專利名稱：多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于數(shù)控機(jī)床的控制裝置。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控車床，通常采用單數(shù)控系統(tǒng)控制一個刀架進(jìn)給，而對于長 桿件兩端需要加工的零件通常需要兩次裝夾換邊才能夠完成兩端加工。在此環(huán)境下，本申 請人秉持著研究創(chuàng)新、精益求精之精神，利用其專業(yè)眼光和專業(yè)知識，研究出一種應(yīng)用范圍 廣，符合產(chǎn)業(yè)利用的多套數(shù)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制設(shè)備的控制裝置
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置。為此，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置，包括至少兩套數(shù)控系統(tǒng)，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸 出各自連接有相應(yīng)的負(fù)載，而兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入均通過輸入輸出接口(I/O 口)連接到一 分線盤上，分線盤連接控制單元；數(shù)控系統(tǒng)之間設(shè)定其一為主控制系統(tǒng)。所述數(shù)控系統(tǒng)為交流伺服數(shù)控系統(tǒng)。所述組合機(jī)床為一雙驅(qū)動組合數(shù)控車床，車床上設(shè)有兩套FANUC 01 MATE TC數(shù)控 系統(tǒng)，兩套數(shù)控系統(tǒng)分別對不同刀架控制，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入均通過輸入輸出接口(I/O 口)連接到一分線盤上，分線盤連接控制單元，控制單元分設(shè)左右控制單元；兩套數(shù)控系統(tǒng) 中設(shè)定其一承擔(dān)伺服主軸控制，且承擔(dān)伺服主軸控制的數(shù)控系統(tǒng)接有一體化伺服放大器， 一體化伺服放大器連接該數(shù)控系統(tǒng)所控制之刀架的伺服電機(jī)、主軸伺服電機(jī)以及連接刀架 伺服電機(jī)編碼器、主軸電機(jī)編碼器和主軸位置編碼器，一體化伺服放大器輸出端還通過接 口連接到另一數(shù)控系統(tǒng)上，另一數(shù)控系統(tǒng)則連接多個獨(dú)立的伺服放大器分別控制所對應(yīng)刀 架上的伺服電機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)多套數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)合控制組合數(shù)控機(jī)床，提高數(shù)控機(jī)床的工作效 率，且易操作、易控制，生產(chǎn)精度高，運(yùn)行可靠、故障率低；同用一套伺服系統(tǒng)控制的方案相 比，價格較低，速度更快，這是因?yàn)椴捎脙商讛?shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)的插補(bǔ)等計(jì)算是由二個CPU承 擔(dān)，當(dāng)然比一個CPU承擔(dān)要快，性價比高，有效地促進(jìn)數(shù)控行業(yè)發(fā)展。本實(shí)用新型提供的采用兩套FANUC 01 MATE TC(交流伺服)數(shù)控系統(tǒng)控制一臺組 合數(shù)控車床的控制裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，具有良好地協(xié)調(diào)性和兼容性，兩套數(shù)控系統(tǒng)是通過1/ 0 口連接，加上兩套數(shù)控系統(tǒng)編寫相應(yīng)控制處理程序，即可使兩套FANUC 01 MATE TC數(shù)控系 統(tǒng)分別都能實(shí)現(xiàn)對同一個伺服主軸的控制。

