一种数控机床切割参数优化监测控制系统的制作方法

本发明涉及数控机床领域，具体涉及一种数控机床的监测控制系统。

背景技术：

机床进行车铣等加工时，由于加工环境的干扰因素较多，如刀具磨损，堵屑等客观因素，控制模块中电信号和电流的输入输出值会受到影响，导致控制器的回传数据精确度受到影响，现有机床数控系统多具备信号采集和处理功能，但对于干扰因素导致的偏差无法进行数据优化，无法对采集的信息进行有效的算法判断，从而做出决策和优化，且传统机床数控系统不区分实时性和非实时性空间，无法进行动态数据的对比。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供了一种数控机床切割参数优化监测控制系统，

包括：

数据采集模块、用于接收所述数据采集模块输送信息并实现电信号传输的控制模块、由所述控制模块驱动的电器硬件模块以及交互模块，所述数据采集模块为一个动态链接库，所述控制模块在解释代码数据时调用所述数据采集模块的功能，所述交互模块包括指令输入子模块、共享内存、文件传输子模块、信息交换子模块以及界面显示子模块，指令输入子模块读取手动操作下的指令，向共享内存发送指令，所述控制模块读取指令来控制所述电器硬件模块，所述信息交换子模块实现所述指令输入子模块、共享内存、文件传输子模块以及界面显示子模块之间的数据交换，所述信息交换子模块用于读取所述数据采集模块的数据信息以及实现所述控制模块的数据写入，所述数据信息包括转速、进给速度、刀具坐标位置、倍率以及开关状态，所述电器硬件模块包括机床运动轴、安装于所述机床运动轴上的刀具、设于所述机床运动轴上的复位开关以及用于监测的传感器组件，所述传感器组件包括设于所述机床运动轴两侧的位移传感器、设于所述刀具上的温度传感器、设于刀具下方的压力传感器、与所述位移传感器连接的脉冲编码器、安装于所述机床运动轴两侧的直线光栅以及感应同步器，所述感应同步器包括定尺和滑尺，所述定尺安装在机床上，所述滑尺安装在刀具上，所述滑尺上设有防护罩，所述控制模块采用模糊算法，所述控制模块包括初始化子模块、信息处理中心、运行时钟子模块以及由所述运行时钟子模块控制启动的功能子模块，所述数据采集模块包括代码解释子模块以及刀具轨迹生成子模块。

优选的，所述文件传输子模块包括加工文件功能、保存路径设置功能、错误信息反馈功能以及人机接口。

优选的，所述功能子模块包括智能控制器子模块、plc控制器子模块以及运动控制器子模块，上述每一个子模块对应一个实时线程。

优选的，所述信息交换子模块的信息写入和读取形式为固定周期的写入和读取。

优选的，所述信息处理中心进行实时优化数据覆盖时进行一次系统补差。

有益效果：

1、利用共享内存将非实时性空间和实时性空间进行数据交互对比，将实时数据传输至信息处理中心，由信息处理中心中的软件优化算法对数据进行判断决策，经过算法优化后进行系统补差，将优化后的参数数据覆盖初始设置参数，如转速、切削力等参数，实现机床作业过程中的参数在线优化。

2、本发明控制模块采用模糊算法，使得整个系统在循环运行过程中可以对采集的刀具数据进行处理，同时将输出的转速调整值赋给机床实际转速全局变量，系统补差时对该变量进行检测，从而将更新的转速参数传递至机床的伺服系统，实现实时调整和智能控制。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，数据采集模块、用于接收所述数据采集模块输送信息并实现电信号传输的控制模块、由所述控制模块驱动的电器硬件模块以及交互模块，所述数据采集模块为一个动态链接库，所述控制模块在解释代码数据时调用所述数据采集模块的功能，所述交互模块包括指令输入子模块、共享内存、文件传输子模块、信息交换子模块以及界面显示子模块，指令输入子模块读取手动操作下的指令，向共享内存发送指令，所述控制模块读取指令来控制所述电器硬件模块，所述信息交换子模块实现所述指令输入子模块、共享内存、文件传输子模块以及界面显示子模块之间的数据交换，所述信息交换子模块用于读取所述数据采集模块的数据信息以及实现所述控制模块的数据写入，所述数据信息包括转速、进给速度、刀具坐标位置、倍率以及开关状态，所述电器硬件模块包括机床运动轴、安装于所述机床运动轴上的刀具、设于所述机床运动轴上的复位开关以及用于监测的传感器组件，所述传感器组件包括设于所述机床运动轴两侧的位移传感器、设于所述刀具上的温度传感器、设于刀具下方的压力传感器、与所述位移传感器连接的脉冲编码器、安装于所述机床运动轴两侧的直线光栅以及感应同步器，所述感应同步器包括定尺和滑尺，所述定尺安装在机床上，所述滑尺安装在刀具上，所述滑尺上设有防护罩，所述控制模块采用模糊算法，所述控制模块包括初始化子模块、信息处理中心、运行时钟子模块以及由所述运行时钟子模块控制启动的功能子模块，所述数据采集模块包括代码解释子模块以及刀具轨迹生成子模块。

