CN209987081U - 一种数控加工中心的控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种数控加工中心的控制系统,控制系统包括CNC控制器,与总线双向控制并联连接的伺服控制单元、上机头控制单元、夹料控制单元、人机对话界面单元、通信单元;上机头控制单元包括主轴驱动单元、主轴升降控制单元、镂铣跟踪压料控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元、钻削跟踪压料控制单元;跟踪压料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸、安装在气缸上的传感器;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸,传感器与I/O模块单向控制串联连接,传感器单向控制I/O模块;优点是减少工件的表面刮伤等现象,可以完美实现无刮伤板面的效果。

Description

一种数控加工中心的控制系统
技术领域
本实用新型涉及木材及类似材料加工领域的大型精密数控机床领域,尤其是涉及一种具有高档数控系统的六面钻铣加工中心及控制系统。
背景技术
随着微处理器的出现,世界进入了一个全新的数控设备时代,用计算机才可以实现的多轴运动的机床迅速兴起,使木材加工进入了一个自动化、智能化时代。在木工机械技术领域中常涉及到木板的开槽、钻孔等工序。现有技术中,对木材可进行六面钻孔、两面镂铣的六面钻铣加工中心也逐步应用。
专利号为ZL201810069035.9、公开日为2018年5月18日的实用新型专利中,公开了一种六面加工中心,包括机体、机体上设有工作台面、龙门,工作台面包括加工区、滚轮,还包括:
夹持装置,夹持装置包括设于机体一侧设有夹板滑轨,夹板滑轨上设有至少一个夹板机构,夹板机构包括第一夹板部、第二夹板部,第一夹板部安装于夹板滑轨,第一夹板部设有夹板电机,夹板电机通过第一齿轮与第一齿条啮合连接,用以驱动夹板机构沿夹板滑轨前后运动,第一齿条设于夹板滑轨上方;第二夹板部包括上夹板、下夹板,上夹板与第一夹板部可滑动连接使上夹板可沿第一夹板部上下升降运动,下夹板底部安装有一夹板气缸,夹板气缸的气缸杆连接上夹板,下夹板前部设有定位柱,上夹板设有与定位柱匹配的定位孔,上夹板、下夹板相对内侧还设有夹持部;
侧靠校正装置,侧靠校正装置包括主安装板,主安装板中部具有开槽,开槽对应加工区,开槽两侧分别设有一排平行主安装板的靠轮,靠轮安装于靠轮板,靠轮板固定于主安装板,各靠轮顶部设有顶轮,顶轮安装于顶杆上,顶杆固定于主安装板,主安装板一端与设于机体的第一侧靠滑轨连接,另一端与L型桥接板连接,桥接板上设有侧靠电机,侧靠电机通过第二齿轮与设于龙门后的第二齿条啮合连接,桥接板顶部与设于龙门上的第二侧靠滑轨连接,通过侧靠电机驱动主安装板沿第一侧靠滑轨、第二侧靠滑轨运动,使靠轮与顶轮对板件校正;
下钻包机构,下钻包机构位于加工区下,下钻包机构包括第一移动座,第一移动座一侧设有第一驱动电机,第一驱动电机通过第三齿轮连接设于龙门下部的第三齿条;第一移动座上设有移动座滑轨,移动座滑轨上设有可沿其上下移动的第二移动座,第二移动座背部与第一丝杆螺纹连接,第一丝杆底部连接第一丝杆电机,第二移动座上安装有下钻组、下钻组电机,下钻组一侧设有第一铣刀电机,第一铣刀电机设于第一铣刀座,第一铣刀座设于铣刀滑轨上,铣刀滑轨位于第二移动座上,铣刀座底部连接用于驱动第一铣刀电机升降的第一铣刀气缸;下钻包机构还包括支撑板,支撑板连接支撑气缸,支撑气缸通过安装杆固定于第一移动座上;
上钻包机构,上钻包机构包括第一安装座,第一安装座设于龙门上部的第一安装座滑轨,第一安装座背部连接第二驱动电机,第二驱动电机通过第四齿轮连接龙门顶部的第四齿条,第一安装座顶部还设有第二丝杆电机,第二丝杆电机连接第二丝杆,第二丝杆与第二安装座背部螺纹连接,第二安装座与固设于第一安装座的第一导向滑轨连接,第二安装座上设有上钻组,上钻组包括上钻组电机、水平钻排、垂直钻排、若干个压料轮,第二安装座上还设有第二导向滑轨,第二导向滑轨上设有第三安装座,第三安装座上固设有第二铣刀电机,第三安装座顶部连接第二铣刀气缸,第二铣刀气缸固定于第二安装座顶部;上钻包机构还包括一定位气缸,定位气缸位于上钻包机构前端。
上钻组包括相互垂直排列的第一垂直钻排、第二垂直钻排、与第一垂直钻排平行的第一水平钻、与第二垂直钻排的平行的第二水平钻,第一水平钻前后方分别设有可下降压紧板件的第一压料轮、第二压料轮,第二水平钻的一侧设有第三压料轮,铣刀电机的前方设有第四压料轮。
第一压料轮、第二压料轮、第三压料轮、第四压料轮分别与相应的压料气缸匹配连接,使各压料轮可独立升降。
工作原理:当进行板件的加工时,首先位于上钻包机构的定位气缸的气缸杆向下伸出后,将板件前端抵住定位气缸的气缸杆,板件的右侧靠在夹板机构的定位柱上即可完成板件的定位,便于后续加工。夹板机构的上夹板在夹板气缸的驱动下向下运动,使上夹板、下夹板夹紧板件,板件能够随夹板机构沿夹板滑轨前后运动。侧靠校正装置靠近板件的左侧使其上的靠轮、顶轮抵接板件的左侧边缘,防止板件在加工过程中偏位、变形,起到一定的校正作用。夹板机构将板件移动至加工区后由上钻组、下钻组分别进行相应的加工操作。当加工板件前端和和后端时,加工区下方的支撑板在支撑气缸的作用下升起抵住板件,防止板件受力不均向下偏移,或变形。
上述专利的六面加工中心,虽然能实现对工件六面加工,也设有可下降压紧板件的第一压料轮、第二压料轮,第二水平钻的一侧设有第三压料轮,铣刀电机的前方设有第四压料轮;但下降压紧板用压料轮结构,压紧效果不好,还有仅在第二水平钻的一侧设有第三压料轮,其余三侧没有压料轮,因而只能实现对工件的一个侧面打孔时实现压料,对工件的其它三个侧面打孔时无法实现压料,压料效果不好。由于该实用新型的压料轮,压料效果不是特别好,各钻排、镂铣刀在对板件加工过程中,特别是上机头和下机头同时加工,板材受力非常大,还有可能会导致板件的偏移,导致加工精度降低、或板件变形,且容易刮伤工件表面。
还有,该实用新型虽然对加工原理有一个简单的说明,但并没有公开具体的加工方法和控制系统。由于涉及到多个加工装置、多种运动、要实现多种加工功能,因而如何运动、如何通过控制系统来实现这些运动,是本领域的技术人员需要付出非常多的创造性劳动。还有,相同的设备,可以实现不同的加工方法,可以是不同的控制系统,如何实现最高效的加工方法且能通过控制系统来实现,对本领域的技术人员来说,比机械结构更需要付出创造性劳动,也是制约着传统的数控设备向智能化数控设备发展。
实用新型内容
