三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置的制作方法

本实用新型涉及激光加工实训装置技术领域，尤其涉及一种三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置。

背景技术：

传统的激光内雕机是用于生产而设计的，传统的激光内雕机主要是单工位操作，而且夹具功能单一，加工效率不高，同时传统的激光内雕机也无法在学校中实现对教学的需求，目前市面上也没有一款专门针对教学的激光内雕加工机的装配维修实训系统，因此现有的激光内雕教学设备不能满足对激光加工相关专业技术人员的培训。

现有的一种三维立体激光内雕加工维修综合实训装置，是专门针对教学的激光内雕加工机的装配维修实训系统，但其只能在现场进行操作和教学，无法实现远程监控、远程指导维修以及远程教学的功能，导致维修成本高，教学质量低。现有的激光内雕教学设备不能满足对激光加工相关专业技术人员的远程培训。

因此，有必要设计一种三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置，旨在用于解决现有的激光内雕加工机只能在现场进行操作和教学，无法实现远程监控、远程指导维修以及远程教学功能的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置，装置包括操作台以及设置在操作台上的显示单元、电气控制单元、远程控制单元、键盘、工控机、PLC控制单元、直流电源单元、步进电机单元、驱动器单元、传感器单元以及摄像头，键盘、工控机设置在操作台底部内侧，显示单元、电气控制单元、PLC控制单元、直流电源单元、步进电机单元、驱动器单元内嵌在操作台上端，PLC控制单元、传感器单元均与直流电源单元连接，PLC控制单元同时与传感器单元信号连接，显示单元分别与电气控制单元、键盘、工控机、PLC控制单元、直流电源单元、步进电机单元、驱动器单元连接，装置还包括现场客户端以及远程诊断平台，所述现场客户端与PLC控制单元以及摄像头信号连接，所述远程诊断平台与所述现场客户端通讯连接。

进一步地，所述传感器单元包括振动传感器、温度传感器、电火花传感器、空气质量传感器中的一种或多种

进一步地，所述现场客户端包括嵌入式计算机以及信号调理单元，所述嵌入式计算机包含信号多功能采集单元。

进一步地，所述远程诊断平台包括状态数据和故障信息数据库服务器、远程诊断服务器以及数据通讯服务器。

进一步地，所述装置还包括存放实训工具的工具抽屉。

进一步地，所述装置还包括便于外部存储设备数据直接导入的USB板卡，PLC控制单元与USB板卡连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的这种三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置，将激光内雕机通过巧妙的设计，将光机电控系统做成开放式的实训平台，满足装配维修一线技术人员的培养要求；同时，该装置通过在现场设置传感器单元、摄像头、现场客户端，以及在远端设置远程诊断平台，可以实现通过PLC控制单元采集传感器信号并传递给现场客户端，以及通过摄像头采集现场视频并传递给现场客户端，现场客户端对采集的信息以及视频进行处理和分析，并通过网络反馈给远程诊断平台，远程诊断平台进行故障分析和判断，并提供建议解决方法，指导维修工作，还可对现场进行教学，实现远程监控、远程指导维修、远程教学的功能，从而降低维修成本，提高教学质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主视结构示意图。

图2为本实用新型实施例的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例的侧视结构示意图。

图4为本实用新型实施例的整机电路连接关系示意图。

图5为本实用新型实施例的整机远程监控连接关系示意图。

附图标记说明：1-显示单元；2-电气控制单元；3-键盘；4-工控机；5-PLC控制单元；6-直流电源单元；7-USB板卡；8-步进电机单元；9-驱动器单元；10-工具抽屉；11-操作台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种三维立体远程激光内雕加工维修综合实训装置，装置包括操作台11以及设置在操作台11上的显示单元1、电气控制单元2、键盘3、工控机4、PLC控制单元5、直流电源单元6、步进电机单元8、驱动器单元9、传感器单元以及摄像头，键盘3、工控机4设置在操作台11底部内侧，显示单元1、电气控制单元2、PLC控制单元5、直流电源单元6、步进电机单元8、驱动器单元9内嵌在操作台11上端，PLC控制单元5、传感器单元均与直流电源单元6连接，显示单元1分别与电气控制单元2、键盘3、工控机4、PLC控制单元5、直流电源单元6、步进电机单元8、驱动器单元9连接，装置还包括现场客户端以及远程诊断平台，所述现场客户端与PLC控制单元5以及摄像头信号连接，所述远程诊断平台与所述现场客户端通讯连接。

本实施例中，所述直流电源单元6用220V交流供电，通过直流电源开关分别转换为12V和24V分别给传感器单元和PLC控制单元5供电，摄像头通过适配电源直接用220V电压。

