数控机床智能充电系统的制作方法

本实用新型涉及一种充电系统，特别是一种数控机床智能充电系统。

背景技术：

自上个世纪世界第一台数控机床在美国诞生以来，随着电子信息技术的不断发展，数控机床逐渐进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代。在数控机床的应用中，机床加工精度的高低直接决定机床性能的好坏，而初始坐标点的调整和记忆则显得尤为重要。现在市场上的数控机床多是用一次性电池来负责断电后，机床数据保存的备用电源。这种电池使用寿命短、价格高、不可回收、不能重复使用。公告号为CN205355967U的实用新型专利虽然公开了“用于调试电缆使用的具有无线充电功能的适配器”，但该适配器仅适用于数控机床的调试电缆，并不能解决上述电池使用寿命短、价格高、不可回收、不能重复使用的缺点。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可代替掉目前数控机床中伺服记忆电池的数控机床智能充电系统，并使该充电系统能解决现有技术中存在的电池使用寿命短、价格高、不可回收、不能重复使用的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种数控机床智能充电系统，包括主机、从机，所述的主机包括主机电源、主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块，主机电源的输出端分别与主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块连接，主机单片机控制芯片的输入输出端分别与触摸显示屏、主机无线收发模块的输入输出端连接；所述的从机包括从机电源、从机单片机控制芯片、电池管理IC、从机无线收发模块、充电电池，从机电源的输出端分别与从机单片机控制芯片、电池管理IC、从机无线收发模块连接，从机单片机控制芯片的输入输出端分别与电池管理IC、从机无线收发模块的输入输出端连接，电池管理IC的输入输出端还与充电电池连接；从机无线收发模块与主机无线收发模块之间通过无线通信。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的主机还包括有主机蜂鸣器，该主机蜂鸣器的输入端与主机单片机控制芯片的输出端连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的从机还包括有从机蜂鸣器，该从机蜂鸣器的输入端与从机单片机控制芯片的输出端连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的主机单片机控制芯片采用STM32F103VET6芯片；所述的从机单片机控制芯片采用STM32F103C8T6。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的主机无线收发模块、从机无线收发模块均采用ZIGBEE无线收发模块。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的触摸显示屏为TFT液晶触摸显示屏，屏幕驱动器采用ILI9486芯片。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的主机蜂鸣器、从机蜂鸣器均采用无源蜂鸣器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的主机电源、从机电源均采用5V直流电源。

本实用新型的再进一步技术方案是：所述的充电电池采用6V可充电锂电池。

由于采用上述结构，本实用新型之数控机床智能充电系统与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.可代替掉目前数控机床中伺服记忆电池：

由于本实用新型包括主机、从机，其中主机包括主机电源、主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块；从机包括从机电源、从机单片机控制芯片、电池管理IC、从机无线收发模块、充电电池，电池管理IC的输入输出端与充电电池连接, 从机无线收发模块与主机无线收发模块之间通过无线通信。当外部断电时，本充电系统可通过充电电池给数控机床供电，因此，本实用新型完全可代替掉目前数控机床中伺服记忆电池。

2.可实现持续工作：

由于本实用新型包括主机、从机，其中主机包括主机电源、主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块；从机包括从机电源、从机单片机控制芯片、电池管理IC、从机无线收发模块、充电电池，电池管理IC的输入输出端与充电电池连接, 从机无线收发模块与主机无线收发模块之间通过无线通信。

当外部断电时，充电电池开始给数控机床供电。当外部恢复供电时,数控机床在正常工作时，电池停止给数控机床供电，此时从机中的电池管理IC判断充电电池的电量情况，当充电电池的电量低于充电电压时，外接电源通过从机端给充电电池充电，直到充电电池充满电为止。因此,本实用新型可实现持续工作，从而提高了企业的生产效率。

3.可实现远程监控：

由于本实用新型包括主机、从机，其中主机包括主机电源、主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块；从机包括从机电源、从机单片机控制芯片、电池管理IC、从机无线收发模块、充电电池，电池管理IC的输入输出端与充电电池连接, 从机无线收发模块与主机无线收发模块之间通过无线通信。本实用新型的整个充电过程全部由电池管理IC进行监控，并将实时的数据通过从机无线收发模块传输到主机，监控室的人员可根据主机的触摸显示屏内容得知每台机床的充电电池应用情况。因此，本实用新型可实现远程监控，提高数控机床的智能化管理程度。

4. 可解决电池使用寿命短、价格高、不可回收、不能重复使用的缺点：

由于本实用新型可完全代替掉目前数控机床中伺服记忆电池，而且能实现重复充电持续工作，因此，本发明可解决电池使用寿命短、价格高、不可回收、不能重复使用的缺点，可降低企业在生产过程中的成本，提高企业的生产效率、提高数控机床的智能化程度。