附圖1為本實(shí)用新型其一實(shí)施例之?dāng)?shù)控系統(tǒng)間連接示意圖；附圖2為圖1之實(shí)施例的兩套數(shù)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制輔助功能指令執(zhí)行邏輯流程圖；[0012]附圖3為圖1之實(shí)施例的兩套數(shù)控系統(tǒng)對一伺服主軸控制邏輯圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的多套數(shù)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制組合機(jī)床的裝置，包括至少兩套數(shù)控系 統(tǒng)，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸出各自連接有相應(yīng)的負(fù)載，而兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入均通過輸入輸出 接口(I/O 口)連接到一分線盤上，分線盤連接控制單元；數(shù)控系統(tǒng)之間設(shè)定其一為主控制 系統(tǒng)；數(shù)控系統(tǒng)為交流伺服數(shù)控系統(tǒng)。實(shí)施例為了使審查委員能對本實(shí)用新型之目的、特征及功能有更進(jìn)一步了解，茲舉較佳 實(shí)施例并配合圖式詳細(xì)說明如下請先參閱圖1、圖2及圖3，系為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該組合機(jī) 床為一雙驅(qū)動組合數(shù)控車床，車床上設(shè)有兩套FANUC 01 MATE TC數(shù)控系統(tǒng)，記為左數(shù)控系 統(tǒng)10、右數(shù)控系統(tǒng)20 ；兩套數(shù)控系統(tǒng)分別對左右刀架控制，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入分別通過 輸入輸出接口 3、4連接到一分線盤5上，分線盤連接控制單元，控制單元分設(shè)左右控制單 元；兩套數(shù)控系統(tǒng)中，左數(shù)控系統(tǒng)10承擔(dān)伺服主軸控制，采用一體化伺服放大器6連接在左 數(shù)控系統(tǒng)10的輸出端，一體化伺服放大器6連接左數(shù)控系統(tǒng)10所控制之刀架的X、Z電機(jī) 以及主軸伺服電機(jī)，還連接X、Z、主軸電機(jī)編碼器和主軸位置編碼器。右數(shù)控系統(tǒng)20不直 接控制主軸故不配置主軸放大器，它連接兩個獨(dú)立的伺服放大器分別控制右邊刀架的X、Z 軸伺服電機(jī)；右邊的X、Z軸伺服電機(jī)編碼器分別連接在右邊的X、Z軸伺服放大器上。主軸 編碼器通過同步帶輪連接到主軸上，傳遞主軸運(yùn)動狀態(tài)和位置狀態(tài)，它的信號分別要傳送 到左數(shù)控系統(tǒng)10和右數(shù)控系統(tǒng)20，左邊是通過一體化伺服放大器的JYA3端子輸入左數(shù)控 系統(tǒng)10，右邊是直接通過右數(shù)控系統(tǒng)20的JA7A端子輸入。左、右數(shù)控系統(tǒng)10、20的工作狀態(tài)相互監(jiān)測是通過左右I/O 口 3、4互相連接傳遞 信息實(shí)現(xiàn)，左右數(shù)控系統(tǒng)10、20根據(jù)不同加工工藝要求執(zhí)行相應(yīng)加工指令，根據(jù)相互傳遞 的指令信息進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制。FANUC數(shù)控系統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要由數(shù)控系統(tǒng)、PMC程序、輸入輸出接口、機(jī)床等部 分組成。機(jī)床操作面板上的按鍵信號(如機(jī)床工作模式的設(shè)定、進(jìn)給倍率的設(shè)定、進(jìn)給軸 的選擇等信號)都是通過I/O的X地址輸入到PMC的，而機(jī)床的工作狀態(tài)和某些控制信號 (如機(jī)床操作面板的按鍵上的指示燈、冷卻泵的開啟、主軸的夾緊松開、潤滑油是否缺乏、刀 架是否鎖定等信號)都是由PMC通過I/O的Y地址輸出到機(jī)床的；這些輸入、輸出信號的控 制全由PMC程序?qū)崿F(xiàn)。PMC程序讀取X地址輸入信號通過邏輯運(yùn)算驅(qū)動數(shù)控系統(tǒng)中不同G 地址，使數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對機(jī)床不同工作要求的控制。