專利名稱：一種用可編程計算機控制器控制車床的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機控制領(lǐng)域，尤其是圖形控制車床的裝置。
技術(shù)背景目前，為增加機床的加工精度及提高加工效率，開發(fā)的數(shù)控機床，已起到了很大的作用，也是機床行業(yè)發(fā)展的方向，但目前數(shù)控機床大多數(shù)采用PLC控 制，對于機床的操作，須對照加工圖紙(設計圖)，設定數(shù)字量，進行編程，由 控制盤輸入端輸入，才能進行操作， 一般操作工人經(jīng)過培訓才能上崗操作，這 就限制了機床的發(fā)揮。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的為提供一種不僅保留原數(shù)控車床控制端與PLC機及PLC機與 終端部分的接口部分，將其輸入部分通過接口硬件改用由Windows平臺下的PC 機(微機)，并由光偶進行干擾隔離的用可編程計算機控制器(PCC控制器)控 制車床的裝置。實現(xiàn)上述發(fā)明目的技術(shù)方案為帶有輸入鍵盤和顯示器的固化有在 WindowsNT平臺支持的CAXACAD軟件的PC機通過串行數(shù)據(jù)總線與接口硬件連接， 接口硬件通過數(shù)據(jù)總線與PLC機連接，PLC機再分別與主軸、縱向、橫向、刀盤 連接，主軸驅(qū)動模塊再與主軸伺服電動機連接，縱向驅(qū)動模塊與縱向進給伺服 電動機連接，橫向驅(qū)動模塊與橫向進給伺服電動機連接，刀盤驅(qū)動模塊與刀具 選擇伺服電動機連接。本發(fā)明方案控制數(shù)控車床的裝置是由PC機與PC機結(jié)合，改變了以往將圖
形轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入的過程，直接由圖形作為輸入量。-般，加工圖紙均由三 部分構(gòu)成，即圖形輪廓曲線、工件表面粗糙度、工件精度。工件精度又分為 尺、j公差精度與形位公差精度，圖形輪廓曲線代表了圖形的尺寸要求(圖形按 比例繪制)，表面粗糙度及精度要求又代表了圖形輪廓尺寸的范圍，對于車削加 工的特殊作用，為工件提供旋轉(zhuǎn)運動、刀具的縱橫向移動及刀臺的旋轉(zhuǎn)運動(刀 具選擇)，所以，車削加工，刀具只作平面內(nèi)的雙向運動而構(gòu)成了工件的縱橫向 輪廓曲線，工件的表面粗糙度及精度是由(不考慮機床自身的精度)工件的旋 轉(zhuǎn)及刀具的進給量保證，刀具的選擇依靠圖形被加工面(外圓、端面、內(nèi)孔、 工件的材料)決定刀具的類型。數(shù)控機床根據(jù)以上圖紙與機床之間的對應關(guān)系 將圖紙數(shù)字化后(編程)，輸入給微處理機，通過微處理機進行邏輯運算，輸出 至終端(伺服電動機)對機床進行控制。PCC機具有內(nèi)存容量大，運算速度快，價格低的特點，尤其支持WindowsNT 平臺下的CAXACAD制圖軟件具有全面的機械制圖功能。通常，CAXACAD制圖軟件 將繪制好的加工圖通過其終端USP接口與繪圖儀聯(lián)接，繪制出對應的圖形，繪 圖儀本身與數(shù)控車床有著相似的功能——-旋轉(zhuǎn)運動與直線往復運動的組合，僅 僅區(qū)別于繪圖儀是在無限圓內(nèi)(平面)繪制出圖形，車床車刀雙向座標的往復 運動與工件的旋轉(zhuǎn)運動構(gòu)成了在不等有限圓內(nèi)的螺旋軌跡，繪圖儀本身的控制 為PLC控制系統(tǒng)，只是在PCC機與控制繪圖儀的PLC終端增加兩路輸出硬件，一 路控制橫向運動的步伺服電機，另一路控制選擇刀具刀臺的伺服電機，保留原繪 圖儀滾筒轉(zhuǎn)動的一路硬件與縱向移動的另一路硬件，就能滿足車床的動作。 CAXACAD制圖軟件中繪圖輸出菜單界面上的分辯率設定，與工件上的精度要求對 應起來，將其擴展；CAXACAD制圖軟件中繪圖輸出菜單改為車床輸出菜單，將繪
圖輸出菜單界面上的分辯率設定改為表面粗糙度及精度范圍要求的設定，根據(jù) 圖形要求增設刀具選擇界面，通過以上的改進后，設計圖紙無需進行底圖、藍 圖(加工圖)的轉(zhuǎn)換，只需將繪制好的設計圖軟件直接通過通訊系統(tǒng)或通訊硬件(U盤、光盤)，轉(zhuǎn)到操作機床系統(tǒng)(PCC控制器)，操作工根據(jù)顯示器上的設計圖形及操作鍵盤、鼠標的配合，根據(jù)顯器上的設計圖紙的精度要求選擇車床 輸出菜單精度選擇的相關(guān)內(nèi)容及刀臺號位的選擇，就可進行機床與繪圖儀一樣 的操作過程。在繪制設計圖時應將粗加工圖與精加工圖分開設繪制。 本發(fā)明直接將圖形作為輸入量輸入，改變了原有技術(shù)繁瑣的編程過程，提高了工作效率;操作簡單，操作人員只需從顯示器界面的圖形與輸入鍵盤的配 合，根據(jù)加工圖紙要求選擇車床輸出菜單及精度選擇的內(nèi)容就能操作，所以普 通工人容易掌握，便于推廣；并且還具有運算速度快，成本低的有益效果。
