[發明專利]一種數控切割機CNC系統的設計方法

在審

• 申請號: 201611186228.X
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106774171A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 盧金國
• 申請（專利權）人: 嘉善中建鋼結構安裝有限公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 俞晨波

技術領域

本發明涉及機械加工生產領域數控切割機CNC系統研發的方法，尤其是一種數控切割機CNC系統的設計方法。

背景技術

目前國產數控火焰切割機CNC系統，采用的主機主要是單板機、單片機和DOS平臺386CPU以下檔次的PC機，其操作系統存在著性能和功能低下的問題，使用起來很不方便；隨著IPC機性能的提高和價格的降低，用IPC機開發CNC系統的巨大優越性逐漸顯現出來；IPC機除了具有更高的可靠性和抗干擾能力外，和PC機一樣具有高的運行速度、豐富的硬件資源(CPU、存儲器、協處理器、軟硬件驅動器、串/并行口、中斷、定時器、總線插槽、顯示器、鍵盤、電源等)、軟件資源(Windows平臺以及可資使用的各種開發軟件，如AutoCAD、網絡通訊等)和功能調用，具有開放式的體系結構和具有很高的性能價格比；只要在總線擴展槽中插入自行開發或從市場上購置的驅動系統伺服控制卡和I/O卡，在充分開發和利用IPC機固有功能的基礎上，自行開發控制系統軟件，便可使IPC機變成能進行實時多任務處理、界面友好和功能強大的CNC系統；而且，隨著IPC機的不斷更新換代，用其開發的CNC系統也很容易更新換代；因此有必要開發一種性能好、功能齊全、編程和操作都方便的CNC系統，一是對舊的數控火焰切割機控制系統進行更新，二是為新的數控火焰切割機進行配套。

本發明就是為了解決以上問題而進行的改進。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種具有圖形編程、仿形編程、加工程序屏幕模擬仿真和實時多任務處理，方便于鍵盤和鼠標窗口操作，便于及時修改，具有通用性的一種數控切割機CNC系統的設計方法。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種數控切割機CNC系統的設計方法，包括CNC系統硬件結構的設計和CNC系統軟件結構的設計，CNC系統硬件結構的設計，其實施步驟為：

(1)切割機機械部分的選擇；

(2)控制系統的選擇；

CNC系統軟件結構的設計，其實施步驟為：

(1)軟件開發環境的選擇；

(2)軟件模塊的設計；

進一步的，所述CNC系統硬件結構的設計，包含有切割機機械部分主要由底座、龍門式移動框架、火焰噴頭、傳動機構和三個步進電機組成，以實現對平面板材零件的切割加工，三個步進電機分別為X軸步進電機、Y軸步進電機和Z軸步進電機，Y軸步進電機控制龍門框架的前后移動、X軸步進電機控制火焰噴頭的左右、Z軸步進電機控制火焰噴頭的上下移動，X、Y、Z三軸可以實現聯動控制；

所述CNC系統硬件結構的設計，還包含有控制系統以IPC作為主機，IPC主機包含486以上CPU，8MB以上內存，500MB以上硬盤，IPC的固有硬件包含CPU主板、TVGA卡、電源，只在IPC的PC總線的插槽中增加一塊32位光電隔離I/O.TIMER卡；

所述32位光電隔離I/O.TIMER卡的I/O并行口控制三個步進電機的運行、乙炔開關、乙炔點火、切割氧開關以及接收工作臺的限位行程開關信號、坐標零位信號，由該卡上的定時器作為步進電機運行中斷服務程序的中斷定時器，時鐘頻率取2MHz，通過計算機的鍵盤實現對控制系統的操作，三個移動方向步進電機的脈沖當量均為0.01mm；

所述32位光隔離I/O.TIMER卡、TVGA卡及CPU主板均與IPC中的PC總線相連，CRT顯示器連接在TVGA卡上；X軸步進電機、Y軸步進電機和Z軸步進電機分別通過X軸驅動單元、Y軸驅動單元和Z軸驅動單元驅動，所述X軸驅動單元、Y軸驅動單元和Z軸驅動單元均與32位光電隔離I/O.TIMER卡相連，所述CPU主板上還設置有串口、并口，該主板還可與鍵盤、軟驅和硬盤相連；

更進一步的，所述CNC系統軟件結構的設計，包含軟件開發環境是在Windows界面下開發；所述CNC系統軟件結構的設計，還包含有軟件模塊的設計：

系統軟件界面上包含有程序編制模塊和加工控制模塊選項；

程序編制模塊下還設置有圖形編程和仿形編程；加工控制模塊下還設置有參數設置、模擬仿真、自動運行、手動運行和故障診斷；

具體的，程序編制模塊中還包含有手動編程，所述手工編程是圖形編程和仿形編程中的程序全屏幕編輯模塊；

其中，所述圖形編程具有的功能有：直線、圓弧、折線繪制；拷貝、移動、旋轉、對稱、縮放、修剪、刪除、偏置；自動編程；程序全屏幕編輯；模擬仿真；