专利名称：多套数控系统控制组合机床的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数控系统技术领域，尤其是用于数控机床的控制装置。
技术背景传统的数控机床，如数控车床，通常采用单数控系统控制一个刀架进给，而对于长 杆件两端需要加工的零件通常需要两次装夹换边才能够完成两端加工。在此环境下，本申 请人秉持着研究创新、精益求精之精神，利用其专业眼光和专业知识，研究出一种应用范围 广，符合产业利用的多套数控系统协调控制设备的控制装置
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多套数控系统控制组合机床的装置。为此，本实用新型采用如下技术方案多套数控系统控制组合机床的装置，包括至少两套数控系统，两套数控系统的输 出各自连接有相应的负载，而两套数控系统的输入均通过输入输出接口(I/O 口)连接到一 分线盘上，分线盘连接控制单元；数控系统之间设定其一为主控制系统。所述数控系统为交流伺服数控系统。所述组合机床为一双驱动组合数控车床，车床上设有两套FANUC 01 MATE TC数控 系统，两套数控系统分别对不同刀架控制，两套数控系统的输入均通过输入输出接口(I/O 口)连接到一分线盘上，分线盘连接控制单元，控制单元分设左右控制单元；两套数控系统 中设定其一承担伺服主轴控制，且承担伺服主轴控制的数控系统接有一体化伺服放大器， 一体化伺服放大器连接该数控系统所控制之刀架的伺服电机、主轴伺服电机以及连接刀架 伺服电机编码器、主轴电机编码器和主轴位置编码器，一体化伺服放大器输出端还通过接 口连接到另一数控系统上，另一数控系统则连接多个独立的伺服放大器分别控制所对应刀 架上的伺服电机。本实用新型实现多套数控系统联合控制组合数控机床，提高数控机床的工作效 率，且易操作、易控制，生产精度高，运行可靠、故障率低；同用一套伺服系统控制的方案相 比，价格较低，速度更快，这是因为采用两套数控系统，系统的插补等计算是由二个CPU承 担，当然比一个CPU承担要快，性价比高，有效地促进数控行业发展。本实用新型提供的采用两套FANUC 01 MATE TC(交流伺服)数控系统控制一台组 合数控车床的控制装置，其结构简单，具有良好地协调性和兼容性，两套数控系统是通过1/ 0 口连接，加上两套数控系统编写相应控制处理程序，即可使两套FANUC 01 MATE TC数控系 统分别都能实现对同一个伺服主轴的控制。
附图1为本实用新型其一实施例之数控系统间连接示意图；附图2为图1之实施例的两套数控系统协调控制辅助功能指令执行逻辑流程图；[0012]附图3为图1之实施例的两套数控系统对一伺服主轴控制逻辑图。
具体实施方式
本实用新型提供的多套数控系统协调控制组合机床的装置，包括至少两套数控系 统，两套数控系统的输出各自连接有相应的负载，而两套数控系统的输入均通过输入输出 接口(I/O 口)连接到一分线盘上，分线盘连接控制单元；数控系统之间设定其一为主控制 系统；数控系统为交流伺服数控系统。实施例为了使审查委员能对本实用新型之目的、特征及功能有更进一步了解，兹举较佳 实施例并配合图式详细说明如下请先参阅图1、图2及图3，系为本实用新型之较佳实施例的结构示意图，该组合机 床为一双驱动组合数控车床，车床上设有两套FANUC 01 MATE TC数控系统，记为左数控系 统10、右数控系统20 ；两套数控系统分别对左右刀架控制，两套数控系统的输入分别通过 输入输出接口 3、4连接到一分线盘5上，分线盘连接控制单元，控制单元分设左右控制单 元；两套数控系统中，左数控系统10承担伺服主轴控制，采用一体化伺服放大器6连接在左 数控系统10的输出端，一体化伺服放大器6连接左数控系统10所控制之刀架的X、Z电机 以及主轴伺服电机，还连接X、Z、主轴电机编码器和主轴位置编码器。