本發(fā)明涉及機(jī)床控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能工業(yè)機(jī)電一體化機(jī)床控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上。機(jī)電一體化是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等相融合構(gòu)成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化主要發(fā)展方向?yàn)橹悄芑K化，網(wǎng)絡(luò)化，微型化，系統(tǒng)化等。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除rs232外，還有rs485、dcs人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛，但是往往需要人工將工件裝夾到機(jī)床上，特別是但機(jī)床的加工速度明顯提升后，單個(gè)零件的加工時(shí)間明顯減少，這樣就會(huì)造成工人再次裝夾工件的時(shí)間明顯縮短。從而最后導(dǎo)致不是設(shè)備的加工速度成為了生產(chǎn)速度的主要制約因素，而是人工的裝夾速度成為了生產(chǎn)速度的主要制約因素。在專利號(hào)為cn201610784797的專利文件中，公開了一種數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，包括兩列數(shù)控機(jī)床和機(jī)械臂，機(jī)械臂設(shè)置在導(dǎo)軌上且能夠沿導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每列數(shù)控機(jī)床包括多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，每列機(jī)床分別居于導(dǎo)軌的一側(cè)，每臺(tái)數(shù)控機(jī)床的上料口朝向?qū)к?。該?shù)控機(jī)床系統(tǒng)能夠顯著提高裝夾速度，從而最終提高生產(chǎn)速度。

上述專利文件通過(guò)設(shè)置壓縮彈簧，可以使得當(dāng)支撐桿不承受重量的時(shí)候，徑向滑塊能夠處于內(nèi)套筒的邊緣處，從而在其他的徑向滑塊推動(dòng)該徑向滑塊時(shí)，可以迅速的響應(yīng)，以及時(shí)的將內(nèi)外套筒鎖在適當(dāng)?shù)奈恢?，從而提高了轉(zhuǎn)盤上所放置工件的平衡性。其僅僅是對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，智能化程度更高，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的智能工業(yè)機(jī)電一體化機(jī)床控制系統(tǒng)缺少技術(shù)性解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種智能工業(yè)機(jī)電一體化機(jī)床控制系統(tǒng)，用于解決如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，智能化程度更高，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的智能工業(yè)機(jī)電一體化機(jī)床控制系統(tǒng)的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種智能工業(yè)機(jī)電一體化機(jī)床控制系統(tǒng)，包括半閉環(huán)控制系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置安裝在電動(dòng)機(jī)或絲杠軸端，通過(guò)角位移的測(cè)量，間接測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位置，并與cnc裝置的指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制；其特征在于：包括中央處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、紅外測(cè)距部分、開關(guān)穩(wěn)壓電路、gprs通信模塊和遠(yuǎn)程控制端；所述開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，當(dāng)某種原因使輸出電壓上升或下降時(shí)，取樣電壓隨之上升或下降，使ic1輸出矩形波占空比減小或增大，導(dǎo)通時(shí)間減短或增加，輸出電壓下降或上升，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，所述中央處理器用作信號(hào)處理中心，所述中央處理器通過(guò)所述gprs通信模塊實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程控制端的連接。

優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的2路pwm信號(hào)通過(guò)ir2104半橋驅(qū)動(dòng)器和相應(yīng)保護(hù)電路連接至型號(hào)為irf2807的mosfet管，控制電源與電動(dòng)機(jī)連接線路的通與斷，達(dá)到控制電機(jī)速度的目的。

優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)pwm信號(hào)占空比較大時(shí)，線路導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)，電機(jī)速度大；相反，當(dāng)pwm占空比較小時(shí)，線路導(dǎo)通時(shí)間短，電機(jī)速度小，4個(gè)mosfet管在不同時(shí)刻導(dǎo)通組合，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向：當(dāng)msfet管1和4導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)端口1為正、2為負(fù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)mosfet管2和3導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)端口2為正、1為負(fù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，所述紅外測(cè)距部分紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線光束，當(dāng)紅外光束遇到前方的障礙物時(shí)，一部分反射回來(lái)，通過(guò)透鏡聚焦到后面的線性電性耦合器件ccd上，根據(jù)紅外光線在ccd上聚焦的位置，可知道光線的反射角，進(jìn)一步折算出物體的距離，由于psd傳感器輸出電壓和實(shí)際距離是非線性關(guān)系，可以通過(guò)線性插值運(yùn)算得出其轉(zhuǎn)換近似公式。

優(yōu)選的，所述半閉環(huán)控制系統(tǒng)以交、直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由位置比較、速度控制、伺服電機(jī)等組成。

