专利名称：一种一体化数控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数控技术领域，具体地说是一种将操作台、数控单元和伺服驱动集成为一体的数控系统。
背景技术：
目前机床数控系统的结构型式主要有以下两种方式1.操作台、数控单元、伺服驱动三件分离式这种类型的数控系统在机械上分操作台、数控单元、伺服驱动三个独立的结构模块，操作台包括了显示屏、字母数字及符号键盘、显示器控制电路，高档数控系统还在操作台中集成了处理器及操作系统软件，用于人机交互、数据交换及状态监控；数控单元又称数控加工控制器，是整个数控系统的核心，通过总线与操作台相连，用于处理操作台输入的数控代码，进行译码、插补等运算；伺服驱动将数控单元输出的指令进行伺服控制，功率放大， 驱动电机运转。这种结构的数控系统典型的有西门子840D系列，发那科16系列和30/31/32 系列。这种数控系统的操作台与数控单元，数控单元与各伺服驱动之间通过现场总线互连，成本比较高，现场调试复杂，比较适用于轴数较多的高档机床及制造装备。方式2.数控装置、伺服驱动装置两件分离式这种类型的数控系统将第一种类型中的操作台和数控单元集成在一个数控装置中，集中实现人机交互，数控运算等功能。伺服驱动通过指令信号线缆与数控装置相连，获得脉冲、速度或电流指令，进行功率放大后驱动电机运转。这种结构的数控系统典型的有华中数控世纪星21/22系列。这种类型的数控系统把数控单元和操作台集成起来，操作台与数控单元之间不再需要外部互连线缆，但数控单元与伺服驱动间还是存在较多的连接线缆，安装及维护时的调试工作依然比较繁琐。对于数控车床和一些简单自动化机械(如管材截断设备、送料设备)等量大面广的应用，其控制的进给电机轴数少(一般是2个)，整机成本不高，同时占地空间不大，要求控制装置在实现高性能的运动控制功能的同时，能够做到成本低、结构紧凑、安装调试便捷省时，但上述两种数控系统都存在成本高和安装调试不便捷等问题，不能满足这类应用的需求。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提出了一种一体化数控系统，克服现有分离式结构的数控系统部件间连线较多，成本较高，不适合在数控车床和一些简单自动化机械领域的应用的缺陷。本实用新型数控系统的主要技术方案是一种一体化数控系统，包括操作台，其特征在于，所述操作台内安装控制电路板和功率放大模块，所述控制电路板和功率放大模块分别通过系统内部总线连接所述操作台。进一步的，所述控制电路板包括数控加工控制模块、伺服控制模块，两模块通过通讯接口交换数据；所述数控加工控制模块通过系统内部总线连接所述操作台，所述伺服控制模块通过系统内部总线连接所述功率放大模块。本实用新型将数控加工控制模块、伺服控制模块集成在操作台中，通过内部通讯接口实现数据交互，从而使传统分离式数控系统中操作台、数控单元和伺服驱动之间的外部线缆转化为系统内部线路。具体地讲，上述控制电路板由数控模块和伺服控制模块组成， 其中数控模块用于操作台输入输出设备的控制，处理人机交互任务并控制数控加工过程， 实现传统数控系统中的操作台和数控单元两部分的功能；伺服控制模块完成伺服控制，再通过功率放大模块驱动电机，这两个模块间通过内部通讯接口实现位置、指令、状态等数据的交换。本实用新型的有益效果是本数控系统从软件、硬件电路、机械结构三个方面将操作台、数控单元、伺服驱动集成为一体，结构紧凑，省去了各模块之间的外部互连线缆，在降低数控系统成本的同时，提高了安装、维护时调试工作的便捷性。
图1为本实用新型数控系统的外观结构示意图。图2为本实用新型数控系统硬件结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明如图1所示为本实用新型一种操作台、数控单元和伺服驱动一体化的数控系统的实施示意图。本实用新型数控系统由操作台1、控制电路板2、功率放大模块3组成，其中操作台1用于人机交互操作；控制电路板2，用于数控加工控制和伺服控制；功率放大模块3， 用于对所述控制板模块输出的脉冲调制放大，实现驱动伺服电机。如图2所示为本实用新型数控系统硬件结构示意图。控制电路板分两个模块数控加工控制模块5、伺服控制模块6，两模块通过通讯接口 4交换数据。数控加工控制模块 5完成人机交互、工件程序译码、插补、PLC控制、轴运动控制、设备驱动，通过通讯接口 4向伺服控制模块6传递驱动命令、插补增量等数据，并通过内部总线控制操作台。伺服控制模块6实现伺服控制算法，通过通讯接口 4向数控加工控制模块5传递实际位置反馈、伺服电机状态等数据，并通过缆线连接功率模块，最终驱动伺服电机7。
权利要求1.一种一体化数控系统，包括操作台，其特征在于，所述操作台内安装控制电路板和功率放大模块，所述控制电路板和功率放大模块分别通过系统内部总线连接所述操作台。
2.根据权利要求1所述的一体化数控系统，其特征在于，所述控制电路板包括数控加工控制模块、伺服控制模块，两模块通过通讯接口交换数据；所述数控加工控制模块通过系统内部总线连接所述操作台，所述伺服控制模块通过系统内部总线连接所述功率放大模块。
专利摘要本实用新型涉及一种一体化的数控系统，所述操作台内安装控制电路板和功率放大模块，所述控制电路板和功率放大模块分别通过系统内部总线连接所述操作台。本实用新型将操作台控制、数控加工控制、伺服控制集成在一块控制电路板上，各控制模块通过通讯接口实现数据交互，从而使传统分离式数控系统中操作台、数控单元和伺服驱动之间的外部线缆转化为系统内部线路。采用该方法的数控系统安装简便，成本低廉，适合量大面广的数控车床及简单运动控制等领域的应用。
文档编号G05B19/18GK202013501SQ20102066485
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者任清荣, 周会成, 周星, 唐小琦, 宋宝, 朱志红, 陈吉红 申请人:华中科技大学, 武汉华中数控股份有限公司