所述文件传输子模块包括加工文件功能、保存路径设置功能、错误信息反馈功能以及人机接口，所述功能子模块包括智能控制器子模块、plc控制器子模块以及运动控制器子模块，上述每一个子模块对应一个实时线程。所述信息交换子模块的信息写入和读取形式为固定周期的写入和读取，所述信息处理中心进行实时优化数据覆盖时进行一次系统补差。

本发明将按任务处理的实时性分为实时性空间和非实时性空间，利用共享内存进行两个空间的交互，共享内存中分为三个区域，包括任务队列、实时状态信息以及参数优化信息，任务队列由数据链表组成，数据链表由数据采集模块中的代码解释子模块生成，交互模块从共享内存中读取数据至界面显示子模块，利用共享内存将非实时性空间和实时性空间进行数据交互对比，将实时数据传输至信息处理中心，由信息处理中心中的软件优化算法对数据进行判断决策，经过算法优化后进行系统补差，将优化后的参数数据覆盖初始设置参数，如转速、切削力等参数，实现机床作业过程中的参数在线优化。本发明控制模块采用模糊算法，使得整个系统在循环运行过程中可以对采集的刀具数据进行处理，同时将输出的转速调整值赋给机床实际转速全局变量，系统补差时对该变量进行检测，从而将更新的转速参数传递至机床的伺服系统，实现实时调整和智能控制。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

技术特征：

1.一种数控机床切割参数优化监测控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、用于接收所述数据采集模块输送信息并实现电信号传输的控制模块、由所述控制模块驱动的电器硬件模块以及交互模块，所述数据采集模块为一个动态链接库，所述控制模块在解释代码数据时调用所述数据采集模块的功能，所述交互模块包括指令输入子模块、共享内存、文件传输子模块、信息交换子模块以及界面显示子模块，指令输入子模块读取手动操作下的指令，向共享内存发送指令，所述控制模块读取指令来控制所述电器硬件模块，所述信息交换子模块实现所述指令输入子模块、共享内存、文件传输子模块以及界面显示子模块之间的数据交换，所述信息交换子模块用于读取所述数据采集模块的数据信息以及实现所述控制模块的数据写入，所述数据信息包括转速、进给速度、刀具坐标位置、倍率以及开关状态，所述电器硬件模块包括机床运动轴、安装于所述机床运动轴上的刀具、设于所述机床运动轴上的复位开关以及用于监测的传感器组件，所述传感器组件包括设于所述机床运动轴两侧的位移传感器、设于所述刀具上的温度传感器、设于刀具下方的压力传感器、与所述位移传感器连接的脉冲编码器、安装于所述机床运动轴两侧的直线光栅以及感应同步器，所述感应同步器包括定尺和滑尺，所述定尺安装在机床上，所述滑尺安装在刀具上，所述滑尺上设有防护罩，所述控制模块采用模糊算法，所述控制模块包括初始化子模块、信息处理中心、运行时钟子模块以及由所述运行时钟子模块控制启动的功能子模块，所述数据采集模块包括代码解释子模块以及刀具轨迹生成子模块。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床切割参数优化监测控制系统，其特征在于：所述文件传输子模块包括加工文件功能、保存路径设置功能、错误信息反馈功能以及人机接口。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床切割参数优化监测控制系统，其特征在于：所述功能子模块包括智能控制器子模块、plc控制器子模块以及运动控制器子模块，上述每一个子模块对应一个实时线程。

4.根据权利要求2所述的一种数控机床切割参数优化监测控制系统，其特征在于：所述信息交换子模块的信息写入和读取形式为固定周期的写入和读取。

5.根据权利要求2所述的一种模具回收粉碎设备，其特征在于：所述信息处理中心进行实时优化数据覆盖时进行一次系统补差。

技术总结
本发明提供了一种数控机床切割参数优化监测控制系统，包括数据采集模块、用于接收所述数据采集模块输送信息并实现电信号传输的控制模块、由所述控制模块驱动的电器硬件模块以及交互模块，所述数据采集模块为一个动态链接库，本发明利用共享内存将非实时性空间和实时性空间进行数据交互对比，将实时数据传输至信息处理中心，由信息处理中心中的软件优化算法对数据进行判断决策，经过算法优化后进行系统补差，将优化后的参数数据覆盖初始设置参数，如转速、切削力等参数，实现机床作业过程中的参数在线优化。

技术研发人员：褚国荣;姚海庆
受保护的技术使用者：江苏松田数控科技有限公司
技术研发日：2021.03.03
技术公布日：2021.06.18