[发明专利]精密高速珩磨机数控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控系统，尤其涉及一种基于ARM微处理器和μC/OS-II实时操作系统的精密高速珩磨机数控系统。

背景技术

近几年来，制造业越来越普遍的采用珩磨技术以提高机械零部件的制造精度。但我国珩磨机尤其是精密高速珩磨机的制造相对落后。珩磨机主轴移动控制仍采用机械或液压行程箱控制，结构复杂，控制精度差，往复换向精度≤±5mm。不能满足高精度零件制造比如盲孔珩磨的要求。

使用电液比例伺服阀控制珩磨机主轴移动，可很大程度简化珩磨机的机械结构，提高珩磨机的往复控制精度，是珩磨机制造的最先进技术之一。少见有用户和厂家利用进口PLC控制电液比例伺服阀对珩磨机进行技术改造。但这种改装的珩磨机存在功能简单、成本高、可靠性差、精度提高有限，往复换向精度≤±0.5mm；人机交互差等诸多缺陷。使得我国精密高速数控珩磨机完全依赖进口，但进口珩磨机的价格通常是国产珩磨机价格的几十倍甚至上百倍。精密高速珩磨机数控系统的空白，影响着我国装备制造业整体水平的提高，束缚了珩磨技术的广泛应用。

发明内容

为了解决现有的珩磨机数控系统存在的功能简单、成本高、可靠性差、精度低的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能、低成本、可靠性高、控制精度高的精密高速珩磨机数控系统。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个技术方案，提供一种精密高速珩磨机数控系统，包含ARM微处理器、存储器、D/A转换电路、脉冲发生电路、正交脉冲计数器、多通道A/D转换电路，LCD显示器、控制面板，其中，

所述ARM微处理器：进行数控系统的信息处理和数据运算；

所述存储器：存储上述ARM微处理器的程序和数据以及系统运行时的数据；

LCD显示器：将所述ARM微处理器输出的数字信息转换成人类能识别的字符和图形进行显示；

控制面板：接收操作者输入的信息，输出到所述ARM微处理器；

其特征在于：在所述D/A转换电路的输出端连接电压/电流转换电路，在所述正交脉冲计数器的输入端分别连接差分/电压转换电路，在所述多通道A/D转换电路的输入端连接放大电路，在所述ARM微处理器的一个输入输出口连接接口电路；

所述D/A转换电路：将数字信号转换成模拟电压信号输出到电压/电流转换电路；

所述电压/电流转换电路将D/A转换电路输出的电压信号转换成电流信号，输入到电液比例伺服阀和变频器，作为电液比例伺服阀的控制信号和变频器的控制信号；

所述脉冲发生电路：产生脉冲，分别输出到步进电机驱动器，控制步进电机工作；

所述差分/电压转换电路：接收编码器输出的差分信号，并转换成电压信号输出到正交脉冲计数器；

所述正交脉冲计数器：接收差分/电压转换电路输出的电压信号，将差分/电压转换电路输出的电压信号转换成位置信号；

所述放大电路：接收电压传感器、电流传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器输出的模拟信号，放大后输出到多通道A/D转换电路；

所述多通道A/D转换电路：将放大电路输出的模拟信号转换成数字信号；

所述接口电路：接收ARM微处理器输出的开关信号，输出到继电器和三向工作台，同时，接口电路接收机床输出的开关信号，输出到ARM微处理器；

其中，所述存储器、D/A转换电路、脉冲发生电路、正交脉冲计数器、多通道A/D转换电路设置在ARM微处理器内或ARM微处理器外。

根据本发明所述的精密高速珩磨机数控系统的一个优选方案，所述的脉冲发生电路采用脉冲宽度调制的PWM脉冲发生器。

根据本发明所述的精密高速珩磨机数控系统的一个优选方案，所述差分/电压转换电路包括集成电路U35，其中，集成电路U35采用MAX3097芯片，所述集成电路U35的A端、A端、B端、B端、Z端、Z端分别连接到编码器的输出端，所述集成电路U35的OUTA端、OUTB端、OUTZ端连接到所述正交脉冲计数器的输入端。

根据本发明所述的精密高速珩磨机数控系统的一个优选方案，所述ARM微处理器采用Cortex-M3内核的STM32F10x系列芯片。