重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及木材加工中心領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，高新技術(shù)在木工機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛。尤其是數(shù)控技術(shù)和高速切削技術(shù)的使用，為高效利用木材資源，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了重要作用。高速復(fù)合加工中心將高效，高精度和高柔性集為一體，同時(shí)，為了得到高生產(chǎn)效率，提高加工精度，高速的加工技術(shù)也越來越受到業(yè)內(nèi)的重視。
[0003]傳統(tǒng)的加工中心系統(tǒng)已經(jīng)顯示出其弱點(diǎn):專用性強(qiáng)、通用性差，軟件為系統(tǒng)制造商所有，不便于功能擴(kuò)展和各種軟件的支撐，更新，升級(jí)軟件移植性差，組網(wǎng)通訊能力差，數(shù)據(jù)協(xié)議不開放限制了 CNC系統(tǒng)控制性能的提升。對(duì)機(jī)床制造商專業(yè)水平要求較高等，國(guó)內(nèi)木工設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的數(shù)控銑床、加工中心機(jī)床設(shè)備大多數(shù)選用加工金屬數(shù)控機(jī)械配套的系統(tǒng)進(jìn)行改造，開發(fā)周期長(zhǎng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其能有效解決現(xiàn)有之加工中心通用性差的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下之技術(shù)方案:
[0006]一種重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括有工控機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、主軸變頻器、電主軸以及分布式I/o模塊；該工控機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)與數(shù)控系統(tǒng)相連接，該數(shù)控系統(tǒng)為開放式數(shù)控系統(tǒng)，該伺服驅(qū)動(dòng)器通過標(biāo)準(zhǔn)的串行接口與數(shù)控系統(tǒng)相連接，該伺服電機(jī)設(shè)置于車床床身上并連接伺服驅(qū)動(dòng)器，該主軸變頻器通過模擬端口與數(shù)控系統(tǒng)相連接，電主軸連接主軸變頻器，該分布式I/o模塊通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行連接。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述分布式I/O模塊為多個(gè)，它們分布在主電柜、機(jī)床床身、機(jī)頭配電盒、控制臺(tái)以及機(jī)座配電盒。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述分布式I/O模塊為多個(gè)，它們是由標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口通過雙絞屏蔽電纜進(jìn)行連接，并跟數(shù)控系統(tǒng)連接在一起。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述數(shù)控系統(tǒng)具有多個(gè)模擬控制接口，該主軸變頻器為多個(gè)，每一主軸變頻器連接對(duì)應(yīng)的模擬控制接口，每一主軸變頻器均連接有一前述電主軸。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述伺服驅(qū)動(dòng)器為多個(gè)，它們是采用標(biāo)準(zhǔn)的USB接口通過數(shù)據(jù)線連接，并跟數(shù)控系統(tǒng)連接在一起。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述伺服驅(qū)動(dòng)器為交流伺服驅(qū)動(dòng)器，該伺服電機(jī)為交流伺服電機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
[0013]通過采用了開放式、模塊化系統(tǒng)組合而成的控制系統(tǒng)，具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口，可與通用伺服和遠(yuǎn)程I/o模塊連接，硬件和軟件通用性、兼容性高可移植性強(qiáng)，能靈活滿足客戶對(duì)不同配置和市場(chǎng)的需求，選配各種功能進(jìn)行配置；模塊化結(jié)構(gòu)在機(jī)床間具有可互操作性和可移植性；通過提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口、通信和交互機(jī)制，使不同功能模塊功能以標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口運(yùn)行于系統(tǒng)平臺(tái)之上，并獲得平等的相互操作能力，協(xié)調(diào)工作；應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、交互模型、控制機(jī)理，是構(gòu)成系統(tǒng)的各功能模塊可來源于不同的開發(fā)商，并且通過一致的設(shè)備接口，使各功能模塊能運(yùn)行于不同供應(yīng)商提供的硬件平臺(tái)之上，利于縮短了開發(fā)周期，開發(fā)成本可控等優(yōu)勢(shì)。
