一種基于Windows平臺的快走絲線切割機床控制系統技術方案

一種基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺的快走絲線切割機床控制系統，屬于電火花線切割特種加工領域。系統由Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統ＰＣ機、短信模塊、線切割控制盒、多功能功放板和線切割機床電氣控制柜組成。在ＰＣ機和機床電氣控制柜之間有一個線切割控制盒和多功能板，線切割控制盒與ＰＣ之間通過標準的串口相連，多功能板通過２０針排線和并口線連接到線切割控制盒，控制盒和多功能板共同完成ＰＣ機與機床控制柜之間的信號轉換。通過串口外接短信模塊后，控制盒可以實時發送加工狀態信息。多功能板上設計有電機信號反饋檢測電路，在不使用光柵尺的情況下實現閉環控制。Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統以及串口線纜的可靠性好、靈活性高和兼容性強等優勢充分保證了系統的實用性。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

A control system of fast wire cutting machine based on Windows platform

The utility model relates to a control system of a fast moving wire cutting machine tool based on a Windows platform, which belongs to the special machining field of electric spark wire cutting. The system is composed of Windows operating system, PC machine, SMS module, wire cutting control box, multi-function power amplifier board and wire cutting machine tool, electric control cabinet. In the PC and electric machine control box and multifunction board a wire cutting cabinet, between the control box and the PC standard serial port connected by wire cutting, multi line cutting board is connected to the control box through a 20 pin cable and parallel cable, control box and multi-functional board to complete the signal conversion between PC machine with the machine control cabinet. After the short message module is connected with the serial port, the control box can send the processing status information in real time. The multi-function board is designed with motor signal feedback detection circuit to realize closed-loop control without using grating ruler. Windows operating system and serial cable have the advantages of good reliability, high flexibility and strong compatibility, which ensure the practicability of the system.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及的是一種數控機床控制系統，具體地說，是一種集加工控制、閉環 檢測和監控功能于一體的快走絲電火花線切割機床控制系統。
技術介紹
線切割加工的基本原理是利用移動的細小金屬導線(銅絲或鉬絲)作電極，對工件 進行脈沖火花放電，通過計算機進給控制系統，配合一定濃度的水基乳化液進行冷卻排 屑，就可以對工件進行圖形加工。電火花線切割機床按走絲速度分為低速走絲方式(俗稱 慢走絲)和高速走絲方式(俗稱快走絲)，其中快走絲線切割機床與慢走絲線切割機床相 比，由于其在性能價格比上的優勢，以及它固有的技術特點，近年來被越來越多的用戶 所接受，是目前我國電加工行業的主導產品，是模具加工的主要設備。控制系統是快走 絲線切割機床的核心部件，直接影響線切割機床的穩定性、可靠性和所加工出來的模具 的各項指標。經過對現有快走絲線切割機床控制系統產品的調查和現有專利文件的檢索 發現，目前市場上大部分產品都基于DOS操作系統，內置于PC機的PCI插槽或者ISA 插槽，同時靠光柵尺完成閉合檢測，目前市場上缺乏基于Windows操作系統平臺并能夠 外置于PC的，同時集加工控制、閉環檢測和監控功能于一體的產品。
技術實現思路
本技術的目的旨在為用戶提供一種基于Windows操作系統平臺并能夠外置于 PC的，同時集加工控制、閉環檢測和監控功能于一體的產品，基于Windows操作系統 平臺能夠保證線切割機床一次性完成代碼段超過10萬行的復雜切割文件的加工工作， 外置于PC機充分保障了 PC機主板電路免受外界電磁干擾和硬件損壞，利用簡單的電路 實現閉合檢測功能有效降低了控制系統的成本，監控功能則充分降低了操作工人的勞動 強度并提高了工作效率。