用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，主要包括主控模块、与主控模块相连的通讯模块、电源稳压模块、报警模块、部署在远端的服务器、若干个传感器；所述传感器包括温度传感器、烟雾传感器、电压传感器；所述主控模块提供传感器信号接口、变频器信号接口、驱动器信号接口、上位机通信接口；所述服务器与主控模块相互通信，并发送报警信息至用户终端。本发明专利技术结构简单，成本低，灵活性高，兼容性强，工作稳定，能够实时精确监测雕刻机的工作状态，并将故障报警信息及时推送至用户终端,可广泛应用于市面的各种数控雕刻机上，减少了厂商进行故障排查的工作量及工作时间，提高了数控雕刻机的安全性能及使用寿命。

Remote condition monitoring and fault alarm system for CNC engraving machine

The invention discloses a remote state monitoring and fault alarm system for a numerical control engraving machine, which mainly comprises a main control module, a communication module connected with the main control module, a power supply voltage stabilization module, an alarm module, a server deployed at a remote end, and several sensors; the sensor includes a temperature sensor and a smoke sensor. The main control module provides a sensor signal interface, a frequency converter signal interface, a driver signal interface, and a host computer communication interface; the server communicates with the main control module and sends an alarm message to the user terminal. The invention has the advantages of simple structure, low cost, high flexibility, strong compatibility, stable operation, real-time and accurate monitoring of the working state of the engraving machine, and timely pushing the fault alarm information to the user terminal. It can be widely used in various CNC engraving machines in the market, reducing the workload and working time of the manufacturer for fault detection. It improves the safety and service life of CNC engraving machine.

