CN109976263A - 一种数控五轴磨刀机专用控制系统 - Google Patents

一种数控五轴磨刀机专用控制系统 Download PDF

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段玉成
潘江明
散同燕
张小朝
张鸿飞
徐红星
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HUBEI JIANGSHAN HUAKE DEGITAL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4142—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by the use of a microprocessor
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller

Abstract

本发明公开了一种数控五轴磨刀机专用控制系统，涉及数控五轴磨刀机领域，针对现有的磨刀机在长期使用过程中，机床的几何精度及加工精度由于长时期的应力作用及磨损，功能已部分丧失，且机械性能已处于不稳定状态的问题，现提出如下方案，该控制系统支持TCP/IP以太网功能统，所述控制系统包括控制芯片、动态连接函数库、常用刀具快速编程模块、基于主轴电流分析的工艺参数优化模块和基于大数据的基础健康状态监测与评估模块。本发明充分发挥机床效能，扩展和延续机床的使用寿命，现对机床进行数控系统升级，在电气系统换脑过程中，对机械部分进行更新保养，从而使机床达到稳定、正常使用和满足实际加工的要求。

Description

一种数控五轴磨刀机专用控制系统
技术领域
本发明涉及数控五轴磨刀机领域，尤其涉及一种数控五轴磨刀机专用控制系统。
背景技术
US450数控磨刀机为瑞典JUNGNER N&W AB公司生产的五轴数控专用数控磨刀机床，数控系统为西门子早期的808数控系统，机床共有5个坐标轴，一个变频主轴。5个伺服轴均采用伺服驱动及电机，其中B轴分别装有全闭环检测元件。
US450数控五轴磨刀机专用控制系统的作用是在保留原机床功能的基础上，采用华中数控生产的HNC-8系列系统全数字总线式高端数控装置，采用一体化模块设计，开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC工业现场总线技术，但是磨刀机的机床经过多年的使用，高低压电气元件、线路、系统的功能部件等都已严重老化，在加工过程中随机性的发生故障，给正常生产加工造成障碍，使用效率低，致使机床处于连续性停机待修状态，机床机械本体状态总体基本良好，但机床的几何精度及加工精度由于长时期的应力作用及磨损，功能已部分丧失，鉴于机床经过多年的使用，机械性能已处于不稳定状态，为了充分发挥机床效能，扩展和延续机床的使用寿命，需要对机床进行数控系统升级，并在电气系统换脑过程中，对机械部分进行更新保养，从而使机床达到稳定、正常使用和满足实际加工的要求，为此我们设计出了一种数控五轴磨刀机专用控制系统来解决以上问题。
发明内容
本发明提出的一种数控五轴磨刀机专用控制系统，解决了现有的磨刀机在长期使用过程中，机床的几何精度及加工精度由于长时期的应力作用及磨损，功能已部分丧失，且机械性能已处于不稳定状态的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种数控五轴磨刀机专用控制系统，该控制系统支持TCP/IP以太网功能统，所述控制系统包括控制芯片、动态连接函数库、常用刀具快速编程模块、基于主轴电流分析的工艺参数优化模块和基于大数据的基础健康状态监测与评估模块，控制系统连接有网络接口、轴1接口、轴2接口、轴3接口、轴4接口、轴5接口和彩色显示屏，五个轴上均安装有全闭环检测元件。
优选的，所述控制系统支持CF卡、USB、以太网等程序扩展和数据交换功能。
优选的，所述轴1接口、轴2接口、轴3接口、轴4接口和轴5接口为总线式I/O接口，且接口与五轴的伺服驱动相连。
优选的，所述控制系统包括可变参数的刀具刃磨软件包，包括圆柱形立铣刀、圆柱球头立铣刀、可修磨钻头，其中圆柱形立铣刀、圆柱球头立铣刀选用2～6刃。
优选的，所述彩色显示屏为工艺卡式操作人机界面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中的控制系统支持TCP/IP以太网功能，并提供动态链接函数库，数控系统应可接入需方的EMS网络，便于工作人员对控制系统的操控和监视；
2、本发明在磨刀机的实时加工精度不稳定或出现偏差时，需要对机床进行控制系统的升级，达到扩展和延续机床的使用寿命，使机床达到稳定、正常使用和满足实际加工精度的要求，同时在电气系统换脑过程中，可对机械部分进行更新保养，从而使机床达到稳定、正常使用和满足实际加工的要求。
附图说明
图1为本发明的控制系统的控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种数控五轴磨刀机专用控制系统，该控制系统支持TCP/IP以太网功能统，所述控制系统包括控制芯片、动态连接函数库、常用刀具快速编程模块、基于主轴电流分析的工艺参数优化模块和基于大数据的基础健康状态监测与评估模块，控制系统连接有网络接口、轴1接口、轴2接口、轴3接口、轴4接口、轴5接口和彩色显示屏，五个轴上均安装有全闭环检测元件，轴1接口、轴2接口、轴3接口、轴4接口和轴5接口为总线式I/O接口，且接口与五轴的伺服驱动相连，彩色显示屏上设有工艺卡式操作人机界面，控制系统支持CF卡、USB、以太网等程序扩展和数据交换功能，控制系统还包括可变参数的刀具刃磨软件包，包括圆柱形立铣刀、圆柱球头立铣刀、可修磨钻头，其中圆柱形立铣刀、圆柱球头立铣刀选用2～6刃。
工作原理：控制系统支持TCP/IP以太网功能，并提供动态链接函数库，数控系统应可接入需方的EMS网络，便于工作人员对控制系统的操控和监视，控制芯片通过I/O接口接收五个轴上的全闭环检测元件的检测信息，可实时监测五轴的位置状态，而基于大数据的基础健康状态监测与评估功模块，可对监测数据进行磨刀机健康状态的监测和评估，同时根据磨刀机的实时加工精度，利用基于主轴电流分析的工艺参数优化模块和常用刀具快速编程模块，工作人员可通过彩色显示屏，对磨刀机的参数进行修改，同时对磨刀机上的机械部件进行更新保养，从而使机床达到稳定、正常使用和满足实际加工精度的要求。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种数控五轴磨刀机专用控制系统，该控制系统支持TCP/IP以太网功能统，其特征在于，所述控制系统包括控制芯片、动态连接函数库、常用刀具快速编程模块、基于主轴电流分析的工艺参数优化模块和基于大数据的基础健康状态监测与评估模块，控制系统连接有网络接口、轴1接口、轴2接口、轴3接口、轴4接口、轴5接口和彩色显示屏，五个轴上均安装有全闭环检测元件。
2.根据权利要求1所述的一种数控五轴磨刀机专用控制系统，其特征在于，所述控制系统支持CF卡、USB、以太网等程序扩展和数据交换功能。
3.根据权利要求1所述的一种数控五轴磨刀机专用控制系统，其特征在于，所述轴1接口、轴2接口、轴3接口、轴4接口和轴5接口为总线式I/O接口，且接口与五轴的伺服驱动相连。
4.根据权利要求1所述的一种数控五轴磨刀机专用控制系统，其特征在于，所述控制系统包括可变参数的刀具刃磨软件包，包括圆柱形立铣刀、圆柱球头立铣刀、可修磨钻头，其中圆柱形立铣刀、圆柱球头立铣刀选用2～6刃。
5.根据权利要求1所述的一种数控五轴磨刀机专用控制系统，其特征在于，所述彩色显示屏为工艺卡式操作人机界面。
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