專利名稱：五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于數(shù)控技術領域，涉及一種專用控制裝置，即五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)，集成刀具磨削技術和自動編程技術，控制精密、復雜刀具的制造和修磨。
二背景技術：
目前，國內工具磨床生產廠商，大都生產普通工具磨床、加工普通刀具；少數(shù)生產多軸數(shù)控工具磨床的廠商，采用國內、外通用數(shù)控系統(tǒng)，控制軸在4軸以下，雖提高了機床的自動化程度，但仍不能加工精密、復雜刀具；個別生產五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床的廠商，采用進口通用數(shù)控系統(tǒng)和進口刀具軟件，但由于通用數(shù)控系統(tǒng)都是固定配置，硬件固定，軟件固化，無法直接安裝、運行刀具軟件等應用軟件，還需另外配置一臺計算機作為中間環(huán)節(jié)， 在計算機上完成刀具的工藝編程，生成加工程序后再用通訊方式傳入通用數(shù)控系統(tǒng)，上述為間接加工工藝，成本高，效率低，調試和維修困難?，F(xiàn)在，國內需求的精密、復雜刀具，基本上依賴進口 或直接進口刀具，或用進口五軸及以上數(shù)控工具磨床加工。外商壟斷了國內數(shù)控工具磨床市場，而且只賣整機，不賣專用數(shù)控系統(tǒng)。至今，國內尚無商品化的五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)。
三、發(fā)明內容本實用新型的目的是提供商品化的五軸聯(lián)動工具磨床數(shù)控系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術中的問題。本實用新型為五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)，即采用組態(tài)計算機數(shù)控技術構建的專用控制裝置，開放式；基本系統(tǒng)為五軸聯(lián)動，最大可擴展到32軸，均可聯(lián)動控制。該實用新型樣機已為國內某廠配套(試用)，研制出五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床，并一次試磨成功；目前本實用新型進入中試階段。本實用新型對數(shù)控機床(械)而言，是一種專用數(shù)控系統(tǒng)，僅適用于數(shù)控工具磨床；但對數(shù)控工具磨床而言，是一種通用數(shù)控系統(tǒng)，適用于所有多軸(1 32軸任選)聯(lián)動數(shù)控工具磨床，典型配置為五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)。本實用新型解決技術問題所采取的技術方案是本實用新型采用成熟的組態(tài)技術，在基于PC的、全功能的Windows操作平臺上，應用組態(tài)軟件中的工具、方法，實現(xiàn)以多軸協(xié)調控制為重要任務的運行環(huán)境；在硬件上避免了元件級設計，在軟件上避免了語句級開發(fā)。本實用新型在體系結構上由組態(tài)系統(tǒng)平臺、組態(tài)應用軟件和配置系統(tǒng)三部分組成。組態(tài)系統(tǒng)平臺包括組態(tài)硬件平臺和組態(tài)軟件平臺，支持組態(tài)應用軟件運行；組態(tài)應用軟件如組態(tài)刀具軟件，集成刀具磨削技術和自動編程技術；配置系統(tǒng)軟件提供工具、方法、集成等組態(tài)運行環(huán)境，以組成一致的、完整的應用軟件。
