本發(fā)明涉及絕大部分金屬車床和木工車床的機(jī)械加工制造設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種自動手動兩用機(jī)床控制系統(tǒng)。

技術(shù)背景

傳統(tǒng)機(jī)床在我國占有相當(dāng)大的數(shù)量，隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些機(jī)床開始被新型數(shù)控機(jī)床以及其他制造技術(shù)代替，由于機(jī)床中的最常見的一類----車床操作難度相對較低，而傳統(tǒng)機(jī)床通常是一人一臺機(jī)器的形式進(jìn)行，耗費(fèi)大量人工，導(dǎo)致機(jī)加工成本增加，而此類車床，在我國又占有相當(dāng)大的數(shù)量，一次性全部淘汰幾乎不可能，并且，數(shù)控車床在價格上遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)車床，而對于絕大多數(shù)中小企業(yè)來講，更換新設(shè)備不太現(xiàn)實(shí)，而傳統(tǒng)機(jī)床又會產(chǎn)生較大的人工成本。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種自動手動兩用機(jī)床控制系統(tǒng)，是在原有車床的基礎(chǔ)上，加裝一系列傳感器和單片機(jī)控制，組成一個閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，從而以極低的成本投入而實(shí)現(xiàn)了車床的自動進(jìn)刀，自動退刀，伺服換刀等工作過程，可以實(shí)現(xiàn)智能化半自動加工，節(jié)約人工成本。

采用的技術(shù)方案：

一種自動手動兩用機(jī)床控制系統(tǒng)，包括刀架加裝電動推桿機(jī)構(gòu)、多個傳感器、多個步進(jìn)電機(jī)、控制器、離合裝置，其特征在于：所述的多個傳感器包括光柵尺、激光定位、人體感應(yīng)傳感器，這些傳感器分別與單片機(jī)輸入部分連接，用來動態(tài)監(jiān)測工件尺寸以及刀具的定位；

所述的電動推桿機(jī)構(gòu)加裝在傳統(tǒng)機(jī)床的刀架上，采用高精度的第一步進(jìn)電機(jī)帶動推桿控制進(jìn)刀與退刀，實(shí)現(xiàn)自動更換刀具；

所述的離合裝置，包括離合器、第二步進(jìn)電機(jī)、滑塊、導(dǎo)軌、離合把手，滑塊與導(dǎo)軌匹配配合，滑塊的末端連接有彈簧，離合把手與滑塊固定連接，第二步進(jìn)電機(jī)裝配在離合把手上，其輸出軸連接離合器的離合器片B，離合器的離合器片A在彈簧的彈力作用下與離合器片B接合，在拉動離合把手時，可將離合器片A與離合器片B分離，離合器片A與離合裝置的輸出軸連接；離合裝置的輸出軸連接車床主體，與車床的大小刀架手柄通過同步帶連接；

所述的控制器，包括主控電路板、人機(jī)界面板、CAN總線、主控電路板與人機(jī)界面板之間通過CAN總線進(jìn)行雙向信號傳輸，所述的主控電路板包括24路光電隔離輸入模塊、并入串出芯片組、主控板單片機(jī)、串入并出芯片組、24路光電隔離輸出模塊主控板CAN總線光電隔離模塊、主控板CAN總線接口、主控板系統(tǒng)電源模塊，所述的人機(jī)界面板包括液晶顯示模塊、人機(jī)界面板單片機(jī)、包含鍵盤接口和輔助芯片的矩陣鍵盤接口電路、人機(jī)界面板CAN總線光電隔離模塊、人機(jī)界面板CAN總線接口、人機(jī)界面板系統(tǒng)電源模塊；主控電路板與多個步進(jìn)電機(jī)和傳感器電連接；

所述的主控板單片機(jī)的型號是arduino2560

所述的主控電路板上并入串出芯片組的型號是74HC165或74LS165。

所述的主控電路板上串入并出芯片組的型號是74HC595。

所述的人機(jī)界面板上輔助芯片的型號是ULN2803A。

所述的液晶顯示模塊的型號是OCMJ4X12B。

通過建立單片機(jī)程序加工工件數(shù)據(jù)庫，提前編寫針對某一類加工標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，開發(fā)操作程序界面，方便在加工時調(diào)用。

