折弯机数控系统的制作方法

本实用新型属于工业控制技术领域，更具体地说，它涉及一种折弯机数控系统。

背景技术：

板材折弯成型因其模具的通用性好、工艺简单、应用范围广，在钣金加工中得到了非常广泛的应用，如在机床电器、家电行业、机械、建筑等制造行业中都使用大量的板材折弯件，数控机床是电子信息技术和传统机床技术相融合的机电一体化产品，特别适合加工复杂形成的工件，金属板材折弯是工件加工中最复杂的过程之一，在普通折弯机上，需要相当长的调整时间，才能生产出良好的工件，数控折弯机可以根据角度自动计算机械位置，降低操作难度，大大缩短调整时间，提高工件质量。尽管近年来数控折弯行业有了很大的发展，但是仍然存在许多不足和缺陷，一般现存的折弯机都是通过设定的固定程序来操作，没有控制系统对其控制，造成加工精度不高的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种折弯机数控系统，具有编程方便，控制精确、数据处理速度快等特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种折弯机数控系统，包括DSP数控模块和ARM显控终端；其中，所述DSP数控模块包括DSP处理器、A/D模块、D/A模块、数字信号I/O模块、码盘信号调整模块以及第一RS232接口电路；所述A/D模块、D/A模块、数字信号I/O模块、码盘信号调整模块以及第一RS232接口电路均与DSP处理器耦接；

所述ARM显控终端包括ARM处理电路、RGB转LVDS电路、第二RS232接口电路、数据存储电路以及触摸屏；所述以太网接口电路、RGB转LVDS电路、第二RS232接口电路以及数据存储电路均与ARM处理电路耦接；所述触摸屏与RGB转LVDS电路耦接；

所述第一RS232接口电路还与第二RS232接口电路耦接。

优选地，所述RGB转LVDS电路包括依次耦接的降压滤波电路、LVDS平板显示器数据发送器、滤波电路以及触摸屏接口；所述LVDS平板显示器数据发送器的芯片型号为DTC34LM85AL。

优选地，所述降压滤波电路由若干压敏电阻集成，所述压敏电阻的型号为AVRC18S05Q015100R。

优选地，所述滤波电路采用共模滤波器，其芯片型号为TCM2010-101-4P。

优选地，所述A/D模块与DSP处理器之间耦接有RC低通滤波电路。

优选地，还包括切断保护电路，所述切断保护电路包括：

模拟开关，耦接于降压滤波电路的输出端；

电压检测电路，耦接于降压滤波电路与RGB信号输入接口之间，用于检测RGB信号输入接口的输入电压，并生成相应的电压检测信号；

比较电路，耦接于电压检测电路，用于将所述电压检测信号与预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的比较信号；

计数电路，耦接于比较电路，用于接收并响应于所述比较信号进行计数，并在计满预定次数后输出计时信号；

控制电路，耦接于计数电路和模拟开关，用于接收并响应于所述计时信号控制所述模拟开关进行通道切换。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过以上技术方案，利用DSP数控模块和ARM显控终端共同构成针对于折弯机的控制器，一方面，可方便工作人员直接在ARM显控终端上进行编程控制操作，以及查看折弯机的实时状态参数，另一方面，DSP数控模块具有数据处理速度快的特点，因而能够更加迅速、准确地对折弯机进行控制。

附图说明

图1为实施例1中折弯机数控系统的整体系统图；

图2为实施例1中DSP数控模块的模块图；

图3为实施例1中基准电压提供电路；

图4为实施例1中A/D模块的电路图；

图5为实施例1中RC低通滤波器的电路图；

图6为实施例1中码盘信号调整模块的电路图；

图7为实施例1中D/A模块的电路图；

图8为实施例1中ARM显控终端的模块图；

图9为实施例1中降压滤波电路的电路图；

图10为实施例2中切断保护电路的电路图。

附图标记：100、基准电压提供电路；200、A/D模块；300、RC低通滤波器；400、码盘信号调整模块；500、D/A模块；600、降压滤波电路。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例1：

