用于數(shù)控設(shè)備的一體式數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種一體式數(shù)控系統(tǒng)，其包括人機(jī)界面和控制單元兩大部分，控制單元包括控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊，其中，控制單元的各模塊集成安裝在同一底板上，并通過底板電路板布線實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信號(hào)連接，其簡(jiǎn)化了數(shù)控系統(tǒng)的集成難度，節(jié)省了人工布線，縮短了定位故障點(diǎn)所需的時(shí)間，使數(shù)控設(shè)備的控制柜內(nèi)更簡(jiǎn)潔和美觀。
【專利說明】用于數(shù)控設(shè)備的一體式數(shù)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)，具體涉及用于數(shù)控設(shè)備的模塊化數(shù)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的用于數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)包括控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、和電源單元。控制單元是數(shù)控系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)人機(jī)交互并發(fā)出控制指令。驅(qū)動(dòng)單元控制數(shù)控系統(tǒng)的位置執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)，一般根據(jù)電機(jī)類型分為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器或伺服驅(qū)動(dòng)器，其接收控制單元發(fā)出的控制指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作，將數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置送到指定位置。電源單元負(fù)責(zé)將輸入的220V或380V的交流工業(yè)用電轉(zhuǎn)換成數(shù)控系統(tǒng)中各單元所需的電壓。數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令完成對(duì)待加工工件的加工，數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置可以是電主軸、激光器等。此外，數(shù)控系統(tǒng)還可以包括保護(hù)單元，其對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備提供安全保障，例如為空氣開關(guān)、防雷模塊等。數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)單元為獨(dú)立單元，一般由不同的生產(chǎn)廠商提供，數(shù)控系統(tǒng)的各單元彼此之間通過大量的線纜連接起來。這些會(huì)導(dǎo)致以下問題:
[0003]一、數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)商在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)集成時(shí)，使用不同廠商生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)的各單元，各個(gè)單元之間如果配合不好，不僅不能夠發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的最佳性能，還會(huì)導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)工作不穩(wěn)定；
[0004]二、數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)商在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)集成時(shí)，需要使用大量各種規(guī)格的線纜以用于數(shù)控系統(tǒng)各單元彼此之間的連接，這既增加了系統(tǒng)成本，又增加了操作人員的工作量，同時(shí)對(duì)操作人員的技能有較高要求；
[0005]三、數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，從復(fù)雜的連接線纜當(dāng)中定位故障點(diǎn)需要花費(fèi)維護(hù)人員大量的時(shí)間，并且需要維護(hù)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)各單元進(jìn)行維修更換時(shí)，需要拆卸連接在其上的連接線纜，這不僅容易損壞線纜也容易導(dǎo)致安裝錯(cuò)誤；