针对现有技术存在不足,本实用新型要解决的第一个技术问题是,提供一种数控加工中心的控制系统,该控制系统以总线技术为核心,具有安全性高、容错能力强、高效、稳定、精度高,最多能对板件实现六面加工,特别是能在加工过程中能很好夹持和压住板件、使板件不易偏移和变形的优点。
一种数控加工中心的控制系统,包括CNC控制器,与CNC控制器连接的总线,与总线双向控制并联连接的伺服控制单元、上机头控制单元、夹料控制单元、人机对话界面单元、通信单元。
上机头控制单元包括主轴驱动单元、主轴升降控制单元、一个以上的镂铣跟踪压料控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元、一个以上的钻削跟踪压料控制单元。
伺服控制单元包括驱动X夹钳机构水平往复运动的X轴进给伺服系统、驱动U夹钳机构水平往复运动的U轴进给伺服系统;驱动上机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步水平往复运动的Y轴进给伺服系统,驱动上机头的镂铣加工装置和钻削加工装置、钻削跟踪压料机构同步上下往复运动的Z轴进给伺服系统,驱动镂铣跟踪压料机构上下往复运动的B轴进给伺服系统。
作为方案一的改进,钻削跟踪压料控制单元包括钻削加工工件顶面左区域的垂直孔时对工件压紧的第一钻削跟踪压料控制单元和钻削加工工件顶面右区域的垂直孔时对工件压紧的第二钻削跟踪压料控制单元;钻削加工工件前侧面的水平孔时对工件压紧的第三钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件后侧面的水平孔时对工件压紧的第四钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件左侧面的水平孔和钻削加工工件底面的垂直孔时对工件压紧的第五钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件右侧面的水平孔时对工件压紧的第六钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元;第一钻削跟踪压料控制单元和第二钻削跟踪压料控制单元为压板压料控制单元;第三钻削跟踪压料控制单元、第四钻削跟踪压料控制单元、第五钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元为压轮压料控制单元;第一钻削跟踪压料控制单元、第二钻削跟踪压料控制单元、第三钻削跟踪压料控制单元、第四钻削跟踪压料控制单元、第五钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元与连接CNC控制器的总线并联连接;镂铣跟踪压料控制单元包括镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元;镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元与连接CNC控制器的总线并联连接;镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元均为压板压料控制单元。
作为方案一的改进,数控加工中心的控制系统还包括下机头控制单元;下机头控制单元包括与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接的主轴驱动单元、主轴升降控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元。伺服控制单元还包括驱动下机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步水平往复运动的W轴进给伺服系统,驱动下机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步上下往复运动的A轴进给伺服系统。
作为方案一的改进,数控加工中心的控制系统还包括出料台控制单元;出料台控制单元包括与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接的出料台驱动单元、出料台毛刷控制单元、出料台停止位置控制单元。
出料台驱动单元包括三相电机、电机驱动装置、A/D模块及D/A模块,A/D模块及D/A模块与总线双向控制并联连接,电机驱动装置与A/D模块及D/A模块双向控制串联连接,三相电机与电机驱动装置单向控制串联连接,电机驱动装置单向控制三相电机。
出料台毛刷控制单元包括I/O模块、电磁阀、毛刷;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,毛刷与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制毛刷。
出料台停止位置控制单元包括I/O模块、光电感应开关;I/O模块与总线双向控制并联连接,光电感应开关与I/O模块单向控制串联连接,光电感应开关单向控制I/O模块。
作为方案一的改进,数控加工中心的控制系统还包括工控机;通信单元包括与CNC控制器双向控制串联连接的EtherCAT总线、以太网;I/O模块通过EtherCAT总线与CNC控制器双向控制串联连接;工控机通过以太网与CNC控制器双向控制串联连接;工厂局域网通过以太网双向控制串联连接工控机。
作为方案一的改进,人机对话界面单元包括与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接的按钮板控制单元、手摇脉冲发生器单元,与工控机并联连接的键盘控制单元、显示器控制单元、扫描枪控制单元。
按钮板控制单元包括I/O模块、按钮板;I/O模块与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接,按钮板与I/O模块双向控制串联连接。
手摇脉冲发生器单元包括手摇脉冲发生器接口、手摇脉冲发生器;手摇脉冲发生器与手摇脉冲发生器接口单向控制串联连接,手摇脉冲发生器单向控制手摇脉冲发生器接口;手摇脉冲发生器接口与连接CNC控制器的总线单向控制并联连接,手摇脉冲发生器接口单向控制CNC控制器。
键盘控制单元包括键盘接口、键盘;键盘与键盘接口单向控制串联连接;键盘单向控制键盘接口,键盘接口与工控机单向控制并联连接,键盘接口单向控制工控机。
显示器控制单元包括显示器、显示器接口;显示器与显示器接口单向控制串联连接,显示器接口单向控制显示器;显示器接口与工控机单向控制并联连接,工控机单向控制显示器接口。
扫描枪控制单元包括扫描枪、扫描枪接口;扫描枪与扫描枪接口单向控制串联连接,扫描枪单向控制扫描枪接口;扫描枪接口与工控机单向控制并联连接,扫描枪接口单向控制工控机。