参照图1，一种折弯机数控系统，包括DSP数控模块和ARM显控终端；其中，DSP数控模块主要用于向折弯机输入相应的模拟信号，以对折弯机进行直接控制，以及从折弯机接收各类反馈信号。ARM显控终端用于从DSP数控模块接收各类反馈信号（通过RS232接口电路进行通讯），并予以显示，以及供操作用户进行相应的编程控制和操作。

下面，对DSP数控模块、ARM显控终端的具体电路，并结合折弯机的工作模式进行详细介绍。

参照图2，DSP数控模块包括DSP处理器、A/D模块200、D/A模块500、数字信号I/O模块、码盘信号调整模块400以及第一RS232接口电路。

参照图3、图4、图5，A/D模块200主要用于将折弯机反馈回来的各类模拟信号进行A/D转换，然后将转换后的数据传输至DSP处理器。图3所示的是基准电压提供电路100，用于提供稳定的-10V参考电压。参照图5，A/D模块200与DSP处理器之间耦接有RC低通滤波器300，进而保证A/D模块200输出的数字量信号的稳定性。

码盘信号调整模块400的电路如图6所示，码盘信号经过转换后输出VDAC1、VDAC2信号至DSP处理器。

D/A模块500的电路图如图7所示，其采用DAC7718芯片集成，具有转换精度高、转换速度快的特点。

机床的主压力通过系统其中一路模拟量输出端口（通过D/A模块500转换）输出0~10V的电压量再通过外置的放大器转换为电流量来控制比例压力阀，从而实现压力控制。

机床可以配置有相应的补偿，当配置补偿时，补偿有两种方式：一为液压补偿，原理类似压力控制，输出0~10V的电压量通过外置的放大器转换为电流量，来控制比例阀。另外一种是机械补偿，通过两路数字量输出“机械补偿正转”和“机械补偿反转”（在系统机床参数的I/O配置-输出里面配置）来控制机械补偿电机的正反向运转（开关信号控制），从而达到补偿效果，同时一路模拟量输入接口外接电位计，实时反馈补偿位置（模拟信号反馈）。

参照图8，ARM显控终端包括ARM处理电路、RGB转LVDS电路、第二RS232接口电路、数据存储电路以及触摸屏。

RGB转LVDS电路采用LVDS平板显示器数据发送器，芯片型号为DTC34LM85AL。其通过降压滤波电路600与ARM处理电路耦接，以接收RGB信号，并将RGB信号转换为LVDS信号。其中，参照图9，降压滤波电路600由若干压敏电阻集成，压敏电阻的型号为AVRC18S05Q015100R。滤波降压电路的作用是，当RGB信号的输入电压过大时，使得压敏电阻的阻值降低，对输入电压进行分流，进而对后方电路进行保护。

数据存储电路采用SD卡接口电路，操作用户可插入SD卡进行数据存储、拷贝。

触摸屏连接在显示屏接口上以接收LVDS信号，显示屏接口与RGB转LVDS电路之间设置有滤波电路，滤波电路采用共模滤波器，其芯片型号为TCM2010-101-4P。

本实施例中，系统有4种工况状态：编程，手动，半自动和自动。屏幕右上角为信息提示框，在不同模式下不同操作时会有相应的信息提示或者报警提示。

编程模式：系统开机时处于编辑产品页面，并且处于编程模式。在该模式下用户可进行产品，模具和机床参数的编辑。此时机床不能动作。

手动模式：机床调试时常用模式，用户可操作某个轴单独运行，以下以手动移动X轴为例，按“手动”键，进入手动页面。点击“X”，选择X轴，按“+”或“++”，X轴将往加计数方向（后）运行，按“—”或“——”将往减计数方向（前）运行，“++”和“——”为快速，“+”和“—”为慢速。速度大小由轴参数决定。当轴当前值超过最小极限值时，轴将不能朝减计数方向移动，但可以朝加计数方向移动。当轴当前值超过最大极限值时，轴将不能朝加计数方向移动，但可以朝减计数方向移动。伺服轴X轴和R轴手动只能单轴操作，不能同时移动两个或两个以上的伺服轴。滑块手动操作使用外部的脚踏开关。踩“脚踏下”时，滑块慢下，踩“脚踏上”时，滑块返程。滑块下行为减计数方向，上行为加计数方向。

