CN205721322U - 一种数控铣床智能语音报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数控铣床智能语音报警装置，包括控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA、语音转换模块、播放器和电源模块，所述I/O模块与语音转换模块之间还设置有铣床信号转接板，铣床信号转接板通过继电器模块KA与语音转换模块连接。本实用新型结构简单、安装方便快捷，制造成本低，而且对电磁信号抗干扰性强、工作稳定可靠；对同类铣床可移植性强，大大提高了数控铣床故障诊断与维修效率；此外，本实用新型还将诊断铣床故障的步骤或方法通过中文语音的形式告诉操作者或维修人员，以减少数控铣床的停机次数或缩短排除数控铣床故障的恢复时间，大大提高了数控设备的利用率，为企业创造了更多的经济价值。

Description

一种数控铣床智能语音报警装置

技术领域

本实用新型属于数控铣床语音报警技术领域，具体涉及一种数控铣床智能语音报警装置。

背景技术

数控铣床是典型的机电液一体化产品，其涉及到机械、电气、液气压等领域的相关技术。在实际生产过程中，对于数控铣床操作者而言，容易造成因自身误操作而引发的铣床“假故障”，由于自身对数控铣床结构、控制原理等相关知识了解不多，最终使铣床“假故障”变成“真故障”，造成设备处于停机状态，不能投入生产；对于铣床维修人员而言，因数控铣床厂家不同，铣床结构、I/O信号略有差异，同时数控铣床CNC的报警信息没有列出具体故障原因，需维修人员结合设备资料，现场进行故障诊断，延长数控铣床修复时间，造成铣床停机时间过长，降低设备利用率。

中国专利文献中，公开号CN203696586U、名称是一种机床语音报警系统(参见该申请说明书具体实施方式部分)，公开了一种机床语音报警系统，它包括主控单片机，所述主控单片机通过光电隔离芯片从机床状态检测装置中获取机床状态信号，且所述主控单片机还连接音频存储器、以及与机床电源相连接的电源转换器，主控单片机通过音频DAC与功率驱动模块输入端相连，功率驱动模块输出端连接喇叭。该现有技术虽然能够实现不同的语音提示及报警功能，但是需要在机床上外接单片机，通过外接的单片机来控制报警系统进行语音报警，而且对于同类机床无法将报警装置进行移植，从而增加了制造成本。

因此，为了解决现有技术中存在的问题，研究一种结构简单、安装方便快捷、制造成本低、且对于同类铣床可移植强的数控铣床智能语音报警装置已经成为一项重要任务。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种数控铣床智能语音报警装置，目的是在数控铣床控制系统CNC内置的控制单元PMC、I/O模块和电源模块的基础上，通过增设继电器模块KA、语音转换模块和播放器来实现数控铣床安全保护功能的中文语音报警功能，结构简单、安装方便快捷，大大降低了制造成本；同时还将诊断铣床故障的步骤或方法通过中文语音的形式告诉操作者或维修人员，以减少数控铣床的停机次数或缩短排除数控铣床故障的恢复时间，大大提高了数控设备的利用率，发挥数控铣床的最大潜能，为企业创造了更多的经济价值。

本实用新型的技术方案为：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种数控铣床智能语音报警装置，所述装置包括依次连接的控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA、语音转换模块和播放器，以及用于为控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA和语音转换模块提供电源的电源模块，所述I/O模块与语音转换模块之间还设置有铣床信号转接板，铣床信号转接板通过继电器模块KA与语音转换模块连接。

与现有技术相比，本实用新型直接利用数控铣床控制系统CNC内置的控制单元PMC，可以直接将语音转换模块通过继电器模块KA连接到控制单元PMC上，不需要再接额外的单片机控制单元，这样大大降低了装置的制造成本，而且对于同类铣床可以进行移植，安装快捷方便，提高了数控铣床的故障诊断与维修效率；控制单元PMC是该装置的核心部分，设计人员根据数控铣床的故障机理，编写好PMC控制程序，并将程序存储在数控铣床控制系统CNC的FROM存储器中，铣床外部各种控制开关等开关量X信号通过铣床信号转接板、经I/O模块传送至控制单元PMC，控制单元PMC通过PMC程序检测铣床外部各种控制开关的开关量X信号状态，按照数控铣床的故障机理进行逻辑控制，当触发引起铣床故障的外部信号即Y信号时，控制单元PMC就会将引起铣床故障的外部信号通过I/O模块、再经铣床信号转接板传送至继电器模块KA，由PMC程序控制与铣床信号转接板连接的并与故障信号相对应的继电器线圈的接通或断开，通过继电器线圈控制其常开触点，进而控制语音转换模块相对应的输入开关信号的接通或断开，从而实现铣床的中文语音报警提示功能，当输入开关信号闭合时发出报警，输入开关信号断开时停止报警；在故障没有排除的状态下，按铣床操作面板[播放]按钮，还可以重新播放报警信息；报警内容还包括诊断铣床故障的步骤或方法，通过中文语音的形式将诊断铣床故障的步骤或方法告诉操作者或维修人员，可以减少数控铣床的停机次数或缩短排除数控铣床故障的恢复时间，大大提高了数控设备的利用率，发挥数控铣床的最大潜能，为企业创造了更多的经济价值；还提高了数控铣床无故障时间，提高了企业对数控铣床利用率。

