嵌入式數控鑽床控制裝置的製作方法
2023-05-11 01:47:16
專利名稱：嵌入式數控鑽床控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械加工設備技術領域，具體涉及一種嵌入式數控鑽床控制裝置。
技術背景目前國內鑽床的數控系統大都採用PC機加運動控制卡結構，這種結構的鑽床控制系統價格高，體積大，系統穩定性受PC機影響。除此之外工具機的控制系統結構不合理，兼 容性、可擴展性差，操作不方便且PC機的資源沒有得到充分的利用；而採用單片機為核心 的鑽床控制器運算速度低且功能簡單，無法滿足鑽床日益提高的多功能和開放性要求。
發明內容本實用新型的目的是提供一種模塊化的易操作、易維護、易擴展的嵌入式數控鑽 床控制裝置。上述實用新型的目的通過以下的技術方案實現嵌入式數控鑽床控制裝置，其組成包括固高嵌入式運動控制器，所述的固高嵌入 式運動控制器同時連接外部端子板、單片機PLC、接口 VGA和顯示器，所述的顯示器連接鍵 盤，所述的外部端子板通過伺服驅動器連接伺服電機，所述的外部端子板通過變頻器連接 鑽頭電機，所述的接口 VGA連接示教盒。所述的嵌入式數控鑽床控制裝置，所述的固高嵌入式運動控制器通過X軸伺服驅 動器連接X軸伺服電機，所述的固高嵌入式運動控制器通過Y軸伺服驅動器連接Y軸伺服 電機，所述的固高嵌入式運動控制器通過Z軸伺服驅動器連接Z軸伺服電機。所述的嵌入式數控鑽床控制裝置，所述的單片機PLC裝有輸入端和輸出端，所述 的單片機PLC通過RS232連接示教盒，所述的伺服驅動器連接伺服電機有一組。這個技術方案有以下有益效果1.本實用新型採用模塊化的軟硬體設計方法，其中運動控制器、示教盒、PLC各盡 其能，最大限度發揮了各自的特點。2.本實用新型採用開放性較好的數字運動控制器嵌入PC機的結構實現整個數控 鑽的運動控制功能，不但使鑽床機械結構體積小、功耗小、可擴展，而且在實際的工作中有 著較高的精度和穩定性；利用PLC對I/O信號集中處理，減輕運動控制器的負擔，便於系統 的維護，提高系統的擴展性和可移植性。3.本實用新型示教盒的開發充分利用了 PC機的資源，降低成本的同時使操作方 便快捷；人機界面結構簡單、功能清晰、操作簡單易學。4.本實用新型的PLC減輕了運動控制器的負擔，便於系統的維護和擴展。
圖1是本實用新型的嵌入式數控鑽床控制系統結構圖。[0014]圖2是本實用新型的控制框圖。圖3是本實用新型的示教盒平面圖。本實用新型的具體實施方式
實施例1:嵌入式數控鑽床控制裝置，其組成包括固高嵌入式運動控制器1，所述的固高嵌入式運動控制器1型號為⑶-400-EPG-102\128-G同時連接外部端子板2、單片機PLC3、接 口 VGA4和顯示器5，所述的顯示器5連接鍵盤6，所述的外部端子板2通過伺服驅動器7連 接伺服電機8，所述的外部端子板2通過變頻器9連接鑽頭電機10，所述的接口 VGA4連接 示教盒11。所述的嵌入式數控鑽床控制裝置，所述的固高嵌入式運動控制器1型號 ⑶-400-EPG-102\128-G通過X軸伺服驅動器12連接X軸伺服電機13，所述的固高嵌入式 運動控制器型號為1⑶-400-EPG-102\128-G通過Y軸伺服驅動器14連接Y軸伺服電機15， 所述的固高嵌入式運動控制器型號為1⑶-400-EPG-102\128-G通過Z軸伺服驅動器16連 接Z軸伺服電機17。所述的嵌入式數控鑽床控制系統，所述的單片機PLC裝有輸入端19和輸出端20， 所述的單片機PLC3通過RS23218連接示教盒11。所述的嵌入式數控鑽床控制裝置，所述的伺服驅動器連接伺服電機有一組。工作方法所述的數控系統軟體、人機互動界面、示教盒驅動程序都用Visual C++6.0編程軟 件結合微軟的MFC類庫在Win CE作業系統平臺上開發；控制系統人機互動界面包括狀態顯 示、參數設定、文件管理、編輯圖形、自動、手動和診斷功能。