專利名稱：基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控系統(tǒng)，尤其是一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床數(shù)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC),它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?，F(xiàn)有市場(chǎng)銷售的數(shù)控系統(tǒng)多由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家定型生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)程序和用戶界面不能進(jìn)行修改，存在著針對(duì)性不強(qiáng)，用戶界面不夠友好，操作既專業(yè)又復(fù)雜的共性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床數(shù)控系統(tǒng)，控制程序靈活多變，用戶界面直觀易懂，能夠簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床操作，有效地降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，包括一電源，其特征在于:所述電源為一人機(jī)界面、一控制器、一的刀庫(kù)、一主軸編碼器和一主軸供電；所述主軸包括多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器及對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接所述對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述控制器的通信端連接所述人機(jī)界面的通信端，所述控制器的控制端連接所述伺服驅(qū)動(dòng)器的控制端、所述主軸編碼器的控制端和所述刀庫(kù)的控制端；所述控制器還連接一按鈕開關(guān)，用以啟動(dòng)和關(guān)閉所述基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述人機(jī)界面是一液晶觸摸屏。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述刀庫(kù)是一安裝多種鉆孔加工刀具的刀具庫(kù)。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述主軸編碼器是一脈沖編碼器，并且連接于所述主軸上，用于檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)角。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述伺服驅(qū)動(dòng)器是交流伺服驅(qū)動(dòng)器、直流伺服驅(qū)動(dòng)器或步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器；所述伺服電機(jī)是交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)或步進(jìn)伺服電機(jī)。本發(fā)明還提供一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)在進(jìn)行工件加工時(shí)，用戶能夠手動(dòng)輸入孔號(hào)，當(dāng)所述系統(tǒng)完成當(dāng)前工序后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到所述孔號(hào)對(duì)應(yīng)的孔位進(jìn)行工件加工操作。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶能夠設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表；所述設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表的方式為手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)表或U盤導(dǎo)入數(shù)據(jù)表。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶能夠直接進(jìn)行手動(dòng)操作；所述直接進(jìn)行手動(dòng)操作包括主軸和水泵啟停操作、XYZ三軸點(diǎn)動(dòng)定位操作和跳孔加工操作。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶按“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)加工模式；用戶通過(guò)改變當(dāng)前進(jìn)給倍率來(lái)改變當(dāng)前加工的進(jìn)刀量；用戶通過(guò)改變鉆出倍率來(lái)改變刀具鉆通工件時(shí)的進(jìn)刀量。在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述系統(tǒng)在自動(dòng)加工時(shí)通過(guò)人機(jī)界面選擇孔加工方式；提供選擇的孔加工方式有:中心孔引孔方式、單次鉆孔方式和啄鉆加工方式。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制程序和用戶界面靈活多變，能夠簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床操作，有效地降低勞動(dòng)強(qiáng)度；
2、功能完善，安全可靠；
3、自動(dòng)加工中容易改變鉆孔參數(shù)，以滿足不同刀具的加工狀態(tài)；
4、自動(dòng)加工中可任意選孔加工，在多孔工件加工時(shí)尤其方便實(shí)用；
5、不改變用戶數(shù)據(jù)，通過(guò)選擇按鈕就可以實(shí)現(xiàn)不同加工方式轉(zhuǎn)換，可選擇的加工方式有:中心孔引孔方式、單次鉆孔方式和啄鉆加工方式；
6、操作使用簡(jiǎn)便，能夠方便地對(duì)用戶界面進(jìn)行修改。