5. 可有效应对车间生产中复杂的环境：

由于本实用新型包括主机、从机，其中主机的主机无线收发模块、从机的从机无线收发模块均采用ZIGBEE无线收发模块，该ZIGBEE无线收发模块为一种近距离、低复杂度、自组织、低功耗的无线接收装置，并且安全性高能够有效抵消掉车间环境中的复杂的电磁波干扰。其本身所具备的短延时、高安全、高容量的特点，能够应对生产环境中的复杂情况，可以有效应对车间生产中复杂的环境。

6. 可进一步完善数控机床的管理：

由于本实用新型可实现数控机床中充电电池的自动充电、自动报警、电量查询、远程关闭的功能，进一步完善了数控机床的管理。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之数控机床智能充电系统的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：实施例一所述本实用新型之数控机床智能充电系统的结构框图，

图2：实施例一所述主机的结构框图，

图3：实施例一所述从机的结构框图，

图4：实施例一中所述的充电过程流程图。

具体实施方式

实施例一：

一种数控机床智能充电系统，包括1台主机、5台从机，其中主机安装在监控室内，5台从机分别安装在各数控机床的电池安装处；每台主机包括主机电源、主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块、主机蜂鸣器，主机电源的输出端分别与主机单片机控制芯片、触摸显示屏、主机无线收发模块连接，主机单片机控制芯片的输入输出端分别与触摸显示屏、主机无线收发模块的输入输出端连接，主机单片机控制芯片的输出端还与主机蜂鸣器的输入端与连接。

每台从机包括从机电源、从机单片机控制芯片、电池管理IC（即电池管理集成电路）、从机无线收发模块、充电电池、从机蜂鸣器，从机电源的输出端分别与从机单片机控制芯片、电池管理IC、从机无线收发模块连接，从机单片机控制芯片的输入输出端分别与电池管理IC、从机无线收发模块的输入输出端连接，电池管理IC的输入输出端还与充电电池连接；从机单片机控制芯片的输出端与从机蜂鸣器的输入端连接；从机无线收发模块与主机无线收发模块之间通过无线通信。该从机通过电池管理IC检测充电电池的各种状态，并将检测到的信息通过从机单片机控制芯片及从机无线收发模块发送给主机，主机根据反馈到的信息判断充电电池状态是否在正常范围内，若有异常则进行报警。

所述的主机单片机控制芯片采用STM32F103VET6芯片；该芯片为100引脚，FLASH为512KB、RAM为64KB\8位定时器，可以准确的接收并处理各从机反馈的信号。

所述的从机单片机控制芯片采用STM32F103C8T6芯片；该芯片为48引脚，FLASH为64KB、RAM为20KB\4位定时器，能够准确测量出电池电压的变化情况。

所述的主机无线收发模块、从机无线收发模块均采用ZIGBEE无线收发模块，该Zigbee无线收发模块为一种近距离、低复杂度、自组织、低功耗的无线接收装置，并且安全性高能够有效抵消掉车间环境中的复杂的电磁波干扰。

所述的触摸显示屏为4寸LED-TFT液晶触摸显示屏，屏幕驱动器采用ILI9486芯片。

所述的主机蜂鸣器、从机蜂鸣器均采用无源蜂鸣器。在因使用时间过长或者其他因素的影响下，导致充电电池损坏，从机的从机单片机控制芯片可根据情况通过蜂鸣器报警，并将信息反馈到主机。

所述的主机电源、从机电源均采用5V直流电源。

所述的充电电池采用6V可充电锂电池。

作为本实施例一的一种变换，所述的从机还可以是1台、2台、3台、4台……n台，n≥1，实际应用以企业具体情况为准。

本实用新型之数控机床智能充电系统的工作原理如下：

首先将从机安装在各数控机床的原伺服记忆电池处，连接好外接电源并开机。再将主机安装在控制室，通电开机检查主机与从机的通信是否正常，通过主机的触摸显示屏对各从机充电电池的充电情况进行设置，如充电时间、欠电压值、充电电压等。

当外部断电时，充电电池开始给数控机床供电。当外部恢复供电时,数控机床在正常工作时，电池停止给数控机床供电，此时从机中的电池管理IC判断充电电池的电量情况，当充电电池的电量低于充电电压时，外接电源给充电电池充电，直到充电电池充满电为止。整个充电过程全部由电池管理IC进行监控，并将实时的数据通过从机无线收发模块传输到主机。因此监控室的人员可根据触摸显示屏内的内容得知每个机床的充电电池应用情况（充电过程流程图参见图4）。

在因使用时间过长或者其他因素的影响下，导致充电电池损坏，从机的从机单片机控制芯片可根据情况通过蜂鸣器报警，并将信息反馈到主机。