基于PMAC五轴联动车铣复合加工中心的数控系统的制作方法

    专利2026-03-05  5


    本发明涉及数控系统,具体地,涉及一种基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统。


    背景技术:

    1、随着零件加工复杂性的提高,零件的加工工序越来越多,在不同机床上来回装夹加工无法满足零件高精度、高效率的加工需求。车铣复合加工中心将车、铣、钻、铰等工序集合为一台机床,可以实现零件一次装夹完成加工的要求。目前市场上缺乏专门针对车铣复合加工的数控系统,车铣复合加工中心的加工能力无法完全发挥,为了更有效地发挥车铣复合加工中心设备的加工能力,需要开发更有针对性的数控系统。

    2、申请号cn201610456457.2的中国发明专利公开了一种基于pmac的数控电解加工机床控制系统,其方案提供了基于pmac的数控电解加工数控系统,由于加工领域不同,该系统不能满足车铣复合的机床要求,采用的工控机占地空间大。

    3、申请号cn202021741172.1的中国发明专利一种基于pmac的五轴高精度定位控制系统,该方案是提供了一种五轴联动的高精度测量控制系统,不具备车铣复合的加工功能,并且没有形成完整的用于加工的数据系统架构,相比本发明缺少主轴和刀库部分的控制功能。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统。

    2、根据本发明提供的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,包括:触摸显示屏、按键面板、电源模块、cpu模块、轴卡、总线耦合器、id输入模块、od输出模块、电机驱动器、编码器、电机、终端位置传感器和工控机;

    3、所述触摸显示屏与工控机连接;

    4、所述按键面板与id输入模块和od输出模块连接;

    5、所述电源模块和轴卡与cpu模块连接;

    6、所述电机驱动器连接编码器、电机和轴卡;

    7、所述id输入模块和od输出模块通过总线耦合器接入到cpu模块;

    8、所述cpu模块与工控机连接;

    9、所述轴卡连接终端位置传感器。

    10、优选地,所述电机驱动器通过动力线和控制线连接电机。

    11、优选地,所述触摸显示屏为工业级触摸面板,触摸显示屏的感应原理包括电阻和电容两种形式。

    12、优选地,所述按键面板为工业级面板,按键面板采用金属和塑料材料,按键类型包括分离式塑料按键、水晶按键和薄膜按键。

    13、优选地,一个轴卡连接一个或多个电机。

    14、优选地,所述总线耦合器数量为1~2个、id输入模块数量为1~10个、od输出模块数量为1~10个,连接后组成完整io模块,机床的各类信号和外部信号连接到该io模块。

    15、优选地,所述电机的类型包括同步伺服、异步伺服、步进电机和直线电机。

    16、优选地,所述终端位置传感器的类型包括光栅、磁栅、时栅和编码器反馈终端位置或者角度的传感器。

    17、优选地,数控系统软件在工控机中运行,用户通过触摸显示屏和按键面板来操作机床和编写加工程序,编写程序完成后下载到cpu模块中,加工程序在cpu模块中运行,电源模块为cpu模块提供电源,程序计算后输出的数据经过轴卡发送到电机驱动器中,电机驱动器根据编码器控制电机进行闭环控制,id输入模块和od输出模块控制辅助设备,触摸显示屏显示控制器的各种情况。

    18、优选地,数控系统软件运行流程为:开启数控系统,打开软件进行参数设置,使系统内参数对应具体的机床信号;在数控系统软件内编辑程序或者通过其他软件生产加工程序,加载到数控系统中;对加工程序进行译码,判断加工指令,根据加工模式执行相应的代码;加工完成后检查工件尺寸是否合格,若合格则完成,否则重启数控系统;在数控系统软件运行过程中维护程序保持运行。

    19、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

    20、(1)本发明以低功耗工控机、模组式pmac运动控制器为核心,搭载自主开发的数控系统软件,形成了功能强大的车铣复合数控系统;通过联接控制不同类型的伺服单元和控制单元,不仅完成车削功能和铣削功能,还能完成车铣复合工艺及双主轴等复杂加工功能;