圖1是本發(fā)明一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床數(shù)控系統(tǒng)的框架圖。圖2是本發(fā)明一種基于 人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床數(shù)控系統(tǒng)的控制方法的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過(guò)具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，包括一電源，其特征在于:所述電源為一人機(jī)界面、一控制器、一的刀庫(kù)、一主軸編碼器和一主軸供電；所述主軸包括多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器及對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接所述對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述控制器的通信端連接所述人機(jī)界面的通信端，所述控制器的控制端連接所述伺服驅(qū)動(dòng)器的控制端、所述主軸編碼器的控制端和所述刀庫(kù)的控制端；所述控制器還連接一按鈕開關(guān)，用以啟動(dòng)和關(guān)閉所述基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)。如圖1所示，本實(shí)施例提供一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，包括一電源I，其特征在于:所述電源I為一人機(jī)界面2、一控制器3、一的刀庫(kù)4、一主軸編碼器5和一主軸6供電；所述主軸6包括多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器(11、12……In)及對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)(21,22……2η);所述伺服驅(qū)動(dòng)器(11、12……In)的輸出端連接所述對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)(21、22……2η);所述控制器3的通信端連接所述人機(jī)界面2的通信端，所述控制器3的控制端連接所述伺服驅(qū)動(dòng)器(11、12……In)的控制端、所述主軸編碼器5的控制端和所述刀庫(kù)4的控制端；所述控制器3還連接一按鈕開關(guān)7，用以啟動(dòng)和關(guān)閉所述基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)。所述人機(jī)界面2是一液晶觸摸屏。所述刀庫(kù)4是一安裝多種鉆孔加工刀具的刀具庫(kù)。所述主軸編碼器5是一脈沖編碼器，并且連接于所述主軸6上，用于檢測(cè)主軸6轉(zhuǎn)角。所述伺服驅(qū)動(dòng)器是交流伺服驅(qū)動(dòng)器，對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)是交流伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器是直流伺服驅(qū)動(dòng)器，對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)是直流伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器是步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器，對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)是步進(jìn)伺服電機(jī)。人機(jī)界面(Human Machine Interaction,簡(jiǎn)稱HMI),又稱用戶界面或使用者界面。是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示和用戶加工數(shù)據(jù)輸入的作用。本發(fā)明還提供一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)在進(jìn)行工件加工時(shí)，用戶能夠手動(dòng)輸入孔號(hào)，當(dāng)所述系統(tǒng)完成當(dāng)前工序后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到所述孔號(hào)對(duì)應(yīng)的孔位進(jìn)行工件加工操作。所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶能夠設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表；所述輸入工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表的方式為手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)表或U盤導(dǎo)入數(shù)據(jù)表。所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶能夠直接進(jìn)行手動(dòng)操作；所述直接進(jìn)行手動(dòng)操作包括主軸和水泵啟停操作、X、Y、Z三軸點(diǎn)動(dòng)定位操作和跳孔加工操作。所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶按“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)加工模式；用戶通過(guò)改變當(dāng)前進(jìn)給倍率來(lái)改變當(dāng)前加工的進(jìn)刀量；用戶通過(guò)改變鉆出倍率來(lái)改變刀具鉆通工件時(shí)的進(jìn)刀量。所述系統(tǒng)在自動(dòng)加工時(shí)通過(guò)人機(jī)界面選擇孔加工方式；提供選擇的孔加工方式有:中心孔引孔方式、單次鉆孔方式和啄鉆加工方式。如圖2所示，圖2是本發(fā)明一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床數(shù)控系統(tǒng)的控制方法的程序流程圖。當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)初始化后等待用戶操作命令；此時(shí)，用戶可以選擇設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表，也可以選擇手動(dòng)操作，還可以直接按“啟動(dòng)”按鈕使系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)加工。其中，選擇設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表可以通過(guò)手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)表或通過(guò)U盤導(dǎo)入數(shù)據(jù)表；手動(dòng)操作可進(jìn)行主軸和水泵的啟停操作、XYZ三軸點(diǎn)動(dòng)定位操作和跳孔加工操作；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)加工時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)主軸和水泵，然后根據(jù)當(dāng)前人機(jī)界面上的孔號(hào)得到目標(biāo)位置XYZ三軸坐標(biāo)、進(jìn)給速度和鉆孔參數(shù)，之后進(jìn)行機(jī)床XYZ三軸快速定位，系統(tǒng)根據(jù)人機(jī)界面中的孔加工方式進(jìn)行判:選擇中心孔引孔方式則系統(tǒng)獲取鉆引孔深度進(jìn)行鉆中心孔的參數(shù)進(jìn)行引孔加工；選擇單次鉆孔方式則系統(tǒng)獲取鉆出深度進(jìn)行鉆孔、攻絲至鉆出深度，一次鉆完全部孔深，中途不進(jìn)行退刀排削；選擇啄鉆加工方式則系統(tǒng)將按鉆孔參數(shù)設(shè)定多次退刀進(jìn)行排削處理，直到加工完成，并隨時(shí)判斷當(dāng)前孔位是否結(jié)束，如果還沒(méi)結(jié)束則繼續(xù)進(jìn)給加工，如果結(jié)束了則根據(jù)人機(jī)界面中是否有手動(dòng)輸入的孔號(hào)，若有則根據(jù)手動(dòng)輸入的孔號(hào)重新取得目標(biāo)位置XYZ三軸坐標(biāo)、進(jìn)給速度和鉆孔參數(shù)后繼續(xù)進(jìn)行任意跳轉(zhuǎn)孔號(hào)加工，若沒(méi)有則孔號(hào)自動(dòng)加1，并判斷是否全部孔位加工完成，若未加工完全部孔位則重新取得目標(biāo)位置XYZ三軸坐標(biāo)、進(jìn)給速度和鉆孔參數(shù)后繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)給加工，直至數(shù)據(jù)表中全部孔位加工完成，當(dāng)全部孔加工完成則停止主軸和水泵并將XYZ三軸返回原點(diǎn)，刀具退出工件返回原點(diǎn)，結(jié)束加工操作。