[0006]四、大量的連接線纜的存在使數(shù)控設(shè)備的控制柜內(nèi)顯得復(fù)雜，且占用較多空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種一體式數(shù)控系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化數(shù)控系統(tǒng)的集成難度、節(jié)省人工布線、縮短定位故障點(diǎn)所需的時(shí)間、使數(shù)控設(shè)備的控制柜內(nèi)更簡(jiǎn)潔和美觀。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)，包括具有人機(jī)交互功能的人機(jī)界面和控制單元，其中，控制單元包括:控制模塊，其根據(jù)待加工工件的加工程序產(chǎn)生并發(fā)出控制指令；驅(qū)動(dòng)模塊，其根據(jù)來自控制模塊的控制指令來驅(qū)動(dòng)數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置，以對(duì)待加工工件進(jìn)行加工；電源模塊，其將輸入的工業(yè)用電轉(zhuǎn)換為數(shù)控系統(tǒng)中所需的電壓，其特征在于，控制單元的各模塊集成安裝在同一底板上，并通過底板電路板布線實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信號(hào)連接。
[0009]利用上述配置的數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)中控制單元的各模塊及所述底板之間沒有任何外部連線，從而簡(jiǎn)化了數(shù)控系統(tǒng)的集成難度，節(jié)省了人工布線，縮短了定位故障點(diǎn)所需的時(shí)間，使數(shù)控設(shè)備的控制柜內(nèi)更簡(jiǎn)潔和美觀。
[0010]優(yōu)選地，控制單元的各模塊通過接插件與所述底板進(jìn)行信號(hào)連接，各模塊及所述底板之間沒有任何外部連線。
[0011]利用該配置的數(shù)控系統(tǒng)，控制單元的各模塊可以方便地安裝在所述底板上，不需要焊接即可實(shí)現(xiàn)控制單元的各模塊與所述底板之間的信號(hào)連接。
[0012]優(yōu)選地，控制單元的各模塊采用臥式安裝方式通過接插件可拆卸地安裝于所述底板上，并通過安裝柱固定。
[0013]利用該配置的數(shù)控系統(tǒng)，控制單元的各模塊可以牢固地固定在所述底板上，并且方便各模塊的維修、更換等。
[0014]優(yōu)選地，控制單元的各模塊上都有安裝有把手，各把手通過針腳焊接方式安裝在各模塊電路板上。例如，各把手可以安裝在各模塊電路板上靠近接插件的位置。
[0015]利用該配置的數(shù)控系統(tǒng)，方便從所述底板上拆卸各模塊，而不會(huì)損壞各模塊及其接插件，方便各模塊的維修、更換等。
[0016]優(yōu)選地，所述底板上布置有數(shù)控設(shè)備接口，用于與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行信號(hào)連接，數(shù)控設(shè)備接口通過底板電路板布線與控制單元的各模塊進(jìn)行信號(hào)連接。
[0017]利用該配置的數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的各模塊進(jìn)行維修和更換時(shí)不需要破壞數(shù)控設(shè)備控制柜內(nèi)的任何原有連線。
[0018]優(yōu)選地，使用屏蔽罩來保護(hù)控制模塊，以降低其它模塊對(duì)其的影響。
[0019]利用上述配置的數(shù)控系統(tǒng)，可以降低其它模塊對(duì)控制模塊的例如空間磁場(chǎng)干擾坐寸ο
[0020]優(yōu)選地，在底板電路板布線中通過隔離器件將低電壓控制信號(hào)線路與高電壓大功率信號(hào)線路完全隔離，以避免信號(hào)干擾。
[0021]利用上述配置的數(shù)控系統(tǒng)，可以避免信號(hào)在傳輸線路中的相互干擾。
[0022]優(yōu)先地，根據(jù)數(shù)控設(shè)備的不同，所述底板上還布置有用于控制數(shù)控設(shè)備中加工執(zhí)行裝置的主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制模塊、用于數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出擴(kuò)展的I/o擴(kuò)展模塊、用于控制數(shù)控設(shè)備中加工執(zhí)行裝置的緊急制動(dòng)的抱閘控制模塊、或用于控制數(shù)控設(shè)備進(jìn)行圖像識(shí)別的圖像識(shí)別控制模塊(例如，CCD控制模塊)。
[0023]利用該配置的數(shù)控系統(tǒng)，可以滿足不同數(shù)控設(shè)備的需求。
[0024]優(yōu)選地，底板電路板布線包括NBus總線，NBus總線包括多路直選輸入線路和一路串行總線。
