口單元內置若干總線協議的總線接口，用於連接各種總線協議的伺服電機單元。開放式柔性數控系統運動控制器可進行多軸控制。開放式伺服總線接口單元內置接口包括乙太網卡槽，CF卡槽，USB卡槽，485接口，422接口，232接口，顯示插口，可擴展槽。在通用PLC模塊單元中開闢專用數據區與數控主機單元進行數據交換，通用PLC模塊單元分別與數控主機單元，顯示計算機單元雙向連接。所述的標準伺服接口模塊用於位置脈衝或模擬給定加編碼器反饋方式進行位置插補控制，標準伺服接口模塊與數控主機單元雙向連接。[0023]本實用新型提供的開放式柔性數控系統運動控制器的控制方法，步驟如下:I)、在顯示計算機單元內裝載若干數控界面的數控軟體；2)、用戶選擇適合的操作軟體編寫程序；顯示計算機單元兼容若干統數控G代碼程序；3)、將上述編寫完成的工具機程序轉換成G代碼程序；4)、將轉換完成的G代碼程序輸入到數控主機單元模塊中，啟動工具機進行加工。顯示計算機單元:基於通用平板液晶顯示計算機，可帶多點觸控功能，運行WINDOWS或linux Android系統軟體，具有乙太網，USB，CF卡，WIFI，可擴展插槽，運行顯示界面風格軟體，可以實現基本上所有主流系統的界面風格，極大方便操作工使用系統，CAD/CAM軟體，可在顯示計算機上直接編程PLC程序，運行的PLC程序是現在市面上通用的主流PLC的編程軟體，只要編程技術人員熟習哪種plc，他就可以選哪種pic;直接運行伺服軟體調試伺服，可以方便運用網絡功能，免費實現資源共享，運行QQ，SKYPE等軟體可以極大方便遠程聯機調試，該顯示單元可以由用戶自行購買，與數控主機系統的數據接口協議由實用新型人確定，並對外開放，為提高系統的可靠性，顯示單元只負責數據轉換和人機交流，數控的實時運算由數控主機完成，這樣的構架既可以極大提升用戶的體驗感，也不會降低系統整機的可靠性。數控主機單元:運行在WINCE或Linux等系統上，具有乙太網，USB, CF卡，485，422，232接口，顯示接口，可擴展插槽，具備單機8軸控制功能，4軸聯動，豐富的插補功能，可以在更換數控軟體的情況下實現數控車床，數控銑床，加工中心，雕刻機，雕銑機，數控剪板機，數控折彎機，數控雷射切割機，數控火焰切割機，數控等離子切割機，數控水切割機等，多關節自由度機器人，柔性多軸運動控制生產線的系統加工功能，與顯示計算機通過乙太網線聯機，與PLC通過USB/422/485接口相聯機，數控系統與PLC的通訊協議由實用新型人提供相應協議支持文件；與伺服通過總線模塊相聯機，數控系統與伺服的通訊協議由實用新型人提供相應協議支持文件。通用PLC單元:與顯示系統通過USB轉485，422，232接口聯機進行編程調試，並可在線監控梯形圖，方便維護。並可運行組太軟體，實現顯示單元與Plc的直接連結；與數控主機通過USB或485，422，232接口進行數據交換，實事控制設備動作，本實用新型中利用通用PLC單元，在其通用數據區中定義固定地址，用於與數控主機系統進行數據交換，實現數控主機單元對通用PLC程序的監視與控制。伺服系統:與顯示計算機單元通過USB聯機調試伺服系統參數，調試伺服動態波型；與數控主機系統通過開放式總線接口板(採用常用的開放式總線)或通用伺服轉接板(位置脈衝或模擬給定加編碼器反饋方式)進行位置插補控制，伺服採用通用伺服單元。工具機面板:通過plc標準接口與數控主機系統進行聯機控制，或通過總線與數控主機系統進行聯機控制，面板用戶定製。