    21、(2)通过采用“高性能触摸屏+按键面板”的操作结构,解决了大尺寸显示器操作不便的问题,达到了优化了操作空间的效果;

    22、(3)通过采用“工控机+powerpmac运动控制器+耦合器+id输入+od输出”的结构,解决了数控系统的可重构问题,达到灵活配置数控系统结构的效果;

    23、(4)通过采用“控制器+编码器+绝对值光栅”的双闭环结构,解决了增量式光栅尺开机必须回零点的问题,达到了提高机床使用便利性的效果。



    技术特征:

    1.一种基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,包括:触摸显示屏(1)、按键面板(2)、电源模块(3)、cpu模块(4)、轴卡(5)、总线耦合器(6)、id输入模块(7)、od输出模块(8)、电机驱动器(9)、编码器(10)、电机(11)、终端位置传感器(12)和工控机(13);

    2.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,所述电机驱动器(9)通过动力线和控制线连接电机(11)。

    3.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,所述触摸显示屏(1)为工业级触摸面板,触摸显示屏(1)的感应原理包括电阻和电容两种形式。

    4.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,所述按键面板(2)为工业级面板,按键面板(2)采用金属和塑料材料,按键类型包括分离式塑料按键、水晶按键和薄膜按键。

    5.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,一个轴卡(5)连接一个或多个电机(11)。

    6.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,所述总线耦合器(6)数量为1~2个、id输入模块(7)数量为1~10个、od输出模块(8)数量为1~10个,连接后组成完整io模块,机床的各类信号和外部信号连接到该io模块。

    7.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,所述电机(11)的类型包括同步伺服、异步伺服、步进电机和直线电机。

    8.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,所述终端位置传感器(12)的类型包括光栅、磁栅、时栅和编码器反馈终端位置或者角度的传感器。

    9.根据权利要求1所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,数控系统软件在工控机(13)中运行,用户通过触摸显示屏(1)和按键面板(2)来操作机床和编写加工程序,编写程序完成后下载到cpu模块(4)中,加工程序在cpu模块(4)中运行,电源模块(3)为cpu模块(4)提供电源,程序计算后输出的数据经过轴卡(5)发送到电机驱动器(9)中,电机驱动器(9)根据编码器(10)控制电机(11)进行闭环控制,id输入模块(7)和od输出模块(8)控制辅助设备,触摸显示屏(1)显示控制器的各种情况。

    10.根据权利要求9所述的基于pmac五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,其特征在于,数控系统软件运行流程为:开启数控系统,打开软件进行参数设置,使系统内参数对应具体的机床信号;在数控系统软件内编辑程序或者通过其他软件生产加工程序,加载到数控系统中;对加工程序进行译码,判断加工指令,根据加工模式执行相应的代码;加工完成后检查工件尺寸是否合格,若合格则完成,否则重启数控系统;在数控系统软件运行过程中维护程序保持运行。


    技术总结
    本发明提供了一种基于PMAC五轴联动车铣复合加工中心的数控系统,包括:触摸显示屏、按键面板、电源模块、CPU模块、轴卡、总线耦合器、ID输入模块、OD输出模块、电机驱动器、编码器、电机、终端位置传感器和工控机;触摸显示屏和CPU模块均与工控机连接;按键面板连接ID输入模块和OD输出模块;电源模块和轴卡连接CPU模块;电机驱动器连接编码器、电机和轴卡;ID输入模块和OD输出模块通过总线耦合器连接CPU模块;轴卡连接终端位置传感器。本发明不仅完成车削功能和铣削功能,还能完成车铣复合工艺及双主轴等复杂加工功能。

    技术研发人员:王宇晗,陈昊,马虎亮
    受保护的技术使用者:上海拓璞数控科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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