专利名称：基于虚拟仪器的机床控制平台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机床控制领域，具体涉及一种基于虚拟仪器的机床控制平台。
背景技术：
目前，在绝大部分的机械厂，机床上使用的速度检测、加速度检测以及其他信号的检测一般均是使用动平衡仪装置来测量测试，尽管它确实起到了重大的作用，而且可靠性和稳定性也很好，但是由于自身所具备的功能还存在局限，价格也相当的昂贵。首先，在对信号分析方面，只能显示信号的波形，不能对其进行处理分析，所以对机床部件状态的判断
仅依靠波形的波动范围；其次，虽然它具备友好的人机界面，但是它的操作还是比较复杂的，需要设置的部分比较多；最后，据了解一般的动平衡仪价格都需要几万，这相对于机床本身的造价而言，占了比较大的比重。为了克服动平衡仪的这些不便，寻找一种性价比更高，更方便地为工程师服务的系统，就成了当务之急。虚拟仪器技术通常可实现故障检测、设备监测、系统控制等功能。随着对智能化和简捷化的不断要求，人们花了很大的力气来寻求新的技术来代替传统的测量测试方法。目前，人们已经开始使用虚拟机器技术来检测机床的参数，进而对其进行控制。虚拟仪器，一种以计算机和测试模块的硬件为基础、以计算机软件为核心所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机仪器。虚拟仪器的这个特性，完成了传统硬件电路所不能完成的功能，同时其稳定性也相对而言更高。
实用新型内容本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种功能强大、性价比高、开放性好的基于虚拟仪器的机床控制平台。本实用新型是通过如下技术方案实现的一种基于虚拟仪器的机床控制平台，其特征在于，包括数据采集电路、主控电路和安装有虚拟仪器程序的计算机，所述数据采集电路与计算机相连，计算机与主控电路相连；数据采集电路用于采集机床回旋体在运行过程产生的声发射信号，并将所述声发射信号输出至计算机；计算机接收所述声发射信号，并通过主控电路实施对机床的控制。进一步的，所述数据采集电路为两个。进一步的，所述主控电路包括一 PLC。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点I、本实用新型提出的利用虚拟仪器技术来进行机床控制，其功能强大、性价比高、开放性好；充分利用了计算机丰富的软硬件资源，由计算机直接读数、分析处理；基于相同的硬件，可实现不同的虚拟仪器。2、虚拟仪器基于计算机技术的开放灵活的功能模块，可构成多种测量仪器，可完全取代传统仪器在现实生活中得实际作用。[0012]3、更具备安全性和稳定性，因为减少了外围电路的设计，所以受外界因素的影响也因此而减少。4、计算机的输出数据可以直接传输给NC和PLC，进而控制机床的相关操作；在没有运行NC和PLC的同时，也可以借助少量的外部辅助控制电路，进行控制。5、本实用新型合理地利用了现有的计算机资源，符合环保、低碳的要求，具有非常显著的社会经济利益。
图I为虚拟仪器系统结构图；图2为本实用新型所述机床控制平台的结构框图；图3为数据采集的硬件电路组成图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种基于虚拟仪器的机床控制平台，该机床控制平台以西门子数控系统为机床操作系统的前提，将虚拟技术与数控系统合理地结合起来，在检测机床各部分运行状态的同时，能够结合PLC共同控制机床的相关操作，并作为一种新的技术方案，希望以此来取代动平衡仪装置在数控机床中的作用。如图I所示，虚拟仪器系统将数据存储、数据处理和相关控制部分都通过虚拟仪器，即包含有虚拟仪器程序的计算机终端来实现，以此取代传统的硬件电路。虚拟仪器能够完成硬件所不能完成的功能，也不会受到外界因素的影响，同时也降低了机床本身的造价成本。如图2、3所示，本实用新型所述的基于虚拟仪器的机床控制平台包括数据采集电路、主控电路和安装有虚拟仪器程序的计算机，所述数据采集电路与计算机相连，计算机与主控电路相连；数据采集电路用于采集机床回旋体在运行过程产生的声发射信号(AE信号)，并将所述声发射信号输出至计算机；计算机接收所述声发射信号，并通过主控电路实施对机床的控制。优选的，所述主控电路包括一 PLC，数据采集电路包括传感器、前置放大器、滤波器、模拟开关、模数转换器、取样保持器和计算机接口等。本实用新型采用两路数据采集电路对信号进行采集，以增强信号的可靠性，所述数据采集电路为两个。按照机床的实际运转，不同的状况，需要采取不同的控制方案，以下结合一个实施案例加以说明。本实用新型最初的设想是针对于砂轮的自动修整，因此以砂轮的自动修整为例，说明该系统的布置和实施方式。由于砂轮的自动修整，首先需要采集砂轮在磨削加工凸轮片的时候，其表面产生的AE信号，所以首先应该借助外部的数据采集电路，对AE信号采集并将之送往计算机，计算机对数据进行采集、存储、处理和分析。在磨削加工过程中，由于砂轮与凸轮片之间的磨削作用，造成砂轮的表面被磨损，这将会严重影响到凸轮轴的精度。为了解决这个问题，必须要及时对砂轮进行修整。计算机对AE信号处理后，通过主控PLC实施对机床的控制。如何对采集的数据进行分析，首先必须经过不断地实验，由工程师来决定，在什么情况下，不需要修整砂轮，什么情况下必须修整砂轮。找到这两者之间的中介值，保存这些中介值及允许范围。根据实时采集的数据，进行分析对比，最终判定。对采集的信号经过处理分析后，当信号分析值不在标准模块值的范围之内时，将会根据故障的类型做相对应的调整和控制；当信号分析值符合标准模块的要求时，对磨削过程中砂轮表面所产生信号的波形呈现出来。本实用新型不仅局限于上述具体实施方式
，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式
实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种基于虚拟仪器的机床控制平台，其特征在于，包括数据采集电路、主控电路和计算机，所述数据采集电路与计算机相连，计算机与主控电路相连；数据采集电路用于采集机床回旋体在运行过程产生的声发射信号，并将所述声发射信号输出至计算机；计算机接收所述声发射信号，并通过主控电路实施对机床的控制。
2.根据权利要求I所述的基于虚拟仪器的机床控制平台，其特征在于，所述数据采集电路为两个。
3.根据权利要求I所述的基于虚拟仪器的机床控制平台，其特征在于，所述主控电路包括一 PLC。
专利摘要本实用新型提供了一种基于虚拟仪器的机床控制平台，包括数据采集电路、主控电路和安装有虚拟仪器程序的计算机，所述数据采集电路与计算机相连，计算机与主控电路相连；数据采集电路用于采集机床回旋体在运行过程产生的声发射信号，并将所述声发射信号输出至计算机；计算机接收所述声发射信号，并通过主控电路实施对机床的控制。本实用新型提出的利用虚拟仪器技术来进行机床控制，其功能强大、性价比高、开放性好；充分利用了计算机丰富的软硬件资源，由计算机直接读数、分析处理；基于相同的硬件，可实现不同的虚拟仪器，可完全取代传统仪器在现实生活中得实际作用。
文档编号G05B19/414GK202771220SQ201220318250
公开日2013年3月6日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者郑崇伟, 戴瑜兴, 张正江, 曾国强, 王环, 温烨婷, 宁勇, 潘彬 申请人:温州大学