CN201298167Y - 具有手持操作功能的数控激光切割机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有手持操作功能的数控激光切割机控制器，包括微处理器及外围电路，其特征在于：主微处理器通过高速数据处理器与编码控制单元连接，主微处理器与总线桥连接，总线桥连接与标准插口连接，主微处理器与功能键盘和指示显示器连接。总线桥为嵌入式PROFIBUS总线桥，包括总线桥微处理器，总线桥微处理器与总线接口芯片连接，总线接口芯片与驱动隔离模块连接；总线桥微处理器通过信号调理板与主微处理器连接。

Description

具有手持操作功能的数控激光切割机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种具有手持操作功能的数控激光切割机控制器。该装置作为数控激光切割机的配套装置，用以实现与西门子plc和操作界面的人机对话、激光数控系统的手动操作与状态指示，最终实现数控激光切割机切割材料的加工。

背景技术

激光加工技术是指采用高能激光束对材料或者零件表面进行切割、焊接、标记、雕刻、表面处理、微细加工等的工艺工程。激光加工的系统通常至少由七部分组成，即激光器、激光器控制系统、激光数控机床控制系统、水冷系统、导光系统、激光加工头装置和加工工作台。手持单元作为激光器控制系统和激光数控机床控制系统中不可或缺的重要组成部分，其设计和制造的好坏对激光控制系统和整机是否正常运行有非常重要的关系。

发明内容

本实用新型的目的是为了提高国际化竞争力，结合国内外多家生产数控激光切割机技术，以及实际工业生产所需，本实用新型全新设计一种具有手持操作功能的数控激光切割机控制器。

本实用新型的技术方案：本实用新型的具有手持操作功能的数控激光切割机控制器包括微处理器及外围电路，主微处理器通过高速数据处理器与编码控制单元连接，主微处理器与总线桥连接，总线桥连接与标准插口连接，主微处理器与功能键盘和指示显示器连接。

所述的具有手持操作功能的数控激光切割机控制器，总线桥为嵌入式PROFIBUS总线桥，包括总线桥微处理器，总线桥微处理器与总线接口芯片连接，总线接口芯片与驱动隔离模块连接；总线桥微处理器通过信号调理板与主微处理器连接。

本实用新型的优点：

本装置结构简单、体积轻巧、传输速度快、抗干扰能力强、使用更可靠、控制操作简单，易于装配调试操作，它已用于实际工业生产中，使用效果非常好并取得了良好的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的控制原理框图。

图2是总线桥框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1：本实用新型包括：主微处理器通过高数数据处理器与编码控制单元连接，主微处理器与总线桥连接，总线桥连接与标准插口连接，主微处理器与功能键盘和指示显示器连接。

如图2：总线桥为嵌入式PROFIBUS总线桥，包括总线桥微处理器，总线桥微处理器与总线接口芯片连接，总线接口芯片与驱动隔离模块连接；驱动隔离模块与标准插口连接；总线桥微处理器通过信号调理板与主微处理器连接。

主微处理器：核心cpu，高速处理所有输入输出信号、数据计算、通信传输等。主微处理器采用ATMEL公司高密度非易失性存储器单片机，内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器，所有的寄存器都直接与算逻辑单元(ALU)相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器；这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。

PROFIBUS总线桥：采用Profibus-DP实现控制系统通信的方法，并成功地实现了和西门子公司S7-300/200PLC系统的相互通信，与主微处理器之间不间断进行数据交换；其不需作复杂的通信编程，就能方便地实现不同厂商的现场总线设备在一个系统中的集成，而且数据传输可靠、组态灵活、可以真正的实现即插即用功能。而且集成方法简单，通信可靠、快速，很适合实时系统控制的要求。在目前厂家为其提供的通信产品和通信服务功能由于不够丰富而存在的一些通信问题，通过灵活配置完全可以解决；

PROFIBUS总线桥主要用于解决车间级的自动化监控等问题，完成底层设备的单机控制、连机控制、通讯联网、在线设备状态监控及现场设备运行、生产数据的采集、存储、统计等功能。PROFIBUS按功能可以划分为开关量输入/输出从站和模拟量输入/输出从站，由于现场设备使用统一的通讯协议，控制器只需一根通讯电缆就可将分散的现场设备连接，完成对所有现场设备的监控。