[0025]優(yōu)選地,控制單元的各模塊都具有狀態(tài)檢測(cè)元件或狀態(tài)指示元件,各狀態(tài)檢測(cè)元件所檢測(cè)到的狀態(tài)或各狀態(tài)指示元件所指示的狀態(tài)(例如，故障狀態(tài))被分類為不同響應(yīng)級(jí)別，以利用不同響應(yīng)級(jí)別的中斷請(qǐng)求分別通過不同的直選輸入線路通知控制模塊，控制模塊根據(jù)所接收到的中斷請(qǐng)求的響應(yīng)級(jí)別通過串行總線來查詢各模塊的狀態(tài)，并執(zhí)行響應(yīng)(例如，關(guān)閉電源)。
[0026]優(yōu)選地，將數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的狀態(tài)或狀態(tài)指示裝置所指示的狀態(tài)分類為不同響應(yīng)級(jí)別，以利用不同響應(yīng)級(jí)別的中斷請(qǐng)求分別通過不同的直選輸入線路通知控制模塊，控制模塊根據(jù)所接收到的中斷請(qǐng)求的響應(yīng)級(jí)別通過串行總線來查詢數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)，并執(zhí)行響應(yīng)(例如，向數(shù)控設(shè)備的開關(guān)裝置等發(fā)送控制指令)。
[0027]利用上述配置的數(shù)控系統(tǒng)，控制模塊無須輪詢各模塊及數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)，減輕了控制模塊的處理負(fù)擔(dān)。此外，將各模塊及數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)分成不同響應(yīng)級(jí)別，可以有效地控制事件通知控制模塊的時(shí)機(jī)，保證了事件響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。同時(shí)，各模塊的狀態(tài)指示元件使得可以方便地在線觀察各模塊的狀態(tài)。
[0028]優(yōu)選地，底板電路板布線中的NBus總線具有外部擴(kuò)展接口，用于數(shù)控系統(tǒng)的單元擴(kuò)展。
[0029]上述配置的數(shù)控系統(tǒng)具有增強(qiáng)的可擴(kuò)展性，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)需要擴(kuò)展單元時(shí)，新單元直接與NBus總線的外部擴(kuò)展接口連接即可。
[0030]優(yōu)選地，人機(jī)界面與控制單元彼此分離，所述底板上布置有人機(jī)界面接口，人機(jī)界面與控制單元彼此通過人機(jī)界面接口進(jìn)行信號(hào)連接，人機(jī)界面接口通過底板電路板布線與控制單元的各模塊進(jìn)行信號(hào)連接。
[0031]上述配置的數(shù)控系統(tǒng)使低實(shí)時(shí)性要求的人機(jī)交互任務(wù)與高實(shí)時(shí)性要求的控制任務(wù)分離，提高了控制單元的實(shí)時(shí)性與可靠性，并且方便數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)商定制不同風(fēng)格的人機(jī)界面。
[0032]優(yōu)選地，人機(jī)界面為手持式設(shè)備，包括:急停開關(guān)，用于在緊急情況下切斷數(shù)控設(shè)備的電源；觸摸屏，用于接受用戶輸入以及顯示數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)。
[0033]優(yōu)選地，人機(jī)界面為USB主設(shè)備或USB從設(shè)備，其與USB從設(shè)備(例如，U盤)連接以從USB從設(shè)備中讀取加工程序，與USB主設(shè)備(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī))連接以通過USB主設(shè)備對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和狀態(tài)診斷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]結(jié)合以下附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例實(shí)施例，附圖中:
[0035]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0036]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)框圖；
[0037]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的NBus總線中的直選輸入線路的示例；
[0038]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)控系統(tǒng)中控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的把手的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2示出了示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)框圖。