3[0011]本實用新型裝置結構由三個基本組件和一個輔助組件組成。三個基本組件為 Clipper擴展集成控制單元、PC計算機和集成操作面板；其結構的核心是Clipper擴展集成控制單元，其中包括帶DSP的多軸運動控制模塊，軸接口、I/O接口和JOPT接口模塊，及擴展控制模塊和擴展接口模塊；PC計算機為通用計算機，或工控機，Windows操作系統(tǒng)，通過以太網與clipper擴展集成控制單元連接；集成操作面板上有四個操作鍵，其中9個為自定義鍵，二組選擇開關，根據(jù)用戶需要可做成PC面膜按鍵式或水晶按鍵式，pic掃描控制， 通過JOPT接口與clipper擴展集成控制單元連接。其中輔助組件為美卡諾公司的機箱和連接件，可根據(jù)機床外觀設計需要定制；機箱安裝實用新型的三個基本組件，連接件與機床相連，構成完整的本實用新型的控制和操作臺。本實用新型的有益效果是商品化并進入市場后，改變我國五軸及以上聯(lián)動工具磨床數(shù)控系統(tǒng)無商品化的歷史，可滿足國內數(shù)控工具磨床行業(yè)的配套需要，又可對工具制造行業(yè)和工具使用行業(yè)早期進口的數(shù)控工具磨床，在其數(shù)控系統(tǒng)老化或損壞后，用本實用新型進行數(shù)控化改造，使數(shù)控系統(tǒng)升級換代和舊機床更新，滿足精密、復雜刀具的制造與修磨，具有廣闊市場前景；同時，可以提升企業(yè)知名度，提高企業(yè)技術和經濟效益。本實用新型為企業(yè)自主研發(fā)，擁有獨立、完全的知識產權。
四
圖1是本實用新型基本裝置機構示意圖。在圖1中1、為機箱，2、為PC計算機，3、 為集成操作面板，4、為鍵盤，5、為鼠標，6、為clipper擴展集成控制單元，7、為機箱與機床連接件。圖2是本實用新型基本體系結構框圖。在圖2中1、為組態(tài)系統(tǒng)平臺，2、為組態(tài)硬件平臺，3、為組態(tài)軟件平臺，4、為組態(tài)應用軟件，5、為配置系統(tǒng)，6、為組態(tài)應用軟件庫。
五具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。1、在圖1所示的本實用新型基本裝置結構示意圖中，PC計算機(2)安裝在機箱 (1)面板上，傾斜角度可調，其鍵盤(4)和鼠標( 安裝在機箱(1)支架上；集成操作面板 (3)安裝在機箱(1)面板上，PC計算機(2)顯示屏的下部clipper擴展集成控制單元(6) 安裝在機箱⑴內部，其中通過以太網與PC計算機⑵相連，通過軸接口和伺服控制裝置、 伺服電機反饋和軸位置反饋系統(tǒng)相連，通過I/O接口與機床其它電控裝置的輸入/輸出信號相連，通過JOPT接口與集成操作面板C3)相連；當基本系統(tǒng)控制和接口配置不能滿足多軸(如五軸以上)聯(lián)動數(shù)控工具磨床需求時，均可連接相應擴展模塊進行擴展，擴展模塊同樣安裝在機箱(1)內部；機箱連接件(7)與機床相連。2、在圖2所示的本實用新型基本體系結構框圖中，基本體系結構由組態(tài)系統(tǒng)平臺 (1)、組態(tài)應用軟件(4)和配置系統(tǒng)( 三部分組成。其中組態(tài)系統(tǒng)平臺(1)包括組態(tài)硬件平臺(2)和組態(tài)軟件平臺(3)、支持組態(tài)應用軟件(4)運行。NC硬件、PLC硬件及接口硬件構成多軸運動集成控制單元(帶DSP)的基本硬件，與PC計算機基本硬件一起建立了組態(tài)硬件平臺O)；由操作系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、圖形系統(tǒng)和應用編程接口建立了組態(tài)軟件平臺(3)； 由配置系統(tǒng)( 軟件提供了工具、方法、集成等組態(tài)環(huán)境，以組態(tài)一致的、完整的組態(tài)應用軟件；組態(tài)應用軟件G)，包括組態(tài)NC軟件、組態(tài)刀具軟件，根據(jù)需要進一步完善刀具軟件系統(tǒng)，不斷豐富組態(tài)應用軟件庫(6)。本實用新型在研制、生產過程中實行“三檢制”質量控制，即對原材料實行進貨檢驗，對擴展集成控制單元(6)、集成操作面板C3)等組件工序完工后進行過程檢驗，對本實用新型總成完工后，通電試驗、老化后進行完工檢驗，經檢驗合格后，入庫待發(fā)。