一種快走絲線切割控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控機床控制領(lǐng)域，具體涉及一種快走絲線切割控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀中期，蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研宄開關(guān)觸電受到火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可以使局部金屬熔化、氧化而被腐蝕掉，從而開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法。線切割技術(shù)綜合了精密加工、智能制造技術(shù)、敏捷制造技術(shù)等多方面先進制造技術(shù)，是關(guān)乎制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要課題。電火花線切割加工(WEDM)工作原理是利用移動的細金屬絲作為工作電極，對工件進行脈沖火花放電、切割成型。這種方法特別適用于加工各種硬度不同、難以加工的材料(如鈦合金、高溫合金等)和形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，并且通過這種方法加工的工件具有很高的尺寸精度和表面光潔度，因此在航空航天制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]電火花線切割加工技術(shù)分為快走絲和慢走絲。快走絲是我國獨創(chuàng)的線切割加工技術(shù)，80年代時高速走絲電火花線切割機成為中國數(shù)控機床市場中產(chǎn)量最大、普及最廣的機床種類之一。90年代計算機的推廣也使得線切割機得到了長足發(fā)展。目前高速走絲電火花線切割機仍為我國特有，它結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，適用于大厚度工件和大電流高速切割，能滿足大多數(shù)場合的加工需求，但這類機床較慢速走絲電火花加工技術(shù)精度較低、穩(wěn)定性較差。
[0004]快走絲系統(tǒng)正在日趨完善中，上海大量電子設(shè)備有限公司已成功開發(fā)生產(chǎn)了數(shù)字程序控制短程往返走絲系統(tǒng)，根據(jù)加工條件設(shè)定正向移動和反向移動的時間，以消除高速走絲的換向切割條紋，改善加工表面質(zhì)量；北京阿奇工業(yè)電子有限公司根據(jù)高速走絲正向和反向移動張力不一的缺點，開發(fā)了新型的恒張力高速走絲機構(gòu)；蘇州沙迪克三光機電有限公司開發(fā)生產(chǎn)的機床可以穩(wěn)定切割72°的錐形零件。以上種種均表明近幾年來我國在電火花線切割機床領(lǐng)域已經(jīng)有了較大的進步，而未來仍然有廣闊的發(fā)展空間。
[0005]現(xiàn)有快走絲線切割控制器主要有兩種:編控一體和單板機。編控一體系統(tǒng)利用PC機作為控制器，并且可以實現(xiàn)加工代碼自動編程以及加工過程顯示等功能，但是編控一體系統(tǒng)PC機一般運行WindOWS98或者dos系統(tǒng)，其長時間運行往往導(dǎo)致可靠性和穩(wěn)定性下降；單板機控制器利用單片機作為控制器，穩(wěn)定性和可靠性比編控一體系統(tǒng)高，但是無法進行加工代碼自動編程和加工過程顯示。此外，現(xiàn)有單板機控制器只有底層控制器，傳輸加工代碼時需要頻繁移動PC機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種快走絲線切割控制系統(tǒng)，具備兩個控制器，增加了加工控制的靈活性。
[0007]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案為:
[0008]一種快走絲線切割控制系統(tǒng)，包括基于單板機的控制器，所述控制器包括現(xiàn)場控制器和遠程控制器；所述遠程控制器向現(xiàn)場控制器發(fā)送加工代碼，并接收來自現(xiàn)場控制器的加工進度信息。
[0009]所述的遠程控制器與現(xiàn)場控制器可相互獨立工作，也可以聯(lián)合工作。在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，增加了遠程控制器，可以通過遠程控制器和現(xiàn)場控制器輸入加工代碼，增加了操作的靈活性，而且現(xiàn)場控制器可以向遠程控制器發(fā)送加工進度信息，便于遠程監(jiān)控。
[0010]作為優(yōu)選，所述遠程控制器包括:
[0011]第一輸入模塊，用于輸入指令；
[0012]ARM處理器，運行有Linux系統(tǒng)，用于讀取所述指令并以加工代碼的形式進行輸出；
[0013]第一通訊模塊，用于發(fā)送所述加工代碼和接收加工進度信息；
[0014]第一顯示模塊，用于處理所述加工進度信息并轉(zhuǎn)換成圖像；
[0015]所述現(xiàn)場控制器包括:
[0016]第二通訊模塊，用于接收來自第一通訊模塊的加工代碼并向第一通訊模塊發(fā)送加工進度信息；
[0017]第二輸入模塊，用于手動輸入加工代碼；
[0018]ARM微處理器；用于讀取來自第二通訊模塊或者第二輸入模塊的加工代碼，并將加工代碼轉(zhuǎn)化成控制線切割機的控制信號；
[0019]第二顯示模塊，用于處理加工進度信息并轉(zhuǎn)換成圖像。