右数控系统20不直 接控制主轴故不配置主轴放大器，它连接两个独立的伺服放大器分别控制右边刀架的X、Z 轴伺服电机；右边的X、Z轴伺服电机编码器分别连接在右边的X、Z轴伺服放大器上。主轴 编码器通过同步带轮连接到主轴上，传递主轴运动状态和位置状态，它的信号分别要传送 到左数控系统10和右数控系统20，左边是通过一体化伺服放大器的JYA3端子输入左数控 系统10，右边是直接通过右数控系统20的JA7A端子输入。左、右数控系统10、20的工作状态相互监测是通过左右I/O 口 3、4互相连接传递 信息实现，左右数控系统10、20根据不同加工工艺要求执行相应加工指令，根据相互传递 的指令信息进行相应的协调控制。FANUC数控系统的控制系统主要由数控系统、PMC程序、输入输出接口、机床等部 分组成。机床操作面板上的按键信号(如机床工作模式的设定、进给倍率的设定、进给轴 的选择等信号)都是通过I/O的X地址输入到PMC的，而机床的工作状态和某些控制信号 (如机床操作面板的按键上的指示灯、冷却泵的开启、主轴的夹紧松开、润滑油是否缺乏、刀 架是否锁定等信号)都是由PMC通过I/O的Y地址输出到机床的；这些输入、输出信号的控 制全由PMC程序实现。PMC程序读取X地址输入信号通过逻辑运算驱动数控系统中不同G 地址，使数控系统实现对机床不同工作要求的控制。数控系统的工作状态通过F地址将信 号反馈输出作为PMC的输入信号，以供PMC掌握数控系统的当前工作状态，以备PMC进行下 一步控制，同时PMC可将数控系统的工作状态通过I/O 口的Y地址输出驱动有关指示灯供 机床操作者掌握或者驱动有关的外部设备，以协调数控系统的控制(如启动冷却泵，控制 换刀机构等)。图2所示，左右两套数控系统10、20可根据长杆零件左右两端的加工工艺要求，既 可以同时段进行加工，也可以分时段进行加工，这是通过机床操作面板设计了一个左侧、右 侧或两侧加工输入开关来实现这一功能选择。[0020]根据加工工艺要求选择左侧或右侧进行加工时，该侧不进行另一侧加工指令、信 息的读取分析，按照只有左或右侧一套数控系统的模式进行数控加工。左右两端都需要进行加工时，左右两套数控系统10、20都要参入加工，加工选择 开关需要设置到两侧加工模式位置，两边数控系统加工程序必须执行相应的协调加工指 令，这些指令执行状态的信息通过相互的I/O 口 3、4传递，左右数控系统根据这些信息实现 左加工、右等待，右加工、左等待，左右同时加工等工作模式。具体辅助指令执行流程图见图 2，根据此流程图编写左、右数控系统中的PMC程序实现左右两套数控系统协调控制功能。M指令为辅助功能指令，由PMC程序定义其功能，本实施例中设计M40为左右相互 等待指令，当左边CNC(数控系统)执行了 M40指令，左边的PMC程序从左边的CNC获取了 M40指令信号(通过左边相应的F地址获取)，此时左边的PMC要等待右边的PMC获取右边 的CNC也执行了 M40指令，此后左边的PMC再通过相应的G地址信号通知左边的CNC继续 执行M40指令的下一条指令，否则左边的CNC就停止执行加工指令直到右边的CNC执行了 M40指令(如果右边的CNC先执行了 M40指令而左边的CNC暂未执行M40指令，右边CNC同 样要等待左边CNC执行M40指令的到来才能执行下面的指令)。左右PMC相互传递M指令 信号的途径是通过彼此的I/O 口即相应的Y、X地址。X、Y地址只分配给机床操作按键和驱 动负载用，而用两套数控系统控制一台数控车床时，M指令信号的相互传递就要按照图1的 连接来实现，即将左边I/O 口的部分Y地址引脚连接到右边I/O的X地址引脚，右边I/O 口 的部分Y地址引脚连接到左边I/O的X地址引脚，作为左右数控系统各执行M指令时信号 的相互传递通道。