作为方案一至六的共同改进,每个钻削跟踪压料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸、安装在气缸上的传感器;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸,传感器与I/O模块单向控制串联连接,传感器单向控制I/O模块;气缸为双气缸,一个电磁阀连接气缸的两腔室。每个镂铣跟踪压料控制单元与每个钻削跟踪压料控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
作为方案一至六的共同改进,钻头驱动单元包括三相电机、电机驱动装置、A/D模块及D/A模块,A/D模块及D/A模块与总线双向控制并联连接,电机驱动装置与A/D模块及D/A模块双向控制串联连接,三相电机与电机驱动装置单向控制串联连接,电机驱动装置单向控制三相电机;主轴驱动单元与钻头驱动单元的结构及控制方式和连接方式相同。
主轴升降控制单元包括I/O模块、电磁阀、内置磁环的双作用气缸、沿气缸轴线方向安装的两个传感器;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制气缸,两传感器与I/O模块单向控制并联连接,传感器单向控制I/O模块。
钻头单元包括I/O模块、电磁阀、气缸;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制气缸。
数控加工中心的控制系统还包括驱动工作台台面上的侧靠机构水平往复运动的V轴进给伺服系统。X轴进给伺服系统包括双向控制依次串联连接的A/D模块及D/A模块、伺服驱动装置、伺服电机、位置检测装置及速度检测装置、位置反馈模块及速度反馈模块,A/D模块及D/A模块与总线双向控制并联连接,位置反馈模块及速度反馈模块与总线双向控制并联连接。U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、W轴进给伺服系统、A轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统的结构及控制方式和连接方式与X轴进给伺服系统相同。X轴进给伺服系统、U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统均为半闭环的进给伺服系统。
作为方案一至六的共同改进,夹料控制单元包括X夹料控制单元和U夹料控制单元。X夹料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸。U夹料控制单元与X夹料控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
作为方案一至六的共同改进,主轴升降控制单元的气缸为内置磁环的双作用气缸。总线包括数据总线、控制总线、地址总线。在CNC控制器上设有复数个标准化的CNC控制器接口;伺服控制单元、上机头控制单元、夹料控制单元、人机对话界面单元、通信单元为开放式、模块化结构组合而成的模块;具有与CNC控制器接口配合的标准化的接头,可与CNC控制器接口双向控制并联连接。
本实用新型的有益效果是:
钻削加工装置的控制系统包括钻削跟踪压料控制单元,在钻削加工水平孔或垂直孔时跟踪压紧工件,满足加工各种工件的市场需求,特别是针对表面容易刮伤的光面工件,增加精密数字控制的钻削跟踪压料控制单元,而且这种跟踪压料控制单元,加工时,压料机构可距离工件0.2-0.5mm限位,不直接压住工件表面加工,减少工件的表面刮伤等现象,可以完美实现无刮伤板面的效果;
镂铣加工装置的控制系统包括镂铣跟踪压料控制单元,在镂铣加工装置拉槽、异性加工时跟踪压紧工件,满足加工各种工件的市场需求,特别是针对表面容易刮伤的光面工件,增加精密数字控制的镂铣跟踪压料控制单元,而且这种跟踪压料控制单元,加工时,压料机构可距离工件0.2-0.5mm限位,不直接压住工件表面加工,减少工件的表面刮伤等现象,可以完美实现无刮伤板面的效果。
附图说明
图1是本实用新型的数控加工中心的立体图。
图2是本实用新型的数控加工中心的上机头的立体图。
图3是本实用新型之实施例1的控制系统的总图。
图4是本实用新型之实施例1的控制系统的伺服控制单元的总图。
图5是本实用新型之实施例1的控制系统的上机头控制单元的总图。
图6是本实用新型之实施例1的控制系统的下机头控制单元的总图。
图7是本实用新型之实施例1的控制系统的夹料控制单元的总图。
图8是本实用新型之实施例1的控制系统的出料台控制单元的总图。
图9是本实用新型之实施例1的控制系统的通信单元的总图。
图10是本实用新型之实施例1的控制系统的人机对话界面单元的总图。
具体实施方式
如图1所示,一种六面钻铣加工中心,包括机架1、横梁装置2以及X夹钳装置3、U夹钳装置4、工作台装置5、上机头6、下机头7、侧靠装置(未示出)。该横梁装置2设置于机架1上。上机头6可来回滑动地安装在机架1上;下机头7可来回滑动地安装在机架1上。X夹钳装置3、U夹钳装置4可来回滑动地安装在横梁装置2上。
X夹钳装置3包括X夹钳机构31、驱动X夹钳机构31沿横梁装置2水平方向往复运动的X轴进给伺服机构32。U夹钳装置4包括U夹钳机构41、驱动U夹钳机构41沿横梁装置2水平方向往复运动U轴进给伺服机构(未示出)。
如图1、图2所示,上机头6包括钻削加工装置60,镂铣加工装置61,驱动钻削加工装置60和镂铣加工装置61水平方向同步往复运动的Y轴进给伺服机构62,驱动钻削加工装置60和镂铣加工装置61垂直方向同步往复运动的Z轴进给伺服机构63。
上机头6的钻削加工装置60包括垂直钻头601和水平钻头602,驱动垂直钻头601或水平钻头602钻削加工的钻头驱动装置603,钻削加工水平孔或垂直孔对工件跟踪压紧的钻削跟踪压料装置。钻削跟踪压料装置包括钻削跟踪压料机构。Z轴进给伺服机构63驱动钻削跟踪压料机构上下往复运动。
钻削跟踪压料机构包括钻削加工工件顶面左区域的垂直孔时对工件压紧的第一钻削跟踪压料机构604和钻削加工工件顶面右区域的垂直孔时对工件压紧的第二钻削跟踪压料机构605;钻削加工工件前侧面的水平孔时对工件压紧的第三钻削跟踪压料机构606,钻削加工工件后侧面的水平孔时对工件压紧的第四钻削跟踪压料机构607,钻削加工工件左侧面的水平孔和钻削加工工件底面的垂直孔时对工件压紧的第五钻削跟踪压料机构608,钻削加工工件右侧面的水平孔时对工件压紧的第六钻削跟踪压料机构609、第六钻削跟踪压料机构600。第一钻削跟踪压料机构604和第二钻削跟踪压料机构605为压板压料机构。第三钻削跟踪压料机构606、第四钻削跟踪压料机构607、第五钻削跟踪压料机构608、第六钻削跟踪压料机构609、第六钻削跟踪压料机构600为压轮压料机构。