數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)通過F地址將信 號反饋輸出作為PMC的輸入信號，以供PMC掌握數(shù)控系統(tǒng)的當(dāng)前工作狀態(tài)，以備PMC進(jìn)行下 一步控制，同時PMC可將數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)通過I/O 口的Y地址輸出驅(qū)動有關(guān)指示燈供 機(jī)床操作者掌握或者驅(qū)動有關(guān)的外部設(shè)備，以協(xié)調(diào)數(shù)控系統(tǒng)的控制(如啟動冷卻泵，控制 換刀機(jī)構(gòu)等)。圖2所示，左右兩套數(shù)控系統(tǒng)10、20可根據(jù)長桿零件左右兩端的加工工藝要求，既 可以同時段進(jìn)行加工，也可以分時段進(jìn)行加工，這是通過機(jī)床操作面板設(shè)計(jì)了一個左側(cè)、右 側(cè)或兩側(cè)加工輸入開關(guān)來實(shí)現(xiàn)這一功能選擇。[0020]根據(jù)加工工藝要求選擇左側(cè)或右側(cè)進(jìn)行加工時，該側(cè)不進(jìn)行另一側(cè)加工指令、信 息的讀取分析，按照只有左或右側(cè)一套數(shù)控系統(tǒng)的模式進(jìn)行數(shù)控加工。左右兩端都需要進(jìn)行加工時，左右兩套數(shù)控系統(tǒng)10、20都要參入加工，加工選擇 開關(guān)需要設(shè)置到兩側(cè)加工模式位置，兩邊數(shù)控系統(tǒng)加工程序必須執(zhí)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)加工指 令，這些指令執(zhí)行狀態(tài)的信息通過相互的I/O 口 3、4傳遞，左右數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)這些信息實(shí)現(xiàn) 左加工、右等待，右加工、左等待，左右同時加工等工作模式。具體輔助指令執(zhí)行流程圖見圖 2，根據(jù)此流程圖編寫左、右數(shù)控系統(tǒng)中的PMC程序?qū)崿F(xiàn)左右兩套數(shù)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制功能。M指令為輔助功能指令，由PMC程序定義其功能，本實(shí)施例中設(shè)計(jì)M40為左右相互 等待指令，當(dāng)左邊CNC(數(shù)控系統(tǒng))執(zhí)行了 M40指令，左邊的PMC程序從左邊的CNC獲取了 M40指令信號(通過左邊相應(yīng)的F地址獲取)，此時左邊的PMC要等待右邊的PMC獲取右邊 的CNC也執(zhí)行了 M40指令，此后左邊的PMC再通過相應(yīng)的G地址信號通知左邊的CNC繼續(xù) 執(zhí)行M40指令的下一條指令，否則左邊的CNC就停止執(zhí)行加工指令直到右邊的CNC執(zhí)行了 M40指令(如果右邊的CNC先執(zhí)行了 M40指令而左邊的CNC暫未執(zhí)行M40指令，右邊CNC同 樣要等待左邊CNC執(zhí)行M40指令的到來才能執(zhí)行下面的指令)。左右PMC相互傳遞M指令 信號的途徑是通過彼此的I/O 口即相應(yīng)的Y、X地址。X、Y地址只分配給機(jī)床操作按鍵和驅(qū) 動負(fù)載用，而用兩套數(shù)控系統(tǒng)控制一臺數(shù)控車床時，M指令信號的相互傳遞就要按照圖1的 連接來實(shí)現(xiàn)，即將左邊I/O 口的部分Y地址引腳連接到右邊I/O的X地址引腳，右邊I/O 口 的部分Y地址引腳連接到左邊I/O的X地址引腳，作為左右數(shù)控系統(tǒng)各執(zhí)行M指令時信號 的相互傳遞通道。同M40指令一樣，M41等指令的實(shí)現(xiàn)也是通過編寫的PMC程序來完成。M41指令的 功能是當(dāng)左邊執(zhí)行了 M41指令、右邊執(zhí)行了 M42指令時右端進(jìn)行加工而左邊進(jìn)入等待，直 到右邊執(zhí)行了 M43指令后才解除左邊M41指令的等待狀態(tài)，兩端進(jìn)入同時加工。其它M指 令的功能見圖2，它們都是由編寫的PMC程序?qū)崿F(xiàn)其特定功能，這里分析省略。圖1、3所示，兩套數(shù)控系統(tǒng)10、20對一個伺服主軸控制時，硬件上只能由其中一套 系統(tǒng)連接主軸，由該套系統(tǒng)控制主軸，即數(shù)控系統(tǒng)之間設(shè)定其一為主控制系統(tǒng)。