專利名稱：五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)控切割機在機械制造領(lǐng)域有著廣泛地運用。但是在需要切割大型零件時，零件的裝夾和校正作業(yè)成本很高。此外，對質(zhì)量的精度的要求也在不斷的提高?，F(xiàn)有的數(shù)控切割機的控制系統(tǒng)復(fù)雜，開發(fā)工作量大，不易使用。

實用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，用于對五軸數(shù)控切割機進(jìn)行控制，所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)包括PC機及PMAC運動控制卡，所述PC機設(shè)有PCI總線插槽，所述PMAC運動控制卡插接于所述PC機的PCI總線插槽中。本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述PC機采用個人計算機或工控機。本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述PMAC運動控制卡還設(shè)有伺服信號轉(zhuǎn)接板。本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述PMAC運動控制卡還設(shè)有I/O接口板。本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)為，所述PMAC運動控制卡還設(shè)有模擬量輸入卡。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)過程不需配高端的數(shù)控系統(tǒng)，用Mach3軟件與·機床連接就能五軸聯(lián)動。對于大多數(shù)加工材料而言，特別是在滿足大型或堅固性方面，金屬材料自然成為合理的選擇。此機床可用于起重機、汽車、摩天大樓、機器人以及懸索橋等由精確加工成型的金屬零部件的切割?；赑C機的開放式數(shù)控系統(tǒng)的核心就是具有開放性的運動控制器。運動控制器是通過對以電機驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)等設(shè)備進(jìn)行運動控制，以實現(xiàn)預(yù)定運動軌跡目標(biāo)的裝置與傳統(tǒng)的數(shù)控裝置相比，運動控制器具有以下特點:(1)技術(shù)更新，功能更加強大，可以實現(xiàn)多種運動軌跡的控制，是傳統(tǒng)數(shù)控裝置的換代產(chǎn)品；(2)結(jié)構(gòu)形式模塊化，可以方便地相互組合，建立適用不同場合、不同功能要求的控制系統(tǒng)；(3)操作簡單，在PC機上經(jīng)簡單編程即可實現(xiàn)運動控制，而不一定需要復(fù)雜的編程語目。

圖1是本實用新型的五軸數(shù)控切割機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明及具體實施方式
對本實用新型進(jìn)一步說明。請參閱圖1至圖2，本實用新型提供了一種五軸數(shù)控切割機10，包括床身11、設(shè)置于床身11的龍門架13、工作臺組件15、安裝于龍門架13的主軸箱17。本實用新型的五軸數(shù)控切割機10通過設(shè)置工作臺組件15及相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)X、Y、Z三個直線運動和Α、C軸兩個旋轉(zhuǎn)運動并可聯(lián)動，并通過設(shè)置于主軸箱17的切割刀具進(jìn)行加工作業(yè)。如圖所示，X軸與Y軸與水平面能水平設(shè)置并相互垂直，形成平面坐標(biāo)系。Z軸垂直于X軸與Y軸并與X軸與Y軸共同構(gòu)成三位坐標(biāo)系。所述床身11水平設(shè)置，龍門架13及工作臺組件15安裝于所述床身11之上。所述龍門架13包括設(shè)置于床身11兩側(cè)的立柱131及連接于兩個立柱131之間的橫梁133。所述龍門架13對應(yīng)設(shè)有Y軸電機22，所述Y軸電機22安裝于床身11并連接于所述龍門架13的立柱131，所述龍門架13在Y軸電機22的驅(qū)動下沿Y軸方向移動。在本實施例中，所述床身11兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌采用線性滾珠導(dǎo)軌。主軸箱17活動連接于龍門架13的橫梁133，并于橫梁133上沿X軸自由移動?？梢岳斫獾氖?，主軸箱17的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有主軸箱相同，可設(shè)置主軸及滑枕等部件，在此不再贅述。在本實施中，五軸數(shù)控切割機10設(shè)置X軸電機21驅(qū)動主軸箱17移動，設(shè)置Y軸電機22驅(qū)動立柱131移動。所述主軸箱17相對于所述橫梁133上下移動，在本實施中，主軸箱17設(shè)有切割刀具及用于驅(qū)動主軸箱17沿Z軸移動的Z軸電機23?？梢岳斫獾氖?，本實用新型的五軸數(shù)控切割機10通過設(shè)置X軸電機21、Υ軸電機22、Ζ軸電機23對切割刀具進(jìn)行沿X軸、Y軸、Z軸方向的驅(qū)動，也可設(shè)置其他驅(qū)動裝置對主軸箱17及設(shè)置主軸箱17上的切割刀具進(jìn)行驅(qū)動。采用定梁式龍門結(jié)構(gòu)具有實際任意的剛度，且不用擔(dān)心質(zhì)量不當(dāng)而影響機床的加速度方面的性能；采用五軸聯(lián)動銑頭相對結(jié)構(gòu)緊湊，在空間上自由度較大。工作臺組件15包括A軸支架151、A軸電機152、A軸轉(zhuǎn)臺153、C軸回轉(zhuǎn)工作臺154、C軸電機155。A軸支架151固定連接于 床身11，A軸電機152安裝于A軸支架151。A軸轉(zhuǎn)臺153連接于A軸電機152并在A軸轉(zhuǎn)臺153驅(qū)動下繞X軸轉(zhuǎn)動。C軸回轉(zhuǎn)工作臺154連接于C軸電機155并在C軸電機155驅(qū)動下繞Z軸轉(zhuǎn)動。在本實施例中，A軸轉(zhuǎn)臺153由雙導(dǎo)程蝸桿驅(qū)動，C軸回轉(zhuǎn)工作臺154由齒輪嚙合驅(qū)動，此結(jié)構(gòu)特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、加工精度高。本實用新型的五軸數(shù)控切割機10設(shè)有五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)包括PC機31、PMAC運動控制卡33。