一种自动手动两用机床控制系统的制作方法

本发明涉及绝大部分金属车床和木工车床的机械加工制造设备领域，具体涉及一种自动手动两用机床控制系统。

技术背景

传统机床在我国占有相当大的数量，随着我国工业技术的不断进步，这些机床开始被新型数控机床以及其他制造技术代替，由于机床中的最常见的一类----车床操作难度相对较低，而传统机床通常是一人一台机器的形式进行，耗费大量人工，导致机加工成本增加，而此类车床，在我国又占有相当大的数量，一次性全部淘汰几乎不可能，并且，数控车床在价格上远高于传统车床，而对于绝大多数中小企业来讲，更换新设备不太现实，而传统机床又会产生较大的人工成本。。

技术实现要素：

本发明提供一种自动手动两用机床控制系统，是在原有车床的基础上，加装一系列传感器和单片机控制，组成一个闭环负反馈系统，从而以极低的成本投入而实现了车床的自动进刀，自动退刀，伺服换刀等工作过程，可以实现智能化半自动加工，节约人工成本。

采用的技术方案：

一种自动手动两用机床控制系统，包括刀架加装电动推杆机构、多个传感器、多个步进电机、控制器、离合装置，其特征在于：所述的多个传感器包括光栅尺、激光定位、人体感应传感器，这些传感器分别与单片机输入部分连接，用来动态监测工件尺寸以及刀具的定位；

所述的电动推杆机构加装在传统机床的刀架上，采用高精度的第一步进电机带动推杆控制进刀与退刀，实现自动更换刀具；

所述的离合装置，包括离合器、第二步进电机、滑块、导轨、离合把手，滑块与导轨匹配配合，滑块的末端连接有弹簧，离合把手与滑块固定连接，第二步进电机装配在离合把手上，其输出轴连接离合器的离合器片B，离合器的离合器片A在弹簧的弹力作用下与离合器片B接合，在拉动离合把手时，可将离合器片A与离合器片B分离，离合器片A与离合装置的输出轴连接；离合装置的输出轴连接车床主体，与车床的大小刀架手柄通过同步带连接；

所述的控制器，包括主控电路板、人机界面板、CAN总线、主控电路板与人机界面板之间通过CAN总线进行双向信号传输，所述的主控电路板包括24路光电隔离输入模块、并入串出芯片组、主控板单片机、串入并出芯片组、24路光电隔离输出模块主控板CAN总线光电隔离模块、主控板CAN总线接口、主控板系统电源模块，所述的人机界面板包括液晶显示模块、人机界面板单片机、包含键盘接口和辅助芯片的矩阵键盘接口电路、人机界面板CAN总线光电隔离模块、人机界面板CAN总线接口、人机界面板系统电源模块；主控电路板与多个步进电机和传感器电连接；

所述的主控板单片机的型号是arduino2560

所述的主控电路板上并入串出芯片组的型号是74HC165或74LS165。

所述的主控电路板上串入并出芯片组的型号是74HC595。

所述的人机界面板上辅助芯片的型号是ULN2803A。

所述的液晶显示模块的型号是OCMJ4X12B。

通过建立单片机程序加工工件数据库，提前编写针对某一类加工标准系列尺寸，开发操作程序界面，方便在加工时调用。

单片机采用51单片机，程序方便写入、方便升级、方便维护。

刀架加装电动推杆机构，实现自动更换刀具。

光栅尺测量毛坯料尺寸，根据毛坯料尺寸数据，自动选择进给量与刀具选择。

加工完成时自动报警提示。

手动模式与自动模式一键切换，本套装置完全采用高精度步进电机控制进刀与退刀，传动方式采用高精度同步带实现传动，安全可靠，手动模式与智能模式之间的转换采用一键离合切换，从而实现了人工模式和自动模式的快速切换。

其优点在于：

1.通过单片机控制步进电机运动，通过传感器动态监测零部件尺寸来实现自动化操作。

2.不改变原有车床主体，以非常经济的方式实现自动化过程，极大的节约改造成本。

3.换刀具采用伺服电动推杆，可实现准确可靠更换刀具。

4.一键离合装置，可实现自动与手动模式的快速切换。

附图说明

图1为车床加装步进电机与伺服示意图。

图2为离合装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明未述及的零部件，均系现有技术或标准产品，不再赘述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

一种自动手动两用机床控制系统，包括刀架加装电动推杆机构、多个传感器、多个步进电机、控制器、离合装置，其特征在于：所述的多个传感器包括光栅尺、激光定位、人体感应传感器，这些传感器分别与单片机输入部分连接，用来动态监测工件尺寸以及刀具的定位；

所述的电动推杆机构加装在传统机床的刀架上，采用高精度的第一步进电机带动推杆控制进刀与退刀，实现自动更换刀具；

所述的离合装置，包括离合器、第二步进电机、滑块、导轨、离合把手，滑块与导轨匹配配合，滑块的末端连接有弹簧，离合把手与滑块固定连接，第二步进电机装配在离合把手上，其输出轴连接离合器的离合器片B，离合器的离合器片A在弹簧的弹力作用下与离合器片B接合，在拉动离合把手时，可将离合器片A与离合器片B分离，离合器片A与离合装置的输出轴连接；离合装置的输出轴连接车床主体，与车床的大小刀架手柄通过同步带连接；

所述的控制器，包括主控电路板、人机界面板、CAN总线、主控电路板与人机界面板之间通过CAN总线进行双向信号传输，所述的主控电路板包括24路光电隔离输入模块、并入串出芯片组、主控板单片机、串入并出芯片组、24路光电隔离输出模块主控板CAN总线光电隔离模块、主控板CAN总线接口、主控板系统电源模块，所述的人机界面板包括液晶显示模块、人机界面板单片机、包含键盘接口和辅助芯片的矩阵键盘接口电路、人机界面板CAN总线光电隔离模块、人机界面板CAN总线接口、人机界面板系统电源模块；主控电路板与多个步进电机和传感器电连接。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明的创造宗旨的情况下，不经创造者的允许设计出与该技术方案相似的结构方案与实施例，均应属于本发明的保护范围。