专利名称：线切割机控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及切割机加工领域，更具体地说，涉及一种线切割机控制系统以及控制方法。
背景技术：
线切割机是一种广泛应用的设备，目前中国每年所制造的线切割机的数量有两万多台。目前普遍使用的线切割机均为单板机控制，其锥度头不能相对于底座移动，只能和跟随底座一起进行X、Y向的移动，因此，这种线切割机仅能加工边缘为平面的工件。遇到边缘的面有锥度或者时上下异形时，采用这种线切割机就无法进行加工。于是，就出现了一种锥度头结构能够相对与底座移动的线切割机，该种线切割机能加工边缘有锥度或者是上下异形的工件，由于这种线切割机的出现，使得加工控制的过程变得复杂，因为改种线切割机具有4个方向的运动需要控制(锥度头有两个运动方向，底座有两个运动方向)，远比常用的线切割机要复杂，因此，就需要一种新的线切割机控制系统以及控制方法来对该种新型的线切割机进行加工的控制。
发明内容
本发明的目的提供一种能控制复杂运动的线切割机的控制系统以及控制方法。
根据本发明的一方面，提供一种线切割机控制系统，其特征在于，连接到上位控制计算机以及下位线切割机，所述线切割机控制系统包括第一接口，用于与上位控制计算机进行通信；第二接口，用于与下位线切割机进行通信；处理器，连接到第一接口和第二接口，获取下位线切割机的工作参数并传递给上位控制计算机，从上位控制计算机接收加工参数并根据所述加工参数产生驱动信号驱动所述下位线切割机，其中，所述处理器包括
驱动算法产生电路，根据上位控制计算机的所述加工参数确定一驱动算法；采样电路，采样下位线切割机的当前工作参数产生一进给量；驱动信号产生电路，连接驱动算法产生电路和采样电路，根据所述进给量采用驱动算法产生一驱动信号；电源模块，向上述组件提供电源。
较佳的，所述处理器中的驱动算法产生电路包括加工处理装置，控制加工工件的过程；图形处理装置，接受来自上位控制计算机的图形文件并处理加工工件该图形文件；插补算法计算装置，且连接加工处理装置和图形处理装置，结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法。
较佳的，所述处理器中的采样电路包括A/D转换装置，接收下位线切割机的当前工作参数；反馈处理装置，连接所述A/D转换装置，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；进给量计算装置，连接到反馈处理装置，根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量。
较佳的，所述处理器中的驱动信号产生电路连接所述插补算法计算装置和进给量计算装置，根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号。
根据本发明的一实施例，所述处理器运行一操作系统，且所述加工处理装置，运行于所述操作系统上，控制加工工件的过程；所述图形处理装置，运行于所述操作系统上，处理加工工件所用的图形文件；所述插补算法计算装置，运行于所述操作系统上，且连接加工处理装置和图形处理装置，结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法并提供给所述操作系统；
所述反馈处理装置，运行于所述操作系统上，连接所述A/D转换装置，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；进给量计算装置，运行于所述操作系统上，连接到反馈处理装置，根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量；驱动信号产生电路，运行于所述操作系统上，连接所述插补算法计算装置和进给量计算装置，根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号。
较佳的，所述线切割机控制系统还包括界面产生装置，连接到所述处理器，产生人机交互界面；存储器，连接到所述处理器、第一接口和第二接口，保存来自上位控制计算机的加工参数、来自下位线切割机的工作参数以及所述处理器产生的驱动算法、进给量和驱动信号。
