專利名稱：基于虛擬儀器的機床控制平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機床控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于虛擬儀器的機床控制平臺。
背景技術(shù)：
目前，在絕大部分的機械廠，機床上使用的速度檢測、加速度檢測以及其他信號的檢測一般均是使用動平衡儀裝置來測量測試，盡管它確實起到了重大的作用，而且可靠性和穩(wěn)定性也很好，但是由于自身所具備的功能還存在局限，價格也相當(dāng)?shù)陌嘿F。首先，在對信號分析方面，只能顯示信號的波形，不能對其進(jìn)行處理分析，所以對機床部件狀態(tài)的判斷
僅依靠波形的波動范圍；其次，雖然它具備友好的人機界面，但是它的操作還是比較復(fù)雜的，需要設(shè)置的部分比較多；最后，據(jù)了解一般的動平衡儀價格都需要幾萬，這相對于機床本身的造價而言，占了比較大的比重。為了克服動平衡儀的這些不便，尋找一種性價比更高，更方便地為工程師服務(wù)的系統(tǒng)，就成了當(dāng)務(wù)之急。虛擬儀器技術(shù)通常可實現(xiàn)故障檢測、設(shè)備監(jiān)測、系統(tǒng)控制等功能。隨著對智能化和簡捷化的不斷要求，人們花了很大的力氣來尋求新的技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量測試方法。目前，人們已經(jīng)開始使用虛擬機器技術(shù)來檢測機床的參數(shù)，進(jìn)而對其進(jìn)行控制。虛擬儀器，一種以計算機和測試模塊的硬件為基礎(chǔ)、以計算機軟件為核心所構(gòu)成的，并且在計算機顯示屏幕上虛擬的儀器面板，以及由計算機所完成的儀器功能，都可由用戶軟件來定義的計算機儀器。虛擬儀器的這個特性，完成了傳統(tǒng)硬件電路所不能完成的功能，同時其穩(wěn)定性也相對而言更高。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種功能強大、性價比高、開放性好的基于虛擬儀器的機床控制平臺。本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種基于虛擬儀器的機床控制平臺，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集電路、主控電路和安裝有虛擬儀器程序的計算機，所述數(shù)據(jù)采集電路與計算機相連，計算機與主控電路相連；數(shù)據(jù)采集電路用于采集機床回旋體在運行過程產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，并將所述聲發(fā)射信號輸出至計算機；計算機接收所述聲發(fā)射信號，并通過主控電路實施對機床的控制。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集電路為兩個。進(jìn)一步的，所述主控電路包括一 PLC。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點I、本實用新型提出的利用虛擬儀器技術(shù)來進(jìn)行機床控制，其功能強大、性價比高、開放性好；充分利用了計算機豐富的軟硬件資源，由計算機直接讀數(shù)、分析處理；基于相同的硬件，可實現(xiàn)不同的虛擬儀器。2、虛擬儀器基于計算機技術(shù)的開放靈活的功能模塊，可構(gòu)成多種測量儀器，可完全取代傳統(tǒng)儀器在現(xiàn)實生活中得實際作用。[0012]3、更具備安全性和穩(wěn)定性，因為減少了外圍電路的設(shè)計，所以受外界因素的影響也因此而減少。4、計算機的輸出數(shù)據(jù)可以直接傳輸給NC和PLC，進(jìn)而控制機床的相關(guān)操作；在沒有運行NC和PLC的同時，也可以借助少量的外部輔助控制電路，進(jìn)行控制。5、本實用新型合理地利用了現(xiàn)有的計算機資源，符合環(huán)保、低碳的要求，具有非常顯著的社會經(jīng)濟利益。

圖I為虛擬儀器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型所述機床控制平臺的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為數(shù)據(jù)采集的硬件電路組成圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種基于虛擬儀器的機床控制平臺，該機床控制平臺以西門子數(shù)控系統(tǒng)為機床操作系統(tǒng)的前提，將虛擬技術(shù)與數(shù)控系統(tǒng)合理地結(jié)合起來，在檢測機床各部分運行狀態(tài)的同時，能夠結(jié)合PLC共同控制機床的相關(guān)操作，并作為一種新的技術(shù)方案，希望以此來取代動平衡儀裝置在數(shù)控機床中的作用。如圖I所示，虛擬儀器系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理和相關(guān)控制部分都通過虛擬儀器，即包含有虛擬儀器程序的計算機終端來實現(xiàn)，以此取代傳統(tǒng)的硬件電路。虛擬儀器能夠完成硬件所不能完成的功能，也不會受到外界因素的影響，同時也降低了機床本身的造價成本。