[0041]如圖1所示，數(shù)控系統(tǒng)包括人機(jī)界面和控制單元，人機(jī)界面和控制單元為彼此分離的兩大部分。人機(jī)界面與控制單元之間可以通過ModBus總線、VGA總線、或LVDS總線等數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信號(hào)連接。
[0042]人機(jī)界面具有人機(jī)交互功能，包括信息的輸入和輸出。如圖1所示，人機(jī)界面可以包括急停開關(guān)和觸摸屏，急停開關(guān)用于在緊急情況下切斷數(shù)控設(shè)備的電源，觸摸屏用于接受用戶的輸入以及顯示數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)。作為替換，人機(jī)界面可以包括按鍵和顯示屏來代替觸摸屏，按鍵用于接受用戶的輸入，顯示屏用于顯示數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)。例如，人機(jī)界面可以為手持式設(shè)備，其可以通過彈簧電纜與控制單元連接，可以通過安裝在數(shù)控設(shè)備的控制柜上的卡座固定，也可以被取下，以方便操作人員在近距離觀察待加工工件的同時(shí)執(zhí)行操控。此外，人機(jī)界面可以為USB主設(shè)備或USB從設(shè)備，其可以與USB從設(shè)備(例如，U盤)連接以從USB從設(shè)備中讀取加工程序并將其導(dǎo)入控制單元，也可以與USB主設(shè)備(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī))連接以通過USB主設(shè)備上的軟件對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和狀態(tài)診斷。
[0043]控制單元進(jìn)一步包括控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊三大功能模塊?？刂颇K根據(jù)待加工工件的加工程序產(chǎn)生并發(fā)出控制指令。驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)來自控制模塊的控制指令來驅(qū)動(dòng)數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置，以對(duì)待加工工件進(jìn)行加工。電源模塊將輸入的工業(yè)用電轉(zhuǎn)換為數(shù)控系統(tǒng)中所需的電壓。
[0044]控制單元的各模塊集成安裝在同一底板上，并通過底板電路板布線實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信號(hào)連接。該示例實(shí)施例中，底板電路板布線包括NBus總線(如圖2所示)，NBus總線包括多路直選輸入線路和一路串行總線(例如，RS485、CAN總線等)。直選輸入線路的作用是通過中斷請(qǐng)求通知控制模塊有中斷事件產(chǎn)生，要求控制模塊查詢并響應(yīng)。多路直選輸入線路分別對(duì)應(yīng)于不同響應(yīng)級(jí)別的中斷請(qǐng)求。例如，控制單元的各模塊可以具有狀態(tài)檢測(cè)/指示元件?？刂茊卧懈髂K的狀態(tài)檢測(cè)/指示元件所檢測(cè)/指示的狀態(tài)、以及數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)/指示裝置所檢測(cè)/指示的狀態(tài)被分類為不同響應(yīng)級(jí)別，以利用不同響應(yīng)級(jí)別的中斷請(qǐng)求通過不同的直選輸入線路通知控制模塊，控制模塊接收到中斷請(qǐng)求后，根據(jù)中斷請(qǐng)求的響應(yīng)級(jí)別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)通過串行總線查詢狀態(tài)詳情，并執(zhí)行響應(yīng)。例如，控制單元中控制模塊的狀態(tài)檢測(cè)/指示元件可以檢測(cè)/指示其連線(例如，NBus總線)、輸入、輸出、環(huán)境溫度、濕度等狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)模塊的狀態(tài)檢測(cè)/指示元件可以檢測(cè)/指示其連線、輸入和輸出的電壓、電流等狀態(tài)，電源模塊的狀態(tài)檢測(cè)/指示元件可以檢測(cè)/指示其連線、輸入和輸出的電壓、電流等狀態(tài)。例如，控制單元中各模塊的狀態(tài)檢測(cè)/指示元件可以為傳感器、板載LED等。通過NBus總線傳送給控制模塊的狀態(tài)信息可以被顯示在人機(jī)界面中。如圖2所示，控制模塊可以根據(jù)所查詢到的狀態(tài)詳情向數(shù)控設(shè)備的開關(guān)裝置等發(fā)送控制指令。
