[实用新型]经济型剪板机、折弯机专用数控系统

说明书

本实用新型涉及一种剪板机、折弯机专用控制装置。

目前共知的通用机床自动控制系统缺乏剪板机、折弯机所需的专用控制功能，特别是控制系统中的主要组成部份——驱动部份均采用了伺服或步进电机系统，造成系统整体价格昂贵，无法进行大面积推广应用。

本实用新型的目的是提供一种低成本的具剪板机、折弯机专用控制功能，采用变频控制技术及专用的软件编程技术，驱动普通交流电机，达到所需定位精度，并具有单变频控制装置、双轴自动切换控制方式的剪板机、折弯机的专用控制系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是它由程序控制单元和变频调速驱动控制单元构成，程序控制单元又由键盘、显示电路、PIC单片机主控电路和I/O接口电路构成，其中，PIC单片机主控电路既与键盘、显示电路和I/O接口电路相连接，该单片机主控电路还与可编程逻辑器件(EPLD)相连接；I/O接口电路分别与单片机主控电路、变频调速驱动控制电路相连接，I/O接口电路还分别与执行电机位置信号端口、机床控制I/O信号端口相连接；变频调速驱动控制单元还与交流执行电机电路相连接。

在变频调速驱动控制电路与交流执行电机之间设置调速器切换控制电路，该切换控制电路既与程序控制单元中的I/O接口电路相连接，又与若干个交流执行电机电路相连接。

程序控制单元中的I/O接口电路采用可编程逻辑器件技术即EPLD技术，对控制系统对外接口进行柔性编程和任意定义。

程序控制单元中的I/O接口电路中设置有EMI滤波器和光电隔离电路，可编程I/O接口的输出信号经光电隔离电路、EMI滤波器输出至机床控制I/O信号端口，机床控制I/O信号端口来的输入信号经EIM滤波器、光电隔离电路至可编程I/O接口。

程序控制单元中的I/O接口电路中设置有倍频电路，执行电机的光电编码位置信号经该倍频电路至I/O接口电路。

本实用新型给出的技术方案具有适合板材零件剪切、折弯自动加工功能，其驱动定位系统采用普通交流电机单轴或双轴切换变频控制及专用的软件模块的方式，来达到该类机械所要求的定位控制精度、并大幅度降低了该类控制系统的总体成本。另外，驱动定位系统采用普通交流电机和变频控制装置及专用的软件编程技术，既可控制单轴，又可对双轴进行程序自动切换控制，并达到所需的定位精度。

本经济型剪板机、折弯机专用控制系统的软件采用：程序与参数输入与编辑、手动与自动运行、自我诊断模式。选择分辩率为0.1或0.01毫米。挡料自动退让的“逃料”功能，以避免加工的机器磨损。单向定位以消除丝杆及传动间隙。自动参考点搜索和当前位置示教设定。单步工作和多步连续自动工作。变频切换支持。

本实用新型的优点是，采用本控制系统可以较低成本的方式，依靠对普通交流电机的控制，实现剪板机、折弯机的单轴/双轴、单步/多步自动控制，即具有板材剪切/折弯加工工艺要求进行单步/多步自动控制功能，具有参考位置自动搜索、单向清除间隙定位、“逃料”减少磨损及采用倍频电路提高编码器分辩率，从而提高了定位精度。并可在花费原伺服电机/步进电机控制系统的1/5-1/3成本，来达到该类机床所需要的自动控制功能及轴定精度要求。

附图1是本实用新型系统构成图(以折弯机双轴控制为例)。

附图2是本实用新型控制系统软件编程程序框图。

附图3是本实用新型控制系统主控板电原理图。

附图4是本实用新型控制系统I/O接口电路的构成图。

附图5是本实用新型控制系统I/O接口板电原理图。

附图6是本实用新型控制系统键盘显示电路电原理图。

附图7是本实用新型控制系统调速器主控模块电原理图。

附图8是本实用新型控制系统调速器主回路电原理图。

附图9是本实用新型控制系统调速器键盘显示电路电原理图。

附图10是本实用新型控制系统调速器外部切换电路电原理图。

下面结合附图介绍本实用新型的一个实施例。

本实施例以折弯机双轴控制为例。其系统构成、控制系统软件编程程序和各电路组成、电原理如附图1至10所示。

此设备系统在相应系统软件编程程序的支持下工作。来自滑块光电编码器信号和后挡料光电编码器信号经倍频电路输入至程序控制单元中的I/O接口电路，机床控制I/O信号经光电隔离电路和EMI滤波器与程序控制单元中的可编程I/O接口电路之间形成信息交流，可编程逻辑器件接口信号送至程序控制单元中的PIC单片主控电路。设置于变频调速驱动控制电路与被控制交流电机之间的调速切换控制电路在程序控制单元和变频调速驱动控制电路的双重控制下，分别对后挡料交流电机或(和)滑块交流电机进行实时高精度控制。