一种数控机床智能加工控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数控机床智能加工控制系统，包括下位机主控制板、与下位机主控制板连接的电源模块及液晶显示器、与液晶显示器连接的主轴、以及与主轴连接的伺服电机；其中，所述液晶显示器为上位机电脑，所述上位机电脑用于对下位机主控制板发送指令，并通过液晶显示器显示反馈的信息；所述主轴上设置有用于对其电流及温度数据进行采集的信息采集模块，本发明专利技术具备稳定性好，控制精度高的特点，通过对主轴的温度及电流的实时监测，有效提升了机床传动机构及数控刀具的使用寿命，减少了设备维护人员的日常工作量，经济效益显著，适合社会推广使用。广使用。广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床智能加工控制系统


[0001]本专利技术涉及数控机床
，具体是一种数控机床智能加工控制系统。

技术介绍

[0002]数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
[0003]数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
[0004]由于缺少相关监管机制，使用者在操作数控机床时，为了赶时间，经常使用大进给量进行车削操作；其次，数控机床原有过电流保护装置的设计不够合理，没法及时跟进主轴电机过流时的保护动作，这些问题会加速机床机械﹑电气系统的损耗，严重缩短设备的使用寿命，增加维修人员的工作量及设备的使用成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种数控机床智能加工控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种数控机床智能加工控制系统，包括下位机主控制板、与下位机主控制板连接的电源模块及液晶显示器、与液晶显示器连接的主轴、以及与主轴连接的伺服电机；其中，
[0008]所述液晶显示器为上位机电脑，所述上位机电脑用于对下位机主控制板发送指令，并通过液晶显示器显示反馈的信息；
[0009]所述主轴上设置有用于对其电流及温度数据进行采集的信息采集模块；
[0010]所述下位机主控制板用于将信息采集模块采集到的电流及温度信号实时发送至上位机电脑，且所述下位机构主控制板上设置有报警保护模块。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述下位机主控制板由电源电路、核心MCU、AD采样电路、继电器驱动电路及通信电路组成。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述信息采集模块包括电流传感器1、电流传感器2、电流传感器3及温度传感器，且所述电流传感器1、电流传感器2、电流传感器3及温度传感器均通过I/O模块与下位机主控制板连接。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述报警保护模块包括机床主电源接触器及声光报警器。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述下位机主控制板上设置有两路继电器驱动电
路，其中一路板载继电器负责外部12V声光报警器的电源通断，另一路板载继电器负责电源接触器控制线圈的电压通断。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述液晶显示器的背部为CNC集成PMC和运动控制的结构。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述PMC用于负责按钮和其他开关量信号的输入，以及发出信号去控制电源接触器、继电器、变频器、声光报警器电气元件；
[0017]所述CNC及液晶显示器用于进行参数的修改与设定、全自动控制、在线监视、传送信息。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：所述伺服电机上设置有编码器。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案：所述I/O模块通过变频器连接有马达。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术具备稳定性好，控制精度高的特点，通过对主轴的温度及电流的实时监测，有效提升了机床传动机构及数控刀具的使用寿命，减少了设备维护人员的日常工作量，经济效益显著，适合社会推广使用。
[0022]2、本专利技术通过检测机床主轴电机电流来判断刀具进给量，据此数值决定要不要发出报警信号，此外，该控制系统能检测主轴电机是否缺相，在电机过载时提供快速保护措施，该控制系统能为机床提供可靠的保护措施，为监管人员提供实时的机床操作数据。
附图说明
[0023]图1为一种数控机床智能加工控制系统的结构示意图。
[0024]图2为一种数控机床智能加工控制系统中下位机主控制板的流程图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]请参阅图1～2，本专利技术实施例中，一种数控机床智能加工控制系统，包括下位机主控制板、与下位机主控制板连接的电源模块及液晶显示器、与液晶显示器连接的主轴、以及与主轴连接的伺服电机；其中，液晶显示器为上位机电脑，上位机电脑用于对下位机主控制板发送指令，并通过液晶显示器显示反馈的信息；主轴上设置有用于对其电流及温度数据进行采集的信息采集模块；下位机主控制板用于将信息采集模块采集到的电流及温度信号实时发送至上位机电脑，且下位机构主控制板上设置有报警保护模块。
[0027]下位机主控制板由电源电路、核心MCU、AD采样电路、继电器驱动电路及通信电路组成，其中，用78MO5三端稳压管构建下位机主控制板的电源电路，对外部电源模块送来的DC 12V电压进行转换，得到DC 5V电压，为MCU及AD电路提供工作电源；用基于51架构的AT89C52单片机作为下位机主控制板的核心芯片，该芯片具备24MHz时钟频率，完全满足电流、温度等信号的实时采样操作及其它控制任务，芯片自带的8K字节FlashROM保证了控制程序代码的正常烧录；采用MAX197作为AD转换芯片，MAX197具备12位的采样分辨率，一次AD
转换的时间是6us，可通过编程实现
±
10V、+5V、0至10V及0～5V模拟量输入，MAX197的上述性能保证了本智能控制系统电流检测的精度及实时性。
[0028]信息采集模块包括电流传感器1、电流传感器2、电流传感器3及温度传感器，且电流传感器1、电流传感器2、电流传感器3及温度传感器均通过I/O模块与下位机主控制板连接，由电流传感器检测主轴电机电流，再由单片机对此电流信号进行大小判断，若电流达到或者超过警戒值，则系统发出声光报警信号，提醒操作者立刻减少进给量，如果报警时间达到或者超过了系统设定值，则智能控制系统自动切断机床变频器总电源，主轴电机停止转动，为检测主轴电机电流并实现缺相及过载保护功能，采用三个电流传感器对主轴电机的三相线电流进行检测，机床主轴电机额定功率50kW，额定线电流76A，正常车削时，电机线电流在35～40A范围，为提升控制系统的检测及控制精度，选用测量范围为AC0～50A的电流互感器作为电流传感器，电流传感器对应输出信号为DC 0～5V，为监测主轴电机的工作温度，确保主轴电机的正常工作，系统设计一路电机温度传感器，采用DS18B20作为控制系统的电机温度传感器。
[0029]报警保护模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床智能加工控制系统，其特征在于，包括下位机主控制板、与下位机主控制板连接的电源模块及液晶显示器、与液晶显示器连接的主轴、以及与主轴连接的伺服电机；其中，所述液晶显示器为上位机电脑，所述上位机电脑用于对下位机主控制板发送指令，并通过液晶显示器显示反馈的信息；所述主轴上设置有用于对其电流及温度数据进行采集的信息采集模块；所述下位机主控制板用于将信息采集模块采集到的电流及温度信号实时发送至上位机电脑，且所述下位机构主控制板上设置有报警保护模块。2.根据权利要求1所述的一种数控机床智能加工控制系统，其特征在于，所述下位机主控制板由电源电路、核心MCU、AD采样电路、继电器驱动电路及通信电路组成。3.根据权利要求1所述的一种数控机床智能加工控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括电流传感器(1)、电流传感器(2)、电流传感器(3)及温度传感器，且所述电流传感器(1)、电流传感器(2)、电流传感器(3)及温度传感器均通过I/O模块与下位机主控制板连接。4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭啟韬，王建彬，陈昌兴，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：