[發明專利]一種高可靠性數控機床設計方法

在審

• 申請號: 201310725746.4
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103745045A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 劉恒;覃榮;陳勇棠;汪少沖;計端
• 申請（專利權）人: 柳州職業技術學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

技術領域

本發明涉及一種高可靠性數控機床設計方法，尤其是一種應用在流水線上的機械臂精確抓取和控制方法，具有固定運動軌跡特征的機械臂運動控制方法，涉及PID控制、微控制器處理技術和多處理器協同處理技術等領域。?

背景技術

數控系統的可靠性是關系到數控系統性能的一個重要指標。目前針對數控系統可靠性的設計研究有很多，然而絕大多數針對數控系統的研究往往是以一些具體的應用目標，或典型的數控系統為研究對象。其所開發設計的數控系統可靠性設計方法和技術往往不具備通用性，也不能夠為系統的可靠性設計提供一個完整全面的設計方法和流程。

發明內容

本發明提供一種高可靠性數控機床設計方法，本專利針對數控機床可靠性設計的應用需求，構建了一套完整的高可靠性數控機床設計方法和流程。并明確數控這種高可靠性數控機床設計的詳細流程，以及每個實現環節中的具體實現方法。

????為解決以上技術問題，本發明提供如下技術方案：一種高可靠性數控機床設計方法，所述機床設計方法主要步驟包括功能分析、功能組合及切分、專用芯片設計、干擾劃分、抗干擾設計、布線規劃、重新布線以及鋪設屏蔽。

進一步地，所述功能分析為在進行高可靠性數控機床設計之前，首先由用戶對數控機床的組成部分包括CPU模塊、位置控制模塊、存儲模塊、PLC模塊、接口模塊、電源模塊、圖形顯示模塊分別進行功能分析。

進一步地，所述功能組合為用戶根據分析到的數控機床組成功能模塊將對所有的功能模塊進行合并與融合，盡可能多的將多個功能模塊融合在一起；用戶將融合到的功能模塊描述結果進行切分，形成顆粒度更大的少量幾個功能模塊單元。

進一步地，所述專用芯片設計為用戶將合并后的每個功能單元采用專用芯片進行設計，在進行實現時可以先用可編程邏輯器件進行仿真，再用專用芯片完成最終設計。

進一步地，所述干擾劃分為用戶針對數控機床各功能模塊所實現的功能進行干擾分析及劃分，將該數控機床功能模塊組成結構中所有可能產生干擾的部分進行劃分和提取。

進一步地，所述抗干擾設計為根據每一個單元的干擾情況分別進行抗干擾設計解決干擾問題。

進一步地，所述布線規劃為對各功能模塊之間的連線進行布線規劃，按照布線規劃的詳細約束及流程完成布線規劃及調整。

進一步地，所述重新布線為對各功能模塊連線進行重新布線完成布線的具體實施。

進一步地，所述鋪設屏蔽主要包括鋪設安裝屏蔽外殼，鋪設電磁屏蔽網手段實現。

進一步地，所述布線規劃具體布線原則和方法是，首先對待布線區域的邏輯單元進行分析，將所有的供電線獨立出來，采用單獨布線的方式完成供電線的布線，之后分析布線的邏輯單元中的動力線和信號線，將所有的動力線和信號線進行分離，分兩個部分進行布線；之后再對所有的信號線再次進行處理，所有的信號線都按照絞合的方式進行布線。完成信號線的布線之后，最后對地線進行布線，在布線規劃中，地線分為三類信號地、框架地和系統地。其中信號地直接連接0伏的電壓，框架地的布線全部連接在設備的外殼上，系統地通過一個電阻連接在配電盤地線上，其電阻阻值小于100歐姆，系統地的連接電纜截面大于或等于供電電纜的截面。

本發明涉及的這種高可靠性數控機床設計方法，涵蓋了數控機床可靠性設計的多個環節，能夠全面的提高數控機床的可靠性。?

附圖說明

圖?1為本發明高可靠性數控機床設計流程；

圖?2為本發明布線規劃實現原理。

具體實施方式

本發明設計的數控機床高可靠性設計流程如圖1所示，從圖1可以看出，按照本發明構建的高可靠性數控機床設計流程，首先以數控機床的組成部分包括CPU模塊、位置控制模塊、存儲模塊、PLC模塊、接口模塊、電源模塊和圖形顯示模塊分別進行功能分析。通過對數控機床的典型應用功能分析，得到數控機床每一個功能模塊的詳細功能需求和描述形式。之后對數控機床所有的邏輯功能進行組合和優化，以最小化原則對數控機床的功能單元進行合并與融合，將融合之后的數控機床功能表示進行專門的設計，選取專用芯片完成組成之后的邏輯功能。通過專用芯片的設計，能夠大幅度減少數控機床的原器件數量，以及控制單元規模。之后對數控機床的工作單元進抗劃分，將劃分之后的各個邏輯功能單元和區域按照不同的抗干擾設計需求，分別完成抗干擾設計，之后對數控機床各邏輯單元之間的路線規則進行規劃，其詳細的路線規劃要求如圖2所示。在完成了路線規劃之后對數控機床各邏輯單元重新進行布線，在完成布線之后，最后對整個數控機床布設屏蔽單元，提高數控機床的抗干擾能力。