CN103279068A - 数控机床辅助显示系统 - Google Patents

Abstract

数控机床辅助显示系统，涉及一种机床的显示系统，包括钢化玻璃丝印、金属外壳框、金属外壳、镂空亚克力板、LED发光元件、IC芯片原件、工控机箱体，系统控制程序从CNC系统经以太网口读取主轴功率、加工进度、加工完成时间信息，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统相连接构成局域网；再进行编码输出、进行信号隔离，使得从CNC采集到的运行信号反映到LED显示屏之上；该系统经控制系统将信号传递给工业控制计算机，再经隔离电路、译码电路、驱动电路进入LED显示电路，在LED显示装置上显示出机床的运行状态，一目了然的体现机床的加工情况和作业进度，实现了数控机床加工信息实时反馈的技术手段。

Description

数控机床辅助显示系统

技术领域

本发明涉及一种机床的显示系统，特别是涉及一种数控机床的辅助显示系统。

背景技术

现有的数控机床显示面板是随机带的，为机床的一部分，操作者根据显示面板的提示进行操作，但这些提示是有限的，同时操作面板的显示画面单板、简单，如，在主轴状态、切削状态等等的显示，以往机床的显示系统缺乏人性化设计。

如果将LED应用于机床领域，实时反馈机床的工作信息，呈现给使用者与操作者一种全新的工作状态，如，通过LED灯分别显示主轴的转速，工序加工进度等，当功率越大，LED灯则亮，随着工序的进度，LED灯逐渐变化，使操作界面简单易懂，将机床的不同工作状态通过LED设定，反馈出来，使机床的使用者和管理者可以一目了然的了解机床的加工状态和作业进度，让那些对机床专业知识不是很了解的人也能轻易看懂机床的加工过程和进度等状态，使操作系统的显示界面十分绚丽直观，同时使得机床操作更加安全，配置这样的机床辅助显示系统无疑是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控机床辅助显示系统。该系统经控制系统将信号传递给工业控制计算机，再经隔离电路、译码电路、驱动电路进入LED显示电路，在LED显示装置上显示出机床的运行状态，一目了然的体现机床的加工情况和作业进度，实现了数控机床加工信息实时反馈的技术手段。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

数控机床辅助显示系统，包括钢化玻璃丝印、金属外壳框、金属外壳、镂空亚克力板、LED发光元件、IC芯片原件、工控机箱体，所述钢化玻璃丝印即为铝硅钢化玻璃，金属外壳框、金属外壳为铝合金板材，主体面板为镂空亚克力板，LED发光元件采用有机发光显示技术，线路主板和后盖包括IC芯片原件、工控机箱体；其工控机箱体从内向外依次装配IC芯片原件、LED发光元件、镂空亚克力板，金属外壳3将IC芯片原件、LED发光元件、镂空亚克力板罩住，这些部件紧密镶嵌在一起经钢化玻璃丝印和金属外壳框封严，并经数据线将工控机箱体7的这些构件相连接；

系统控制程序：从CNC系统经以太网口读取主轴功率、加工进度、加工完成时间信息，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统相连接构成局域网；或者，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统的人机界面相连接构成局域网；再进行编码输出，在工业控制计算机上用VB编制应用程序，将上述过程中采集到的CNC运行数据在工业控制机中进行并行转串行编码，编码结果从工业控制机的数字数字量输出接口发出，再经过隔离电路对工业控制机的数字数字量输出接口进行信号隔离，经过译码电路对上述的来自于工业控制机数字数字量输出接口，经过隔离器的编码信号进行译码，使得从CNC采集到的运行信号反映到LED显示屏之上；其驱动电路提供LED板驱动，即对译码后信号放大后推动LED发光；LED显示电路显示主轴功率、加工进度、加工完成时间；电源模块为显示系统提供电源供应。

所述的数控机床辅助显示系统，所述电源为开关电源。

所述的数控机床辅助显示系统，所述数据线连接控制卡和LED单元板的排线，传输线连接控制卡和计算机，电源线连接电源和控制卡、电源和LED单元板。

所述的数控机床辅助显示系统，其所述工控机箱的色彩为红、黑、白三色，白色主轴箱正面，侧面黑色，中间红色。

所述的数控机床辅助显示系统，所述显示屏两侧显示两条LED能量条分别显示机床两个主轴的转速。

所述的数控机床辅助显示系统，所述显示屏中央显示一条渐进的LED能量线显示机床当前的加工工序进度。

所述的数控机床辅助显示系统，所述显示屏上显示有机床加工信息的LED信息条。

本发明的优点与效果是：

1.本发明操作者可以在不通过机床本身数控显示的情况下远距离检测机床使用状态，管理者可在车间远处通过辅助显示系统了解所有机床的加工进度，提高机床操作宜人性，增强管理者监管水平，有效提高生产效率。针对使用者，提高了操作宜人性，增加操作者观测加工视野，远处即可监视机床状态，提高生产安全性。针对车间管理者，易于管理者从远处观察，随时掌握每台机床加工进度及负荷状态。加强管理效率。

