用于教学的数控车床控制系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种用于教学的数控车床控制系统。


背景技术：

[0002]
我国是一个制造业大国，但数控技术的水平还不是很高，跟欧美、日本还有很大的差距，这严重制约着我国制造业水平的提高。我国现在面临着制造业产业结构的调整和升级，也面临几百万台旧式机床的改造，嵌入式系统的不断普及应用，可为数控技术提供一种灵活方便、能在工业环境长期稳定可靠工作的微小型廉价的控制系统。目前，嵌入式系统的推广应用已经成为潮流，也成为中、低档数控系统的发展趋势。数控车床作为使用最多、功能相对简单的机床种类，非常适合采用嵌入式系统。在自制设备过程中依托数控机床，融入嵌入式技术让参与学生学习和了解嵌入式系统的特点，对学生动手能力，知识面的拓展，综合能力的提高，具有明显的促进作用；在教学中，加入自制设备的展示，会启发更多的学生，了解数控机床的控制形式是多样的，加深学生对嵌入式系统的了解。
[0003]
国外嵌入式设备的种类有很多，应用起步较早，从生活家居到工业领域，特别是人工智能领域，广泛应用嵌入式小型系统。进入本世纪以来，生活家居的智能设备层出不穷，当今随着芯片技术的发展，嵌入式微处理器正成为后pc 时代的主流，并向高速、智能化的方向发展，其在功能、结构、接口、通信等方面都具有优越性，这些优越性都很好的满足了现代数控的发展需求。90年代末，随着嵌入式li nux、ucos等开源嵌入式操作系统的出现，更是为嵌入式系统在现代数控上面的应用提供了广阔的天地。但是目前国内外基于嵌入式系统的数控开发刚处于起步阶段，大多是针对具体数控应用需求而定制开发的，而且嵌入式系统存在资源有限性、平台相关性等特点。这使得数控系统开发难度大，周期长，系统的可重构性不高。
[0004]
现今，数控机床教学过程中，学生学习的都是欧美的主流数控系统，面对技术发展完善的国外产品，学生学习过程中只能是通过记系统参数，提高熟练度来提升自己的技能，知识体系都是零碎分散的。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种用于教学的数控车床控制系统。
[0006]
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种用于教学的数控车床控制系统，其特征在于：包括嵌入式控制数据采集系统、plc控制器以及工控机，所述嵌入式控制数据采集系统采集机床外围温度和噪声数据，并与工控机通讯驱动两个伺服电机运动，所述工控机与所述plc控制器通讯。
[0007]
优选地，所述plc控制器采用西门子s1500plc控制器。
[0008]
本实用新型的有益效果是:通过自制本设备的过程，让学生把原有知识重新整合，
明白控制的基本原理以及方法。所以使用嵌入式平台开发数控系统进行试验和教学对于学生都有指导意义。
附图说明
[0009]
图1是本实用新型的原理图；
[0010]
图2是本实用新型中冷却电路原理图；
[0011]
图3是本实用新型中plc控制器原理图；
[0012]
图4是本实用新型中伺服驱动器原理图；
[0013]
图5是本实用新型中x轴电机和y轴电机的电路原理图。
具体实施方式
[0014]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器或特征与其他器或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器被倒置，则描述为“在其他器或构造上方”或“在其他器或构造之上”的器之后将被定位为“在其他器或构造下方”或“在其他器或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0015]
如图1-图5所示，一种用于教学的数控车床控制系统，包括嵌入式控制数据采集系统、plc控制器以及工控机，所述嵌入式控制数据采集系统采集机床外围温度和噪声数据，并与工控机通讯驱动两个伺服电机运动，所述工控机与所述plc控制器通讯。嵌入式控制数据采集系统发控制信号给两台伺服驱动器，控制车床x轴和z轴电机进行运动，上位机显示用研华工控机；用西门子plc 代替传统机床的plc的控制功能，工控机与西门子plc互相通讯。
[0016]
所述plc控制器采用西门子s1500plc控制器。如图2和图3所示，plc控制器控制冷却电路和润滑电路工作。
[0017]
装有嵌入式系统的控制板驱动两台伺服驱动器，采用品牌汇川的伺服驱动器(支持canopen协议)两台；嵌入式系统和两台伺服驱动通过canopen协议通讯；外围plc电路的控制通过西门子s1500plc，并且使用研华上位机显示。
[0018]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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