上机头6的镂铣加工装置61包括主轴610,驱动主轴610镂铣加工的主轴驱动装置(未示出),驱动主轴610上下升降的主轴升降机构612,镂铣加工时对工件跟踪压紧的镂铣跟踪压料装置。镂铣跟踪压料装置包括镂铣跟踪压料机构和驱动镂铣跟踪压料机构上下往复运动的B轴进给伺服机构611。镂铣跟踪压料机构包括镂铣左跟踪压料机构613和镂铣右跟踪压料机构614。
如图1所示,下机头7包括钻削加工装置70,镂铣加工装置,驱动钻削加工装置70和镂铣加工装置水平方向同步往复运动的W轴进给伺服机构,驱动钻削加工装置70和镂铣加工装置垂直方向同步往复运动的A轴进给伺服机构。
下机头7的钻削加工装置70包括垂直钻头和水平钻头,驱动垂直钻头或水平钻头钻削加工的钻头驱动装置。
下机头7的镂铣加工装置包括主轴,驱动主轴镂铣加工的主轴驱动装置,驱动主轴上下升降的主轴升降机构。
实施例1
如图3所示,一种数控加工中心的控制系统,包括CNC控制器,与CNC控制器连接的数据总线、控制总线、地址总线,与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接的伺服控制单元、上机头控制单元、下机头控制单元、夹料控制单元、出料台控制单元、强弱电控制单元、人机对话界面单元、通信单元。
CNC(数控机床)控制器是指计算机数字控制机床(computer numerical control)的程序控制系统。
在CNC控制器上设有复数个标准化的CNC控制器接口;伺服控制单元、上机头控制单元、夹料控制单元、人机对话界面单元、通信单元为开放式、模块化结构组合而成的模块;具有与CNC控制器接口配合的标准化的接头,可与CNC控制器接口双向控制并联连接。
先将控制系统分成大模块,即伺服控制单元、上机头控制单元、下机头控制单元、夹料控制单元、出料台控制单元、强弱电控制单元、人机对话界面单元、通信单元,再将每个模块分成多个小的控制单元。
大模块可设计为开放式、模块化结构,具有标准化的接口,可与CNC控制器上的标准化接口和远程I/O连接,硬件和软件具有通用性,兼容性高、可移植性强。每一模块都是具有独立功能,相同种类的模块在产品族中可以重用和互换,相关模块的排列组合就可以形成最终的产品。
通过选配各种功能模块的组合配置,就可以创建不同需求的产品,满足客户的定制需求,能灵活满足客户对不同配置的要求和市场的需求;相似性的重用,可以使整个产品采购、制造和维护上更加方便。
模块化,将功能分解,降低之间的耦合性。从而,为了替换某个模块达到质量或效率的提升,就不会改变整个结构,只需要改相应的模块,工作量就会明显减少,所以模块化的应用,是每个行业的终极设计。因而模块化结构在机床间具有可互操作性和可移植性;通过提供标准化的接口、通信和交互机制,使不同功能模块功能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上,并获得平等的相互操作能力,协调工作;应用统一的数据格式、交互模型、控制机理,是构成系统的各功能模块可来源于不同的开发商,并且通过一致的设备接口,使各功能模块能运行于不同供应商提供的硬件平台之上,利于缩短了开发周期,开发成本可控等优势。
再将每个模块分成多个小的控制单元的优点是:
1、结构更合理:机器的控制系统由于采用每个模块分成多个小的控制单元,每个小的控制单元的布局更加合理,更加科学,使每个部件的功能都能很好的发挥,延长机器的使用寿命;
2、优化控制系统的设计:控制系统的每一部分都设计成一个小的控制单元,再由多个小的控制单元组合成模块,能简化和优化控制系统的设计。
3、维护更简单:机器的每一部分都是一个小的控制单元,机器出现问题,能很快诊断出,只需更换相应小的控制单元即可,且操作简单。
如图4所示,伺服控制单元包括驱动X夹钳机构水平往复运动的X轴进给伺服系统、驱动U夹钳机构水平往复运动的U轴进给伺服系统;驱动上机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步水平往复运动的Y轴进给伺服系统,驱动上机头的镂铣加工装置和钻削加工装置、钻削跟踪压料机构同步上下往复运动的Z轴进给伺服系统,驱动下机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步水平往复运动的W轴进给伺服系统,驱动下机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步上下往复运动的A轴进给伺服系统,驱动镂铣跟踪压料机构上下往复运动的B轴进给伺服系统,驱动工作台台面上的侧靠机构水平往复运动的V轴进给伺服系统。
X轴进给伺服系统、U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、W轴进给伺服系统、A轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接。
X轴进给伺服系统包括双向控制依次串联连接的A/D模块及D/A模块、伺服驱动装置、伺服电机、位置检测装置及速度检测装置、位置反馈模块及速度反馈模块,A/D模块及D/A模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,位置反馈模块及速度反馈模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接。U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、W轴进给伺服系统、A轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统的结构及控制方式和连接方式与X轴进给伺服系统相同。X轴进给伺服系统、U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、W轴进给伺服系统、A轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统均为半闭环的进给伺服系统。
本设备的伺服控制单元包含8个伺服电机。X轴进给伺服系统和U轴进给伺服系统驱动两个夹钳机构移动,为耦合轴,既可独立运动又可同步运动。驱动上下两个独立机头沿横梁移动的伺服轴为Y和W,两者相互独立运动。
Z轴进给伺服系统和A轴进给伺服系统驱动分别驱动上机头、下机头垂直运动,两者相互独立运动。Y轴进给伺服系统和W轴进给伺服系统分别驱动上机头、下机头沿横梁方向运动,两者相互独立运动。
V轴进给伺服系统驱动侧靠档沿横梁方向运动,独立运动;B轴进给伺服系统驱动跟踪压料机构独立上下运动。
CNC控制器与所有进给伺服系统通过Mechatrolink-II现场总线连接,最快速度为10Mbit/s。