3、在圖1所示的本實用新型基本裝置結構示意圖中，操作部分包括鍵盤、鼠標 (5)和集成操作面板(3)等三部分，其中鍵盤(4)和鼠標(5)操作可實現(xiàn)pic程序編制， 工件加工程序的手工編程和精密、復雜刀具的自動編程，通過顯示屏還可進行自診斷、監(jiān)控和故障查找；集成操作面板C3)可對機床運動操作控制、軸選擇和進給倍率選擇、急停安全操作，每個操作鍵都有信號燈，作證明用；本實用新型的顯示屏，可根據(jù)用戶需要選擇通用顯示屏或觸摸屏，定制人機界面，同樣可以通過觸摸實現(xiàn)對機床運動的操作控制；具有一個 RS232C0M接口、4個USB2. 0接口、2個10/100Mbps網絡接口，利用上述通信接口實現(xiàn)遠距離或遠程操作與監(jiān)視。
權利要求1.一種五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)，五軸聯(lián)動，集成刀具磨削技術和自動編程技術，控制精密、復雜刀具的制造和修磨；其特征是(1)采用組態(tài)計算機數(shù)控技術構建的專用控制裝置，開放式；O) Windows操作平臺；(3)基本系統(tǒng)為五軸聯(lián)動，最大可擴展到32軸，均可聯(lián)動控制；⑷基本裝置結構中的clipper擴展集成控制單元，PC計算機和集成操作面板，一起裝在帶連接件的機箱上，通過接口與機床其它電控裝置相連，機箱連接件與機床相連，機箱外形結構可根據(jù)需要定制；(5)具有以下操作方式a、鍵盤、鼠標操作； b、集成操作面板、觸摸屏人機界面操作(選擇)；C、具有一個RS232C0M接口、4個USB2.0接口、2個10/100MbpS網絡接口，利用上述通信接口實現(xiàn)遠距離或遠程操作與監(jiān)視。
2.根據(jù)權利要求1所述的五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)，其特征是基本裝置結構的核心是clipper擴展集成控制單元，其中包括帶DSP的多軸運動控制模塊，軸接口、I/O接口和JOPT接口模塊，及擴展控制模塊和擴展接口模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)，其特征是基本體系結構由組態(tài)系統(tǒng)平臺、組態(tài)應用軟件和配置系統(tǒng)三部分組成，其中組態(tài)系統(tǒng)平臺包括組態(tài)硬件平臺和組態(tài)軟件平臺。
專利摘要本實用新型是一種五軸聯(lián)動工具磨床組態(tài)計算機數(shù)控系統(tǒng)，采用組態(tài)計算機數(shù)控技術構建的專用控制裝置，開放式；采用windows操作系統(tǒng)，可直接安裝、運行組態(tài)應用軟件；基本系統(tǒng)為五軸聯(lián)動，最大可擴展到32軸，均可聯(lián)動控制；配用機床后，可組成五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床，或多軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床，集成刀具磨削技術和自動編程技術，控制精密、復雜刀具的制造和修磨。本實用新型基本體系結構，由組態(tài)系統(tǒng)平臺(組態(tài)硬件平臺+組態(tài)軟件平臺)、組態(tài)應用軟件和配置系統(tǒng)三部分組成；基本裝置結構，由clipper擴展集成控制單元、PC計算機、集成操作面板三部分和一個帶連接件的機箱組成；clipper擴展集成控制單元安裝在機箱內，PC計算機和集成操作面板安裝在機箱面板上，鍵盤、鼠標安裝在機箱操作臺上，機箱連接件與機床相連，機箱外形結構可根據(jù)需要定制。
文檔編號G05B19/414GK202339496SQ20112015464
公開日2012年7月18日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者方群, 竇曉 申請人:方群, 竇曉牧, 西安市西工大高商科技有限公司