自动模式：机床正常工作时状态。当编好产品后，系统从编程模式切换到自动模式时，页面出现安全对话信息；确认油泵、模具等外部信息无误后，点击“确认”键，系统进入“自动”模式页面；按“启动”键，各伺服轴（包括机械补偿轴）将自动定位到目标值，所以轴到位后踩下“脚踏下”开关，滑块开始下行（大致分快下，慢下和返程阶段），第一个折弯结束后，工步自动转换，页面自动切换到第二个弯头，等待第二次的脚踏开关信号。如此直到最后一个弯头折完，页面又切换到第一个弯头页面，一个产品才算折弯结束。

半自动模式：操作同自动模式，只是系统一直运行在当前弯头页面，折弯结束后，工步不转换。

在编程模式中，需要对系统设定的相关参数包括：

产品编号：一个产品的编号，可数字或字母，产品保存、调用或删除时使用。

步序分子：显示当前第几个折弯，单个产品最多“n”个折弯。

步序分母：显示当前产品的总折弯数，单个产品最多n个折弯。

上模：产品的上模编号，可数字或字母。

下模：产品的下模编号，可数字或字母。

材料：板材材料，铁、铝和不锈钢，默认对应的抗拉强度分别为42、25和72Kg/mm²。

抗拉强度：材料的抗拉强度，单位Kg/mm²。可根据材料选择时自动显示，也可根据实际人工输入或者修改。

板厚：板材厚度，数值范围0~99.99，单位毫米。

板长：折弯板长的长度，数值范围0~9999.99，单位毫米。

角度编程值：工件折弯角度。

角度校正值：工件实际折弯角度。

Y1/Y2编程值：滑块高度的编程值，系统根据上模、下模、板厚和材料等数据自动计算。

Y1/Y2当前值：通过光栅尺实时反馈滑块高度的当前位置值。

Y1/Y2校正值：滑块高度的校正值，系统可根据角度校正值自动计算，也可根据实际情况人为输入修改。

X编程值：后挡料X轴编程值，数值范围0~9999.99，单位毫米。可选择绝对值编程或相对值编程。绝对值是以上下合模时的中心线为零位置。

X当前值：通过伺服编码器实时反馈X轴的当前位置。

X校正值：X轴的校正尺寸，用于X轴实际位置与当前值不符时调整。

R编程值：后挡料R轴编程值，数值范围0~9999.99，单位毫米。可选择绝对值编程或相对值

编程。绝对值是以下工作台面为零位置。

R当前值：通过伺服编码器实时反馈显示R轴的当前位置。

R校正值：R轴的校正尺寸，用于R轴实际位置与当前值不符时调整。

压力：折弯压力，单位吨。该值由系统自动计算，也可人为输入。

补偿：工作台补偿量，该值由系统自动计算，也可人为输入。

单步循环：当前折弯重复的次数，数值范围1~99。在自动模式下起作用。

开启高度：也称上死点，指滑块返程时停止的位置值，该值系统自动计算也可人为输入修改。

转速点：滑块由快下转慢下时的位置值，该值系统自动计算也可人为输入修改。

夹紧点：滑块进入慢下后，刚触碰到板料时的位置，该值系统自动计算也可人为输入修改。

退让方式/距离：滑块到达夹紧点时，可选择后挡料是否退让。退让方式分为“同时”或者“到达”“同时”指X轴退让和滑块下行同时进行，“到位”指X轴退让时，滑块停止不动，退让到位后，滑块再继续下行。

保压时间：滑块在下死点保持压力的时间，单位秒。该数值由系统自动计算也可人工输入。

计件分子：当前折弯产品数量。

计件分母：产品目标数量。

轴启动：指滑块折弯结束时工步转换后，各伺服轴的定位时机。有3种方式，上死点，滑块返程到上死点后定位；下死点，折弯结束后开始返程时就定位；外部启动，滑块返程到上死点后，踩“脚踏下”开关时再定位。