數控鍵盤:可由標準計算機鍵盤加滑鼠或專用USB鍵盤或觸摸鍵盤實現人機的數據交換。這個構架的系統是真正的可持續升級的系統，可優勢互補的系統1:對於最終用戶，特別是90後的工具機操作工，他們將擁有有親和力的顯示界面，越來越豐富的可利用的輔助加工應用軟體，使枯燥的加工變成和諧的人機交流，使新一代的產業數控工人更能發揮他們的創造力，創造出更好的產品；他們通過開放式的構架，極大減少設備停機時間，減少備件成本，降低使用門檻，實現更高效的加工。2:對於工具機製造廠，可以透過一款硬體平臺，配置多樣化的人機界面軟體，適應基本所有用戶的要求，並可利用這個不斷提升性能的軟硬體平臺，提升工具機的整體性能。3:對於設計和調試工程師，充分利用他們的知識水平，開發出符合市場需求的產品，利用遠程調試診斷技術，極大的提高工作效率。4:對於通用配件製造廠，充分發揮好自身的優勢，提供符合市場需求的優質產品，而不會被國外廠商利用技術門檻將其擋在門外，提供出真正質優價廉好用的產品。5:對於研發聯盟單位:透過這個開放式的平臺，推出持續升級併兼容的產品，將獲得更多的商業機會。
權利要求1.一種開放式柔性數控系統運動控制器，其特徵在於:它包括顯示計算機單元，工具機面板模塊，鍵盤輸入模塊，數控主機單元，開放式伺服總線接口單元；所述的顯示計算機單元分別與工具機面板模塊、輸入模塊連接，所述的工具機面板模塊用於控制工具機；數控主機單元與顯示計算機單元雙向連接，開放式伺服總線接口單元的信號輸入端連接數控主機單元、信號輸出端分別連接X軸伺服單元、Y軸伺服單元、Z軸伺服單元與S軸伺服單元；開放式伺服總線接口單元內置若干總線協議的總線接口，用於連接各種總線協議的伺服電機單元。
2.根據權利要求1所述的開放式柔性數控系統運動控制器，其特徵在於:所述的開放式柔性數控系統運動控制器可進行多軸控制。
3.根據權利要求1所述的開放式柔性數控系統運動控制器，其特徵在於:所述的開放式伺服總線接口單元內置接口包括乙太網卡槽，CF卡槽，USB卡槽，485接口，422接口，232接口，顯示插口，可擴展槽。
4.根據權利要求1所述的開放式柔性數控系統運動控制器，其特徵在於:還包括通用PLC模塊單元，在通用PLC模塊單元中開闢專用數據區與數控主機單元進行數據交換，通用PLC模塊單元分別與數控主機單元，顯示計算機單元雙向連接。
5.根據權利要求1所述的開放式柔性數控系統運動控制器，其特徵在於:還包括標準伺服接口模塊，所述的標準伺服接口模塊用於位置脈衝或模擬給定加編碼器反饋方式進行位置插補控制，標準伺服接口模塊與數控主機單元雙向連接。
專利摘要本實用新型涉及一種開放式柔性數控系統運動控制器，顯示計算機單元分別與工具機面板模塊、輸入模塊連接，工具機面板模塊用於控制工具機；數控主機單元與顯示計算機單元雙向連接，開放式伺服總線接口單元的信號輸入端連接數控主機單元、信號輸出端分別連接各伺服單元；開放式伺服總線接口單元內置若干總線協議的總線接口，用於連接各種總線協議的伺服電機單元。其控制方法包括，預裝軟體，編寫程序，轉換G代碼，輸入模塊等。本實用新型整合了現有成熟的商業和工業技術，提供了一個完全開放的數控應用程式開始平臺，使行業內廠家全面轉向開放式系統的開發，極大改變高端應用被國外廠商變相壟斷的現狀，提升我們國家的製造業影響力。
文檔編號G05B19/414GK203054538SQ20122069936
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者朱德強 申請人:南京澤宣自動化工程技術有限公司