[0045]控制模塊是數(shù)控系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)加工程序載入、G代碼解釋、和可編程控制等。例如，控制模塊可以為3軸步進(jìn)電機(jī)控制器。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)模塊可以為X軸驅(qū)動(dòng)模塊、Y軸驅(qū)動(dòng)模塊、和Z軸驅(qū)動(dòng)模塊，如圖2所示。X軸、Y軸組成平面聯(lián)動(dòng)，Z軸為位置隨動(dòng)系統(tǒng)，通過位置傳感器使Z軸與待加工工件表面保持固定距離。此外，根據(jù)數(shù)控設(shè)備的不同，控制模塊也可以被實(shí)現(xiàn)為更多軸驅(qū)動(dòng)模塊控制器，驅(qū)動(dòng)模塊也可以被實(shí)現(xiàn)為更多軸驅(qū)動(dòng)模塊。
[0046]如圖2所示，控制模塊(例如，3軸步進(jìn)電機(jī)控制器)可以向驅(qū)動(dòng)模塊(例如，X軸驅(qū)動(dòng)模塊、Y軸驅(qū)動(dòng)模塊、和Z軸驅(qū)動(dòng)模塊)發(fā)送控制脈沖信號(hào)和方向信號(hào)，并通過NBus總線來查詢各驅(qū)動(dòng)模塊的狀態(tài)以及向各驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令。
[0047]電源模塊接受220V或380V的交流工業(yè)用電輸入，例如，如圖2所示，提供I路24V直流電源和3路36V直流電源，其中，I路24V直流電源用于為控制模塊供電，3路36V直流電源用于為驅(qū)動(dòng)模塊(例如，X軸驅(qū)動(dòng)模塊、Y軸驅(qū)動(dòng)模塊、和Z軸驅(qū)動(dòng)模塊)供電?？刂颇K可以通過底板電路板布線中的NBus總線查詢電源模塊的狀態(tài)，并控制電源模塊的開啟、關(guān)閉等功能。此外，電源模塊還可以為控制模塊的輸入(例如，數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)/指示裝置等)和輸出(例如，數(shù)控設(shè)備的開關(guān)裝置等)供電。
[0048]此外，如圖2所示，NBus總線可以具有外部擴(kuò)展接口，用于數(shù)控系統(tǒng)的單元擴(kuò)展，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)需要擴(kuò)展單元時(shí)，新單元直接與NBus總線的外部擴(kuò)展接口連接即可。
[0049]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的NBus總線中的直選輸入線路的示例。如圖3所示，直選輸入線路可以通過OC門電路實(shí)現(xiàn)。
[0050]例如，NBus總線中的直選輸入線路可以為3路，S卩，DIS[2:0]。例如，DIS[0]用于急停事件組，事件產(chǎn)生后，要求數(shù)控設(shè)備立即以最大加速度停止運(yùn)動(dòng)，需要重建數(shù)控設(shè)備坐標(biāo)系，該類事件例如由限位開關(guān)、報(bào)警裝置等產(chǎn)生。DIS[1]用于暫停事件組，事件產(chǎn)生后，要求數(shù)控設(shè)備暫停運(yùn)動(dòng)，不需要重建數(shù)控設(shè)備坐標(biāo)系，該類事件例如由暫停按鈕、警告裝置等產(chǎn)生。DIS[2]用于常規(guī)事件組，事件產(chǎn)生后，不要求數(shù)控系統(tǒng)立即響應(yīng)，該類事件由用戶按鈕、常規(guī)狀態(tài)指示等產(chǎn)生。
[0051]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)控系統(tǒng)中控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的把手的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]如圖4所示，控制單元的控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊集成安裝在同一底板上。各模塊均采用臥式安裝方式，使各模塊電路板的重心較低，從而可以將諸如驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊之類的較重模塊牢固地固定在所述底板上。各模塊通過接插件可拆卸地安裝于所述底板上，并通過安裝柱與所述底板進(jìn)行固定。而且，各模塊通過接插件與所述底板進(jìn)行信號(hào)連接，各模塊及所述底板之間沒有任何外部連線。該情況下，接插件的引腳數(shù)可能較多，從而在拆卸各模塊時(shí)可能需要施加較大的力。但是，當(dāng)施力不均勻時(shí)，容易造成模塊電路板或接插件的損壞。該示例實(shí)施例中，控制單元的各模塊上都有安裝有把手，各把手通過針腳焊接方式安裝在各模塊電路板上靠近接插件的位置，以方便各模塊的拆卸。如圖5所示，把手的針腳以預(yù)定間隔排列，從而在提拉把手時(shí)，接插件附近的電路板受力均勻，接插件的所有插針幾乎同時(shí)拔離插座。
