CN103692352B - 一种部件砂光设备的数控系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：采用示教方式生成加工所需的工程文件，其组成包括工业计算机，用于运行数控程序对砂光设备进行驱动控制；工业运动控制卡，连接工业计算机与砂设备的伺服电机，用于根据工业计算机的控制指令驱动对应的伺服电机；工业I/O接口卡，用于连接工业计算机与工业运动控制卡或其它带工业I/O接口的设备，实现两者之间的数据通信；第一传感网络，包括若干个安设于砂光设备各运动机构上的第一传感节点，用于获取各第一传感节点所在的坐标信息；输入\输出控制卡，用于采集第一传感网络反馈的各坐标信息与砂磨的工作状态，送至工业计算机进行处理；以及与工业计算机连接的用于输入或输出的外围设备。
Description
技术领域
本发明涉及家具制造领域，具体涉及一种部件砂光设备的数控系统及其控制方法。
背景技术
目前，家具制造行业里板型部件或成品(如门板、大班台面)以及框类部件或成品如镜框的油漆砂磨大多数不能实现机械自动抛光，只能由抛光工人手进行抛光，其特点是劳动力需求量大、加工强度大、环境恶劣以及加工效率低。再者，想要实现对各类形状的框类部件或板型部件的机械抛光，就必需使得砂光机械的砂磨可跟踪部件的表面、木纹、甚至刀割线等进行抛光，一般的机械难做到这一点。即使从数控编程的角度能够实现，其编程量肯定是相当庞大的，而且必要只能针对特定外形的部件，不同规格的部件需要单独编写程序。这样的实施方式既不灵活，又不易调式、修正。申请人对此深入研究，希望实现对板型或框类部件的机械抛光，解放劳动力，并且能让人直接“教”晓机械跟踪部件外形进行抛光，免除繁杂的数控编程。故产生本专利申请的技术方案。
发明内容
本发明提一种部件砂光设备的数控系统，以实现灵活度高、适用性强、调试方便的机械式抛光。其技术方案如下：
一种部件砂光设备的数控系统，采用示教方式生成加工所需的工程文件，所述数控系统的组成包括
工业计算机，用于运行数控程序对砂光设备进行驱动控制；
工业运动控制卡，连接工业计算机与砂光设备的伺服电机，用于根据工业计算机的控制指令驱动对应的伺服电机；
工业I/O接口卡，用于连接工业计算机与工业运动控制卡或其它带工业I/O接口的设备，实现两者之间的数据通信；
第一传感网络，包括若干个安设于砂光设备各运动机构上的第一传感节点，用于获取所述各第一传感节点所在的坐标信息；
输入\输出控制卡，用于采集上述第一传感网络反馈的各坐标信息与砂磨的工作状态，送至工业计算机进行处理；以及
与工业计算机连接的用于输入或输出的外围设备。
本发明的技术方案进一步包括：
所述工业计算机包括处理器、存储器、动作控制单元、示教单元、轨迹算法单元、工程文件管理单元以及通讯管理单元；
所述动作控制单元，用于根据处理器的控制指令生成驱动工业运动控制卡的驱动指令，以实现对加工过程的控制；
所述示教单元，用于由所述输入\输出控制卡获取砂光设备运动机构的加工位置与轨迹点的坐标信息，并将上述信息送至处理器；
所述轨迹算法单元，用于根据所述的加工位置与轨迹点的坐标信息生成与加工轨迹对应的工程控制指令；
所述工程文件管理单元，用于将砂光设备各机构的工作状态与其工程控制指令生成工程文件，以唯一的部件代码标识并存储于所述存储器中，以及在需要时通过调取与输入的部件代码对应的工程文件；
所述通讯管理单元，用于完成对计算机外部信号的解调操作并送至对应单元，以及对内部信号的调制操作并送至计算机外部设备。
进一步的，所述砂光设备的运动机构包括砂磨机构与移位机构；
所述砂磨机构，包括砂磨，可调节砂磨的转速与砂面角度；
所述移位机构，用于带动所述砂磨机构实现水平或竖直方向运动。
进一步的，所述数控系统包括第二传感网络，所述第二传感网络包括若干设于砂光设备上的第二传感节点，用于获取加工时各运动机构的位置信息，供计算机判断各运动机构是否移动到位。
进一步的，所述数控系统包括第三传感网络，所述第三传感网络包括至少一个安设于砂光设备机床上的第三传感节点，所述第三传感节点用以在部件经过时产生一信号，由计算机根据该信号调节砂光设备的加工时序。
进一步的，所述数控系统还包括一通过工业I/O接口卡与计算机连接的工业控制面板，所述工业控制面板设有若干用于对加工过程实现控制的操作按键。
进一步的，所述数控程序至少包括自动加工模式、示教模式以及调试模式；
所述自动加工模式，处理器经由工程文件管理单元调出相应的工程文件，生成对应的控制指令驱动工业运动控制卡；