[0014]為更清楚地闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例中分布式I/O模塊的分布示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例中各分布式I/O模塊的連接示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例中各電主軸和各主軸變頻器的的連接示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例中各伺服驅(qū)動(dòng)器的連接示意圖。
[0020]附圖標(biāo)識(shí)說明:
[0021]10、工控機(jī)20、數(shù)控系統(tǒng)
[0022]30、伺服驅(qū)動(dòng)器31、串行接口
[0023]40、伺服電機(jī)50、主軸變頻器
[0024]60、電主軸70、分布式I/O模塊
[0025]71、以太網(wǎng)端口80、顯示器
[0026]101、機(jī)床床身102、數(shù)據(jù)線
[0027]103、主電柜104、機(jī)頭配電盒
[0028]105、控制臺(tái)106、機(jī)座配電盒
[0029]107、雙絞屏蔽電纜108、終端電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0030]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖5所示，其顯示出了本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有工控機(jī)10、數(shù)控系統(tǒng)20、伺服驅(qū)動(dòng)器30、伺服電機(jī)40、主軸變頻器50、電主軸60以及分布式I/O模塊70。
[0031]該工控機(jī)10通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)與數(shù)控系統(tǒng)20相連接，該工控機(jī)10為通用型工控機(jī)，工控機(jī)10連接有顯示器80，該數(shù)控系統(tǒng)20為開放式數(shù)控系統(tǒng)。
[0032]該伺服驅(qū)動(dòng)器30通過標(biāo)準(zhǔn)的串行接口 31與數(shù)控系統(tǒng)20相連接，該標(biāo)準(zhǔn)的串行接口 31為標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，該伺服電機(jī)40設(shè)置于車床床身101上并連接伺服驅(qū)動(dòng)器30，在本實(shí)施例中，如圖5所示，該伺服驅(qū)動(dòng)器30為多個(gè)，它們是采用標(biāo)準(zhǔn)的USB接口通過數(shù)據(jù)線102連接，并跟數(shù)控系統(tǒng)20連接在一起，且，在本實(shí)施例中，該伺服驅(qū)動(dòng)器30為交流伺服驅(qū)動(dòng)器，該伺服電機(jī)40為交流伺服電機(jī)。本實(shí)用新型重型木材加工中心主軸單元各自配套有相應(yīng)的八刀位自動(dòng)換刀刀庫，刀庫以伺服驅(qū)動(dòng)，故增加一個(gè)主軸單元相應(yīng)增加一套伺服控制換刀系統(tǒng)，如圖5所示，同個(gè)系列的機(jī)床中功能和軸數(shù)都具備有可擴(kuò)展性，在增減機(jī)床軸數(shù)(如主軸自動(dòng)換刀伺服驅(qū)動(dòng)刀庫)只需在基礎(chǔ)配置上增減相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制就可實(shí)現(xiàn)，采用標(biāo)準(zhǔn)的USB接口通過數(shù)據(jù)線102連接，只需在最后一級(jí)伺服驅(qū)動(dòng)器30末端接口接上終端電阻108即可，操作簡(jiǎn)單，減短了新設(shè)備的開發(fā)周期。
[0033]該主軸變頻器50通過模擬端口(圖中未示)與數(shù)控系統(tǒng)20相連接，電主軸60連接主軸變頻器50，在本實(shí)施例中，如圖4所示，該數(shù)控系統(tǒng)20具有多個(gè)模擬控制接口(圖中未示)，該主軸變頻器50為多個(gè)，每一主軸變頻器50連接對(duì)應(yīng)的模擬控制接口，每一主軸變頻器50均連接有一前述電主軸60，如此，根據(jù)機(jī)床的機(jī)械設(shè)計(jì)若要增加多一套電主軸60，只需在數(shù)控系統(tǒng)20增加相應(yīng)的模擬控制接口，連接第二個(gè)主軸變頻器即可以實(shí)現(xiàn)。
[0034]該分布式I/O模塊70通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口 71與數(shù)控系統(tǒng)20進(jìn)行連接，在本實(shí)施例中，該分布式I/o模塊70為多個(gè)，如圖2所示，它們分布在主電柜103、機(jī)床床身101、機(jī)頭配電盒104、控制臺(tái)105以及機(jī)座配電盒106等位置通過高速I/O通訊網(wǎng)絡(luò)連接，提高通信速度、節(jié)省硬件接線成本；并且，如圖3所示，該多個(gè)分布式I/O模塊70是由標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口 71通過雙絞屏蔽電纜107進(jìn)行連接，并跟數(shù)控系統(tǒng)20連接在一起，如此根據(jù)機(jī)床的控制要求可增減1模塊和本加工中心實(shí)際輸入輸出點(diǎn)數(shù)的要求增減輸入、輸出模塊。
