双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置的制作方法

本实用新型涉及激光加工实训装置技术领域，尤其涉及一种双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置。

背景技术：

传统的激光雕刻机是用于生产而设计的，传统的激光雕刻机主要是单工位操作，而且夹具功能单一，加工效率不高，同时传统的激光雕刻机也无法在学校中实现对教学的需求。

现有的一种双光路激光雕刻切割加工维修综合实训装置，是专门针对教学的激光雕刻加工机的装配维修实训系统，但其只能在现场进行操作和教学，无法实现远程监控、远程指导维修以及远程教学的功能，导致维修成本高，教学质量低。现有的激光雕刻教学设备不能满足对激光加工相关专业技术人员的远程培训。

因此，有必要设计一种双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置，旨在用于解决现有的激光雕刻机只能在现场进行操作和教学，无法实现远程监控、远程指导维修以及远程教学功能的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置，装置包括操作台以及设置在操作台上的显示单元、电源控制面板、电气控制单元、工控机、PLC控制单元、直流电源单元、驱动器单元、步进电机单元、常规控制单元、激光单元、传感器单元以及摄像头，工控机设置在操作台底部内侧，PLC控制单元、直流电源单元、驱动器单元、步进电机单元、常规控制单元内嵌在操作台上端，PLC控制单元、传感器单元均与直流电源单元连接，PLC控制单元同时与传感器单元信号连接，显示单元分别与电气控制单元、工控机、PLC控制单元、直流电源单元、步进电机单元、驱动单元、常规控制单元、激光单元连接，装置还包括现场客户端以及远程诊断平台，所述现场客户端与PLC控制单元以及摄像头信号连接，所述远程诊断平台与所述现场客户端通讯连接。

进一步地，所述传感器单元包括振动传感器、温度传感器、电火花传感器、空气质量传感器中的一种或多种。

进一步地，所述现场客户端包括嵌入式计算机以及信号调理单元，所述嵌入式计算机包含信号多功能采集单元。

进一步地，所述远程诊断平台包括状态数据和故障信息数据库服务器、远程诊断服务器以及数据通讯服务器。

进一步地，所述装置还包括存放实训工具的工具抽屉。

进一步地，所述装置还包括控制盒，所述控制盒与电气控制单元采用插拔连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的这种双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置，将激光雕刻机通过巧妙的设计，将光机电控系统做成开放式的实训平台，满足装配维修一线技术人员的培养要求；同时，该装置通过在现场设置传感器单元、摄像头、现场客户端，以及在远端设置远程诊断平台，可以实现通过PLC控制单元采集传感器信号并传递给现场客户端，以及通过摄像头采集现场视频并传递给现场客户端，现场客户端对采集的信息以及视频进行处理和分析，并通过网络反馈给远程诊断平台，远程诊断平台进行故障分析和判断，并提供建议解决方法，指导维修工作，还可对现场进行教学，实现远程监控、远程指导维修、远程教学的功能，从而降低维修成本，提高教学质量。

附图说明

图1是本实用新型主视结构示意图。

图2是本实用新型立体结构示意图。

图3是本实用新型侧视结构示意图。

图4是本实用新型整机电路连接图。

图5是本实用新型中电源控制面板接线图。

图6是本实用新型中驱动单元接线图。

图7是本实用新型中旋转电机接线图。

图8是本实用新型按键接线图。

图9是本实用新型中继电器接线图。

图10是本实用新型中驱动电机接线图。

图11是本实用新型灯泵浦脉冲激光电源安装示意图。

图12是本实用新型主控箱与放电箱接线示意图。

图13是本实用新型远程监控示意图。

附图标记说明：1-显示单元；2-电源控制面板；3-电气控制单元；4-控制盒；5-工控机；6-PLC控制单元；7-直流电源单元；8-驱动器单元；9-步进电机单元；10-常规控制单元；11-工具抽屉；12-激光单元；13-操作台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2、图3所示，本实用新型实施例提供一种双光路远程激光雕刻切割加工维修综合实训装置，装置包括操作台13以及设置在操作台13上的显示单元1、电源控制面板2、电气控制单元3、工控机5、PLC控制单元6、直流电源单元7、驱动器单元8、步进电机单元9、常规控制单元10、激光单元12、传感器单元以及摄像头，工控机5设置在操作台13底部内侧，PLC控制单元6、直流电源单元7、驱动器单元8、步进电机单元9、常规控制单元10内嵌在操作台13上端，PLC控制单元6与直流电源单元7连接，显示单元1分别与电气控制单元3、工控机5、PLC控制单元6、直流电源单元7、步进电机单元9、驱动单元8、常规控制单元10、激光单元12连接，装置还包括现场客户端以及远程诊断平台，所述现场客户端与PLC控制单元6以及摄像头信号连接，所述远程诊断平台与所述现场客户端通讯连接。

本实施例中，所述直流电源单元7用220V交流供电，通过直流电源开关分别转换为12V和24V分别给传感器单元和PLC控制单元6供电，摄像头通过适配电源直接用220V电压。

如图5所示，本优选实施例中，所述传感器单元包括振动传感器、温度传感器、电火花传感器、空气质量传感器，所述振动传感器设置在操作台侧边或者上方，用于采集整个操作台的振动情况，所述温度传感器设置在装置的冷水机旁，用于采集冷水机附近的温度，所述电火花传感器设置在装置的强电部位，例如变压器旁边，用于检测强电部位是否产生电火花，所述空气质量传感器设置在装置加工时易产生烟雾的部位，用于检测烟雾中的二氧化碳含量。在其他实施例中，所述传感器单元可以包括这些传感器中的一种或多种。全部传感器的输出类型为开关量输出信号，当它们检测到周围有异常的时候，会通过继电器输出信号给PLC控制单元6，PLC控制单元6采集这些传感器的信号，利用PLC控制单元6的实时通讯接口将PLC控制单元6内部产生的故障信息通过PLC通讯线传递给现场客户端。