进给伺服系统的伺服电机与齿轮或丝杆等相连,通过这些机械传动机构将旋转运动转换为移动部件的直线位移,因此,间接控制了移动部件的移动速度与位移量。这种结构,只对电机的角位移进行了闭环控制,没有实现对最终输出的直线位移的闭环控制,故称为“半闭环控制”。采用半闭环的进给伺服系统,结构简单、调试方便、设备稳定性高,精度也较高,这种半闭环的进给伺服系统能够达到的加工精度在0.02mm以内,超过了木工行业标准的加工精度0.1mm,能完全满足木材加工的精度要求。
如图5所示,上机头控制单元包括与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接的主轴驱动单元、主轴升降控制单元、一个以上的镂铣跟踪压料控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元、一个以上的钻削跟踪压料控制单元。
钻头驱动单元包括三相电机、电机驱动装置、A/D模块及D/A模块,A/D模块及D/A模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电机驱动装置与A/D模块及D/A模块双向控制串联连接,三相电机与电机驱动装置单向控制串联连接,电机驱动装置单向控制三相电机。
主轴驱动单元与钻头驱动单元的结构及控制方式和连接方式相同,主轴驱动单元的电机驱动装置为安装在电气柜内的变频器。
主轴升降控制单元包括I/O模块、电磁阀、内置磁环的双作用气缸、沿气缸轴线方向安装的两个传感器;I/O模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制气缸,两传感器与I/O模块单向控制并联连接,传感器单向控制I/O模块。
钻头单元包括I/O模块、电磁阀、气缸;I/O模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制气缸。
钻削跟踪压料控制单元包括钻削加工工件顶面左区域的垂直孔时对工件压紧的第一钻削跟踪压料控制单元和钻削加工工件顶面右区域的垂直孔时对工件压紧的第二钻削跟踪压料控制单元;钻削加工工件前侧面的水平孔时对工件压紧的第三钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件后侧面的水平孔时对工件压紧的第四钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件左侧面的水平孔和钻削加工工件底面的垂直孔时对工件压紧的第五钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件右侧面的水平孔时对工件压紧的第六钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元。第一钻削跟踪压料控制单元和第二钻削跟踪压料控制单元为压板压料控制单元。第三钻削跟踪压料控制单元、第四钻削跟踪压料控制单元、第五钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元为压轮压料控制单元。第一钻削跟踪压料控制单元、第二钻削跟踪压料控制单元、第三钻削跟踪压料控制单元、第四钻削跟踪压料控制单元、第五钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元与连接CNC控制器的总线并联连接。
镂铣跟踪压料控制单元包括镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元;镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元与连接CNC控制器的总线并联连接;镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元均为压板压料控制单元。
每个钻削跟踪压料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸、安装在气缸上的传感器;I/O模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸,传感器与I/O模块单向控制串联连接,传感器单向控制I/O模块。气缸为双气缸,一个电磁阀连接气缸的两腔室。
每个镂铣跟踪压料控制单元与每个钻削跟踪压料控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
A/D模块是把模拟信号转换成数字信号模块;D/A模块是把数字信号转换成模拟信号模块。I/O模块为输入输出模块。
上机头由Y轴进给左伺服系统、Z轴进给左伺服系统驱动,具备一个镂铣加工装置和一个钻削加工装置。
镂铣加工装置由CNC控制系统驱动电机驱动装置来控制,达到调速、正反转的功能。可对板件进行循边、镂铣、空间雕刻等加工。
镂铣加工装置配有一个升降气缸,在需要使用时,气缸伸出,使镂铣加工装置刀具处于一个最低设定位置(低于钻削加工装置钻头),以避免镂铣加工装置刀具加工时,钻削加工装置上的钻头与板件干涉。气缸的动作是通过CNC控制器读取NC指令,并通过控制总线发送信号给电磁阀,控制其动作,从而完成的。镂铣加工装置的升降由气缸带动,可以避免加工时镂铣加工装置刀具与钻削加工装置钻头的互相干涉,且升降气缸为内置磁环的双作用气缸,沿气缸轴线方向安装有两个传感器,这样镂铣加工装置在升降气缸的驱动下只能停在设定的上下两个位置,因而动作可靠,可以完全避免镂铣加工装置刀具与钻削加工装置钻头的互相干涉,且这种升降驱动单元结构简单、成本低。
钻削加工装置由控制系统来驱动三相电机,达到正转功能,钻削加工装置上配备12个垂直钻,4组水平钻,并配有前后左右四对压轮跟踪压料机构和顶面两组压板跟踪压料机构。由于机器独立配备了压轮跟踪压料机构和压板跟踪压料机构,从而可对板材的前、后、左、右及顶面进行打孔加工之前进行对板件压紧,使加工的精度达到更高。
在钻削加工装置上方,安装有一套电磁阀组,每个钻头气缸受控于一个电磁阀。CNC控制器根据NC指令判断使用哪一个钻头加工,并通过控制总线发送信号给电磁阀,控制其动作,从而弹出需要使用的钻头和钻削跟踪压料机构。这种电磁阀组的控制方式,因电磁阀安装在钻削加工装置上,气路短,控制稳定,维护成本低。
钻削加工装置的控制系统包括钻削跟踪压料控制单元,在钻削加工水平孔或垂直孔时跟踪压紧工件,满足加工各种工件的市场需求,特别是针对表面容易刮伤的光面工件,增加精密数字控制的钻削跟踪压料控制单元,而且这种跟踪压料控制单元,加工时,压料机构可距离工件0.2-0.5mm限位,不直接压住工件表面加工,减少工件的表面刮伤等现象,可以完美实现无刮伤板面的效果。
