CN206431479U - 多通道数控系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道数控系统装置，包括，PC运动控制平台、驱动接口电路板、手动操作装置、伺服驱动器和I/O电路板，所述驱动接口电路板与PC运动控制平台采用光纤通讯，所述I/O电路板与驱动接口电路板双向通讯，所述手动操作装置的输出端与驱动接口电路板的输入端连接，所述驱动接口电路板与伺服驱动器双向通信连接。解决单一通道数控系统不能满足复杂加工要求的问题。

Description

多通道数控系统装置

技术领域

本实用新型涉及数控领域，尤其涉及一种多通道数控系统装置。

背景技术

随着经济全球化的发展，面对越来越残酷的市场竞争，只有简单的产品加工功能的单通道数控系统已经不能满足客户日益增长的需求。在目前数控加工、工业自动化应用中，存在多种复杂控制情况，如加工同时自动上下料，或工件需要不同刀具进行加工，但是二次夹装或者换刀都需要重新对位，影响加工精度。单一通道数控系统已经不能满足复杂加工的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多通道数控系统装置，其能解决单一通道数控系统不能满足复杂加工要求的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种多通道数控系统装置，包括，PC运动控制平台、驱动接口电路板、手动操作装置、伺服驱动器和I/O电路板，所述驱动接口电路板与PC运动控制平台采用光纤通讯，所述I/O电路板与驱动接口电路板双向通讯，所述手动操作装置的输出端与驱动接口电路板的输入端连接，所述驱动接口电路板与伺服驱动器双向通信连接。

优选的，所述PC运动控制平台采用工控机。

优选的，所述驱动接口电路板，包括主光纤电路和从光纤电路，所述主光纤电路和工控机之间采用PCI接口连接，所述主光纤电路，包括第一FPGA芯片电路、PCI接口芯片、第一光耦隔离电路、第一光电收发电路和第一电源电路，所述PCI接口芯片、第一光耦隔离电路和第一光电收发电路均与第一FPGA芯片电路双向通信连接，所述 PCI接口芯片与PCI接口连接，所述第一光耦隔离电路与手动操作装置双向通信，所述第一光电收发电路与从光纤电路双向通信，所述第一电源电路分别与第一FPGA芯片电路、PCI接口芯片、第一光耦隔离电路和光电收发电路电连接。

优选的，所述从光纤电路，包括，第二FPGA芯片电路、第二光电收发电路、第二光耦隔离电路、第三光耦隔离电路和第二电源电路，所述第二FPGA芯片电路通过第二光电收发电路与主光纤电路连接，所述第二FPGA芯片电路通过第二光耦隔离电路与伺服驱动器连接，所述第二FPGA芯片电路通过第三光耦隔离电路与I/O电路板连接，所述第二电源电路分别与第二FPGA芯片电路、第二光电收发电路、第二光耦隔离电路和第三光耦隔离电路连接。

优选的，所述第一FPGA芯片电路和第二FPGA芯片电路，均包括FPGA芯片和PLL电源电路，所述PLL电源电路与FPGA芯片电连接，所述PLL电源电路包括，电感L1、电容C1、电容C2和电容 C27，所述电感L1的一端与1.5V电源连接，该电感L1的另一端与 FPGA芯片连接，电容C27串联在FPGA芯片与地之间，所述电容 C1与电容C27并联，所述电容C2与电容C27并联。

优选的，所述电感L1的电感值为1μH，所述电容C1的电容值为100μF，所述电容C2的电容值为100μF，所述电容C27的电容值为1μF。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本技术方案通过设置驱动接口电路板，在使用中可根据需求添加多个驱动接口电路板从而形成多数据通道，具体效果如下：

1、具有复合运动控制性能，实现加工和测量复合，加工与装卸载复核，多种工具多种方式加工等特殊工艺的加工和控制。

2、大大提高加工控制效率。由于多通道数控系统具有多个加工通道，各个通道可以同时进行加工，通过通道之间的并行运行，能够对一些加工工艺进行协同的控制，这样就可以大大地减少加工时间，从而明显地提高生产效率，达到降低生产成本的目的。

3、具有高效的数据交互，多通道数控系统内的数据互换要更加的迅速、简便和精确得多。因为通道与通道之间的数据互换在系统内部进行就可以了，所以利用多通道数控系统多种方式的控制，就可以更容易协调。

4、使控制过程更具柔性，如果几个主轴同时对工件加工控制时，当其中一个通道加工出现异常，可切换到其他通道，进行正常的加工控制，不影响其加工进度。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的多通道数控系统装置的原理框图；

图2为本实用新型实施例所述的主光纤电路的原理框图；

图3为本实用新型实施例所述的从光纤电路的原理框图；

图4为本实用新型实施例所述的PLL电源电路的电子电路图；

图5为本实用新型实施例所述的差分电路的电子电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，一种多通道数控系统装置，包括，PC运动控制平台、驱动接口电路板、手动操作装置、伺服驱动器和I/O电路板，驱动接口电路板与PC运动控制平台采用光纤通讯，I/O电路板与驱动接口电路板双向通讯，手动操作装置的输出端与驱动接口电路板的输入端连接，驱动接口电路板与伺服驱动器双向通信连接。