所述控制单元PMC为数控铣床控制系统CNC的内置部件；直接利用数控铣床控制系统CNC内置的控制单元PMC，可以直接将语音转换模块通过继电器模块KA连接到控制单元PMC上，不需要再接额外的单片机控制单元，这样大大降低了装置的制造成本，而且对于同类铣床可以进行移植，安装快捷方便，提高了数控铣床的故障诊断与维修效率。

所述语音转换模块上设置有输入信号接口，语音转换模块上还连接有SD存储卡；通过继电器线圈控制其常开触点，进而控制语音转换模块输入开关信号状态，当输入开关信号闭合时，故障信号通过相应的输入信号接口进入语音转换模块，从而发出报警，当输入信号开关断开时停止报警；语音报警内容则通过汉字语音转化软件将文字内容转换成语音文件以MP3格式存储在语音转换模块上的SD存储卡中，语音文件存放顺序与语音转换模块的输入信号接口相对应。

所述播放器采用外置无源喇叭；考虑到铣床现场环境噪音比较大，采取外置的无源喇叭进行语音报警播放，便于操作人员和维修人员收听。

所述电源模块采用稳压电源，电源模块的输入电压为AC220V，输出电压为DC24V，电源模块可以为控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA和语音转换模块提供工作电源。

所述铣床信号转接板通过扁平电缆线与I/O模块相连，I/O模块通过I/O Link总线与数控铣床控制系统CNC内置的控制单元PMC相连，I/O模块可以实现铣床外部信号与控制单元PMC以及控制单元PMC与语音转换模块之间的信号传递，并能提高信号的可靠性。

所述铣床信号转接板上还设有信号输入端口和信号输出端口，所述信号输入端口通过电缆线与数控铣床外部控制开关相连，所述信号输出端口通过电缆线与继电器模块KA的控制线圈相连，所述继电器模块KA的常开触点通过电缆线与语音转换模块的信号输入接口相连。

所述数控铣床控制开关包括数控铣床操作面板急停按钮及语音播放按钮、进给轴正负向限位开关、防护门开关和非水平轴抱闸开关；根据数控铣床外部各种控制开关的开关量信号状态主要会产生四种报警，分别为急停安全保护、行程硬限位安全保护、防护门安全保护和非水平进给轴安全保护；机床操作面板上语音播放按钮可由操作人员或维修人员手动操作，用来重复播放报警信息。

本实用新型的技术效果为：

本实用新型提供了一种数控铣床智能语音报警装置，本实用新型结构简单、紧凑合理、安装方便快捷、维护方便，制造成本低，而且对电磁信号抗干扰性强、工作稳定可靠；该装置语音报警内容可反复擦写、对同类铣床可移植性强，大大提高了数控铣床故障诊断与维修效率；同时该装置还实现了数控铣床维修知识与维修经验的有机结合，方便操作人员或铣床维修人员学习，为数控铣床“学习型专家库”的建立奠定了基础；该装置的广泛应用，能有效缓解中小型企业维修人员短缺的现象，提高设备操作人员维修铣床设备的能力。此外，该装置还便于监测数控设备柔性生产线各生产流程状态，保证其正常运转。

附图说明

图1为本实用新型数控铣床智能语音报警装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，本实用新型提供了一种数控铣床智能语音报警装置，所述装置包括依次连接的控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA、语音转换模块和播放器，以及用于为控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA和语音转换模块提供电源的电源模块，所述控制单元PMC为数控铣床控制系统CNC的内置部件；电源模块采用稳压电源，电源模块的输入电压为AC220V，输出电压为DC24V，所述I/O模块与语音转换模块之间还设置有铣床信号转接板，铣床信号转接板通过继电器模块KA与语音转换模块连接；所述语音转换模块上设置有输入信号接口，语音转换模块上还连接有SD存储卡；所述播放器采用外置无源喇叭；所述铣床信号转接板通过扁平电缆线与I/O模块相连，I/O模块通过I/O Link总线与数控铣床控制系统CNC内置的控制单元PMC相连；所述铣床信号转接板上还设有信号输入端口和信号输出端口，所述信号输入端口通过电缆线与数控铣床外部控制开关相连，所述信号输出端口通过电缆线与继电器模块KA的控制线圈相连，所述继电器模块KA的常开触点通过电缆线与语音转换模块的信号输入接口相连；所述数控铣床外部控制开关包括数控铣床操作面板急停按钮及语音播放按钮、进给轴正负向限位开关、防护门开关和非水平轴抱闸开关。