根据本发明的第二方面，提供一种线切割机控制方法，用于一种线切割机控制系统，所述线切割机控制系统连接到上位控制计算机以及下位线切割机，所述线切割机控制系统至少包括第一接口，用于与上位控制计算机进行通信；第二接口，用于与下位线切割机进行通信；处理器，连接到第一接口和第二接口，获取下位线切割机的工作参数并传递给上位控制计算机，从上位控制计算机接收加工参数并根据所述加工参数产生驱动信号驱动所述下位线切割机包括，所述线切割机控制方法包括初始参数设置步骤，上位控制计算机将初始加工参数通过所述线切割机控制系统传给下位线切割机，下位线切割机回复确认信息；以及，下位线切割机通过所述线切割机控制系统发送初始工作参数给上位控制计算机，上位控制计算机回复确认信息；加工步骤，上位控制计算机将加工参数通过所述线切割机控制系统，线切割机控制系统产生驱动信号传给下位线切割机，下位线切割机根据所述驱动信号对工件进行加工；反馈步骤，下位线切割机根据驱动信号加工，并反馈当前的工作参数给所述线切割机控制系统，所述线切割机控制系统根据当前的工作参数以及加工参数调整驱动信号，并发送给下位线切割机；
所述加工步骤和反馈步骤反复进行，直至加工结束；结束步骤，下位线切割机通过所述线切割机控制系统发送结束信号至上位控制计算机，上位控制计算机回复确认信号，结束加工过程。
较佳的，所述加工步骤包括接受来自上位控制计算机的图形文件并处理加工工件该图形文件；结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法；根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量；根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号；采用该驱动信号驱动下位线切割机。
较佳的，所述反馈步骤包括接收下位线切割机的当前工作参数；通过数模转换，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；根据反馈信号调整线切割机驱动电机进给量；根据调整后的进给量采用驱动算法产生一驱动信号；采用该驱动信号驱动下位线切割机。
较佳的，所述方法还包括产生人机交互界面；保存来自上位控制计算机的加工参数、来自下位线切割机的工作参数以及所述处理器产生的驱动算法、进给量和驱动信号。
通过采用本发明的技术方案，本发明提供了一种能控制复杂运动的线切割机的控制系统以及控制方法。
本发明的特征、性质和优势将在下面结合附图和实施例的描述之后变的更加明显，附图中相同的标记表示相同的特征，其中，图1是根据本发明的一实施例的线切割机控制系统的结构框图；图2是根据本发明的一实施例的线切割机控制系统中的处理器实现的功能框图；
图3是根据本发明的一实施例的线切割机控制方法的流程图。
具体实施例方式
本发明的目的是提供一种线切割机控制系统及线切割机方法，以有效地控制新型的锥度头可以相对于底座进行移动的线切割机。
根据本发明，首先提供一种线切割机控制系统，参考图1，图1是根据本发明的一实施例的线切割机控制系统100的结构框图，该系统100连接到上位控制计算机102以及下位线切割机104，该线切割机控制系统100包括第一接口110，用于与上位控制计算机102进行通信。根据本发明的一实施例，该第一接口110为一数据通信接口，比如一USB接口。
第二接口112，用于与下位线切割机104进行通信。根据本发明的一实施例，该第二接口为一I/O接口。
处理器120，连接到第一接口110和第二接口112，获取下位线切割机104的工作参数并传递给上位控制计算机102，从上位控制计算102机接收加工参数并根据加工参数产生驱动信号驱动下位线切割机104，其中，该处理器120包括驱动算法产生电路122，根据上位控制计算机102的加工参数确定一驱动算法，根据本发明的一实施例，该驱动算法产生电路122可进一步包括加工处理装置122A，控制加工工件的过程，通常，该加工处理装置122A连接到第二接口112，比如一I/O接口，监控下位线切割机104的工作过程；图形处理装置122B，接受来自上位控制计算机102的图形文件并处理加工工件该图形文件；插补算法计算装置122C，连接加工处理装置122A和图形处理装置122B，结合加工处理装置122A提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理122B的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法。
采样电路124，采样下位线切割机104的当前工作参数产生一进给量，其中，该采样电路124包括A/D转换装置124A，接收下位线切割机的当前工作参数；反馈处理装置124B，连接A/D转换装置124A，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；进给量计算装置124C，连接到反馈处理装置124B，根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量。
