重型木材加工中心的模块化控制系统结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及木材加工中心领域技术，尤其是指一种重型木材加工中心的模块化控制系统结构。
【背景技术】
[0002]随着先进制造技术的发展，高新技术在木工机械行业的应用也越来越广泛。尤其是数控技术和高速切削技术的使用，为高效利用木材资源，加强环境保护发挥了重要作用。高速复合加工中心将高效，高精度和高柔性集为一体，同时，为了得到高生产效率，提高加工精度，高速的加工技术也越来越受到业内的重视。
[0003]传统的加工中心系统已经显示出其弱点:专用性强、通用性差，软件为系统制造商所有，不便于功能扩展和各种软件的支撑，更新，升级软件移植性差，组网通讯能力差，数据协议不开放限制了 CNC系统控制性能的提升。对机床制造商专业水平要求较高等，国内木工设备生产厂家生产的数控铣床、加工中心机床设备大多数选用加工金属数控机械配套的系统进行改造，开发周期长。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其能有效解决现有之加工中心通用性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案:
[0006]一种重型木材加工中心的模块化控制系统结构，包括有工控机、数控系统、伺服驱动器、伺服电机、主轴变频器、电主轴以及分布式I/o模块；该工控机通过标准的以太网与数控系统相连接，该数控系统为开放式数控系统，该伺服驱动器通过标准的串行接口与数控系统相连接，该伺服电机设置于车床床身上并连接伺服驱动器，该主轴变频器通过模拟端口与数控系统相连接，电主轴连接主轴变频器，该分布式I/o模块通过标准的以太网端口与数控系统进行连接。
[0007]作为一种优选方案，所述分布式I/O模块为多个，它们分布在主电柜、机床床身、机头配电盒、控制台以及机座配电盒。
[0008]作为一种优选方案，所述分布式I/O模块为多个，它们是由标准的以太网端口通过双绞屏蔽电缆进行连接，并跟数控系统连接在一起。
[0009]作为一种优选方案，所述数控系统具有多个模拟控制接口，该主轴变频器为多个，每一主轴变频器连接对应的模拟控制接口，每一主轴变频器均连接有一前述电主轴。
[0010]作为一种优选方案，所述伺服驱动器为多个，它们是采用标准的USB接口通过数据线连接，并跟数控系统连接在一起。
[0011]作为一种优选方案，所述伺服驱动器为交流伺服驱动器，该伺服电机为交流伺服电机。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知:
[0013]通过采用了开放式、模块化系统组合而成的控制系统，具有标准化的接口，可与通用伺服和远程I/o模块连接，硬件和软件通用性、兼容性高可移植性强，能灵活满足客户对不同配置和市场的需求，选配各种功能进行配置；模块化结构在机床间具有可互操作性和可移植性；通过提供标准化的接口、通信和交互机制，使不同功能模块功能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作；应用统一的数据格式、交互模型、控制机理，是构成系统的各功能模块可来源于不同的开发商，并且通过一致的设备接口，使各功能模块能运行于不同供应商提供的硬件平台之上，利于缩短了开发周期，开发成本可控等优势。
[0014]为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型之较佳实施例的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型之较佳实施例中分布式I/O模块的分布示意图；
[0017]图3是本实用新型之较佳实施例中各分布式I/O模块的连接示意图；
[0018]图4是本实用新型之较佳实施例中各电主轴和各主轴变频器的的连接示意图；
[0019]图5是本实用新型之较佳实施例中各伺服驱动器的连接示意图。
[0020]附图标识说明:
[0021]10、工控机20、数控系统
[0022]30、伺服驱动器31、串行接口
[0023]40、伺服电机50、主轴变频器
[0024]60、电主轴70、分布式I/O模块
[0025]71、以太网端口80、显示器
[0026]101、机床床身102、数据线
[0027]103、主电柜104、机头配电盒
[0028]105、控制台106、机座配电盒
[0029]107、双绞屏蔽电缆108、终端电阻。
【具体实施方式】
[0030]请参照图1至图5所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有工控机10、数控系统20、伺服驱动器30、伺服电机40、主轴变频器50、电主轴60以及分布式I/O模块70。
[0031]该工控机10通过标准的以太网与数控系统20相连接，该工控机10为通用型工控机，工控机10连接有显示器80，该数控系统20为开放式数控系统。