镂铣加工装置的控制系统包括镂铣跟踪压料控制单元,在镂铣加工装置镂铣、拉槽、异性加工时跟踪压紧工件,满足加工各种工件的市场需求,特别是针对表面容易刮伤的光面工件,增加精密数字控制的镂铣跟踪压料控制单元,而且这种跟踪压料控制单元,加工时,压料机构可距离工件0.2-0.5mm限位,不直接压住工件表面加工,减少工件的表面刮伤等现象,可以完美实现无刮伤板面的效果。
钻削加工装置的控制系统包括多个钻削跟踪压料控制单元,加工不同侧面的水平孔,用不同的钻削跟踪压料控制单元,加工正面不同位置的垂直孔,用相应位置的压板结构的钻削跟踪压料控制单元,加工底面的垂直孔,用与加工工件左侧面的水平孔同一钻削跟踪压料控制单元,在达到最好的压料效果的同时,简化钻削跟踪压料控制单元结构。由于有多个钻削跟踪压料控制单元,需要哪个用哪个,在实现避让机器夹钳机构时,还能够完全加工工件边缘段,从而能实现在加工工件时能跟踪限位加工到无死角加工区域。
镂铣跟踪压料控制单元包括镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元;镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元均为压板压料控制单元,从而能达到最好的压料效果。
钻削加工装置设有钻削跟踪压料机构,镂铣加工装置设有跟踪跟踪压料机构,
钻削跟踪压料机构依靠Z轴伺服系统驱动上下往复运动,镂铣跟踪压料机构依靠B轴伺服系统驱动上下往复运动,从而使结构简单、动作可靠,控制易实现。
方位的打水平孔还是打垂直孔,能达到最好的压料效果。
如图6所示,下机头控制单元包括与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接的主轴驱动单元、主轴升降控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元。
下机头的主轴驱动单元与上机头的主轴驱动单元的结构及控制方式和连接方式相同。
下机头的主轴升降控制单元与上机头的主轴升降控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
下机头的钻头驱动单元与上机头的钻头驱动单元的结构及控制方式和连接方式相同。
下机头的钻头单元与上机头的钻头单元的结构及控制方式和连接方式相同。
下机头由W轴进给伺服系统、A轴进给伺服系统,具备一个手动换刀的镂铣加工装置和一个钻削加工装置。
钻削加工装置由控制系统来驱动三相电机,达到正转功能,钻削加工装置上配备9个垂直钻,可对板材底面进行垂直方向打孔加工,从而补充了上机头没法对板材底面的孔位加工的缺陷,真正的达到了六面加工的效果。
镂铣加工装置可对板材的底面进行前后和左右方向的直线循边、开槽加工,补充了上机头无法对板材底面开槽的缺陷。
如图7所示,夹料控制单元包括X夹料控制单元和U夹料控制单元。
X夹料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸;I/O模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸。
U夹料控制单元与X夹料控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
双夹钳装置由X轴进给伺服系统、U轴进给伺服系统的伺服电机带动,和通过I/O模块控制电磁阀来执行夹钳装置的张开闭合动作。
双夹钳装置犹如人的双手一样灵活,两个夹钳装置上的伺服电机通过执行CNC控制器的指令和I/O模块对电磁阀的控制,可以对板件进行夹紧和松开动作,按照所需功能来进行对板件的送料。对板件加工水平孔和开前后左右方向的槽时双夹钳装置具有进给运动。通过双夹钳装置的X、U轴进给运动和上机头的Y轴进给运动可以对板件进行镂铣动作。
通过CNC控制器驱动X轴进给伺服系统、U轴进给伺服系统的伺服电机执行指令,两个夹钳装置会进行干涉保护,在保证正常加工的同时,夹钳装置相互之间会自动进行避让,和对钻头、跟踪压料机构等进行避让动作。两个夹钳装置还负责对加工完的板件进行前出料或者后出料。
如图8所示,出料台控制单元包括与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接的出料台驱动单元、出料台毛刷控制单元、出料台停止位置控制单元。
出料台驱动单元包括三相电机、电机驱动装置、A/D模块及D/A模块,A/D模块及D/A模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电机驱动装置与A/D模块及D/A模块双向控制串联连接,三相电机与电机驱动装置单向控制串联连接,电机驱动装置单向控制三相电机。
出料台毛刷控制单元包括I/O模块、电磁阀、毛刷;I/O模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,毛刷与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制毛刷。
出料台停止位置控制单元包括I/O模块、光电感应开关;I/O模块与数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,光电感应开关与I/O模块单向控制串联连接,光电感应开关单向控制I/O模块。
出料台单元由三相电机带动,和I/O驱动电磁阀气缸来驱动一排毛刷组成。
当夹钳装置把板件送料出出料台上方时,控制器指令I/O驱动两个夹钳装置松开,然后伺服电机驱动两夹钳装置往回移动到一个安全的位置后。I/O指令出料台上方的毛刷下降使板件与出料台的辊筒表面接触,由控制系统来驱动三相电机来驱动出料台转动从而让板件往外出料。当板件出料到出料台停止位置上方的感应开关后,感应开关将信号通过I/O控制三相电机停止转动,板件刚好停止在出料台的最外侧以待工作人员取走。
如图9所示,控制系统还包括工控机;通信单元包括与CNC控制器双向控制串联连接的EtherCAT总线、以太网;I/O模块通过EtherCAT总线与CNC控制器双向控制串联连接;工控机通过以太网与CNC控制器双向控制串联连接;工厂局域网通过以太网双向控制串联连接工控机。
EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种基于以太网的开发构架的实时工业现场总线通讯协议。
数控系统使用了多种总线相结合的方式,除了EtherCAT以外,还有工业以太网协议。采用EtherCAT,具有高性能、拓扑结构灵活、应用容易、低成本、高精度设备同步、可选线缆冗余和功能性安全协议、热插拔等优点。