驱动信号产生电路126，连接驱动算法产生电路122和采样电路124，根据进给量采用驱动算法产生一驱动信号。在一实施例中，该驱动信号产生电路126连接插补算法计算装置122C和进给量计算装置124C，根据进给量采用驱动算法产生一驱动信号。
电源模块114，向上述组件提供电源。
根据图1所示的实施例，该系统100还包括界面产生装置116，连接到处理器120，产生人机交互界面；存储器118，连接到处理器120、第一接口110和第二接口112，保存来自上位控制计算机的加工参数、来自下位线切割机的工作参数以及所述处理器产生的驱动算法、进给量和驱动信号。所述的存储器118可由FLASH、RAM以及硬盘等各种存储介质实现。
根据本发明的一实施例，在处理器120上可实现运行一操作系统，图2是根据本发明的一实施例的线切割机控制系统中的处理器实现的功能框图。参考图2所示，该处理器120运行一操作系统121，且加工处理装置122A，运行于操作系统121上，控制加工工件的过程；该加工处理装置122A连接到第二接口112，比如一I/O接口，监控下位线切割机104的工作过程；图形处理装置122B，运行于操作系统121上，处理加工工件所用的图形文件；插补算法计算装置122C，运行于操作系统121上，且连接加工处理装置122A和图形处理装置122B，结合加工处理装置122A提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置122B处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法并提供给操作系统121；
反馈处理装置124B，运行于操作系统121上，连接A/D转换装置124A，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；其中，该A/D转换装置124A连接到第二接口104采样下位线切割机的当前工作参数；进给量计算装置124C，运行于操作系统121上，连接到反馈处理装置124B，根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量；驱动信号产生电路126，运行于操作系统121上，连接插补算法计算装置122C和进给量计算装置124C，根据进给量采用驱动算法产生一驱动信号。
本发明还提供一种线切割机控制方法，用于一种线切割机控制系统，该线切割机控制系统是如上面所述的，连接到上位控制计算机以及下位线切割机，所述线切割机控制系统至少包括第一接口，用于与上位控制计算机进行通信；第二接口，用于与下位线切割机进行通信；处理器，连接到第一接口和第二接口，获取下位线切割机的工作参数并传递给上位控制计算机，从上位控制计算机接收加工参数并根据所述加工参数产生驱动信号驱动所述下位线切割机包括。参考图3，图3是根据本发明的一实施例的线切割机控制方法的流程图，该线切割机控制方法300包括初始参数设置步骤302，上位控制计算机将初始加工参数通过线切割机控制系统传给下位线切割机，下位线切割机回复确认信息；以及，下位线切割机通过所述线切割机控制系统发送初始工作参数给上位控制计算机，上位控制计算机回复确认信息；加工步骤304，上位控制计算机将加工参数通过线切割机控制系统，线切割机控制系统产生驱动信号传给下位线切割机，下位线切割机根据驱动信号对工件进行加工；其中，根据本发明的一实施例，该加工步骤进一步包括接受来自上位控制计算机的图形文件并处理加工工件该图形文件；结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法；根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量；根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号；采用该驱动信号驱动下位线切割机。
反馈步骤306，下位线切割机根据驱动信号加工，并反馈当前的工作参数给所述线切割机控制系统，线切割机控制系统根据当前的工作参数以及加工参数调整驱动信号，并发送给下位线切割机。其中，根据本发明的一实施例，该反馈步骤进一步包括接收下位线切割机的当前工作参数；通过数模转换，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；根据反馈信号调整线切割机驱动电机进给量；根据调整后的进给量采用驱动算法产生一驱动信号；采用该驱动信号驱动下位线切割机。