當(dāng)用兩套數(shù) 控系統(tǒng)分別控制左右刀架插補(bǔ)進(jìn)給進(jìn)行加工時，它們必須都能控制主軸，而沒有連接主軸 的數(shù)控系統(tǒng)又無法直接控制主軸，解決此矛盾的方法是按照圖3的原理，左右PMC程序都將 各自CNC中的主軸速度大小數(shù)值通過F地址取出，右邊的PMC將右邊的主軸速度大小數(shù)值 通過I/O 口傳送到左邊的PMC中，左邊的PMC通過對左或右CNC發(fā)出的主軸速度數(shù)值進(jìn)行 運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果傳送給左邊CNC主軸速度大小控制用寄存器G中，左邊的CNC根據(jù)寄存 器G中的數(shù)值去控制主軸電機(jī)速度，這就完成了左右數(shù)控系統(tǒng)都能控制主軸電機(jī)的功能設(shè) 計(jì)。當(dāng)然，以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新型的 實(shí)施范圍，故，凡是依照本實(shí)用新型之原理做等效變化或修飾，均應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置，其特征在于包括至少兩套數(shù)控系統(tǒng)，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸出各自連接有相應(yīng)的負(fù)載，而兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入均通過輸入輸出接(I/O口)連接到一分線盤上，分線盤連接控制單元；數(shù)控系統(tǒng)之間設(shè)定其一為主控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置，其特征在于數(shù)控系統(tǒng) 為交流伺服數(shù)控系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置，其特征在于所述組合 機(jī)床為一雙驅(qū)動組合數(shù)控車床，車床上設(shè)有兩套數(shù)控系統(tǒng)，兩套數(shù)控系統(tǒng)分別對不同刀架 控制，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入均通過輸入輸出接口(I/O 口)連接到一分線盤上，分線盤連接 控制單元，控制單元分設(shè)左右控制單元；兩套數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)定其一承擔(dān)伺服主軸控制，且承 擔(dān)伺服主軸控制的數(shù)控系統(tǒng)接有一體化伺服放大器，一體化伺服放大器連接該數(shù)控系統(tǒng)所 控制之刀架的伺服電機(jī)、主軸伺服電機(jī)以及連接刀架伺服電機(jī)編碼器、主軸電機(jī)編碼器和 主軸位置編碼器，一體化伺服放大器輸出端還通過接口連接到另一數(shù)控系統(tǒng)上，另一數(shù)控 系統(tǒng)則連接多個獨(dú)立的伺服放大器分別控制所對應(yīng)刀架上的伺服電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多套數(shù)控系統(tǒng)控制組合機(jī)床的裝置，其特征在于兩套數(shù)控 系統(tǒng)為FANUC 01 MATE TC數(shù)控系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于數(shù)控機(jī)床的控制裝置。其包括至少兩套數(shù)控系統(tǒng)，兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸出各自連接有相應(yīng)的負(fù)載，而兩套數(shù)控系統(tǒng)的輸入均通過輸入輸出接口(I/O口)連接到一分線盤上，分線盤連接控制單元；數(shù)控系統(tǒng)之間設(shè)定其一為主控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，具有良好地協(xié)調(diào)性和兼容性，兩套數(shù)控系統(tǒng)是通過I/O口連接，加上兩套數(shù)控系統(tǒng)編寫相應(yīng)控制處理程序，即可使兩套數(shù)控系統(tǒng)分別都能實(shí)現(xiàn)對同一個伺服主軸的控制；提高數(shù)控機(jī)床的工作效率，且易操作、易控制，生產(chǎn)精度高，運(yùn)行可靠、故障率低；同用一套伺服系統(tǒng)控制的方案相比，價格較低，速度更快，性價比高。
文檔編號B23Q15/013GK201579650SQ200920263938
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者朱仕學(xué) 申請人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院