如图5所示，本优选实施例中，所述传感器单元包括振动传感器、温度传感器、电火花传感器、空气质量传感器，所述振动传感器设置在操作台侧边或者上方，用于采集整个操作台的振动情况，所述温度传感器设置在装置的风扇旁，用于采集风扇附近的温度，所述电火花传感器设置在装置的强电部位，例如变压器旁边，用于检测强电部位是否产生电火花，所述空气质量传感器设置在装置加工时易产生烟雾的部位，用于检测烟雾中的二氧化碳含量。在其他实施例中，所述传感器单元可以包括这些传感器中的一种或多种。全部传感器的输出类型为开关量输出信号，当它们检测到周围有异常的时候，会通过继电器输出信号给PLC控制单元5，PLC控制单元5采集这些传感器的信号，利用PLC控制单元5的实时通讯接口将PLC控制单元5内部产生的故障信息通过PLC通讯线传递给现场客户端。

进一步地，所述现场客户端包括嵌入式计算机以及信号调理单元，所述嵌入式计算机包含信号多功能采集单元。所述现场客户端通过信号多功能采集单元采集传感器单元发出的故障信息，在所述现场客户上显示传感器单元的报警类型。同时，所述现场客户端通过所述摄像头对现场进行视频监控，所述摄像头为网络摄像头，通过摄像头、交换机和企业级路由器组网成一路或者多路监控，只需要在现场客户端中添加摄像头的IP地址，即可实现远程监控的效果。然后，现场客户端再经信号调理单元对采集到的信息以及视频进行处理和分析，并通过网络反馈给远程诊断平台。其中包括在发现可能出现或者已经出现故障的情况下，产生状态数据和故障数据包并传递给远程诊断平台，如在各监测信号出现超限或者不平稳的状况下，以及数控系统已经报出故障等情况下。

进一步地，所述远程诊断平台设置在激光内调机的生产厂家，与现场客户端通过Internet或无线网络通讯连接。所述远程诊断平台包括状态数据和故障信息数据库服务器、远程诊断服务器以及数据通讯服务器，远程诊断服务器可以随时方便地向知识库中增加自己的知识，也可以通过出现的故障方案进行记忆贮存增加，当后期出现同样的故障时候会有不同的方案进行选择，供工人逐一排查故障。所述远程诊断平台通过获取现场客户端发回的视频信息以及状态数据和故障数据包，进行故障分析和判断，并提供建议解决方法，指导维修工作。所述远程诊断平台可以自动或人为推送相关解决方案至现场客户端，也可以与现场客户端进行视频或语音的交流，从而实现远程指导维修、远程教学的功能。

该装置还包括存放实训工具的工具抽屉10，装置还包括便于外部存储设备数据的直接导入USB板卡7，PLC控制单元5与USB板卡7连接。

如图4所示，是本实用新型整机电路连接关系示意图，计算机通过插排与开关电源连接，开关电源分别与驱动器和PLC连接，本实用新型中的电气控制单元2、键盘3、工控机4、PLC控制单元5、直流电源单元6、步进电机单元8、驱动器单元9为激光内雕设备中常用的控制单元模块。

本实用新型将激光内雕加工设备的光机电控系统做成开放式的实训平台，可以满足装配维修一线技术人员的培养要求，融合生产与技术培训的需要，集合激光内雕机的光机电控装配调试实际训练的要求，采用模块化、开放式的设计思路，最终在该综合实训系统上实现激光内雕机数控模块、激光内雕机电控模块等的装配、维修、操作、加工训练，激光内雕加工的程序及加工的进程在显示单元1上面可以直观的适时显现，电气控制单元2通过钥匙开关、急停开关、按钮开关来控制装置的主电源、激光电源控制、冷却系统、运动系统、控制系统的开关，键盘3和工控机4分别控制激光电源控制及工控机电源，能够实现激光光源的开启及计算机的开启，并通过计算机实现对激光器部分的控制， PLC控制单元5、直流电源单元6、USB板卡7构成了PLC控制运动机构单元，包括PLC控制器，PLC外接直流开关电源，其中还包括USB板卡7，便于外部存储设备数据的直接导入，步进电机单元8、驱动器单元9包括步进电机及步进电机驱动器，构成运动单元，当与PLC控制器连接后，可共同构成激光内雕机的数控加工模块实训单元，工具抽屉10为存放常用的实训工具，例如万用表、电烙铁、螺丝刀等，操作台11可以临时存放工具，还可以将其它单元放置其上进行实训单元的装配训练。同时，该装置通过在现场设置传感器单元、摄像头、现场客户端，以及在远端设置远程诊断平台，可以实现通过PLC控制单元采集传感器信号并传递给现场客户端，以及通过摄像头采集现场视频并传递给现场客户端，现场客户端对采集的信息以及视频进行处理和分析，并通过网络反馈给远程诊断平台，远程诊断平台进行故障分析和判断，并提供建议解决方法，指导维修工作，还可对现场进行教学，实现远程监控、远程指导维修、远程教学的功能，从而降低维修成本，提高教学质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。