所述示教模式，至少包括新建工程文件、载入工程文件以及编辑工程文件功能，可完成对工程文件各参数的录入、修改以及重新获取运动机构的位置或轨迹坐标；
所述调试模式，处理器向工业运动控制卡发送调试指令或是单程执行从内存中调用的工程文件。
进一步的，所述的示教模式的编辑工程文件的功能包括删除步骤、步骤上移、步骤下移、控制运动机构移动至指定坐标、记录运动机构的当前坐标并替换原有坐标、运动机构复位、砂磨转速调节、开始示教、结束示教以及示教演示。
本发明的有益效果在于：1、自动流水线作业，实现板型部件或框类部件的跟踪抛光工序，不仅加工精度高，而且大大解放劳动力；2、通过示教模式直接获取不同板型部件或框类部件的加工参数，更为减轻操作人员编程或作图的工作量；3、加工范围广，可对不同规格的板件进行加工。
本发明还提出上述系统的控制方法，包括如步骤：
启动设备，执行复位与预设的调机动作；
模式选择，所述模式至少包括自动加工模式、示教模式与调试模式，选择任意一种模式运行；
工业计算机对待加工的部件设立或手动输入唯一的部件代码，预先示教砂光设备各运动机构的所需移动位置及运动过程，然后把砂光设备所需移动位置信息和运动过程信息生成与上述部件代码唯一对应的工程文件，并存储到工业计算机中；
在加工部件时，先输入部件代码以调出与该部件代码对应的工程文件，输入加工数量；工业计算机根据工程文件中所设定的加工动作生成工业运动控制卡可识别的控制信号，由工业运动控制卡驱动砂光设备的伺服电机运转；
当一个部件的抛光加工完成后，工业计算机使砂光磨头复位，准备下一个部件的加工，如此循环；
所述自动加工模式包括如下步骤：
步骤一，输入工程文件代码；
步骤二，调出与代码相对应的工程文件；
步骤三，输入加工数量；
步骤四，驱动砂光设备的各运动机构对部件自动执行工程文件中所定义的加工动作，并计数；
步骤五，判断加工数量是否达到设定值，若是则结束加工，停机或待机；若否则继续加工；
所述示教模式包括如下步骤：
步骤一，示教功能选择，至少包括新建、导入、修改与演示；
步骤二，选择新建功能，输入部件代码；
步骤三，手动调节砂光设备各运动机构的位置与工作状态，由计算机获取各运动机构所需的移动位置及运动过程；
步骤四，生成对应的工程文件并存储；
步骤五，完成后回到功能选择；
所述调试模式包括如下步骤：
步骤一，调出与调机用的工程文件；
步骤二，驱动砂光设备的各运动机构空载执行工程文件中所定义的加工动作，完成单程后退出。
进一步的，所述自动加工模式下还包括一定位检测步骤，判断运动机构的移位是否正确；若否，则计算机计算出偏差量，实时修正。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的操作流程图。
具体实施方式
如下结合附图，对本发明的技术方案进行描述：
如图1所示，一种部件砂光设备的数控系统，采用示教方式生成加工所需的工程文件，所述数控系统的组成包括
工业计算机1，用于运行数控程序对砂光设备进行驱动控制；
工业运动控制卡2，连接工业计算机1与砂光设备7的伺服电机，用于根据工业计算机的控制指令驱动对应的伺服电机；
工业I/O接口卡3，用于连接工业计算机1与工业运动控制卡2或其它带工业I/O接口的设备，实现两者之间的数据通信；
第一传感网络4，包括若干个安设于砂光设备各运动机构上的第一传感节点，用于获取所述各第一传感节点所在的坐标信息；
输入\输出控制卡5，用于采集上述第一传感网络反馈的各坐标信息与砂磨的工作状态，送至工业计算机1进行处理；以及
与工业计算机1连接的用于输入或输出的外围设备6。
所述计算机1包括处理器10、存储器11、动作控制单元12、示教单元13、轨迹算法单元14、工程文件管理单元15以及通讯管理单元16；
所述动作控制单元12，用于根据处理器10的控制指令生成驱动工业运动控制卡2的驱动指令，以实现对加工过程的控制；
所述示教单元13，用于由所述输入\输出控制卡5获取砂光设备运动机构的加工位置与轨迹点的坐标信息，并将上述信息送至处理器10；
所述轨迹算法单元14，用于根据所述的加工位置与轨迹点的坐标信息生成与加工轨迹对应的工程控制指令；
所述工程文件管理单元15，用于将砂光设备7各机构的工作状态与其工程控制指令生成工程文件，以唯一的部件代码标识并存储于所述存储器11中，以及在需要时通过调取与输入的部件代码对应的工程文件；
所述通讯管理单元16，用于完成对计算机外部信号的解调操作并送至对应单元，以及对内部信号的调制操作并送至计算机外部设备。
所述砂光设备7的运动机构包括砂磨机构与移位机构；
所述砂磨机构，包括砂磨，可调节砂磨的转速与砂面角度；
所述移位机构，用于带动所述砂磨机构实现水平或竖直方向运动。