同M40指令一样，M41等指令的实现也是通过编写的PMC程序来完成。M41指令的 功能是当左边执行了 M41指令、右边执行了 M42指令时右端进行加工而左边进入等待，直 到右边执行了 M43指令后才解除左边M41指令的等待状态，两端进入同时加工。其它M指 令的功能见图2，它们都是由编写的PMC程序实现其特定功能，这里分析省略。图1、3所示，两套数控系统10、20对一个伺服主轴控制时，硬件上只能由其中一套 系统连接主轴，由该套系统控制主轴，即数控系统之间设定其一为主控制系统。当用两套数 控系统分别控制左右刀架插补进给进行加工时，它们必须都能控制主轴，而没有连接主轴 的数控系统又无法直接控制主轴，解决此矛盾的方法是按照图3的原理，左右PMC程序都将 各自CNC中的主轴速度大小数值通过F地址取出，右边的PMC将右边的主轴速度大小数值 通过I/O 口传送到左边的PMC中，左边的PMC通过对左或右CNC发出的主轴速度数值进行 运算后，将运算结果传送给左边CNC主轴速度大小控制用寄存器G中，左边的CNC根据寄存 器G中的数值去控制主轴电机速度，这就完成了左右数控系统都能控制主轴电机的功能设 计。当然，以上实施例仅为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的 实施范围，故，凡是依照本实用新型之原理做等效变化或修饰，均应涵盖于本实用新型的保 护范围内。
权利要求多套数控系统控制组合机床的装置，其特征在于包括至少两套数控系统，两套数控系统的输出各自连接有相应的负载，而两套数控系统的输入均通过输入输出接(I/O口)连接到一分线盘上，分线盘连接控制单元；数控系统之间设定其一为主控制系统。
2.根据权利要求1所述的多套数控系统控制组合机床的装置，其特征在于数控系统 为交流伺服数控系统。
3.根据权利要求1所述的多套数控系统控制组合机床的装置，其特征在于所述组合 机床为一双驱动组合数控车床，车床上设有两套数控系统，两套数控系统分别对不同刀架 控制，两套数控系统的输入均通过输入输出接口(I/O 口)连接到一分线盘上，分线盘连接 控制单元，控制单元分设左右控制单元；两套数控系统中设定其一承担伺服主轴控制，且承 担伺服主轴控制的数控系统接有一体化伺服放大器，一体化伺服放大器连接该数控系统所 控制之刀架的伺服电机、主轴伺服电机以及连接刀架伺服电机编码器、主轴电机编码器和 主轴位置编码器，一体化伺服放大器输出端还通过接口连接到另一数控系统上，另一数控 系统则连接多个独立的伺服放大器分别控制所对应刀架上的伺服电机。
4.根据权利要求3所述的多套数控系统控制组合机床的装置，其特征在于两套数控 系统为FANUC 01 MATE TC数控系统。
专利摘要本实用新型涉及数控系统技术领域，尤其是用于数控机床的控制装置。其包括至少两套数控系统，两套数控系统的输出各自连接有相应的负载，而两套数控系统的输入均通过输入输出接口(I/O口)连接到一分线盘上，分线盘连接控制单元；数控系统之间设定其一为主控制系统。本实用新型结构简单，具有良好地协调性和兼容性，两套数控系统是通过I/O口连接，加上两套数控系统编写相应控制处理程序，即可使两套数控系统分别都能实现对同一个伺服主轴的控制；提高数控机床的工作效率，且易操作、易控制，生产精度高，运行可靠、故障率低；同用一套伺服系统控制的方案相比，价格较低，速度更快，性价比高。
文档编号B23Q15/013GK201579650SQ200920263938
公开日2010年9月15日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者朱仕学 申请人:深圳职业技术学院