[0035]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于:通過采用了開放式、模塊化系統(tǒng)組合而成的控制系統(tǒng)，具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口，可與通用伺服和遠(yuǎn)程I/o模塊連接，硬件和軟件通用性、兼容性高可移植性強(qiáng)，能靈活滿足客戶對(duì)不同配置和市場(chǎng)的需求，選配各種功能進(jìn)行配置；模塊化結(jié)構(gòu)在機(jī)床間具有可互操作性和可移植性；通過提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口、通信和交互機(jī)制，使不同功能模塊功能以標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口運(yùn)行于系統(tǒng)平臺(tái)之上，并獲得平等的相互操作能力，協(xié)調(diào)工作；應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、交互模型、控制機(jī)理，是構(gòu)成系統(tǒng)的各功能模塊可來源于不同的開發(fā)商，并且通過一致的設(shè)備接口，使各功能模塊能運(yùn)行于不同供應(yīng)商提供的硬件平臺(tái)之上，利于縮短了開發(fā)周期，開發(fā)成本可控等優(yōu)勢(shì)。
[0036]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括有工控機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、主軸變頻器、電主軸以及分布式I/o模塊；該工控機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)與數(shù)控系統(tǒng)相連接，該數(shù)控系統(tǒng)為開放式數(shù)控系統(tǒng)，該伺服驅(qū)動(dòng)器通過標(biāo)準(zhǔn)的串行接口與數(shù)控系統(tǒng)相連接，該伺服電機(jī)設(shè)置于車床床身上并連接伺服驅(qū)動(dòng)器，該主軸變頻器通過模擬端口與數(shù)控系統(tǒng)相連接，電主軸連接主軸變頻器，該分布式I/o模塊通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述分布式I/O模塊為多個(gè)，它們分布在主電柜、機(jī)床床身、機(jī)頭配電盒、控制臺(tái)以及機(jī)座配電盒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述分布式I/O模塊為多個(gè)，它們是由標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)端口通過雙絞屏蔽電纜進(jìn)行連接，并跟數(shù)控系統(tǒng)連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述數(shù)控系統(tǒng)具有多個(gè)模擬控制接口，該主軸變頻器為多個(gè)，每一主軸變頻器連接對(duì)應(yīng)的模擬控制接口，每一主軸變頻器均連接有一前述電主軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述伺服驅(qū)動(dòng)器為多個(gè)，它們是采用標(biāo)準(zhǔn)的USB接口通過數(shù)據(jù)線連接，并跟數(shù)控系統(tǒng)連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述伺服驅(qū)動(dòng)器為交流伺服驅(qū)動(dòng)器，該伺服電機(jī)為交流伺服電機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種重型木材加工中心的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括有工控機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、主軸變頻器、電主軸以及分布式I/O模塊。通過采用了開放式、模塊化系統(tǒng)組合而成的控制系統(tǒng)，具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口，可與通用伺服和遠(yuǎn)程I/O模塊連接，硬件和軟件通用性、兼容性高可移植性強(qiáng)；模塊化結(jié)構(gòu)在機(jī)床間具有可互操作性和可移植性；通過提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口、通信和交互機(jī)制，使不同功能模塊功能以標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口運(yùn)行于系統(tǒng)平臺(tái)之上，并獲得平等的相互操作能力，協(xié)調(diào)工作；并且通過一致的設(shè)備接口，使各功能模塊能運(yùn)行于不同供應(yīng)商提供的硬件平臺(tái)之上，利于縮短了開發(fā)周期，開發(fā)成本可控等優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN204302769
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420676076
【發(fā)明人】陶宏健, 董慧濤, 余哲靜子
【申請(qǐng)人】東莞市南興家具裝備制造股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月13日