單片機(jī)采用51單片機(jī)，程序方便寫入、方便升級、方便維護(hù)。

刀架加裝電動推桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動更換刀具。

光柵尺測量毛坯料尺寸，根據(jù)毛坯料尺寸數(shù)據(jù)，自動選擇進(jìn)給量與刀具選擇。

加工完成時自動報(bào)警提示。

手動模式與自動模式一鍵切換，本套裝置完全采用高精度步進(jìn)電機(jī)控制進(jìn)刀與退刀，傳動方式采用高精度同步帶實(shí)現(xiàn)傳動，安全可靠，手動模式與智能模式之間的轉(zhuǎn)換采用一鍵離合切換，從而實(shí)現(xiàn)了人工模式和自動模式的快速切換。

其優(yōu)點(diǎn)在于：

1.通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動，通過傳感器動態(tài)監(jiān)測零部件尺寸來實(shí)現(xiàn)自動化操作。

2.不改變原有車床主體，以非常經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)自動化過程，極大的節(jié)約改造成本。

3.換刀具采用伺服電動推桿，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠更換刀具。

4.一鍵離合裝置，可實(shí)現(xiàn)自動與手動模式的快速切換。

附圖說明

圖1為車床加裝步進(jìn)電機(jī)與伺服示意圖。

圖2為離合裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明未述及的零部件，均系現(xiàn)有技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，不再贅述。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作。因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接，可以是機(jī)械連接，也可以是電連接，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

一種自動手動兩用機(jī)床控制系統(tǒng)，包括刀架加裝電動推桿機(jī)構(gòu)、多個傳感器、多個步進(jìn)電機(jī)、控制器、離合裝置，其特征在于：所述的多個傳感器包括光柵尺、激光定位、人體感應(yīng)傳感器，這些傳感器分別與單片機(jī)輸入部分連接，用來動態(tài)監(jiān)測工件尺寸以及刀具的定位；

所述的電動推桿機(jī)構(gòu)加裝在傳統(tǒng)機(jī)床的刀架上，采用高精度的第一步進(jìn)電機(jī)帶動推桿控制進(jìn)刀與退刀，實(shí)現(xiàn)自動更換刀具；

所述的離合裝置，包括離合器、第二步進(jìn)電機(jī)、滑塊、導(dǎo)軌、離合把手，滑塊與導(dǎo)軌匹配配合，滑塊的末端連接有彈簧，離合把手與滑塊固定連接，第二步進(jìn)電機(jī)裝配在離合把手上，其輸出軸連接離合器的離合器片B，離合器的離合器片A在彈簧的彈力作用下與離合器片B接合，在拉動離合把手時，可將離合器片A與離合器片B分離，離合器片A與離合裝置的輸出軸連接；離合裝置的輸出軸連接車床主體，與車床的大小刀架手柄通過同步帶連接；

所述的控制器，包括主控電路板、人機(jī)界面板、CAN總線、主控電路板與人機(jī)界面板之間通過CAN總線進(jìn)行雙向信號傳輸，所述的主控電路板包括24路光電隔離輸入模塊、并入串出芯片組、主控板單片機(jī)、串入并出芯片組、24路光電隔離輸出模塊主控板CAN總線光電隔離模塊、主控板CAN總線接口、主控板系統(tǒng)電源模塊，所述的人機(jī)界面板包括液晶顯示模塊、人機(jī)界面板單片機(jī)、包含鍵盤接口和輔助芯片的矩陣鍵盤接口電路、人機(jī)界面板CAN總線光電隔離模塊、人機(jī)界面板CAN總線接口、人機(jī)界面板系統(tǒng)電源模塊；主控電路板與多個步進(jìn)電機(jī)和傳感器電連接。

以上對本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，這種描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此?？偠灾绻绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造者的允許設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方案與實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。