首先设计人员根据数控铣床的故障机理，编写好PMC控制程序，并将程序存储在数控铣床控制系统CNC的FROM存储器中，铣床外部各种控制开关等开关量X信号通过铣床信号转接板的信号输入端口、经I/O模块传送至控制单元PMC，控制单元PMC通过PMC程序检测铣床外部各种控制开关的开关量X信号状态，按照数控铣床的故障机理进行逻辑控制，当触发引起铣床故障的外部信号即Y信号时，控制单元PMC就会将引起铣床故障的外部信号通过I/O模块、再经铣床信号转接板的信号输出端口传送至继电器模块KA，由PMC程序控制与铣床信号转接板连接的并与故障信号相对应的继电器线圈的接通或断开，通过继电器线圈控制其常开触点，进而控制语音转换模块相对应的输入开关信号的接通或断开，从而实现铣床的中文语音报警提示功能，当输入开关信号闭合时，故障信号通过相应的输入信号接口进入语音转换模块发出报警，输入开关信号断开时停止报警；在故障没有排除的状态下，按铣床操作面板[播放]按钮，还可以重新播放报警信息；报警内容还包括诊断铣床故障的步骤或方法，通过中文语音的形式将诊断铣床故障的步骤或方法告诉操作者或维修人员，可以减少数控铣床的停机次数或缩短排除数控铣床故障的恢复时间，大大提高了数控设备的利用率，发挥数控铣床的最大潜能，为企业创造了更多的经济价值；还提高了数控铣床无故障时间，提高了企业对数控铣床利用率。

根据数控铣床外部各种控制开关的开关量信号状态主要会产生四种报警，四种报警内容具体如下：

1、急停安全保护语音报警内容：

数控铣床处于急停状态，请按照以下步骤进行诊断：

1)请查阅PMC程序中X8.4信号是否正常，G8.4信号是否正常；

2)检查铣床操作面板或手持单元上的急停按钮是否旋开；

3)检查铣床操作面板所有输入信号是否正常；若不正常，请检测I/O模块控制电源DC24伏是否正常。

4)检查数控铣床电气控制系统CNC准备好信号F1.7是否为1；

5)检查伺服准备好信号F0.6是否为1；

6)检查CNC报警信号F1.0是否为0。

2、行程硬限位安全保护报警内容：

数控铣床处于硬超程报警状态，请按照以下步骤进行诊断：

1)请查阅PMC程序中G114.0G114.1G114.2G116.0G116.1G116.2信号是否正常；

2)请检查PMC程序中X8.0X8.1X8.2X8.3X8.4X8.5信号是否正常；

3)请检查铣床限位开关是否被挡块压下，若开关被压下，请将铣床处于手动状态，反方向移动铣床，让挡块脱离限位开关即可。

3、防护门安全保护报警内容：

数控铣床处于防护门打开报警状态，请按照以下步骤进行诊断：

1)请检查铣床PMC程序中防护门输入信号X5.0是否正常；

2)请检查铣床防护门开关是否正常。

4、非水平进给轴(Z轴)安全保护报警内容：

数控铣床处于Z轴抱闸报警状态，请按照以下步骤进行诊断：

1)检查数控铣床电气控制系统CNC准备好信号F1.7是否为1；

2)检查伺服准备好信号F0.6是否为1；

3)请检查抱闸输出信号Y3.7信号是否正常；

4)请检查控制伺服电机抱闸装置的继电器是否正常；

5)若上述信号正常，请检查伺服电机上电后是否有清脆的响声，若无，伺服电机的抱闸机构损坏，请更换新的抱闸装置。

Claims (8)

1.一种数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述装置包括依次连接的控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA、语音转换模块和播放器，以及用于为控制单元PMC、I/O模块、继电器模块KA和语音转换模块提供电源的电源模块，所述I/O模块与语音转换模块之间还设置有铣床信号转接板，铣床信号转接板通过继电器模块KA与语音转换模块连接。

2.如权利要求1所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述控制单元PMC为数控铣床控制系统CNC的内置部件。

3.如权利要求1所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述语音转换模块上设置有输入信号接口，语音转换模块上还连接有SD存储卡。

4.如权利要求1所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述播放器采用外置无源喇叭。

5.如权利要求2所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述电源模块采用稳压电源，电源模块的输入电压为AC220V，输出电压为DC24V。

6.如权利要求2所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述铣床信号转接板通过扁平电缆线与I/O模块相连，I/O模块通过I/O Link总线与数控铣床控制系统CNC内置的控制单元PMC相连。

7.如权利要求6所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述铣床信号转接板上还设有信号输入端口和信号输出端口，所述信号输入端口通过电缆线与数控铣床外部控制开关相连，所述信号输出端口通过电缆线与继电器模块KA的控制线圈相连，所述继电器模块KA的常开触点通过电缆线与语音转换模块的信号输入接口相连。

8.如权利要求7所述的数控铣床智能语音报警装置，其特征在于：所述数控铣床外部控制开关包括数控铣床操作面板急停按钮及语音播放按钮、进给轴正负向限位开关、防护门开关和非水平轴抱闸开关。