工作方法，所述的固高嵌入式運動控制器型號為⑶-400-EPG-102\128_G以脈衝方式對鑽床 的X軸、Y軸、Z軸伺服電機進行控制，從而實現鑽床位置的準確定位，伺服電機工作於位置 模式；固高嵌入式運動控制器同時以發模擬量的方式來控制變頻器，從而控制鑽頭的轉速； 單片機PLC主要負責I/O點的控制，如冷淋液的開啟等；固高嵌入式運動控制器通過RS232 與單片機PLC和示教盒進行通訊，實現由上位機界面和示教盒來完成所有的運動控制輸 入，並且對加工過程進行實時的監控。工作方法所述的嵌入式數控鑽床控制系統以固高嵌入式運動控制器為核心實現鑽床的精 確運動控制，固高嵌入式運動控制器將基於X86的嵌入式PC104工控主板通過PC104插接 件直接插裝在固高運動控制模塊上，組成一個整體。固高嵌入式運動控制器通過屏蔽線與 外部端子板連接，端子板的控制軸接口與伺服驅動器連接，從而實現對電機的控制。採用由 Visual c++高級程式語言開發基於PC機的示教盒，示教盒通過RS232與固高嵌入式運動控 制器進行通訊，並利用VGA接口實現示教盒的狀態顯示功能。示教盒的數據處理和功能實 現都由固高嵌入式運動控制器中的處理器完成。PLC通過RS232與固高嵌入式運動控制器 通訊，負責對大部分I/O信號的集中處理。工作方法所述的採用固高嵌入式運動控制器作為數控鑽床控制系統的核心；固高嵌入式運動控制器是一種能獨立工作的已經商品化的運動控制器，它主要由基於X86的PC104工控 主板和固高運動控制卡組成，二者通過PC104插接件進行組合，通過PC104總線進行通訊； 如此工業PC和運動控制卡巧妙的結合在一起，建立了一種嵌入式運動控制器結構。工作方法所述的採用基於PC機資源的示教盒作為操作者與系統的人機互動終端；示教盒 採用Visual c++高級程式語言開發，通過RS232與固高嵌入式運動控制器進行通訊，並利 用VGA接口實現狀態顯示功能；示教盒包括數據處理、鍵盤掃描、通訊和液晶顯示四大模 塊，提供獨立的急停、回零、模式(自動和手動)、各軸進給、狀態顯示功能；其中數據處理和 功能實現都由固高嵌入式運動控制器中的處理器完成。工作方法所述的固高嵌入式運動控制器實現小部分I/O信號處理，如電機報警信號、回 零、限位信號等；PLC對大部分I/O信號進行集中處理，如冷淋液的開啟、變頻器的啟動和 停止、系統狀態指示燈、操作按鈕等。
權利要求一種嵌入式數控鑽床控制裝置，其組成包括固高嵌入式運動控制器，其特徵是所述的固高嵌入式運動控制器同時連接外部端子板、單片機PLC、接口VGA和顯示器，所述的顯示器連接鍵盤，所述的外部端子板通過伺服驅動器連接伺服電機，所述的外部端子板通過變頻器連接鑽頭電機，所述的接口VGA連接示教盒。
2.根據權利要求1所述的嵌入式數控鑽床控制裝置，其特徵是所述的固高嵌入式運 動控制器通過X軸伺服驅動器連接X軸伺服電機，所述的固高嵌入式運動控制器通過Y軸 伺服驅動器連接Y軸伺服電機，所述的固高嵌入式運動控制器通過Z軸伺服驅動器連接Z 軸伺服電機。
3.根據權利要求1或2所述的嵌入式數控鑽床控制裝置，其特徵是所述的單片機PLC 裝有輸入端和輸出端，所述的單片機PLC通過RS232連接示教盒，所述的伺服驅動器連接伺 服電機有一組。
專利摘要嵌入式數控鑽床控制裝置。目前國內鑽床的數控系統大都採用PC機加運動控制卡結構，這種結構的鑽床控制系統價格高，體積大，系統穩定性受PC機影響。嵌入式數控鑽床控制系統，其組成包括固高嵌入式運動控制器(1)，所述的固高嵌入式運動控制器(1)同時連接外部端子板(2)、單片機PLC(3)、接口VGA(4)和顯示器(5)，所述的顯示器(5)連接鍵盤(6)，所述的外部端子板(2)通過伺服驅動器(7)連接伺服電機(8)，所述的外部端子板(2)通過變頻器(9)連接鑽頭電機(10)，所述的接口VGA(4)連接示教盒(11)。本實用新型用於鑽床控制系統。
文檔編號G05B19/414GK201638066SQ20102004474
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者喬明, 劉鵬飛, 楊洪濤, 許家忠 申請人:哈爾濱理工大學