圖l為本發(fā)明一種用可編程計算機控制器控制車床的裝置的結(jié)構(gòu)框2為圖1的接線示意3為加工過程流程4為在顯示器界面上顯示的圖例具體實施方式
結(jié)合附圖1-4對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明。圖中各序號對應的名稱如下 1--顯示器，2-PC機，3-輸入鍵盤，4-接口硬件，5-PLC機，6-光驅(qū)單元，7-主 軸驅(qū)動模塊，8-縱向驅(qū)動模塊，9-橫向驅(qū)動模塊，10-刀盤驅(qū)動模塊，11-主軸 伺服電動機，12-縱向進給伺服電動機，13-橫向進給伺服電動機，14-刀具選擇 伺服電動機，15-手持盒，16、 17-開關(guān)量輸入，18、 19-開關(guān)量輸出，20-電源 輸入。
圖1中改變CAXACAD制圖軟件中繪圖輸出菜單中有關(guān)部分的源程序，使 其滿足車床輸出界面菜單精度選擇界面的要求，(這部分由市場上已銷售的CAXA 數(shù)控車床軟件代替)。在原有PLC機的輸入端增設接口硬件與傳統(tǒng)微機(PC機) 的USB串行通訊接口聯(lián)接，改變CAXACAD制圖軟件中繪圖輸出菜單有關(guān)部分的 源程序及接口程序。因控制部分是專用的，其接口硬件的驅(qū)動程序應固化在內(nèi) 存中。圖2中PLC采用世紀星數(shù)控裝置(HNC-21) 5控制整個車床的主軸驅(qū)動7、 縱向驅(qū)動8、橫向驅(qū)動9、刀盤驅(qū)動IO，控制車床的手持盒15、開關(guān)量輸入16、 17、光驅(qū)單元6，直接將信號輸入至PLC5?？刂栖嚧驳钠溆嚅_關(guān)量18、 19，均 由PLC5控制。電源20輸入給PLC5 AC24V。 PC機顯示器1、輸入鍵盤3、 PC機 2、構(gòu)成了整個PC機系統(tǒng)，通過PC機2的串行接口 (USB)或并行接口與接口 硬件4接通，就構(gòu)成了整個車床PCC控制系統(tǒng)。圖4中在CAXACAD界面上繪制出機零件圖，根據(jù)零件圖技術(shù)要求，編制工藝路線，在CAXACAD界面上選擇合適的菜單，實現(xiàn)數(shù)控加工功能，設置機床類型，進行機床仿真，校驗合格，然后操作機床進行車削加工。用PCC實現(xiàn)車削加工的過程，必須作到選定所配置的機床，設定機床主軸的轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、刀具的接近速度、切削速度、退刀速度；用圖紙輪廓曲線表達被加工件，確定外輪廓、內(nèi)輪廓、端面輪廓；根據(jù)工件形狀，選擇合適的加工方式，生成刀位軌跡，選擇合適的刀具定位點、刀具的進刀方式與刀具的退刀方式，要完成以上的操作，對于般的機床操作工來講，都是不難辦到的。車加工是一個去除余量的過程，從毛坯開始去除多余的材料，以得到需用的另件。分為粗加工、半精加工、精加工工序，在進行前一道工序中，要給F一道工序留一定的余量，而這些要求，只需在界面菜單中直接點取，機床就按照要求自動完成粗加工、半精加工、精加工工序。通過以上改進后，操作人員只需從顯示器l的CAXA數(shù)控車床界面，根據(jù)以 上的提示要求進行操作，圖形與輸入鍵盤的配合，根據(jù)加工圖紙及圖紙的精度 要求選擇工具條菜單精度選擇的相關(guān)內(nèi)容。刀臺上刀臺號位的選擇應由工件加 工順序選擇，因用圖形作為輸入量，應將圖形轉(zhuǎn)換成軌跡圖形。
權(quán)利要求
1. 一種用可編程計算機控制器控制車床的裝置，其特征為帶有輸入鍵盤和顯示器的固化有在Windows NT平臺支持的CAXACAD軟件的PC機通過串行數(shù)據(jù)總線與接口硬件連接，接口硬件通過數(shù)據(jù)總線與PLC機連接，PLC機分別與主軸驅(qū)動模塊、縱向驅(qū)動模塊、橫向驅(qū)動模塊和刀盤驅(qū)動模塊連接，主軸驅(qū)動模塊再與主軸伺服電動機連接，縱向驅(qū)動模塊與縱向進給伺服電動機連接，橫向驅(qū)動模塊與橫向進給伺服電動機連接，刀盤驅(qū)動模塊與刀具選擇伺服電動機連接。
全文摘要
本發(fā)明為一種用可編程計算機控制器控制車床的裝置，涉及計算機控制領(lǐng)域，圖形控制車床的裝置，原有技術(shù)在工人操作數(shù)控機床時，必須對照加工圖紙，設定數(shù)字量，進行編程，由控制盤輸入端輸入才能進行操作，本發(fā)明保留了原數(shù)控車床控制端與PLC機及PLC機與終端的接口部分將其輸入部分通過接口硬件改用又Windows平臺下的PC機，并有光偶進行干擾隔離，操作人員只需從顯示器界面的圖形與輸入鍵盤的配合，根據(jù)加工圖紙及圖紙的精度要求選擇輸出菜單精度選擇的相關(guān)內(nèi)容，本發(fā)明具有工作效率高、操作簡單、便于推廣、成本低的有益效果。
文檔編號G05B19/414GK101211176SQ20061017040
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者李維謙 申請人:天水星火機床有限責任公司