工控机具备两个网卡、一个与CNC控制器通过以太网连接,实现人机界面的通信,用户可以通过工控机直观、简单的操控设备;另一个网卡可以接入用户的局域网,与用户的服务器共享加工信息。
如图10所示,人机对话界面单元包括与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接的按钮板控制单元、手摇脉冲发生器单元,与工控机并联连接的键盘控制单元、显示器控制单元、扫描枪控制单元。
按钮板控制单元包括I/O模块、按钮板;I/O模块与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线双向控制并联连接,按钮板与I/O模块双向控制串联连接。
手摇脉冲发生器单元包括手摇脉冲发生器接口、手摇脉冲发生器;手摇脉冲发生器与手摇脉冲发生器接口单向控制串联连接,手摇脉冲发生器单向控制手摇脉冲发生器接口;手摇脉冲发生器接口与连接CNC控制器的数据总线、控制总线、地址总线单向控制并联连接,手摇脉冲发生器接口单向控制CNC控制器。
键盘控制单元包括键盘接口、键盘;键盘与键盘接口单向控制串联连接;键盘单向控制键盘接口,键盘接口与工控机单向控制并联连接,键盘接口单向控制工控机。
显示器控制单元包括显示器、显示器接口;显示器与显示器接口单向控制串联连接,显示器接口单向控制显示器;显示器接口与工控机单向控制并联连接,工控机单向控制显示器接口。
扫描枪控制单元包括扫描枪、扫描枪接口;扫描枪与扫描枪接口单向控制串联连接,扫描枪单向控制扫描枪接口;扫描枪接口与工控机单向控制并联连接,扫描枪接口单向控制工控机。
CNC控制器通过数据总线连接I/O模块,控制板接入I/O模块,用户可以通过控制板上的各种按钮对设备进行控制。
控制器通过数据总线连接手轮脉冲发生器,用户可以通过手轮对设备进行手动的伺服轴移动控制。
控制器通过以太网与工控机相连,工控机上安装有控制软件,用户可以通过键盘、鼠标等设备进行绘图、编程或更进一步的操作设备。
本实用新型采用新一代工业控制计算机技术。以PXI Express总线技术为核心,可使用WinCE 6.0操作系统和图形编程语言,具有丰富的外部接口和“即插即用”功能,可构成安全性高、容错能力强的新一代高可用工业控制计算机的关键技术等。
以上,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,本领域的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质,在本实用新型的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何修改、等同替换与改进等,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控加工中心的控制系统,包括CNC控制器,其特征在于:还包括与CNC控制器连接的总线,与总线双向控制并联连接的伺服控制单元、上机头控制单元、夹料控制单元、人机对话界面单元、通信单元;
所述的上机头控制单元包括主轴驱动单元、主轴升降控制单元、一个以上的镂铣跟踪压料控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元、一个以上的钻削跟踪压料控制单元;
所述的伺服控制单元包括驱动X夹钳机构水平往复运动的X轴进给伺服系统、驱动U夹钳机构水平往复运动的U轴进给伺服系统;驱动上机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步水平往复运动的Y轴进给伺服系统,驱动上机头的镂铣加工装置和钻削加工装置、钻削跟踪压料机构同步上下往复运动的Z轴进给伺服系统,驱动镂铣跟踪压料机构上下往复运动的B轴进给伺服系统。
2.如权利要求1所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:
所述的钻削跟踪压料控制单元包括钻削加工工件顶面左区域的垂直孔时对工件压紧的第一钻削跟踪压料控制单元和钻削加工工件顶面右区域的垂直孔时对工件压紧的第二钻削跟踪压料控制单元;钻削加工工件前侧面的水平孔时对工件压紧的第三钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件后侧面的水平孔时对工件压紧的第四钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件左侧面的水平孔和钻削加工工件底面的垂直孔时对工件压紧的第五钻削跟踪压料控制单元,钻削加工工件右侧面的水平孔时对工件压紧的第六钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元;第一钻削跟踪压料控制单元和第二钻削跟踪压料控制单元为压板压料控制单元;第三钻削跟踪压料控制单元、第四钻削跟踪压料控制单元、第五钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元为压轮压料控制单元;所述的第一钻削跟踪压料控制单元、第二钻削跟踪压料控制单元、第三钻削跟踪压料控制单元、第四钻削跟踪压料控制单元、第五钻削跟踪压料控制单元、第六钻削跟踪压料控制单元与连接CNC控制器的总线并联连接;
所述的镂铣跟踪压料控制单元包括镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元;所述的镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元与连接CNC控制器的总线并联连接;所述的镂铣左跟踪压料控制单元和镂铣右跟踪压料控制单元均为压板压料控制单元。
3.如权利要求1所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:还包括下机头控制单元;所述的下机头控制单元包括与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接的主轴驱动单元、主轴升降控制单元、钻头驱动单元、复数个钻头单元;所述的伺服控制单元还包括驱动下机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步水平往复运动的W轴进给伺服系统,驱动下机头的镂铣加工装置和钻削加工装置同步上下往复运动的A轴进给伺服系统。
4.如权利要求1所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:还包括出料台控制单元;出料台控制单元包括与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接的出料台驱动单元、出料台毛刷控制单元、出料台停止位置控制单元;