CR：大圆弧折弯次数，折弯大圆弧时使用，数值范围1~99。RI大圆弧折弯半径，折弯大圆弧时使用，数值范围0~9999.99，单位毫米。

编新产品：编辑新产品，将当前页面的有关数据清空，准备开始编辑新产品数据。

加一弯头：增加一个折弯，同时将当前弯头的数据复制到新的弯头，总弯头个数增加一。

减一弯头：减少一个折弯，总弯头数减一。

前一弯头：翻页至前一个弯头数据。

后一弯头：翻页至后一个弯头数据。

保存：产品数据编辑正确完整后，设定一个产品编号保存。

用户0：操作权限。

根据以上内容，编辑一个完整的产品至少需要输入：上模、下模、材料、板厚、板长、抗拉强度、角度、X轴编程值、R轴编程值、压力和补偿。其中抗拉强度、R轴编程值、压力和补偿由系统自动计算也可根据实际情况人为输入或修改。另外的单步循环、开启高度、转速点、夹紧点、退让方式及距离、保压时间、计件和轴启动也由系统自动计算并可人为输入修改。

以下举例编一个3个弯头的产品。在编程页面，点击“编新产品”，清空当前页面数值。输入相关数值：上模、下模、材料、板厚、板长、抗拉强度、角度、X轴编程值、R轴编程值、压力和补偿。点击“加一弯头”，弯头数增加为2，“当前弯头”显示第2弯头，开始编辑第二个弯头，输入相关数据，此处输入角度100°，X轴编程值300.00，第二个弯头编辑完成。再点击“加一弯头”，弯头数增加为3，“当前弯头”显示第3弯头，开始编辑第三个弯头，输入相关数据，此处输入角度120°，X轴编程值400.00，第三个弯头编辑完成。此时切换到“半自动”或者“自动”状态，便可以正常生产了，也可以输入一个产品号，点击“保存”，来保存产品。产品编辑时有两种编程方式，数据编程和图形编程，上述编程为数据编程，图形编程主要根据成品外形输入长度（外形包边长度），角度及其它信息，同时生成相应的图形信息，在半自动或自动模式下运行时，根据折弯顺序同步显示。

实施例2：

参照图7，基于实施例1的一种折弯机数控系统，其与实施例1的区别在于，还包括切断保护电路，切断保护电路包括模拟开关、电压检测电路、比较电路、计数电路以及控制电路。

参照图2，模拟开关的信号通道的一端耦接于滤波降压电路的输出端（一个通道对应滤波降压电路的一个信号引脚），由于RGB信号线路比较多，模拟开关可采用多个，例如多个8通道的单刀单掷模拟开关。

电压检测电路耦接于降压滤波电路600与ARM处理电路（RGM输出口）之间，用于检测RGB信号的输入电压，并生成相应的电压检测信号Vc；

比较电路包括电压比较器和基准电路，电压比较器的同相端耦接于电压检测电路的输出端以接收电压检测信号Vc，反相端耦接于基准电路，以接收预设值。如此，电压比较器将电压检测信号与预设值进行比较，并根据比较结果输出相应的比较信号Vp。比较电路的工作原理是，当RGB信号的输入电压高于预设值时，即电压检测信号Vc高于预设值，电压比较器输出高电平的比较信号Vp；反之，电压比较器输出低电平的比较信号Vp。

计数电路耦接于比较电路以接收比较信号Vp。本实施例中，计数电路可采用触发器集成，也可直接利用单片机来实现。计数电路的工作原理是，当计数电路接收到高电平的比较信号Vp时，则计一次数，当计满预定次数后输出计时信号Vj。计时信号Vj输入到控制电路，控制电路可采用单片机或其它的控制芯片实现；当控制电路接收到计时信号Vj后，立即向所有模拟开关的控制端发送切换信号，以控制所有模拟开关的信号通道断开。