[發(fā)明專利]一種數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310040500.3
• 申請(qǐng)日: 2013-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103135495A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐厚君;方萬(wàn);沈月芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖州交達(dá)數(shù)控科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/18
• 分類號(hào): G05B19/18
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)，尤其是一種數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)行數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)主要分成兩大類，第一類控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)直接對(duì)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，它沒(méi)有運(yùn)動(dòng)控制卡，由計(jì)算機(jī)直接和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、繼電器驅(qū)動(dòng)板和機(jī)床限位開(kāi)關(guān)連接，完成所有的電機(jī)控制任務(wù)和輸入輸出口的讀寫(xiě)任務(wù)，這樣結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)由軟件實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算。第二類控制系統(tǒng)采用運(yùn)動(dòng)控制專用芯片對(duì)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。它采用計(jì)算機(jī)加運(yùn)動(dòng)控制專用芯片組成控制系統(tǒng)。該芯片中已經(jīng)做好了運(yùn)動(dòng)控制算法，而且還給外界提供了一些應(yīng)用接口。它們都屬于封閉式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)，各地?cái)?shù)控廠商都設(shè)計(jì)了自己的專用硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。這種封閉式的結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本極高，開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，升級(jí)困難，可靠性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和易用性極差，二次開(kāi)發(fā)困難。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，林金南在“數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)――開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)”（《機(jī)床與液壓》2003.NO.6）一文中描述了現(xiàn)有數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)存在的以下不足可以理解為：

1、軟件為數(shù)控制造商所占有，機(jī)床制造商難以體現(xiàn)其獨(dú)立性；

2、需要開(kāi)發(fā)專用的硬件來(lái)追隨硬件的進(jìn)步，一般相對(duì)滯后；

3、功能單一化，只適用于機(jī)床行業(yè)；

4、第一類控制系統(tǒng)使用軟件插補(bǔ)極耗系統(tǒng)資源，在切割過(guò)程中沒(méi)有可視化界面，切割軟件的功能也不夠豐富，實(shí)時(shí)響應(yīng)性差，而且速度和精度都達(dá)不到現(xiàn)在切割機(jī)的工藝要求；

5、第二類控制系統(tǒng)通常采用Windows操作系統(tǒng)，由于其自身的不穩(wěn)定性，會(huì)造成整個(gè)控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定。而且Windows屬于商業(yè)軟件，由于版權(quán)問(wèn)題無(wú)疑會(huì)提高數(shù)控系統(tǒng)的成本；

6、第二類系統(tǒng)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)采用專用芯片來(lái)完成實(shí)時(shí)采樣插補(bǔ)，但是采用專用芯片的系統(tǒng)散熱差、系統(tǒng)的算法固定、不易維護(hù)、無(wú)法進(jìn)行算法的升級(jí)與更新，價(jià)格也比較昂貴。在科技飛速發(fā)展的今天，新技術(shù)與新標(biāo)準(zhǔn)不斷涌，技術(shù)的更新周期大大加快，采用專用芯片的系統(tǒng)其生命周期必會(huì)縮短，給用戶帶來(lái)極大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種有效提高性能、降低成本、而且裝配、使用、升級(jí)極為簡(jiǎn)單數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

它包括：

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所述的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)包括PCI總線及通用外設(shè)接口，所述的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中安裝有系統(tǒng)平臺(tái)，所述的系統(tǒng)平臺(tái)中包括數(shù)控管理模塊；

運(yùn)動(dòng)控制卡，包括一進(jìn)行電機(jī)控制的數(shù)字信號(hào)微處理器以及與數(shù)字信號(hào)微處理器連接并通訊的可編程控制器、PCI接口、驅(qū)動(dòng)接口電路及外圍電路；通過(guò)PCI接口連接于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的PCI總線中，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口電路連接并驅(qū)動(dòng)切割機(jī)伺服電機(jī)；

輸入輸出控制卡，連接于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的PCI總線中，包括多路輸入信號(hào)端和多路輸出信號(hào)端以及連接工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PCI總線的PCI接口，所述的多路輸入信號(hào)端讀入切割機(jī)限位開(kāi)關(guān)信號(hào)；所述的多路輸出信號(hào)端輸出切割機(jī)繼電器開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)；

人機(jī)交互設(shè)備，連接于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的通用外設(shè)接口，用于內(nèi)容顯示、指令輸入及數(shù)據(jù)通信。

優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)管理模塊處理任務(wù)包括：數(shù)控系統(tǒng)的多任務(wù)調(diào)度策略，加工文件的圖形變換，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制卡，I/O接口板的PCI總線驅(qū)動(dòng)，割縫補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，I/O接口的監(jiān)控和診斷，前后兩條切割線段連接處的轉(zhuǎn)角速度控制功能，數(shù)控系統(tǒng)的圖形用戶界面，文件管理系統(tǒng)，人機(jī)交互操作處理。

優(yōu)選地，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡的數(shù)字信號(hào)微處理器的電機(jī)控制包括直線和圓弧線段的插補(bǔ)，多軸同步運(yùn)動(dòng)，速度控制，線段預(yù)處理。

優(yōu)選地，所述的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為嵌入式計(jì)算機(jī)。

優(yōu)選地，所述的系統(tǒng)平臺(tái)為windows系統(tǒng)平臺(tái)。

優(yōu)選地，所述的通用外設(shè)接口包括LCD/VGA、USB、PS/2和/或軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口。

優(yōu)選地，所述的人機(jī)交互設(shè)備包括顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。

由于采用了上述方案，本發(fā)明的數(shù)控切割機(jī)控制系統(tǒng)本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各組成部分相對(duì)獨(dú)立，部分硬件可直接采購(gòu)市售商品為組成部分，加上已經(jīng)開(kāi)發(fā)成熟的數(shù)控管理模塊，整個(gè)控制系統(tǒng)與現(xiàn)行的控制系統(tǒng)相比，不僅性能提高、成本降低，而且裝配、使用、升級(jí)極為簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)整體模塊結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)控制卡模塊組成示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的輸入輸出控制卡模塊組成示意圖。