[0020]在上述優(yōu)選方案中，集成了自動編程和遠程顯示的功能，單板機控制器體積小穩(wěn)定性高，而且可以具備現(xiàn)有的編控一體系統(tǒng)PC機的功能。
[0021]作為優(yōu)選，所述指令以圖紙文件或者加工代碼形式輸入，所述圖紙文件內(nèi)的圖形坐標信息經(jīng)ARM處理器解析后轉(zhuǎn)化為加工代碼。
[0022]作為優(yōu)選，所述第一通訊模塊和第二通訊模塊同時為無線通訊模塊和有線通訊模塊中的一個，或者所述第一通訊模塊和第二通訊模塊為無線通訊模塊和有線通訊模塊的集入口 ο
[0023]所述遠程控制器與現(xiàn)場控制器之間無線傳輸加工代碼的過程與有線傳輸過程基本一樣，只是在無線傳輸過程中需要對傳輸數(shù)據(jù)進行加密和解密以防傳輸錯誤。例如在ARM處理器上運行加密算法，ARM微處理器上運行解密算法。所述遠程控制器還可通過無線通訊組態(tài)方式與多臺現(xiàn)場控制器同時通訊，易于降低成本。
[0024]作為圖紙文件的優(yōu)選，所述圖紙文件包括CAD圖紙和現(xiàn)場繪制的圖形。CAD圖紙文件的格式為dxf，是一種CAD制圖標準格式，解析該格式文件可得到圖形坐標信息，根據(jù)該坐標信息可得到相應(yīng)代碼。用戶現(xiàn)場畫圖時，加工代碼自動編程模塊記錄用戶畫圖過程中每段圖形的坐標，根據(jù)坐標得到相應(yīng)代碼，根據(jù)坐標信息得到代碼過程相當于現(xiàn)場控制系統(tǒng)中加工代碼解析的逆過程，具體根據(jù)坐標按照代碼格式生成相應(yīng)字符串。
[0025]作為優(yōu)選，所述ARM微處理器連接有用于控制步進電機的51單片機。ARM微處理通過串口把相序信號發(fā)送給51單片機，通過51單片機直接控制步進電機，51單片機具備強弱電隔離，減少光耦隔離器，減少生產(chǎn)成本。
[0026]作為優(yōu)選，所述第一顯示模塊連接有VGA顯示器，所述VGA顯示器用于顯示加工圖形和加工進度。
[0027]作為優(yōu)選，所述第二輸入模塊連接有用于鍵入代碼的鍵盤，以及捕獲鍵盤值并將鍵盤值輸送給ARM微處理器的51單片機。通過鍵盤輸入加工代碼的過程由微控制器和51單片機共同完成。鍵盤優(yōu)選矩陣鍵盤，用戶按照加工代碼格式依次在鍵盤上輸入代碼，51單片機捕捉用戶輸入的鍵盤值，并同時通過有線串口傳輸?shù)紸RM微處理器，ARM微處理器根據(jù)代碼格式解析鍵盤值序列并獲取最終的加工代碼。
[0028]作為優(yōu)選，所述第二顯示模塊連接有數(shù)碼管。所述數(shù)碼管用于顯示基本的加工信息。
[0029]本發(fā)明的有益效果在于:
[0030](I)增加在傳統(tǒng)單板機控制器的基礎(chǔ)上增加了遠程控制器，不僅具有加工的穩(wěn)定和可靠性的優(yōu)勢，而且還具備了編控一體的功能?；贏RM的遠程控制器體積小，攜帶方便。
[0031](2)遠程控制器和現(xiàn)場控制器之間除了可以采用有線方式傳輸代碼外，還可以采用無線通訊方式傳輸代碼，避免工人為傳輸加工代碼頻繁移動PC機，減輕工人的無效工作量。
[0032](3)遠程控制器和現(xiàn)場控制器可單獨工作，增加加工靈活性，遠程控制器可以顯示加工過程，使加工更加直觀，便于監(jiān)控。
[0033](4)采用51單片機控制步進電機，減少光耦隔離器，減少生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的線切割機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0035]圖2為本發(fā)明的現(xiàn)場控制器的原理圖。
[0036]圖3為本發(fā)明的線切割機控制系統(tǒng)的工作流程圖。
[0037]圖4為本發(fā)明的現(xiàn)場控制器補償流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0039]如圖1所示，為本發(fā)明的線切割機控制系統(tǒng)，分為遠程控制器和現(xiàn)場控制器。
[0040]遠程控制器包括ARM處理器，以及與ARM處理器連接的第一顯示模塊、加工代碼自動編程模塊和第一通訊模塊。加工代碼自動編程模塊連接有第一輸入模塊，第一輸入模塊通過相應(yīng)接口與鼠標、鍵盤和U盤連接。鼠標和鍵盤結(jié)合可以現(xiàn)場繪制需要加工的圖形。U盤用于向第一輸入模塊輸入CAD圖紙，第一輸入模塊將CAD圖紙傳輸給加工代碼自動編程模塊，加工代碼自動編程模塊內(nèi)運行有自動編程算法，加工代碼自動編程模塊讀取并解析CAD圖紙可得到圖形坐標信息，根據(jù)該坐標信息可得到相應(yīng)加工代碼。加工代碼自動編程模塊將加工代碼傳輸給ARM處理器，ARM處理器再傳輸給第一通訊模塊，第一通訊模塊向外發(fā)送加工代碼。
[0041]第一顯示模塊連接有VGA顯示器，通過VGA顯示器可以直觀地觀察到加工圖形和加工進度。第二顯示模塊連接有數(shù)碼管。數(shù)碼管也能顯示一些加工信息，但是不夠直觀。
[0042]現(xiàn)場控制器包括ARM微處理器，以及與ARM微處理器連接的第二通訊模塊、第二輸入模塊和第二顯示模塊。第二通訊模塊與第一通訊模塊通過有線或者無線的方式進行數(shù)據(jù)交換，第一通訊模塊向第二通訊模塊發(fā)送加工代碼信息，第二通訊模塊向第一通訊模塊發(fā)送加工進度信息。
[0043]第二輸入模塊連接有51單片機和矩陣鍵盤，用戶在矩陣鍵盤上輸入代碼，51單片機捕捉鍵盤值，并通過第二輸入模塊傳送到ARM微處理器。ARM微處理器上還連接有控制步進電機的51單片機。采用51單片機控制步進電機，可以減少光耦隔離器，減少生產(chǎn)成本。
[0044]如圖2所示，為現(xiàn)場控制器