2.本发明前端显示及发光部件采用市场现有产品，易购买、制作周期短。

3.本发明ic芯片控制显示部分及与机床操作系统数据对接、具有传送速度快、数据传送准确、稳定好、耗能低等特点。

4.本发明整体设计结构简单，易拆卸维护，符合机加车间的使用需求。

附图说明

图1为本发明显示设备的外形示意图；

图2为本发明显示设备的组装合成示意图；

图3为本发明辅助显示系统的方框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明整个系统显示界面由五大部分组成，见附图1、附图2，分别是：

铝硅钢化玻璃、即钢化玻璃丝印1、前框包括金属外壳框2、金属外壳3，OLED主体面板包括镂空亚克力板4、LED发光元件5，线路主板和后盖包括IC芯片原件6、工控机箱体7。

显示界面屏幕主要用亚克力玻璃材质，内部结构则分为单元板、电源、控制卡，连线和安装支架。单元板是LED的显示核心部件 之一，单元板的好坏，直接影响到显示效果的。单元板由LED模块，驱动芯片和PCB电路板组成。LED模块是由很多个LED发光点用树脂或者塑料封 装起来的点阵。 发光体选用的是OLED技术。Organic Light Emitting Display，即有机发光显示器，OLED显示技术与传统的LED显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，即使在很大的视角下观看，显示仍然不失真，并且能够显著节省电能。电源使用的是开关电源，220V输入，5V直流输出。由于LED显示屏幕属于精密电子设备，所以要采用开关电源，不能采用变压器。由于单元板和控制卡的厂家众多，所以单元板的接口式样众多，在组装LED屏的时候，必须先确定接口的一致性，才方便组装。连线分为数据线，传输线，和电源线。数据线用于连接控制卡和LED单元板的排线，传输线用于连接控制卡和电脑。电源线，就是用来连接电源和控制卡，电源和LED单元板。连接单元板的电源 线的铜芯直径不小于1mm。安装根据不同的应用场合，要求不一样，内嵌安装时，需要一个安装支架。安装支架，不同的LED屏幕搭配不同的安装支架，主要材质都是铝型材，轻便易加工。单元板背面有安装用的铜柱，是用来把单元板固定在支架，支架应该长一点，预留灯箱的安装孔。把单元板，控制卡，电源都固定在支架，数据线和220V电源线要绑在支架上绑好，打个结，其表面镶嵌的是一块钢化玻璃丝印1，是康宁公司(Corning)生产的环保型铝硅钢化玻璃。玻璃的硬度和强度都达到了前所未有的高度，而且很轻薄，厚度最小可达到0.7MM，可以轻松抵御加工过程中金属屑的飞溅造成的冲击。这种材料近年来一直被智能手机所采用，而被用于机床外防护上还属首次。工控机箱7的色彩使用红、黑、白三色，白色用于主轴箱正面，侧面则被黑色分开，中间红色，流线形的红色条纹给工控机箱7侧面增加动感造型。利用这三种颜色，进行产品外观的分模处理。便于拆装，屏幕部分则是单独一块模具。这些部分严丝合缝紧密镶嵌在一起。金属外壳框2、金属外壳3防护件的材质上，选用铝合金材质，降低了防护的重量，便于拆装维修，同时保证维护者的安全。

实施例：

LED应用于机床领域实时反馈机床的工作信息，呈现给使用者与操作者一种全新的工作状态，一种前所未有的工作体验。如，显示屏两侧LED灯分别显示两个主轴的转速：当功率越大，能量渐进线LED灯则越亮、线越高，中央能量线的LED灯显示当前的工序加工进度：当输入工序程式后，中央的LED灯渐亮，随着工序的进度，LED灯逐渐增长，直至工序全部完成则该LED灯能量线全亮，然后再设定，周而复始。也可以将不同机床的不同工作状态通过LED设定，反馈给不同的使用者，扩展该应用范围。

通过机床的CNC控制系统，以及为操作系统专门研发的程序，精准的显示到显示窗口，就实现了数控机床辅助显示系统的工作。数控机床辅助显示系统由数控系统提供数据支持，用艺术的形式把机床运行状态显示到系统显示界面，不仅提升了机床的可操作性，更具有强大的扩展性，比如：具备远程与iphone信息管理集成等功能。辅助显示系统的工控机箱7与数控机床防护的造型结合为一体，将LED技术与机床防护造型有益的结合；镂空亚克力板4里面为LED发光元件5，反馈机床的工作信息，将LED技术结合机床加工状态使用，将机床的工作状态更好的传达给使用者；

显示屏可以设计两条LED能量条，设置为两个主轴的转速，通过能量条的变化，反馈给主轴的转速变化，告知工作状态，递增状态反应加工进度及完成情况百分比；

还可以在显示屏设置LED信息条，设置为完成当前工序所剩余的时间，方便准确的控制加工进度；设置为主轴油温。以上LED反馈信息可以在设计系统时进行需要性的更改设定，方便系统在更多的机床、更广泛的领域中使用。