本技術的目的是這樣實現的， 一種快走絲線切割機床控制系統，該系統包括基 于Windows操作系統平臺的PC機(l)、快走絲線切割機床控制盒(2)、短信模塊(3)、多 功能功放板(4)、線切割機床電氣控制柜(5)和快走絲線切割機床(6)，其特征在于所述 快走絲線切割機床控制盒(2)由主控芯片(2-l)、串口電平轉換電路(2-2)、機床電機驅動電 路(2-3)、多功能板接口(2-4)、掉電檢測和數據保護電路(2-5)和PWM信號發生和放大電 路(2-6)組成，主控芯片(2-l)內部集成了兩路串口通信模塊，通過串口電平轉換電路(2-2) 完成"TTL電平一RS232電平"的雙向轉換，其中一路用來完成主控芯片(2-l)和基于 Windows操作系統平臺的PC機(1)之間的數據和指令傳輸，另一路用來完成主控芯片(2-1) 和短信模塊(3)之間的指令和數據傳輸；所述快走絲線切割機床控制盒(2)通過標準的 RS232串口連接到基于Windows操作系統平臺的PC機(1)上，短信模塊(3)通過標準的 RS232串口連接到快走絲線切割機床控制盒(2)上；多功能功放板(4)和快走絲線切割機床控制盒(2)之間通過一根標準的并口線纜和20芯的排線連接，且所述多功能功放板(4)上 有定位孔，能夠被內置到線切割機床電氣控制柜(5)中。多功能功放板(4)由機床電機驅動檢測反饋電路(4-l)、控制盒接口(4-2)、將從機床內 變壓器輸出的18V交流電轉12V直流電的電路(4-3)、工件與鉬絲之間的間隙電壓引入 端子(4-4)、電機驅動電壓引入端子(4-5)以及X、 Y、 U和V電機驅動信號輸出端子(4-6) 組成，控制盒接口(4-2)完成多功能功放板(4)和快走絲線切割機床控制盒(2)之間的連接， 機床電機驅動檢測反饋電路(4-l)被用來實現電機驅動反饋檢測功能，同時其通過控制盒 接口(4-2)把檢測結果回傳給主控芯片(2-l)。掉電檢測和數據保護電路(2-5)中不使用鎳鎘電池和鋰電池電路，而只由電阻R3和 R4、陶瓷電容C1、鉭電容CD5和電解電容CD7組成，CD7要求耐壓值大于16V，容值 大于6800uf。PWM信號發生和放大電路(2-6)是由主控芯片(2-l)和高速光耦U36組成的放大電 路，通過鼠標和鍵盤控制基于Windows操作系統平臺的PC機(l)就可以直接產生峰值為 12V且脈寬和占空比可調的PWM脈沖信號源，所述PWM脈沖被線切割機床電氣控制 柜(5)中進 一 歩放大后被用做線切割加工中所用的高頻脈沖電源。控制盒接口(4-2)由標準的25針并口插座Ul和兩根標準的10針排線插座J2和J3 組成；快走絲線切割機床控制盒(2)通過機床電機驅動電路(2-3)和多功能板接口(2-4)與多 功能功放板(4)相連，所述多功能板接口(2-4)由標準的25針并口插座U9和標準的20針 的排線插座J8組成。機床電機驅動檢測反饋電路(4 -1)包括十六路電路原理相同的"電機驅動+檢測反 饋"電路，每一路"電機驅動+檢測反饋"電路由1個光耦、1個場效應管和單個電阻 阻值分別為2.4K歐姆、10K歐姆和330歐姆的阻排組成，快走絲線切割機床控制盒(2) 和多功能功放板(4)配合能夠完成閉環控制。附圖說明圖1是本技術快走絲線切割機床控制系統的結構示意圖； 圖2是快走絲線切割控制盒硬件電路的結構框圖； 圖3是多功能板硬件電路的結構框圖4是控制盒上機床驅動電路接口和多功能板接口電路的原理圖； 圖5是多功能板上控制盒接口和機床電機驅動檢測反饋電路的原理圖； 圖6是掉電檢測和數據保護電路的原理圖； 圖7是PWM信號發生和放大電路的原理圖；具體實施方式以下結合附圖和具體實施方式對本使用新型做進一步詳細的說明。圖1是本技術快走絲線切割機床控制系統的結構示意圖，是由基于Windows 操作系統平臺的PC機(l)、快走絲線切割機床控制盒(2)、短信模塊(3)、多功能功放板(4)、 線切割機床電氣控制柜(5)和快走絲線切割機床(6)組成。快走絲線切割機床控制盒(2)通 過標準的RS232串口連接到基于Windows操作系統平臺的PC機(1)上，基于Windows 操作系統平臺的PC機(l)通過RS232串口向快走絲線切割機床控制盒(2)發送指令和數 據，并對快走絲線切割機床控制盒(2)返回來的數據進行分析和處理。在快走絲線切割機 床控制盒(2)和線切割機床電氣控制柜(5)之間有一塊多功能功放板(4)，快走絲線切割機 床控制盒(2)和多功能功放板(4)共同完成基于Windows操作系統平臺的PC機(l)和線切 割機床電氣控制柜(5)之間的命令解析和信號轉換。快走絲線切割機床控制盒(2)上還可以 通過一根標準的RS232串口線連接一個短信模塊(3)，快走絲線切割機床控制盒(2)可以 通過短信模塊(3)，以短信或者電話的方式自動把線切割加工中的各種異常通知給操作人 員。如圖2所示，快走絲線切割機床控制盒(2)由主控芯片(2-l)、串口電平轉換電路(2-2)、 機床驅動電路接口(2-3)、多功能板接口電路(2-4)、 PWM信號發生和放大電路(2-5)和掉 電檢測和數據保護電路(2-6)組成。主控芯片(2-l)內部集成了FLASH、EEPROM和SRAM， 可以完成程序存儲、數據存儲和程序的動態運行。主控芯片(2-l)內部集成了兩路串口通 信模塊，通過兩路串口電平轉換電路(2-2)完成"TTL電平一RS232電平"的雙向轉換， 其中一路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺的快走絲線切割機床控制系統，該系統包括基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統平臺的ＰＣ機（１）、快走絲線切割機床控制盒（２）、短信模塊（３）、多功能功放板（４）、線切割機床電氣控制柜（５）和快走絲線切割機床（６），其特征在于：所述快走絲線切割機床控制盒（２）由主控芯片（２－１）、串口電平轉換電路（２－２）、機床電機驅動電路（２－３）、多功能板接口（２－４）、掉電檢測和數據保護電路（２－５）和ＰＷＭ信號發生和放大電路（２－６）組成，主控芯片（２－１）內部集成了兩路串口通信模塊，通過串口電平轉換電路（２－２）完成“ＴＴＬ電平－ＲＳ２３２電平”的雙向轉換，其中一路用來完成主控芯片（２－１）和基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統平臺的ＰＣ機（１）之間的數據和指令傳輸，另一路用來完成主控芯片（２－１）和短信模塊（３）之間的指令和數據傳輸；所述快走絲線切割機床控制盒（２）通過標準的ＲＳ２３２串口連接到基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統平臺的ＰＣ機（１）上，短信模塊（３）通過標準的ＲＳ２３２串口連接到快走絲線切割機床控制盒（２）上；多功能功放板（４）和快走絲線切割機床控制盒（２）之間通過一根標準的并口線纜和２０芯的排線連接，且所述多功能功放板（４）上有定位孔，能夠被內置到線切割機床電氣控制柜（５）中。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮錫平，郭崗，
申請(專利權)人：北京南訊威達科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]