[0053]如圖4所示，所述底板上還布置有用于引入工業(yè)用電的電源接口、用于數(shù)控系統(tǒng)的單元擴(kuò)展的擴(kuò)展接口(例如，NBus總線的外部擴(kuò)展接口)、用于與人機(jī)界面進(jìn)行信號(hào)連接的人機(jī)界面接口、以及用于與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行信號(hào)連接的數(shù)控設(shè)備接口，各接口均通過底板電路板布線與控制單元的各模塊進(jìn)行信號(hào)連接。此外，所述底板上還可以布置有以太網(wǎng)接口等，控制單元的控制模塊可以通過以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0054]此外，為了使數(shù)控系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定地工作?？梢允褂闷帘握謥肀Ｗo(hù)控制模塊，以降低其他模塊對(duì)其的影響(例如，空間磁場(chǎng)干擾等)。另外，可以在底板電路板布線中通過隔離器件將低電壓控制信號(hào)線路與高電壓大功率信號(hào)(例如，供電信號(hào))線路完全隔離，以避免信號(hào)在傳輸線路中的相互干擾。
[0055]此外，根據(jù)數(shù)控設(shè)備的不同，所述底板上還可以布置有以下模塊:轉(zhuǎn)速控制模塊，用于加工執(zhí)行裝置為電主軸的數(shù)控設(shè)備，以控制電主軸的轉(zhuǎn)速；1/0擴(kuò)展模塊，用于需求I/O數(shù)量較多的數(shù)控系統(tǒng)，例如，當(dāng)數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置為工裝夾具、刀庫等時(shí)，用于數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出擴(kuò)展；抱閘控制模塊，用于突然斷電時(shí)要求加工執(zhí)行裝置的垂直軸下降距離較小的數(shù)控設(shè)備，以控制數(shù)控設(shè)備中加工執(zhí)行裝置的緊急制動(dòng)；或者圖像識(shí)別控制模塊，用于需要進(jìn)行圖像識(shí)別的數(shù)控設(shè)備，以控制數(shù)控設(shè)備進(jìn)行圖像識(shí)別(例如，通過CCD(電荷耦合元件)圖像傳感器等)。
[0056]本發(fā)明可用于連續(xù)軌跡控制，如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、雕刻機(jī)、激光切割機(jī)、激光焊接機(jī)、激光雕刻機(jī)、數(shù)控沖壓機(jī)床、快速成型機(jī)、超聲焊接機(jī)、水射流切割、電路板特型銑、晶片切割機(jī)等數(shù)控設(shè)備。
[0057]以上對(duì)本發(fā)明的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述是為了說明和描述的目的而提供。不是為了窮盡或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。顯然，許多變型和改變對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。實(shí)施例的選擇和描述是為了最佳地說明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例和適于特定使用預(yù)期的各種變型。本發(fā)明的實(shí)施例可以省略上述技術(shù)特征中的一些技術(shù)特征，僅解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的部分技術(shù)問題。而且，所公開的技術(shù)特征可以進(jìn)行任意組合。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物來限定，本領(lǐng)域技術(shù)其他人員可以對(duì)所附權(quán)利要求中所公開的技術(shù)方案進(jìn)行各種變型和組合。
【權(quán)利要求】
1.一種用于數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)，包括具有人機(jī)交互功能的人機(jī)界面和控制單元，其中，控制單元包括: 控制模塊，其根據(jù)待加工工件的加工程序產(chǎn)生并發(fā)出控制指令； 驅(qū)動(dòng)模塊，其根據(jù)來自控制模塊的控制指令來驅(qū)動(dòng)數(shù)控設(shè)備的加工執(zhí)行裝置，以對(duì)待加工工件進(jìn)行加工； 電源模塊，其將輸入的工業(yè)用電轉(zhuǎn)換為數(shù)控系統(tǒng)中所需的電壓， 