专利名称：五轴数控切割机数控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种五轴数控切割机数控系统。
背景技术：
数控切割机在机械制造领域有着广泛地运用。但是在需要切割大型零件时，零件的装夹和校正作业成本很高。此外，对质量的精度的要求也在不断的提高。现有的数控切割机的控制系统复杂，开发工作量大，不易使用。
实用新型内容为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种五轴数控切割机数控系统，用于对五轴数控切割机进行控制，所述五轴数控切割机数控系统包括PC机及PMAC运动控制卡，所述PC机设有PCI总线插槽，所述PMAC运动控制卡插接于所述PC机的PCI总线插槽中。本实用新型的进一步改进为，所述PC机采用个人计算机或工控机。本实用新型的进一步改进为，所述PMAC运动控制卡还设有伺服信号转接板。本实用新型的进一步改进为，所述PMAC运动控制卡还设有I/O接口板。本实用新型的进一步改进为，所述PMAC运动控制卡还设有模拟量输入卡。相较于现有技术，本实用新型的五轴数控切割机数控系统开发过程不需配高端的数控系统，用Mach3软件与·机床连接就能五轴联动。对于大多数加工材料而言，特别是在满足大型或坚固性方面，金属材料自然成为合理的选择。此机床可用于起重机、汽车、摩天大楼、机器人以及悬索桥等由精确加工成型的金属零部件的切割。基于PC机的开放式数控系统的核心就是具有开放性的运动控制器。运动控制器是通过对以电机驱动的执行机构等设备进行运动控制，以实现预定运动轨迹目标的装置与传统的数控装置相比，运动控制器具有以下特点:(1)技术更新，功能更加强大，可以实现多种运动轨迹的控制，是传统数控装置的换代产品；(2)结构形式模块化，可以方便地相互组合，建立适用不同场合、不同功能要求的控制系统；(3)操作简单，在PC机上经简单编程即可实现运动控制，而不一定需要复杂的编程语目。
图1是本实用新型的五轴数控切割机的结构示意图。图2是本实用新型的五轴数控切割机数控系统的构成示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明及具体实施方式
对本实用新型进一步说明。请参阅图1至图2，本实用新型提供了一种五轴数控切割机10，包括床身11、设置于床身11的龙门架13、工作台组件15、安装于龙门架13的主轴箱17。本实用新型的五轴数控切割机10通过设置工作台组件15及相应的数控系统，实现X、Y、Z三个直线运动和Α、C轴两个旋转运动并可联动，并通过设置于主轴箱17的切割刀具进行加工作业。如图所示，X轴与Y轴与水平面能水平设置并相互垂直，形成平面坐标系。Z轴垂直于X轴与Y轴并与X轴与Y轴共同构成三位坐标系。所述床身11水平设置，龙门架13及工作台组件15安装于所述床身11之上。所述龙门架13包括设置于床身11两侧的立柱131及连接于两个立柱131之间的横梁133。所述龙门架13对应设有Y轴电机22，所述Y轴电机22安装于床身11并连接于所述龙门架13的立柱131，所述龙门架13在Y轴电机22的驱动下沿Y轴方向移动。在本实施例中，所述床身11两侧设有导轨，所述导轨采用线性滚珠导轨。主轴箱17活动连接于龙门架13的横梁133，并于横梁133上沿X轴自由移动。可以理解的是，主轴箱17的结构与现有主轴箱相同，可设置主轴及滑枕等部件，在此不再赘述。在本实施中，五轴数控切割机10设置X轴电机21驱动主轴箱17移动，设置Y轴电机22驱动立柱131移动。所述主轴箱17相对于所述横梁133上下移动，在本实施中，主轴箱17设有切割刀具及用于驱动主轴箱17沿Z轴移动的Z轴电机23。可以理解的是，本实用新型的五轴数控切割机10通过设置X轴电机21、Υ轴电机22、Ζ轴电机23对切割刀具进行沿X轴、Y轴、Z轴方向的驱动，也可设置其他驱动装置对主轴箱17及设置主轴箱17上的切割刀具进行驱动。采用定梁式龙门结构具有实际任意的刚度，且不用担心质量不当而影响机床的加速度方面的性能；采用五轴联动铣头相对结构紧凑，在空间上自由度较大。工作台组件15包括A轴支架151、A轴电机152、A轴转台153、C轴回转工作台154、C轴电机155。A轴支架151固定连接于 床身11，A轴电机152安装于A轴支架151。A轴转台153连接于A轴电机152并在A轴转台153驱动下绕X轴转动。C轴回转工作台154连接于C轴电机155并在C轴电机155驱动下绕Z轴转动。在本实施例中，A轴转台153由双导程蜗杆驱动，C轴回转工作台154由齿轮啮合驱动，此结构特点是结构紧凑、体积小、加工精度高。本实用新型的五轴数控切割机10设有五轴数控切割机数控系统，五轴数控切割机数控系统包括PC机31、PMAC运动控制卡33。