所述加工步骤304步骤反复306反复进行直至加工结束；结束步骤312，下位线切割机通过所述线切割机控制系统发送结束信号至上位控制计算机，上位控制计算机回复确认信号，结束加工过程。
根据图3所示的实施例，该线切割机控制方法300还包括，产生人机交互界面的步骤308；保存步骤310，来自上位控制计算机的加工参数、来自下位线切割机的工作参数以及所述处理器产生的驱动算法、进给量和驱动信号。
其中产生人机交互界面的步骤308和保存步骤310也反复进行直至加工结束。
下面说明一下本发明所应用的新型的线切割机，该线切割机的最大特点是锥度头可以相对于线切割机的底座移动。
该结构的线切割机的锥度头本身可相对于底座移动，为了区别底座移动的X、Y方向，锥度头的移动称之为U、V方向。该种锥度头结构中具有U向移动和V向移动的结构，通过锥度头和底座的相对位置移动，使切割线具有倾斜度，由此提供对具有锥度的工件的加工。
该锥度头结构与现有锥度头结构最大的不同点在于其增加了U向和V向的移动机构，其余的结构与现有的锥度头结构相似，因此下面详细介绍该锥度头结构中的U向和V向的移动机构。
该种锥度头结构包括下托板、中托板，下托板和中托板之间形成一空腔，用来安装V向的移动机构。中托板的上面是底板，底板和中托板之间的空腔安装了U向的移动机构，U向移动机构最主要的部件是U向丝杆，其通过U向丝杆螺母来实现与中托板和底板的连接。U向丝杆可在U向电机的带动下实现U向上的移动，U向电机安装在U向电机座上，并和U向轴承座配合使用。U向电机座和U向轴承座的位置并不是唯一的，只需要其能够带动U向丝杆的运动即可。V向的移动机构同样包括V向丝杆，其通过V向丝杆螺母来实现与中托板和下托板的连接。V向丝杆可在V向电机的带动下实现V向上的移动，V向电机安装在V向电机座上，并和V向轴承座配合使用。V向电机座和V向轴承座的位置不是唯一的，只需要其能够带动V向丝杆的运动即可。
为了方便使用者，该实施例中锥度头结构还包括用于指示U向位移的U向指针和用于指示V向位移的V向指针。为了增加使用的寿命，还可包括遮盖U向移动机构的U向防尘盖和遮盖所述V向移动机构的V向防尘盖。
由于该种锥度头结构可相对于底座移动，因此，在底座的X、Y向移动的基础上可叠加锥度头的U、V向移动，由此是切割线产生倾斜，从而达到切割锥度的目的。
对于该种锥度头结构以及线切割机结构，可以参考同样由本申请的申请人提交的200420022893.1号专利。
通过采用本发明的技术方案，本发明提供了一种能控制复杂运动的线切割机的控制系统以及控制方法。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种线切割机控制系统，其特征在于，连接到上位控制计算机以及下位线切割机，所述线切割机控制系统包括第一接口，用于与上位控制计算机进行通信；第二接口，用于与下位线切割机进行通信；处理器，连接到第一接口和第二接口，获取下位线切割机的工作参数并传递给上位控制计算机，从上位控制计算机接收加工参数并根据所述加工参数产生驱动信号驱动所述下位线切割机，其中，所述处理器包括驱动算法产生电路，根据上位控制计算机的所述加工参数确定一驱动算法；采样电路，采样下位线切割机的当前工作参数产生一进给量；驱动信号产生电路，连接驱动算法产生电路和采样电路，根据所述进给量采用驱动算法产生一驱动信号；电源模块，向上述组件提供电源。
2.如权利要求1所述的线切割机控制系统，其特征在于，所述处理器中的驱动算法产生电路包括加工处理装置，控制加工工件的过程；图形处理装置，接受来自上位控制计算机的图形文件并处理加工工件该图形文件；插补算法计算装置，且连接加工处理装置和图形处理装置，结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法。
3.如权利要求2所述的线切割机控制系统，其特征在于，所述处理器中的采样电路包括A/D转换装置，接收下位线切割机的当前工作参数；反馈处理装置，连接所述A/D转换装置，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；进给量计算装置，连接到反馈处理装置，根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量。
4.如权利要求3所述的线切割机控制系统，其特征在于，所述处理器中的驱动信号产生电路连接所述插补算法计算装置和进给量计算装置，根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号。