[0032]该伺服驱动器30通过标准的串行接口 31与数控系统20相连接，该标准的串行接口 31为标准的USB接口，该伺服电机40设置于车床床身101上并连接伺服驱动器30，在本实施例中，如图5所示，该伺服驱动器30为多个，它们是采用标准的USB接口通过数据线102连接，并跟数控系统20连接在一起，且，在本实施例中，该伺服驱动器30为交流伺服驱动器，该伺服电机40为交流伺服电机。本实用新型重型木材加工中心主轴单元各自配套有相应的八刀位自动换刀刀库，刀库以伺服驱动，故增加一个主轴单元相应增加一套伺服控制换刀系统，如图5所示，同个系列的机床中功能和轴数都具备有可扩展性，在增减机床轴数(如主轴自动换刀伺服驱动刀库)只需在基础配置上增减相应的驱动控制就可实现，采用标准的USB接口通过数据线102连接，只需在最后一级伺服驱动器30末端接口接上终端电阻108即可，操作简单，减短了新设备的开发周期。
[0033]该主轴变频器50通过模拟端口(图中未示)与数控系统20相连接，电主轴60连接主轴变频器50，在本实施例中，如图4所示，该数控系统20具有多个模拟控制接口(图中未示)，该主轴变频器50为多个，每一主轴变频器50连接对应的模拟控制接口，每一主轴变频器50均连接有一前述电主轴60，如此，根据机床的机械设计若要增加多一套电主轴60，只需在数控系统20增加相应的模拟控制接口，连接第二个主轴变频器即可以实现。
[0034]该分布式I/O模块70通过标准的以太网端口 71与数控系统20进行连接，在本实施例中，该分布式I/o模块70为多个，如图2所示，它们分布在主电柜103、机床床身101、机头配电盒104、控制台105以及机座配电盒106等位置通过高速I/O通讯网络连接，提高通信速度、节省硬件接线成本；并且，如图3所示，该多个分布式I/O模块70是由标准的以太网端口 71通过双绞屏蔽电缆107进行连接，并跟数控系统20连接在一起，如此根据机床的控制要求可增减1模块和本加工中心实际输入输出点数的要求增减输入、输出模块。
[0035]本实用新型的设计重点在于:通过采用了开放式、模块化系统组合而成的控制系统，具有标准化的接口，可与通用伺服和远程I/o模块连接，硬件和软件通用性、兼容性高可移植性强，能灵活满足客户对不同配置和市场的需求，选配各种功能进行配置；模块化结构在机床间具有可互操作性和可移植性；通过提供标准化的接口、通信和交互机制，使不同功能模块功能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作；应用统一的数据格式、交互模型、控制机理，是构成系统的各功能模块可来源于不同的开发商，并且通过一致的设备接口，使各功能模块能运行于不同供应商提供的硬件平台之上，利于缩短了开发周期，开发成本可控等优势。
[0036]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其特征在于:包括有工控机、数控系统、伺服驱动器、伺服电机、主轴变频器、电主轴以及分布式I/o模块；该工控机通过标准的以太网与数控系统相连接，该数控系统为开放式数控系统，该伺服驱动器通过标准的串行接口与数控系统相连接，该伺服电机设置于车床床身上并连接伺服驱动器，该主轴变频器通过模拟端口与数控系统相连接，电主轴连接主轴变频器，该分布式I/o模块通过标准的以太网端口与数控系统进行连接。
2.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其特征在于:所述分布式I/O模块为多个，它们分布在主电柜、机床床身、机头配电盒、控制台以及机座配电盒。
3.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其特征在于:所述分布式I/O模块为多个，它们是由标准的以太网端口通过双绞屏蔽电缆进行连接，并跟数控系统连接在一起。
4.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其特征在于:所述数控系统具有多个模拟控制接口，该主轴变频器为多个，每一主轴变频器连接对应的模拟控制接口，每一主轴变频器均连接有一前述电主轴。
5.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其特征在于:所述伺服驱动器为多个，它们是采用标准的USB接口通过数据线连接，并跟数控系统连接在一起。
6.根据权利要求1所述的重型木材加工中心的模块化控制系统结构，其特征在于:所述伺服驱动器为交流伺服驱动器，该伺服电机为交流伺服电机。
【专利摘要】本实用新型公开一种重型木材加工中心的模块化控制系统结构，包括有工控机、数控系统、伺服驱动器、伺服电机、主轴变频器、电主轴以及分布式I/O模块。通过采用了开放式、模块化系统组合而成的控制系统，具有标准化的接口，可与通用伺服和远程I/O模块连接，硬件和软件通用性、兼容性高可移植性强；模块化结构在机床间具有可互操作性和可移植性；通过提供标准化的接口、通信和交互机制，使不同功能模块功能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作；并且通过一致的设备接口，使各功能模块能运行于不同供应商提供的硬件平台之上，利于缩短了开发周期，开发成本可控等优势。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN204302769
【申请号】CN201420676076
【发明人】陶宏健, 董慧涛, 余哲静子
【申请人】东莞市南兴家具装备制造股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月13日