優(yōu)選的，所述開關(guān)穩(wěn)壓電路中，采用晶體管bg1作為開關(guān)調(diào)整管；運(yùn)算放大器ic1構(gòu)成比較放大器；555時(shí)基電路接成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，振蕩器在c1上產(chǎn)生鋸齒波電壓送至比較器ic1的同相輸入端，取樣電壓送至比較器的反相輸入端，ic1輸出矩形波形的占空比由取樣電壓控制，在輸出電壓為一穩(wěn)定值時(shí)，取樣電壓為1/3vz和2/3vz之間某一值。

優(yōu)選的，所述gprs通信模塊主要的功能是接收到gprs發(fā)送模塊的信息。

(三)有益效果

本發(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，當(dāng)某種原因使輸出電壓上升或下降時(shí)，取樣電壓隨之上升或下降，使ic1輸出矩形波占空比減小或增大，導(dǎo)通時(shí)間減短或增加，輸出電壓下降或上升，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，所述中央處理器用作信號(hào)處理中心，所述中央處理器通過(guò)所述gprs通信模塊實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程控制端的連接。本發(fā)明種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，智能化程度更高，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的半閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖；

圖2是本發(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓電路原理圖；

圖3是本發(fā)明的gprs通信模塊原理框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種智能工業(yè)機(jī)電一體化機(jī)床控制系統(tǒng)，包括半閉環(huán)控制系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置安裝在電動(dòng)機(jī)或絲杠軸端，通過(guò)角位移的測(cè)量，間接測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位置，并與cnc裝置的指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制；還包括中央處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、紅外測(cè)距部分、開關(guān)穩(wěn)壓電路、gprs通信模塊和遠(yuǎn)程控制端；開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，當(dāng)某種原因使輸出電壓上升或下降時(shí)，取樣電壓隨之上升或下降，使ic1輸出矩形波占空比減小或增大，導(dǎo)通時(shí)間減短或增加，輸出電壓下降或上升，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，中央處理器用作信號(hào)處理中心，中央處理器通過(guò)gprs通信模塊實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程控制端的連接。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的2路pwm信號(hào)通過(guò)ir2104半橋驅(qū)動(dòng)器和相應(yīng)保護(hù)電路連接至型號(hào)為irf2807的mosfet管，控制電源與電動(dòng)機(jī)連接線路的通與斷，達(dá)到控制電機(jī)速度的目的。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)pwm信號(hào)占空比較大時(shí)，線路導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)，電機(jī)速度大；相反，當(dāng)pwm占空比較小時(shí)，線路導(dǎo)通時(shí)間短，電機(jī)速度小，4個(gè)mosfet管在不同時(shí)刻導(dǎo)通組合，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向：當(dāng)msfet管1和4導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)端口1為正、2為負(fù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)mosfet管2和3導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)端口2為正、1為負(fù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。

紅外測(cè)距部分紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線光束，當(dāng)紅外光束遇到前方的障礙物時(shí)，一部分反射回來(lái)，通過(guò)透鏡聚焦到后面的線性電性耦合器件ccd上，根據(jù)紅外光線在ccd上聚焦的位置，可知道光線的反射角，進(jìn)一步折算出物體的距離，由于psd傳感器輸出電壓和實(shí)際距離是非線性關(guān)系，可以通過(guò)線性插值運(yùn)算得出其轉(zhuǎn)換近似公式。

半閉環(huán)控制系統(tǒng)以交、直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由位置比較、速度控制、伺服電機(jī)等組成。

開關(guān)穩(wěn)壓電路中，采用晶體管bg1作為開關(guān)調(diào)整管；運(yùn)算放大器ic1構(gòu)成比較放大器；555時(shí)基電路接成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，振蕩器在c1上產(chǎn)生鋸齒波電壓送至比較器ic1的同相輸入端，取樣電壓送至比較器的反相輸入端，ic1輸出矩形波形的占空比由取樣電壓控制，在輸出電壓為一穩(wěn)定值時(shí)，取樣電壓為1/3vz和2/3vz之間某一值。

gprs通信模塊主要的功能是接收到gprs發(fā)送模塊的信息。

本發(fā)明的開關(guān)穩(wěn)壓電源電路，當(dāng)某種原因使輸出電壓上升或下降時(shí)，取樣電壓隨之上升或下降，使ic1輸出矩形波占空比減小或增大，導(dǎo)通時(shí)間減短或增加，輸出電壓下降或上升，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的，中央處理器用作信號(hào)處理中心，中央處理器通過(guò)gprs通信模塊實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程控制端的連接。本發(fā)明種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，智能化程度更高，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。