高速数据处理器：高速处理编码单元数据，并与主微处理器之间进行数据交换；

键盘处理及信号指示：人工输入所有功能信号，并接受微处理器状态指示信号；

编码单元：输出数字信号；

多路电源系统：提供多路电源输出，供给手持单元所有电源系统。

驱动隔离模块与标准插口连接；标准插口对外连接现场总线。

功能键包括：

RESET：机床复位与报警/故障清除；

AUTO：按它来实现自动操作，如零件程序的执行，在自动方式下，按钮的指示灯点亮；

JOG：按它来实现手动操作，在手动方式下，机床被配置成通过操作者来控制，如轴回参考点和点动；

MDI/MDA：利用该功能来输入数据，通过NC控制一段一段地执行。现在MDI方式并输入一个指令段或者机床段立即执行指令。通常这是一短段程序，并且所生成的指令在下次使用MDI时会自动被覆盖掉。该指令可以是NC所有的有效指令。如果进给保持或急停(Estop)机械锁紧有效，MDI将不执行；

REWIND：当自动方式被选中或在主程序中检测到指令M2时按钮的指示灯会点亮。当按下该按钮，将返回到当前生效的程序的开始处，如果指示灯没有点亮说明生效的程序已经开始执行；

SINGLE BLOCK：在选CYCLE START前按下SINGLE BLOCK来让机床仅执行一段指令。在完成该段指令后，CNC结束循环，当再次按下CYCLE START时让程序继续完成下一个程序段。要返回常规连续操作，按SINGLE BLOCK来关掉该功能。

SET ZERO：用来在最初机床启动时将X，Y，Z轴回零；

RETRACE：当CNC没有处于循环时按下该按钮，调用折回方式，并且指示灯点亮，这让当前生效的程序沿程序循环的路径返回。一旦循环结束，折回方式可以通过再次按RETRACE按钮来取消。程序现在可以重新启动执行折回部分及继续往下执行；

O RETURN：按该按钮用来返回到当前程序设置的工件零点位置；

FEED HOLD：当按下这个控制按钮时，机床立即停止所有的运动，并不会丢失位置，如果激光和辅助气体处于开启状态它就会将他们关闭，CYCLE START指示灯闪烁表明生效的程序已经暂停；

RETRACT；回缩操作就是机床道具机构达到停止状态。这包括停止选折的辅助气体和激光，如果选中表面跟随，喷嘴将退到退回位置，在这种状态下，不能对材料进行处理；

CYCLE START：开始执行生效的程序或MDI段。如果机床处于循环过程中，指示灯就会点亮。这个按钮仅在自动和MDI方式下才可操作，但指示灯可以在点动(手动)方式下的循环内处于点亮状态，如轴的回零；

SET TO CUT：当按下这个按钮，辅助气体打开，如果表明跟随模式被激活，高度传感器被激活(传感器是计算机控制驱动使喷嘴超工件移动直到传感器检测到工件表面)。一旦设置的切割条件满足对工件材料的处理就可以开始了；

Standoff：调整从喷嘴到工件之间的距离；

Focal：焦点位置，这个数值指在高度跟随模式下的零点偏差。它并不是指从喷嘴到工件的实际距离；

Power：预设功率，这个值指从功率发射器发出的功率级别，它不管功率发射器是否开启。它指示出当你开启激光器时所能够达到的功率值。

Pressure：预设压力，这个值指从激光发射器发出的压力级别，它指示激光发射器切割时所能达到的压力值；

Feedrate：切割速度，这里显示的是程序循环时的指令速度，其大小来自程序的进给速度(如F2000)和切割速度控制手柄。

Claims (2)

1.一种具有手持操作功能的数控激光切割机控制器，包括微处理器及外围电路，其特征在于：主微处理器通过高速数据处理器与编码控制单元连接，主微处理器与总线桥连接，总线桥连接与标准插口连接，主微处理器与功能键盘和指示显示器连接。

2.根据权利要求1所述的具有手持操作功能的数控激光切割机控制器，其特征在于：总线桥为嵌入式PROFIBUS总线桥，包括总线桥微处理器，总线桥微处理器与总线接口芯片连接，总线接口芯片与驱动隔离模块连接；总线桥微处理器通过信号调理板与主微处理器连接。

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