其中，PC运动控制平台采用工控机。工控机可采用Intel系统的工控机。

驱动接口电路板主要用于操作平台与下级的沟通联络，包括光纤的通讯、与I/O电路板的通讯，读取手动操作装置发出的信号以及发送脉冲指令等。

I/O电路板主要用于接收操作平台的控制信号，通过继电器的开闭，从而控制输出信号的有无，这包括主轴的抱闸信号、冷却液、状态指示灯和油泵是否工作等一系列的动作。

手动操作装置，在面向客户时，就是平常所说的手轮，它是以手动的机械方式来实现远程操作。

伺服驱动器可采用三洋交流伺服。用于接收运动PC运动控制平台的指令，并以此驱动伺服电机来实现系统对机床位置的控制。

驱动接口电路板，包括主光纤电路和从光纤电路，从光纤电路为多个，多个从光纤电路均与主光纤电路连接，主光纤电路和工控机之间采用PCI接口连接，主光纤电路如图2所示，包括第一FPGA芯片电路、PCI接口芯片、第一光耦隔离电路、第一光电收发电路和第一电源电路，PCI接口芯片、第一光耦隔离电路和第一光电收发电路均与第一FPGA芯片电路双向通信连接，PCI接口芯片与PCI接口连接，第一光耦隔离电路与手动操作装置双向通信，第一光电收发电路与从光纤电路双向通信，第一电源电路分别与第一FPGA芯片电路、PCI 接口芯片、第一光耦隔离电路和光电收发电路电连接。PCI接口芯片采用CH365芯片。

从光纤电路如图3所示，包括，第二FPGA芯片电路、第二光电收发电路、第二光耦隔离电路、第三光耦隔离电路和第二电源电路，第二FPGA芯片电路通过第二光电收发电路与主光纤电路连接，第二 FPGA芯片电路通过第二光耦隔离电路与伺服驱动器连接，第二FPGA芯片电路通过第三光耦隔离电路与I/O电路板连接，第二电源电路分别与第二FPGA芯片电路、第二光电收发电路、第二光耦隔离电路和第三光耦隔离电路连接。

FPGA芯片采用EP1C6Q240芯片。光电收发电路采用NOKOXIN 公司生产的SFP-FE-LX-SM1310信号光芯片。

第一FPGA芯片电路和第二FPGA芯片电路，均包括FPGA芯片和PLL电源电路，PLL电源电路与FPGA芯片电连接，PLL电源电路如图4所示，包括，电感L1、电容C1、电容C2和电容C27，电感L1的一端与1.5V电源连接，该电感L1的另一端与FPGA芯片连接，电容C27串联在FPGA芯片与地之间，电容C1与电容C27 并联，电容C2与电容C27并联。

电感L1的电感值为1μH，电容C1的电容值为100μF，电容 C2的电容值为100μF，电容C27的电容值为1μF。

驱动接口电路板内设差分电路，用于将外部电平信号转换为驱动接口电路要求的电平信号，该差分电路如图5所示，包括，运放器 A1、运放器A2和运放器A3，运放器A1的反相输入端和运放器A2 的反相输入端之间串联电阻R1，运放器A1的反相输入端与输出端之间串联电阻R2，运放器A2的反相输入端与输出端之间串联电阻R5，运放器A1的输出端与运放器A2的输出端之间串联电阻R8，运放器 A1的输出端与运放器A3的反相输入端之间串联电阻R3，运放器A2 的输出端与运放器A3的同相输入端之间串联电阻R6，运放器A3的同相输入端与地之间串联电阻R7，运放器A3的反相输入端与输出端之间串联电阻R4。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多通道数控系统装置，其特征在于，包括，PC运动控制平台、驱动接口电路板、手动操作装置、伺服驱动器和I/O电路板，所述驱动接口电路板与PC运动控制平台采用光纤通讯，所述I/O电路板与驱动接口电路板双向通讯，所述手动操作装置的输出端与驱动接口电路板的输入端连接，所述驱动接口电路板与伺服驱动器双向通信连接。

2.根据权利要求1所述的多通道数控系统装置，其特征在于，所述PC运动控制平台采用工控机。

3.根据权利要求2所述的多通道数控系统装置，其特征在于，所述驱动接口电路板，包括主光纤电路和从光纤电路，所述主光纤电路和工控机之间采用PCI接口连接，所述主光纤电路，包括第一FPGA芯片电路、PCI接口芯片、第一光耦隔离电路、第一光电收发电路和第一电源电路，所述PCI接口芯片、第一光耦隔离电路和第一光电收发电路均与第一FPGA芯片电路双向通信连接，所述PCI接口芯片与PCI接口连接，所述第一光耦隔离电路与手动操作装置双向通信，所述第一光电收发电路与从光纤电路双向通信，所述第一电源电路分别与第一FPGA芯片电路、PCI接口芯片、第一光耦隔离电路和光电收发电路电连接。

4.根据权利要求3所述的多通道数控系统装置，其特征在于，所述从光纤电路，包括，第二FPGA芯片电路、第二光电收发电路、第二光耦隔离电路、第三光耦隔离电路和第二电源电路，所述第二FPGA芯片电路通过第二光电收发电路与主光纤电路连接，所述第二FPGA芯片电路通过第二光耦隔离电路与伺服驱动器连接，所述第二FPGA芯片电路通过第三光耦隔离电路与I/O电路板连接，所述第二电源电路分别与第二FPGA芯片电路、第二光电收发电路、第二光耦隔离电路和第三光耦隔离电路连接。

5.根据权利要求3所述的多通道数控系统装置，其特征在于，所述第一FPGA芯片电路和第二FPGA芯片电路，均包括FPGA芯片和PLL电源电路，所述PLL电源电路与FPGA芯片电连接，所述PLL电源电路包括，电感L1、电容C1、电容C2和电容C27，所述电感L1的一端与1.5V电源连接，该电感L1的另一端与FPGA芯片连接，电容C27串联在FPGA芯片与地之间，所述电容C1与电容C27并联，所述电容C2与电容C27并联。

6.根据权利要求5所述的多通道数控系统装置，其特征在于，所述电感L1的电感值为1μH，所述电容C1的电容值为100μF，所述电容C2的电容值为100μF，所述电容C27的电容值为1μF。