如圖2、3所示，本實用新型所述的基于虛擬儀器的機床控制平臺包括數(shù)據(jù)采集電路、主控電路和安裝有虛擬儀器程序的計算機，所述數(shù)據(jù)采集電路與計算機相連，計算機與主控電路相連；數(shù)據(jù)采集電路用于采集機床回旋體在運行過程產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(AE信號)，并將所述聲發(fā)射信號輸出至計算機；計算機接收所述聲發(fā)射信號，并通過主控電路實施對機床的控制。優(yōu)選的，所述主控電路包括一 PLC，數(shù)據(jù)采集電路包括傳感器、前置放大器、濾波器、模擬開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、取樣保持器和計算機接口等。本實用新型采用兩路數(shù)據(jù)采集電路對信號進(jìn)行采集，以增強信號的可靠性，所述數(shù)據(jù)采集電路為兩個。按照機床的實際運轉(zhuǎn)，不同的狀況，需要采取不同的控制方案，以下結(jié)合一個實施案例加以說明。本實用新型最初的設(shè)想是針對于砂輪的自動修整，因此以砂輪的自動修整為例，說明該系統(tǒng)的布置和實施方式。由于砂輪的自動修整，首先需要采集砂輪在磨削加工凸輪片的時候，其表面產(chǎn)生的AE信號，所以首先應(yīng)該借助外部的數(shù)據(jù)采集電路，對AE信號采集并將之送往計算機，計算機對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、處理和分析。在磨削加工過程中，由于砂輪與凸輪片之間的磨削作用，造成砂輪的表面被磨損，這將會嚴(yán)重影響到凸輪軸的精度。為了解決這個問題，必須要及時對砂輪進(jìn)行修整。計算機對AE信號處理后，通過主控PLC實施對機床的控制。如何對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先必須經(jīng)過不斷地實驗，由工程師來決定，在什么情況下，不需要修整砂輪，什么情況下必須修整砂輪。找到這兩者之間的中介值，保存這些中介值及允許范圍。根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析對比，最終判定。對采集的信號經(jīng)過處理分析后，當(dāng)信號分析值不在標(biāo)準(zhǔn)模塊值的范圍之內(nèi)時，將會根據(jù)故障的類型做相對應(yīng)的調(diào)整和控制；當(dāng)信號分析值符合標(biāo)準(zhǔn)模塊的要求時，對磨削過程中砂輪表面所產(chǎn)生信號的波形呈現(xiàn)出來。本實用新型不僅局限于上述具體實施方式
，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容，可以采用其它多種具體實施方式
實施本實用新型，因此，凡是采用本實用新型的設(shè)計結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計，都落入本實用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于虛擬儀器的機床控制平臺，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集電路、主控電路和計算機，所述數(shù)據(jù)采集電路與計算機相連，計算機與主控電路相連；數(shù)據(jù)采集電路用于采集機床回旋體在運行過程產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，并將所述聲發(fā)射信號輸出至計算機；計算機接收所述聲發(fā)射信號，并通過主控電路實施對機床的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于虛擬儀器的機床控制平臺，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集電路為兩個。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于虛擬儀器的機床控制平臺，其特征在于，所述主控電路包括一 PLC。
專利摘要本實用新型提供了一種基于虛擬儀器的機床控制平臺，包括數(shù)據(jù)采集電路、主控電路和安裝有虛擬儀器程序的計算機，所述數(shù)據(jù)采集電路與計算機相連，計算機與主控電路相連；數(shù)據(jù)采集電路用于采集機床回旋體在運行過程產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，并將所述聲發(fā)射信號輸出至計算機；計算機接收所述聲發(fā)射信號，并通過主控電路實施對機床的控制。本實用新型提出的利用虛擬儀器技術(shù)來進(jìn)行機床控制，其功能強大、性價比高、開放性好；充分利用了計算機豐富的軟硬件資源，由計算機直接讀數(shù)、分析處理；基于相同的硬件，可實現(xiàn)不同的虛擬儀器，可完全取代傳統(tǒng)儀器在現(xiàn)實生活中得實際作用。
文檔編號G05B19/414GK202771220SQ201220318250
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者鄭崇偉, 戴瑜興, 張正江, 曾國強, 王環(huán), 溫?zé)铈? 寧勇, 潘彬 申請人:溫州大學(xué)