所述数控系统包括第二传感网络8，所述第二传感网络包括若干设于砂光设备上的第二传感节点，用于获取加工时各运动机构的位置信息，供计算机判断各运动机构是否移动到位。
所述数控系统包括第三传感网络9，所述第三传感网络包括至少一个安设于砂光设备机床上的第三传感节点，所述第三传感节点用以在部件经过时产生一信号，由计算机根据该信号调节砂光设备的加工时序。
所述数控系统还包括一通过工业I/O接口卡3与计算机1连接的工业控制面板20，所述工业控制面板20设有若干用于对加工过程实现控制的操作按键。
所述数控程序至少包括自动加工模式、示教模式以及调试模式；
所述自动加工模式，处理器经由工程文件管理单元调出相应的工程文件，生成对应的控制指令驱动工业运动控制卡；
所述示教模式，至少包括新建工程文件、载入工程文件以及编辑工程文件功能，可完成对工程文件各参数的录入、修改以及重新获取运动机构的位置或轨迹坐标；
所述调试模式，处理器向工业运动控制卡发送调试指令或是单程执行从内存中调用的工程文件。
所述的示教模式的编辑工程文件的功能包括删除步骤、步骤上移、步骤下移、控制运动机构移动至指定坐标、记录运动机构的当前坐标并替换原有坐标、运动机构复位、砂磨转速调节、开始示教、结束示教以及示教演示。
本发明的部件砂光设备的控制方法，包括如步骤：
启动设备，执行复位与预设的调机动作；
模式选择，所述模式至少包括自动加工模式、示教模式与调试模式，选择任意一种模式运行；
工业计算机对待加工的部件设立或手动输入唯一的部件代码，预先示教砂光设备各运动机构的所需移动位置及运动过程，然后把砂光设备所需移动位置信息和运动过程信息生成与上述部件代码唯一对应的工程文件，并存储到工业计算机中；
在加工部件时，先输入部件代码以调出与该部件代码对应的工程文件，输入加工数量；工业计算机根据工程文件中所设定的加工动作生成工业运动控制卡可识别的控制信号，由工业运动控制卡驱动砂光设备的伺服电机运转；
当一个部件的抛光加工完成后，工业计算机使砂光磨头复位，准备下一个部件的加工，如此循环；
如图2所示，具体地，所述自动加工模式包括如下步骤：
步骤一，输入工程文件代码；
步骤二，调出与代码相对应的工程文件；
步骤三，输入加工数量；
步骤四，驱动砂光设备的各运动机构对部件自动执行工程文件中所定义的加工动作，并计数；
步骤五，定位检测步骤，判断运动机构的移位是否正确；若否，则计算机计算出偏差量，实时修正；
步骤六，判断加工数量是否达到设定值，若是则结束加工，停机或待机；若否则继续加工。
所述示教模式包括如下步骤：
步骤一，示教功能选择，至少包括新建、导入、修改与演示；
步骤二，选择新建功能，输入部件代码；
步骤三，手动调节砂光设备各运动机构的位置与工作状态，由计算机获取各运动机构所需的移动位置及运动过程；
步骤四，生成对应的工程文件并存储；
步骤五，完成后回到功能选择。
所述调试模式包括如下步骤：
步骤一，调出与调机用的工程文件；
步骤二，驱动砂光设备的各运动机构空载执行工程文件中所定义的加工动作，完成单程后退出。
上述调试模式还可手动对砂光设备的各机构进行调试。
上述优选实施方式应视为本发明实施方式的举例说明，凡与本发明方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：采用示教方式生成加工所需的工程文件，所述数控系统的组成包括
工业计算机，用于运行数控程序对砂光设备进行驱动控制；
工业运动控制卡，连接工业计算机与砂光设备的伺服电机，用于根据工业计算机的控制指令驱动对应的伺服电机；
工业I/O接口卡，用于连接工业计算机与工业运动控制卡或其它带工业I/O接口的设备，实现两者之间的数据通信；
第一传感网络，包括若干个安设于砂光设备各运动机构上的第一传感节点，用于获取所述各第一传感节点所在的坐标信息；
输入\输出控制卡，用于采集上述第一传感网络反馈的各坐标信息与砂磨的工作状态，送至工业计算机进行处理；以及
与工业计算机连接的用于输入或输出的外围设备；
所述工业计算机包括处理器、存储器、动作控制单元、示教单元、轨迹算法单元、工程文件管理单元以及通讯管理单元；
所述动作控制单元，用于根据处理器的控制指令生成驱动工业运动控制卡的驱动指令，以实现对加工过程的控制；
所述示教单元，用于由所述输入\输出控制卡获取砂光设备运动机构的加工位置与轨迹点的坐标信息，并将上述信息送至处理器；
所述轨迹算法单元，用于根据所述的加工位置与轨迹点的坐标信息生成与加工轨迹对应的工程控制指令；