所述的出料台驱动单元包括三相电机、电机驱动装置、A/D模块及D/A模块,A/D模块及D/A模块与总线双向控制并联连接,电机驱动装置与A/D模块及D/A模块双向控制串联连接,三相电机与电机驱动装置单向控制串联连接,电机驱动装置单向控制三相电机;
所述的出料台毛刷控制单元包括I/O模块、电磁阀、毛刷;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,毛刷与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制毛刷;
所述的出料台停止位置控制单元包括I/O模块、光电感应开关;I/O模块与总线双向控制并联连接,光电感应开关与I/O模块单向控制串联连接,光电感应开关单向控制I/O模块。
5.如权利要求1所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:还包括工控机;
所述的通信单元包括与CNC控制器双向控制串联连接的EtherCAT总线、以太网;I/O模块通过EtherCAT总线与CNC控制器双向控制串联连接;工控机通过以太网与CNC控制器双向控制串联连接;工厂局域网通过以太网双向控制串联连接工控机。
6.如权利要求1所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:所述的人机对话界面单元包括与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接的按钮板控制单元、手摇脉冲发生器单元,与工控机并联连接的键盘控制单元、显示器控制单元、扫描枪控制单元;
所述的按钮板控制单元包括I/O模块、按钮板;I/O模块与连接CNC控制器的总线双向控制并联连接,按钮板与I/O模块双向控制串联连接;
所述的手摇脉冲发生器单元包括手摇脉冲发生器接口、手摇脉冲发生器;手摇脉冲发生器与手摇脉冲发生器接口单向控制串联连接,手摇脉冲发生器单向控制手摇脉冲发生器接口;手摇脉冲发生器接口与连接CNC控制器的总线单向控制并联连接,手摇脉冲发生器接口单向控制CNC控制器;
所述的键盘控制单元包括键盘接口、键盘;键盘与键盘接口单向控制串联连接;键盘单向控制键盘接口,键盘接口与工控机单向控制并联连接,键盘接口单向控制工控机;
所述的显示器控制单元包括显示器、显示器接口;显示器与显示器接口单向控制串联连接,显示器接口单向控制显示器;显示器接口与工控机单向控制并联连接,工控机单向控制显示器接口;
所述的扫描枪控制单元包括扫描枪、扫描枪接口;扫描枪与扫描枪接口单向控制串联连接,扫描枪单向控制扫描枪接口;扫描枪接口与工控机单向控制并联连接,扫描枪接口单向控制工控机。
7.如权利要求1至6任意一项权利要求所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:每个所述的钻削跟踪压料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸、安装在气缸上的传感器;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸,传感器与I/O模块单向控制串联连接,传感器单向控制I/O模块;所述的气缸为双气缸,一个所述的电磁阀连接所述的气缸的两腔室;每个所述的镂铣跟踪压料控制单元与每个所述的钻削跟踪压料控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
8.如权利要求1至6任意一项权利要求所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:
所述的钻头驱动单元包括三相电机、电机驱动装置、A/D模块及D/A模块,A/D模块及D/A模块与总线双向控制并联连接,电机驱动装置与A/D模块及D/A模块双向控制串联连接,三相电机与电机驱动装置单向控制串联连接,电机驱动装置单向控制三相电机;
所述的主轴驱动单元与钻头驱动单元的结构及控制方式和连接方式相同;
所述的主轴升降控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸、沿气缸轴线方向安装的两个传感器;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制气缸,两传感器与I/O模块单向控制并联连接,传感器单向控制I/O模块;
所述的钻头单元包括I/O模块、电磁阀、气缸;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制串联连接,电磁阀单向控制气缸;
还包括驱动工作台台面上的侧靠机构水平往复运动的V轴进给伺服系统;
所述的X轴进给伺服系统包括双向控制依次串联连接的A/D模块及D/A模块、伺服驱动装置、伺服电机、位置检测装置及速度检测装置、位置反馈模块及速度反馈模块,A/D模块及D/A模块与总线双向控制并联连接,位置反馈模块及速度反馈模块与总线双向控制并联连接;
所述的U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、W轴进给伺服系统、A轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统的结构及控制方式和连接方式与X轴进给伺服系统相同;
所述的X轴进给伺服系统、U轴进给伺服系统、Y轴进给伺服系统、Z轴进给伺服系统、B轴进给伺服系统、V轴进给伺服系统均为半闭环的进给伺服系统。
9.如权利要求1至6任意一项权利要求所述的一种数控加工中心的控制系统,其特征在于:
所述的夹料控制单元包括X夹料控制单元和U夹料控制单元;
所述的X夹料控制单元包括I/O模块、电磁阀、气缸;I/O模块与总线双向控制并联连接,电磁阀与I/O模块单向控制串联连接,I/O模块单向控制电磁阀,气缸与电磁阀单向控制连接,电磁阀单向控制气缸;
所述的U夹料控制单元与X夹料控制单元的结构及控制方式和连接方式相同。
10.一种包含如权利要求1至6任意一项权利要求所述的数控加工中心的控制系统,其特征在于:
所述的主轴升降控制单元的气缸为内置磁环的双作用气缸;
所述的总线包括数据总线、控制总线、地址总线;
在CNC控制器上设有复数个标准化的CNC控制器接口;所述的伺服控制单元、上机头控制单元、夹料控制单元、人机对话界面单元、通信单元为开放式、模块化结构组合而成的模块;具有与CNC控制器接口配合的标准化的接头,可与CNC控制器接口双向控制并联连接。
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