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制程序和用戶界面靈活多變，能夠簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床操作，有效地降低勞動(dòng)強(qiáng)度；功能完善，安全可靠；自動(dòng)加工時(shí)可改變進(jìn)給倍率來(lái)改變刀具進(jìn)給速度，可改變鉆出倍率來(lái)改變鉆通工件時(shí)的進(jìn)給速度，自動(dòng)加工中可任意選孔加工，不改變用戶數(shù)據(jù)，通過(guò)選擇按鈕就可以實(shí)現(xiàn)不同加工方式轉(zhuǎn)換，可選擇的加工方式有:中心孔引孔方式、單次鉆孔方式和啄鉆加工方式；操作使用簡(jiǎn)便，能夠方便地對(duì)用戶界面進(jìn)行修改。上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，包括一電源，其特征在于:所述電源為一人機(jī)界面、一控制器、一的刀庫(kù)、一主軸編碼器和一主軸供電；所述主軸包括多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器及對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接所述對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述控制器的通信端連接所述人機(jī)界面的通信端，所述控制器的控制端連接所述伺服驅(qū)動(dòng)器的控制端、所述主軸編碼器的控制端和所述刀庫(kù)的控制端；所述控制器還連接一按鈕開關(guān)，用以啟動(dòng)和關(guān)閉所述基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，其特征在于:所述人機(jī)界面是一液晶觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，其特征在于:所述刀庫(kù)是一安裝多種鉆孔加工刀具的刀具庫(kù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，其特征在于:所述主軸編碼器是一脈沖編碼器，并且連接于所述主軸上，用于檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，其特征在于:所述伺服驅(qū)動(dòng)器是交流伺服驅(qū)動(dòng)器、直流伺服驅(qū)動(dòng)器或步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器；所述伺服電機(jī)是交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)或步進(jìn)伺服電機(jī)。
6.一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)在進(jìn)行工件加工時(shí)，用戶能夠手動(dòng)輸入孔號(hào)，當(dāng)所述系統(tǒng)完成當(dāng)前工序后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到所述孔號(hào)對(duì)應(yīng)的孔位進(jìn)行工件加工操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶能夠設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表；所述設(shè)置工件數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)表的方式為手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)表或U盤導(dǎo)入數(shù)據(jù)表。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶能夠直接進(jìn)行手動(dòng)操作；所述直接進(jìn)行手動(dòng)操作包括主軸和水泵啟停操作、XYZ三軸點(diǎn)動(dòng)定位操作和跳孔加工操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)開機(jī)初始化后，用戶按“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)加工模式；用戶通過(guò)改變當(dāng)前進(jìn)給倍率來(lái)改變當(dāng)前加工的進(jìn)刀量；用戶通過(guò)改變鉆出倍率來(lái)改變刀具鉆通工件時(shí)的進(jìn)刀量。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述系統(tǒng)在自動(dòng)加工時(shí)通過(guò)人機(jī)界面選擇孔加工方式；提供選擇的孔加工方式有:中心孔弓I孔方式、單次鉆孔方式和啄鉆加工方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于人機(jī)界面與控制器結(jié)合的數(shù)控鉆床系統(tǒng)，包括一電源，其特征在于所述電源為一人機(jī)界面、一控制器、一的刀庫(kù)、一主軸編碼器和一主軸供電；所述主軸包括多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器及對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)；所述控制器的通信端連接所述人機(jī)界面的通信端，控制端連接所述伺服驅(qū)動(dòng)器的控制端、主軸編碼器的控制端和刀庫(kù)的控制端；所述伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接所述對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)。本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制程序和用戶界面靈活多變，能夠簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床操作，有效地降低勞動(dòng)強(qiáng)度；功能完善，安全可靠；操作使用簡(jiǎn)便，能夠方便地對(duì)用戶界面進(jìn)行修改，滿足用戶不同的使用要求。
文檔編號(hào)B23B39/24GK103111655SQ20131002102
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者洪浩 申請(qǐng)人:福州閩侯精鉆機(jī)械廠