所述数控系统的硬件部分采用将运动控制卡插入PC机31的开放式结构。PMAC运动控制卡33直接插在PC机31的PCI总线插槽中，PMAC运动控制卡33与PC机31之间采用总线通讯方式。主机到指定的地址上去寻找PMAC运动控制器，该地址由PMAC的跳线决定。采用PC机31加上位机软件控制方式，可以大大降低开发成本。PC机31可采用个人计算机或工控机(Industrial Personal Computer,IPC)，而上位机软件是一个安装在电脑上的数控软件。本实用新型采用通用工业PC为系统主机加基于嵌入式PC的运动控制器的两级控制结构，将系统的信息处理部分与运动控制部分分开，这不仅有利于提高系统的整体性能与可靠性，更有利于提高其开放性。PMAC运动控制卡33设有伺服信号转接板331、I/O接口板333、模拟量输入卡335。所述五轴数控切割机10设有伺服驱动器，所述伺服驱动器连接于所述伺服信号转接板331。所述五轴数控切割机10还设有控制面板及Y轴传感器、Z轴传感器，I/O接口板333连接于所述控制面板并可用于接收机床电气恒强信号及Y轴传感器信号。所述Z轴传感器发送Z轴传感信号至模拟量输入卡335。在本实施例中，五轴数控切割机数控系统采用Mach3软件作为上位机软件。Mach3CNC控制软件是由美国ArtSoft公司开发的以Windows为平台的数控软件。软件使用PC电脑的LPT端口或USB端口作为CNC设备的输入与输出，输出脉冲与方向信号控制步进电机或伺服电机驱动器。从而实现控制数控机床。本软件支持所有国际标准G代码。最多控制6轴，能5轴联动带线形插补功能。能实现复杂零件高精度加工，最高控制精度为0.0001MM。复杂功能需求时，可用MODBUS装置控制如刀库、夹具、及屑料传送机构的控制。简单的系统用一个并口就能实现，复杂的两个并口就行，其外围开关点可用VB或C语言来编辑顺序输入输出。数控软件由下列模块组成:(I)系统初始配置模块；(2)加载编辑G代码工件程序模块；(3) NC代码预读处理模块；(4)MDI和手动方式处理模块；(5)工件程序运行模块；(6)运动控制器指令翻译和通信控制模块；(7)刀具轨迹显示和查看模块；(8)多轴联动数控系统参数配置和调试模块。本实用新型的五轴数控切割机10强度高、加工精度高；且开发过程不需配高端的数控系统，用Mach3软件与机床连接就能五轴联动。对于大多数加工材料而言，特别是在满足大型或坚固性方面，金属材料自然成为合理的选择。此机床可用于起重机、汽车、摩天大楼、机器人以及悬索桥等由精确加工成型的金属零部件的切割。基于PC机31的开放式数控系统的核心就是具有开放性的运动控制器。运动控制器是通过对以电机驱动的执行机构等设备进行运动控制，以实现预定运动轨迹目标的装置与传统的数控装置相比，运动控制器具有以下特点:(1)技术更新，功能更加强大，可以实现多种运动轨迹的控制，是传统数控装置的换代产品；(2)结构形式模块化，可以方便地相互组合，建立适用不同场合、不同功能要求的控制系统；(3)操作简单，在PC机31上经简单编程即可实现运动控制，而不一定需要复杂的编程语言。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保 护范围。
权利要求1.一种五轴数控切割机数控系统，用于对五轴数控切割机进行控制，其特征在于:所述五轴数控切割机数控系统包括PC机及PMAC运动控制卡，所述PC机设有PCI总线插槽，所述PMAC运动控制卡插接于所述PC机的PCI总线插槽中。
2.根据权利要求1所述五轴数控切割机数控系统，其特征在于:所述PC机采用个人计算机或工控机。
3.根据权利要求1所述五轴数控切割机数控系统，其特征在于:所述PMAC运动控制卡还设有伺服信号转接板。
4.根据权利要求1所述五轴数控切割机数控系统，其特征在于:所述PMAC运动控制卡还设有I/O接口板。
5.根据权利要求1所述五轴数控切割机数控系统，其特征在于:所述PMAC运动控制卡还设有模拟量 输入卡。
专利摘要本实用新型提供一种五轴数控切割机数控系统，用于对五轴数控切割机进行控制，所述五轴数控切割机数控系统包括PC机及PMAC运动控制卡，所述PC机设有PCI总线插槽，所述PMAC运动控制卡插接于所述PC机的PCI总线插槽中，所述PC机采用Mach3软件作为上位机软件。本实用新型的五轴数控切割机数控系统开发过程不需配高端的数控系统，用Mach3软件与机床连接就能五轴联动。
文档编号G05B19/414GK203101926SQ20132005822
公开日2013年7月31日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者陈慧群 申请人:陈慧群