【技术实现步骤摘要】
用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统
本专利技术涉及数控系统与IP网络系统集成
，特别是涉及一种用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统。
技术介绍
数控技术的应用给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征。随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，稳定的控制系统可极大地提高生产效率，缩短生产周期并提高市场竞争能力。用于数控雕刻机的现有集成化控制系统只具有简单的状态检测功能，在设备发生故障时不能快速准确地判断故障原因，给设备厂商的检修工作带来了一定的难度，需浪费大量时间排查故障原因，也无法在出现故障报警时及时提醒不在现场的工作人员。另外，且雕刻机工作时产生的大量可燃粉尘以及刀尖产生的高温极易引起火灾事件的发生，如不能精确实时监测雕刻机的工作状态，极易造成事故发生，危及用户的人身安全，给用户带来巨大的经济损失。目前作为数控雕刻机的底层硬件厂商众多，不同厂商的设备以及接口均不相同且不互相兼容。用于数控雕刻机的现有集成化控制系统仅能监控同一厂商的底层硬件，无法与不同厂商的底层硬件进行通讯，因此亟需提供一种通用的数控雕刻机状态监测及故障报警系统来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种通用的用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，能够实时精确监测雕刻机的工作状态，并将故障报警信息及时推送至用户终端。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，主要包括主控模块、与主控模块相连的通讯模块、电源稳压模块、报警模块、部署在远端的服务器、若干个传感器；所述传感器主要包括温度传感器、烟雾传感器、电压传感器；所述主控模块提供若干个通信接口，包括传感器信号接口、变频器信号接口、驱动器信号接口、上位机通信接口；所述服务器与主控模块相互通信，并发送报警信息至用户终端。在本专利技术一个较佳实施例中，所述主控模块还包括AVR处理器、与AVR处理器相连的复位电路、DC-DC稳压电路、LED指示电路。进一步的，所述复位电路包括复位按钮、电容C18、电阻R32、R27、二极管D5，电容C18的一端接地、另一端分别与AVR处理器的RESETN引脚及R32的一端相连，R32的另一端与复位按钮的一端相连，复位按钮的该端还与R27、D5的正极相连，R27与D5并联后与3.3V电压相连，复位按钮的该端通过一插接口与AVR处理器的第19—21引脚相连。进一步的，所述AVR处理器与若干个通信接口之间设置有隔离保护电路。在本专利技术一个较佳实施例中，所述上位机通信接口为USB接口或RJ45接口，所用协议为USB串行通信协议或TCP/IP协议。在本专利技术一个较佳实施例中，所述通讯模块主要包括SIM/UIM卡槽、一个GSM/WCDMA/LTE天线接口、一个GPS/BDS天线接口、与主控模块连接的通信接口、复位信号接口。进一步的，所述通讯模块与主控模块连接的通信接口为串行接口或以太网接口。在本专利技术一个较佳实施例中，所述温度传感器安装在数控雕刻机的主轴内，用于采集数控雕刻机的主轴温度，当主轴温度高于设定温度时，触发报警模块发出主轴温度报警信号。在本专利技术一个较佳实施例中，所述烟雾传感器安装在数控雕刻机Z方向的横梁上，用于采集数控雕刻机工作时产生可燃烟雾的浓度，当可燃烟雾浓度过高时触发报警模块发出报警。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术结构简单，成本较低，灵活性高，兼容性强，工作稳定，可广泛应用于市面的各种数控雕刻机上，减少了厂商进行故障排查的工作量及工作时间，提高了数控雕刻机的安全性能及使用寿命；(2)所述主控模块提供多个通信接口，能够与数控雕刻机上的变频器、驱动器、上位机连接通信，实现变频器、驱动器的故障报警，同时能够与不同厂家的底层硬件进行通信；(3)通过在数控雕刻机上设置多个传感器，能够精确获取底层设备的原始数据并进行处理，再发送给服务器进行综合分析以便查看，同时将故障报警信息实时推送至用户终端，实现数控雕刻机的状态远程监测及故障报警。附图说明图1是本专利技术系统一较佳实施例的结构框图；图2是所述AVR处理器的电路图；图3是所述主控模块的复位电路的电路图；图4是所述DC-DC稳压电路的电路图；图5是所述LED指示电路的电路图；图6是USB接口电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1，本专利技术实施例包括：一种用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，主要包括主控模块、与主控模块相连的通讯模块、电源稳压模块、报警模块、部署在远端的服务器、若干个传感器。所述电源稳压模块为系统提供5—12V直流输出电源，所述报警模块采用报警铃，所述传感器主要包括温度传感器、烟雾传感器、电压传感器。所述主控模块包括AVR处理器、与AVR处理器相连的复位电路、DC-DC稳压电路、LED指示电路、隔离保护电路、USB接口电路，还提供若干个通信接口，包括传感器信号接口、变频器信号接口、驱动器信号接口、上位机通信接口，能够与数控雕刻机上的变频器、驱动器、上位机连接通信，实现变频器、驱动器的故障报警，同时能够与不同厂家的底层硬件进行通信。所述通讯模块用于使主控模块与服务器联网通信，主要包括SIM/UIM卡槽、一个GSM/WCDMA/LTE天线接口、一个GPS/BDS天线接口、与主控模块连接的通信接口、复位信号接口。所述通讯模块支持GSM/WCDMA/LTE频段，由主控模块的DC-DC稳压电路供电，所述主控模块与提供GSM/WCDMA/LTE网络的通讯模块的通信接口为串行接口或以太网接口，通信协议为TTL协议，所用指令集为AT指令集。实际应用中，通过2.54mm连接器直接插在主控模块上面。所述温度传感器安装于雕刻机主轴内，用于采集数控雕刻机的主轴温度，当主轴温度高于设定温度时，触发报警模块发出主轴温度报警信号。优选的，设定温度设置为80℃。烟雾传感器安装于雕刻机Z方向横梁上，与主轴同方向运动，用于采集数控雕刻机工作时产生可燃烟雾的浓度，当可燃烟雾浓度过高时触发报警模块发出报警。电压传感器安装于雕刻机控制柜内，用于检测雕刻机的工作电压，电压过低容易引起主轴过载，电压过高容易损坏设备，以上三个传感器均通过传感器信号接口与主控模块相连。其它变频器故障信号、驱动器故障信号、使雕刻机停止工作的限位信号与急停信号同理。下面分别对主控模块及其它电路进行具体描述：结合图2，所述AVR处理器作为中央处理器，采用Mega系列微控制器Mega328p，成本低、功耗低、性能高，通过接收系统各功能模块的原始数据进行处理，再发送指令至各功能模块。AVR处理器中烧录有数据采集/通信程序，并设置有一微信公众号，可与远程主机(服务器)的服务端程序进行交互。所述AVR处理器及其外围电路的电路元器件及连接关系如图2所示，与若干个通信接口之间可设置隔离保护电路，隔离保护电路可采用现有常规电路，实现AVR处理器输入信号的隔离保护作用。在主控模块上设置有复位按钮、测试按钮。按下测试按钮，通过模拟故障发生来测试主控模块的外围端口的性能。结合图3，所述复位电路包括复位按钮、电容C18、电阻R32、R27、二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，其特征在于，主要包括主控模块、与主控模块相连的通讯模块、电源稳压模块、报警模块、部署在远端的服务器、若干个传感器；所述传感器主要包括温度传感器、烟雾传感器、电压传感器；所述主控模块提供若干个通信接口，包括传感器信号接口、变频器信号接口、驱动器信号接口、上位机通信接口；所述服务器与主控模块相互通信，并发送报警信息至用户终端。

【技术特征摘要】
1.一种用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，其特征在于，主要包括主控模块、与主控模块相连的通讯模块、电源稳压模块、报警模块、部署在远端的服务器、若干个传感器；所述传感器主要包括温度传感器、烟雾传感器、电压传感器；所述主控模块提供若干个通信接口，包括传感器信号接口、变频器信号接口、驱动器信号接口、上位机通信接口；所述服务器与主控模块相互通信，并发送报警信息至用户终端。2.根据权利要求1所述的用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，其特征在于，所述主控模块还包括AVR处理器、与AVR处理器相连的复位电路、DC-DC稳压电路、LED指示电路。3.根据权利要求2所述的用于数控雕刻机的远程状态监测及故障报警系统，其特征在于，所述复位电路包括复位按钮、电容C18、电阻R32、R27、二极管D5，电容C18的一端接地、另一端分别与AVR处理器的RESETN引脚及R32的一端相连，R32的另一端与复位按钮的一端相连，复位按钮的该端还与R27、D5的正极相连，R27与D5并联后与3.3V电压相连，复位按钮的该端通过一插接口与AVR处理器的第19—21...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯庆永，赵越，吴鹏飞，薛敬玉，宋强，宋江，张翔，
申请(专利权)人：冯庆永，
类型：发明
国别省市：安徽,34