5.如权利要求4所述的线切割机控制系统，其特征在于，所述处理器运行一操作系统，且所述加工处理装置，运行于所述操作系统上，控制加工工件的过程；所述图形处理装置，运行于所述操作系统上，处理加工工件所用的图形文件；所述插补算法计算装置，运行于所述操作系统上，且连接加工处理装置和图形处理装置，结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法并提供给所述操作系统；所述反馈处理装置，运行于所述操作系统上，连接所述A/D转换装置，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；进给量计算装置，运行于所述操作系统上，连接到反馈处理装置，根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量；驱动信号产生电路，运行于所述操作系统上，连接所述插补算法计算装置和进给量计算装置，根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号。
6.如权利要求5所述的线切割机控制系统，其特征在于，所述线切割机控制系统还包括界面产生装置，连接到所述处理器，产生人机交互界面；存储器，连接到所述处理器、第一接口和第二接口，保存来自上位控制计算机的加工参数、来自下位线切割机的工作参数以及所述处理器产生的驱动算法、进给量和驱动信号。
7.一种线切割机控制方法，其特征在于，用于一种线切割机控制系统，所述线切割机控制系统连接到上位控制计算机以及下位线切割机，所述线切割机控制系统至少包括第一接口，用于与上位控制计算机进行通信；第二接口，用于与下位线切割机进行通信；处理器，连接到第一接口和第二接口，获取下位线切割机的工作参数并传递给上位控制计算机，从上位控制计算机接收加工参数并根据所述加工参数产生驱动信号驱动所述下位线切割机包括，所述线切割机控制方法包括初始参数设置步骤，上位控制计算机将初始加工参数通过所述线切割机控制系统传给下位线切割机，下位线切割机回复确认信息；以及，下位线切割机通过所述线切割机控制系统发送初始工作参数给上位控制计算机，上位控制计算机回复确认信息；加工步骤，上位控制计算机将加工参数通过所述线切割机控制系统，线切割机控制系统产生驱动信号传给下位线切割机，下位线切割机根据所述驱动信号对工件进行加工；反馈步骤，下位线切割机根据驱动信号加工，并反馈当前的工作参数给所述线切割机控制系统，所述线切割机控制系统根据当前的工作参数以及加工参数调整驱动信号，并发送给下位线切割机；所述加工步骤和反馈步骤反复进行，直至加工结束；结束步骤，下位线切割机通过所述线切割机控制系统发送结束信号至上位控制计算机，上位控制计算机回复确认信号，结束加工过程。
8.如权利要求7所述的线切割机控制方法，其特征在于，所述加工步骤包括接受来自上位控制计算机的图形文件并处理加工工件该图形文件；结合加工处理装置提供的控制加工工件的过程的信息根据图形处理装置处理的图形文件产生线切割机驱动电机的驱动算法；根据反馈信号产生线切割机驱动电机进给量；根据所述进给量采用所述驱动算法产生一驱动信号；采用该驱动信号驱动下位线切割机。
9.如权利要求8所述的线切割机控制方法，其特征在于，所述反馈步骤包括接收下位线切割机的当前工作参数；通过数模转换，根据下位线切割机的当前工作参数产生反馈信号；根据反馈信号调整线切割机驱动电机进给量；根据调整后的进给量采用驱动算法产生一驱动信号；采用该驱动信号驱动下位线切割机。
10.如权利要求9所述的线切割机控制方法，其特征在于，所述方法还包括产生人机交互界面；保存来自上位控制计算机的加工参数、来自下位线切割机的工作参数以及所述处理器产生的驱动算法、进给量和驱动信号。
全文摘要
本发明揭示了一种线切割机控制系统，连接到上位控制计算机以及下位线切割机，线切割机控制系统包括第一接口，用于与上位控制计算机进行通信；第二接口，用于与下位线切割机进行通信；处理器，连接到第一接口和第二接口，获取下位线切割机的工作参数并传递给上位控制计算机，从上位控制计算机接收加工参数并根据所述加工参数产生驱动信号驱动下位线切割机，其中，处理器包括驱动算法产生电路，根据上位控制计算机的加工参数确定一驱动算法；采样电路，采样下位线切割机的当前工作参数产生一进给量；驱动信号产生电路，连接驱动算法产生电路和采样电路，根据进给量采用驱动算法产生一驱动信号；电源模块，向上述组件提供电源。
文档编号B23H7/06GK101062527SQ20061002630
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者杨超翔 申请人:上海大量电子设备有限公司