專利名稱：嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置。
技術(shù)背景目前國內(nèi)鉆床的數(shù)控系統(tǒng)大都采用PC機加運動控制卡結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的鉆床控制系統(tǒng)價格高，體積大，系統(tǒng)穩(wěn)定性受PC機影響。除此之外機床的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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；而采用單片機為核心 的鉆床控制器運算速度低且功能簡單，無法滿足鉆床日益提高的多功能和開放性要求。
發(fā)明內(nèi)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(shù)控鉆 床控制裝置。上述實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，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(qū)動器連接伺服電機，所述的外部端子板通過變頻器連接 鉆頭電機，所述的接口 VGA連接示教盒。所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，所述的固高嵌入式運動控制器通過X軸伺服驅(qū) 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(qū)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(qū)動器連接Z軸伺服電機。所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，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(qū)動器連接伺服電機有一組。這個技術(shù)方案有以下有益效果1.本實用新型采用模塊化的軟硬件設(shè)計方法，其中運動控制器、示教盒、PLC各盡 其能，最大限度發(fā)揮了各自的特點。2.本實用新型采用開放性較好的數(shù)字運動控制器嵌入PC機的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)整個數(shù)控 鉆的運動控制功能，不但使鉆床機械結(jié)構(gòu)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(wěn)定性；利用PLC對I/O信號集中處理，減輕運動控制器的負擔，便于系統(tǒng) 的維護，提高系統(tǒng)的擴展性和可移植性。3.本實用新型示教盒的開發(fā)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(jié)構(gòu)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，便于系統(tǒng)的維護和擴展。

圖1是本實用新型的嵌入式數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)控鉆床控制裝置，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(qū)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連接鉆頭電機10，所述的接口 VGA4連接 示教盒11。所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，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(qū)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(qū)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(qū)動器16連 接Z軸伺服電機17。所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)，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(shù)控鉆床控制裝置，所述的伺服驅(qū)動器連接伺服電機有一組。工作方法所述的數(shù)控系統(tǒng)軟件、人機交互界面、示教盒驅(qū)動程序都用Visual C++6.0編程軟 件結(jié)合微軟的MFC類庫在Win CE操作系統(tǒng)平臺上開發(fā)；控制系統(tǒng)人機交互界面包括狀態(tài)顯 示、參數(shù)設(shè)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以脈沖方式對鉆床 的X軸、Y軸、Z軸伺服電機進行控制，從而實現(xiàn)鉆床位置的準確定位，伺服電機工作于位置 模式；固高嵌入式運動控制器同時以發(fā)模擬量的方式來控制變頻器，從而控制鉆頭的轉(zhuǎn)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(xiàn)由上位機界面和示教盒來完成所有的運動控制輸 入，并且對加工過程進行實時的監(jiān)控。工作方法所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)以固高嵌入式運動控制器為核心實現(xiàn)鉆床的精 確運動控制，固高嵌入式運動控制器將基于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(qū)動器連接，從而實現(xiàn)對電機的控制。采用由 Visual c++高級編程語言開發(fā)基于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，并利用VGA接口實現(xiàn)示教盒的狀態(tài)顯示功能。示教盒的數(shù)據(jù)處理和功能實 現(xiàn)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。工作方法所述的采用固高嵌入式運動控制器作為數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)的核心；固高嵌入式運動控制器是一種能獨立工作的已經(jīng)商品化的運動控制器，它主要由基于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(yè)PC和運動控制卡巧妙的結(jié)合在一起，建立了一種嵌入式運動控制器結(jié)構(gòu)。工作方法所述的采用基于PC機資源的示教盒作為操作者與系統(tǒng)的人機交互終端；示教盒 采用Visual c++高級編程語言開發(fā)，通過RS232與固高嵌入式運動控制器進行通訊，并利 用VGA接口實現(xiàn)狀態(tài)顯示功能；示教盒包括數(shù)據(jù)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(tài)顯示功能；其中數(shù)據(jù)處理和 功能實現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)狀態(tài)指示燈、操作按鈕等。
權(quán)利要求一種嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，其組成包括固高嵌入式運動控制器，其特征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(qū)動器連接伺服電機，所述的外部端子板通過變頻器連接鉆頭電機，所述的接口VGA連接示教盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，其特征是所述的固高嵌入式運 動控制器通過X軸伺服驅(qū)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(qū)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(qū)動器連接Z 軸伺服電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置，其特征是所述的單片機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(qū)動器連接伺 服電機有一組。
專利摘要嵌入式數(shù)控鉆床控制裝置。目前國內(nèi)鉆床的數(shù)控系統(tǒng)大都采用PC機加運動控制卡結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的鉆床控制系統(tǒng)價格高，體積大，系統(tǒng)穩(wěn)定性受PC機影響。嵌入式數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)，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(qū)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)連接鉆頭電機(10)，所述的接口VGA(4)連接示教盒(11)。本實用新型用于鉆床控制系統(tǒng)。
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(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者喬明, 劉鵬飛, 楊洪濤, 許家忠 申請人:哈爾濱理工大學