所述數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分采用將運動控制卡插入PC機31的開放式結(jié)構(gòu)。PMAC運動控制卡33直接插在PC機31的PCI總線插槽中，PMAC運動控制卡33與PC機31之間采用總線通訊方式。主機到指定的地址上去尋找PMAC運動控制器，該地址由PMAC的跳線決定。采用PC機31加上位機軟件控制方式，可以大大降低開發(fā)成本。PC機31可采用個人計算機或工控機(Industrial Personal Computer,IPC)，而上位機軟件是一個安裝在電腦上的數(shù)控軟件。本實用新型采用通用工業(yè)PC為系統(tǒng)主機加基于嵌入式PC的運動控制器的兩級控制結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)的信息處理部分與運動控制部分分開，這不僅有利于提高系統(tǒng)的整體性能與可靠性，更有利于提高其開放性。PMAC運動控制卡33設(shè)有伺服信號轉(zhuǎn)接板331、I/O接口板333、模擬量輸入卡335。所述五軸數(shù)控切割機10設(shè)有伺服驅(qū)動器，所述伺服驅(qū)動器連接于所述伺服信號轉(zhuǎn)接板331。所述五軸數(shù)控切割機10還設(shè)有控制面板及Y軸傳感器、Z軸傳感器，I/O接口板333連接于所述控制面板并可用于接收機床電氣恒強信號及Y軸傳感器信號。所述Z軸傳感器發(fā)送Z軸傳感信號至模擬量輸入卡335。在本實施例中，五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)采用Mach3軟件作為上位機軟件。Mach3CNC控制軟件是由美國ArtSoft公司開發(fā)的以Windows為平臺的數(shù)控軟件。軟件使用PC電腦的LPT端口或USB端口作為CNC設(shè)備的輸入與輸出，輸出脈沖與方向信號控制步進(jìn)電機或伺服電機驅(qū)動器。從而實現(xiàn)控制數(shù)控機床。本軟件支持所有國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼。最多控制6軸，能5軸聯(lián)動帶線形插補功能。能實現(xiàn)復(fù)雜零件高精度加工，最高控制精度為0.0001MM。復(fù)雜功能需求時，可用MODBUS裝置控制如刀庫、夾具、及屑料傳送機構(gòu)的控制。簡單的系統(tǒng)用一個并口就能實現(xiàn)，復(fù)雜的兩個并口就行，其外圍開關(guān)點可用VB或C語言來編輯順序輸入輸出。數(shù)控軟件由下列模塊組成:(I)系統(tǒng)初始配置模塊；(2)加載編輯G代碼工件程序模塊；(3) NC代碼預(yù)讀處理模塊；(4)MDI和手動方式處理模塊；(5)工件程序運行模塊；(6)運動控制器指令翻譯和通信控制模塊；(7)刀具軌跡顯示和查看模塊；(8)多軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)配置和調(diào)試模塊。本實用新型的五軸數(shù)控切割機10強度高、加工精度高；且開發(fā)過程不需配高端的數(shù)控系統(tǒng)，用Mach3軟件與機床連接就能五軸聯(lián)動。對于大多數(shù)加工材料而言，特別是在滿足大型或堅固性方面，金屬材料自然成為合理的選擇。此機床可用于起重機、汽車、摩天大樓、機器人以及懸索橋等由精確加工成型的金屬零部件的切割?；赑C機31的開放式數(shù)控系統(tǒng)的核心就是具有開放性的運動控制器。運動控制器是通過對以電機驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)等設(shè)備進(jìn)行運動控制，以實現(xiàn)預(yù)定運動軌跡目標(biāo)的裝置與傳統(tǒng)的數(shù)控裝置相比，運動控制器具有以下特點:(1)技術(shù)更新，功能更加強大，可以實現(xiàn)多種運動軌跡的控制，是傳統(tǒng)數(shù)控裝置的換代產(chǎn)品；(2)結(jié)構(gòu)形式模塊化，可以方便地相互組合，建立適用不同場合、不同功能要求的控制系統(tǒng)；(3)操作簡單，在PC機31上經(jīng)簡單編程即可實現(xiàn)運動控制，而不一定需要復(fù)雜的編程語言。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保 護范圍。
權(quán)利要求1.一種五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，用于對五軸數(shù)控切割機進(jìn)行控制，其特征在于:所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)包括PC機及PMAC運動控制卡，所述PC機設(shè)有PCI總線插槽，所述PMAC運動控制卡插接于所述PC機的PCI總線插槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于:所述PC機采用個人計算機或工控機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于:所述PMAC運動控制卡還設(shè)有伺服信號轉(zhuǎn)接板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于:所述PMAC運動控制卡還設(shè)有I/O接口板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于:所述PMAC運動控制卡還設(shè)有模擬量 輸入卡。
專利摘要本實用新型提供一種五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)，用于對五軸數(shù)控切割機進(jìn)行控制，所述五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)包括PC機及PMAC運動控制卡，所述PC機設(shè)有PCI總線插槽，所述PMAC運動控制卡插接于所述PC機的PCI總線插槽中，所述PC機采用Mach3軟件作為上位機軟件。本實用新型的五軸數(shù)控切割機數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)過程不需配高端的數(shù)控系統(tǒng)，用Mach3軟件與機床連接就能五軸聯(lián)動。
文檔編號G05B19/414GK203101926SQ20132005822
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者陳慧群 申請人:陳慧群