所述工程文件管理单元，用于将砂光设备各机构的工作状态与其工程控制指令生成工程文件，以唯一的部件代码标识并存储于所述存储器中，以及在需要时通过调取与输入的部件代码对应的工程文件；
所述通讯管理单元，用于完成对计算机外部信号的解调操作并送至对应单元，以及对内部信号的调制操作并送至计算机外部设备。
2.根据权利要求1所述的一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：所述砂光设备的运动机构包括砂磨机构与移位机构；
所述砂磨机构，包括砂磨，可调节砂磨的转速与砂面角度；
所述移位机构，用于带动所述砂磨机构实现水平或竖直方向运动。
3.根据权利要求2所述的一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：包括第二传感网络，所述第二传感网络包括若干设于砂光设备上的第二传感节点，用于获取加工时各运动机构的位置信息，供计算机判断各运动机构是否移动到位。
4.根据权利要求3所述的一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：包括第三传感网络，所述第三传感网络包括至少一个安设于砂光设备机床上的第三传感节点，所述第三传感节点用以在部件经过时产生一信号，由计算机根据该信号调节砂光设备的加工时序。
5.根据权利要求4所述的一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：还包括一通过工业I/O接口卡与计算机连接的工业控制面板，所述工业控制面板设有若干用于对加工过程实现控制的操作按键。
6.根据权利要求5所述的一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：所述数控程序至少包括自动加工模式、示教模式以及调试模式；
所述自动加工模式，处理器经由工程文件管理单元调出相应的工程文件，生成对应的控制指令驱动工业运动控制卡；
所述示教模式，至少包括新建工程文件、载入工程文件以及编辑工程文件功能，可完成对工程文件各参数的录入、修改以及重新获取运动机构的位置或轨迹坐标；
所述调试模式，处理器向工业运动控制卡发送调试指令或是单程执行从内存中调用的工程文件。
7.根据权利要求6所述的一种部件砂光设备的数控系统，其特征在于：所述的示教模式的编辑工程文件的功能包括删除步骤、步骤上移、步骤下移、控制运动机构移动至指定坐标、记录运动机构的当前坐标并替换原有坐标、运动机构复位、砂磨转速调节、开始示教、结束示教以及示教演示。
8.一种部件砂光设备的控制方法，其特征在于包括如步骤：
启动设备，执行复位与预设的调机动作；
模式选择，所述模式至少包括自动加工模式、示教模式与调试模式，选择任意一种模式运行；
工业计算机对待加工的部件设立或手动输入唯一的部件代码，预先示教砂光设备各运动机构的所需移动位置及运动过程，然后把砂光设备所需移动位置信息和运动过程信息生成与上述部件代码唯一对应的工程文件，并存储到工业计算机中；
在加工部件时，先输入部件代码以调出与该部件代码对应的工程文件，输入加工数量；工业计算机根据工程文件中所设定的加工动作生成工业运动控制卡可识别的控制信号，由工业运动控制卡驱动砂光设备的伺服电机运转；
当一个部件的抛光区域加工完成后，工业计算机使砂光磨头复位，准备下一加工工作；
所述自动加工模式包括如下步骤：
步骤一，输入工程文件代码；
步骤二，调出与代码相对应的工程文件；
步骤三，输入加工数量；
步骤四，驱动砂光设备的各运动机构对部件自动执行工程文件中所定义的加工动作，并计数；
步骤五，判断加工数量是否达到设定值，若是则结束加工，停机或待机；若否则继续加工；
所述示教模式包括如下步骤：
步骤一，示教功能选择，至少包括新建、导入、修改与演示；
步骤二，选择新建功能，输入部件代码；
步骤三，手动调节砂光设备各运动机构的位置与工作状态，由工业计算机获取各运动机构所需的移动位置及运动过程；
步骤四，生成对应的工程文件并存储；
步骤五，完成后回到功能选择；
所述调试模式包括如下步骤：
步骤一，调出与调机用的工程文件；
步骤二，驱动砂光设备的各运动机构空载执行工程文件中所定义的加工动作，完成单程后退出。
9.根据权利要求8所述的一种部件砂光设备的控制方法，其特征在于：所述自动加工模式下还包括一定位检测步骤，判断运动机构的移位是否正确，若否则工业计算机计算出偏差量，实时修正。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160817 Termination date: 20201220 |