其特征在于，控制單元的各模塊集成安裝在同一底板上，并通過底板電路板布線實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，控制單元的各模塊通過接插件與所述底板進(jìn)行信號(hào)連接，各模塊及所述底板之間沒有任何外部連線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，控制單元的各模塊采用臥式安裝方式通過接插件可拆卸地安裝于所述底板上，并通過安裝柱固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，控制單元的各模塊上都安裝有把手，各把手通過針腳焊接方式安裝在各模塊電路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，所述底板上布置有數(shù)控設(shè)備接口，用于與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行信號(hào)連接，數(shù)控設(shè)備接口通過底板電路板布線與控制單元的各模塊進(jìn)行信號(hào)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其中，使用屏蔽罩來保護(hù)控制模塊，以降低其它模塊對(duì)其的影響。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其中，在底板電路板布線中通過隔離器件將低電壓控制信號(hào)線路與高電壓大功率信號(hào)線路完全隔離，以避免信號(hào)干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)數(shù)控設(shè)備的不同，所述底板上還布置有用于控制數(shù)控設(shè)備中加工執(zhí)行裝置的主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制模塊、用于數(shù)控系統(tǒng)的輸入輸出擴(kuò)展的I/O擴(kuò)展模塊、用于控制數(shù)控設(shè)備中加工執(zhí)行裝置的緊急制動(dòng)的抱閘控制模塊、或用于控制數(shù)控設(shè)備進(jìn)行圖像識(shí)別的圖像識(shí)別控制模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其中，底板電路板布線包括NBus總線，NBus總線包括多路直選輸入線路和一路串行總線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)控系統(tǒng)，其中，控制單元的各模塊都具有狀態(tài)檢測(cè)元件或狀態(tài)指示元件，各狀態(tài)檢測(cè)元件所檢測(cè)到的狀態(tài)或各狀態(tài)指示元件所指示的狀態(tài)被分類為不同響應(yīng)級(jí)別，以利用不同響應(yīng)級(jí)別的中斷請(qǐng)求分別通過不同的直選輸入線路通知控制模塊，控制模塊根據(jù)所接收到的中斷請(qǐng)求的響應(yīng)級(jí)別通過串行總線來查詢各模塊的狀態(tài)，并執(zhí)行響應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)控系統(tǒng)，其中，將數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的狀態(tài)或狀態(tài)指示裝置所指示的狀態(tài)分類為不同響應(yīng)級(jí)別，以利用不同響應(yīng)級(jí)別的中斷請(qǐng)求分別通過不同的直選輸入線路通知控制模塊，控制模塊根據(jù)所接收到的中斷請(qǐng)求的響應(yīng)級(jí)別通過串行總線來查詢數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)，并執(zhí)行響應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)控系統(tǒng)，其中，底板電路板布線中的NBus總線具有外部擴(kuò)展接口，用于數(shù)控系統(tǒng)的單元擴(kuò)展。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，人機(jī)界面與控制單元彼此分離，所述底板上布置有人機(jī)界面接口，人機(jī)界面與控制單元彼此通過人機(jī)界面接口進(jìn)行信號(hào)連接，人機(jī)界面接口通過底板電路板布線與控制單元的各模塊進(jìn)行信號(hào)連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，人機(jī)界面為手持式設(shè)備，包括: 急停開關(guān)，用于在緊急情況下切斷數(shù)控設(shè)備的電源； 觸摸屏，用于接受用戶輸入以及顯示數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，人機(jī)界面為USB主設(shè)備或USB從設(shè)備，其與USB從設(shè)備連接以從USB從設(shè)備中讀取加工程序，與USB主設(shè)備連接以通過USB主設(shè)備對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和狀態(tài)診斷。
【文檔編號(hào)】G05B19/414GK104281100SQ201310272948
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】高林 申請(qǐng)人:北京耐威徐激光技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司