进一步地，所述现场客户端包括嵌入式计算机以及信号调理单元，所述嵌入式计算机包含信号多功能采集单元。所述现场客户端通过信号多功能采集单元采集传感器单元发出的故障信息，在所述现场客户上显示传感器单元的报警类型。同时，所述现场客户端通过所述摄像头对现场进行视频监控，所述摄像头为网络摄像头，通过摄像头、交换机和企业级路由器组网成一路或者多路监控，只需要在现场客户端中添加摄像头的IP地址，即可实现远程监控的效果。然后，现场客户端再经信号调理单元对采集到的信息以及视频进行处理和分析，并通过网络反馈给远程诊断平台。其中包括在发现可能出现或者已经出现故障的情况下，产生状态数据和故障数据包并传递给远程诊断平台，如在各监测信号出现超限或者不平稳的状况下，以及数控系统已经报出故障等情况下。

进一步地，所述远程诊断平台设置在激光标刻机的生产厂家，与现场客户端通过Internet或无线网络通讯连接。所述远程诊断平台包括状态数据和故障信息数据库服务器、远程诊断服务器以及数据通讯服务器，远程诊断服务器可以随时方便地向知识库中增加自己的知识，也可以通过出现的故障方案进行记忆贮存增加，当后期出现同样的故障时候会有不同的方案进行选择，供工人逐一排查故障。所述远程诊断平台通过获取现场客户端发回的视频信息以及状态数据和故障数据包，进行故障分析和判断，并提供建议解决方法，指导维修工作。所述远程诊断平台可以自动或人为推送相关解决方案至现场客户端，也可以与现场客户端进行视频或语音的交流，从而实现远程指导维修、远程教学的功能。

该装置还包括存放实训工具的工具抽屉11，该装置还包括控制盒4，控制盒4与电气控制单元3采用插拔连接。

参见图4是本实用新型整机电路连接关系示意图，其中KM1为9A交流接触器，KM2为25A交流接触器；KM3为25A交流接触器，KM4为220VAC继电器，工控机5为电脑，工控机5通过插排与空气开关连接，疝灯电源与开关电源连接。

参见图5是本实用新型中电源控制面板接线图，电源接口为24V和5V开关电源，面板接口中激光开关进（蓝），激光开关出（黄），运行开关进（红） ，运行开关出（绿） ，零线（灰），急停进（粉红），钥匙出（浅绿），14芯军用航插，工控机5开关分别与开始开关，运行开关连接，激光与工控机5连接。

参见图6是本实用新型中驱动单元接线图，X轴电机带动X轴驱动器，Y轴电机带动Y轴驱动器。

参见图7是本实用新型中旋转电机接线图，5V的开关电源与Y轴电机连接，Y轴电机与X轴电机连接。

参见图8是本实用新型按键接线图，按键包含开始停止自锁开关、电机2正转、电机1正传、X轴原点、Y轴正限位、X轴正限位、测试出光、电机2反转、电机1反转、Y轴原点、Y轴负限位、X轴负限位，以上按键通过接线连接。

参见图9是本实用新型中继电器接线图，多个24V继电器通过接线连接。

参见图10是本实用新型中驱动电机接线图，电机与开关电源连接，电机还与PLC驱动方向信号连接。

参见图11是本实用新型灯泵浦脉冲激光电源安装示意图，主控箱与放电箱连接，放电箱与触摸屏连接，触摸屏与按键板连接。

参见图12是本实用新型主控箱与放电箱接线示意图，主控箱通过接线与放电箱连接。

本实用新型将激光雕刻加工设备的光机电控系统做成开放式的实训平台，可以满足装配维修一线技术人员的培养要求，融合生产与技术培训的需要，集合激光雕刻机的光机电控装配调试实际训练的要求，采用模块化、开放式的设计思路，最终在该综合实训系统上实现激光雕刻机数控模块、激光雕刻机电控模块等的装配、维修、操作、加工训练，激光雕刻加工的程序及加工的进程在显示单元1上面可以直观的适时显现，电气控制单元3通过钥匙开关、急停开关、按钮开关来控制装置的主电源、激光电源控制、冷却系统、运动系统、控制系统的开关，控制盒4和工控机5分别控制激光电源控制及工控机电源，能够实现激光单元12的开启及计算机的开启，并通过计算机实现对激光器部分的控制， PLC控制单元6、直流电源单元7构成了PLC控制运动机构单元，包括PLC控制器，PLC外接直流开关电源，步进电机单元9、驱动器单元8包括步进电机及步进电机驱动器，构成运动单元，当与PLC控制器连接后，可是共同构成激光雕刻机的数控加工模块实训单元，工具抽屉11为存放常用的实训工具，例如万用表、电烙铁、螺丝刀等等，操作台13，可以临时存放工具，还可以将其它单元放置其上进行实训单元的装配训练。同时，该装置通过在现场设置传感器单元、摄像头、现场客户端，以及在远端设置远程诊断平台，可以实现通过PLC控制单元采集传感器信号并传递给现场客户端，以及通过摄像头采集现场视频并传递给现场客户端，现场客户端对采集的信息以及视频进行处理和分析，并通过网络反馈给远程诊断平台，远程诊断平台进行故障分析和判断，并提供建议解决方法，指导维修工作，还可对现场进行教学，实现远程监控、远程指导维修、远程教学的功能，从而降低维修成本，提高教学质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。