辅助显示系统运行各部分功能及数据流向，见附图3：工业控制计算机功能从辅助显示系统经以太网口读取主轴功率、加工进度、加工完成时间信息：即，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统的FANUC Series 31i-A相连接构成局域网。FANUC 提供了用于Visual C++或Visual Basic 两种语言环境的编程接口，称为FANUC。Open CNC API Specifications，简称FOCAS利用该接口，在工业计算机上采用VB编程,调用FOCAS函数库所包含的其中一个动态连接库，在局域网中，工业控制计算机通过调用该动态链接库中的相关函数读取31i-A中主轴功率、主轴转速等CNC辅助显示系统运行数据。

工业以太网数据流实现数控系统与工业计算机间的数据交换，或者，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统的人机界面相连接构成局域网，实现对系统变量的读写。PC上用VB编制应用程序，通过数据服务器读取主轴功率、主轴转速等运行的CNC辅助显示系统运行数据。在工业控制机上用VB编制应用程序，在局域网中，通过应用程序通信，以读取所采集到的主轴功率、主轴转速等运行CNC运行数据。因此在系统中的数据采集流程为：CNC运行数据>服务器>运用程序>以太网口>工业控制机上的应用程序。其编码输出，为在工业控制计算机上用VB编制应用程序，将上述过程中采集到的CNC运行数据在工业控制机中进行并行转串行编码，编码结果从工业控制机的数字数字量输出接口发出。串行数据流显示数据以串行方式向下传递。二进制数据流显示数据二进制传输。系统中的隔离电路对工业控制机的数字数字量输出接口进行信号隔离。系统中的译码电路对上述来自于工业控制机数字数字量输出接口（经过隔离器）的编码信号进行译码，使得从CNC控制系统采集到的运行信号反映到LED显示屏之上。系统中的驱动电路提供LED板驱动，即对译码后信号放大后推动LED发光。系统中的LED显示电路显示主轴功率、加工进度、加工完成时间等，系统中的电源模块的功能是显示系统电源供应情况。

Claims (7)

1.数控机床辅助显示系统，包括钢化玻璃丝印、金属外壳框、金属外壳、镂空亚克力板、LED发光元件、IC芯片原件、工控机箱体，其特征在于，所述钢化玻璃丝印(1)即为铝硅钢化玻璃，金属外壳框(2)、金属外壳(3)为铝合金板材，主体面板为镂空亚克力板(4)，LED发光元件(5)采用有机发光显示技术，线路主板和后盖包括IC芯片原件(6)、工控机箱体(7)；其工控机箱体(7)从内向外依次装配IC芯片原件(6)、LED发光元件(5)、镂空亚克力板(4)，金属外壳(3)将IC芯片原件(6)、LED发光元件(5)、镂空亚克力板(4)罩住，这些部件紧密镶嵌在一起经钢化玻璃丝印(1)和金属外壳框(2)封严，并经数据线将工控机箱体(7)的这些构件相连接；

系统控制程序：从CNC系统经以太网口读取主轴功率、加工进度、加工完成时间信息，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统相连接构成局域网；或者，工业控制计算机通过以太网接口与数控系统的人机界面相连接构成局域网；再进行编码输出，在工业控制计算机上用VB编制应用程序，将上述过程中采集到的CNC运行数据在工业控制机中进行并行转串行编码，编码结果从工业控制机的数字数字量输出接口发出，再经过隔离电路对工业控制机的数字数字量输出接口进行信号隔离，经过译码电路对上述的来自于工业控制机数字数字量输出接口，经过隔离器的编码信号进行译码，使得从CNC采集到的运行信号反映到LED显示屏之上；其驱动电路提供LED板驱动，即对译码后信号放大后推动LED发光；LED显示电路显示主轴功率、加工进度、加工完成时间；电源模块为显示系统提供电源供应。

2.根据权利要求1所述的数控机床辅助显示系统，其特征在于，所述电源为开关电源。

3.根据权利要求1所述的数控机床辅助显示系统，其特征在于，所述数据线连接控制卡和LED单元板的排线，传输线连接控制卡和计算机，电源线连接电源和控制卡、电源和LED单元板。

4.根据权利要求1所述的数控机床辅助显示系统，其特征在于，所述工控机箱(7)的色彩为红、黑、白三色，白色主轴箱正面，侧面黑色，中间红色。

5.根据权利要求1所述的数控机床辅助显示系统，其特征在于，所述显示屏两侧显示两条LED能量条分别显示机床两个主轴的转速。

6.根据权利要求1所述的数控机床辅助显示系统，其特征在于，所述显示屏中央显示一条渐进的LED能量线显示机床当前的加工工序进度。

7.根据权利要求1所述的数控机床辅助显示系统，其特征在于，所述 显示屏上显示有机床加工信息的LED信息条。

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