[发明专利]兼容两种工业CNC编程格式与加工操作的数控系统

说明书

技术领域

本发明涉及机电一体化和先进制造技术领域，由工业控制计算机、运动控制卡、I/O接口板卡、逻辑编码板卡、编程功能面板、共用机床操作面板和数控编程与执行软件包通过系统总线进行数据交换并与数控机床连接进行控制实现兼容两种不同的工业CNC系统基本编程格式与实际加工操作的数控系统，主要应用于大中专技职校数控专业教学和实训，大幅度降低数控专业教学的投入，增加学生动手练习的机会，为学生入门并进一步掌握工业生产型数控机床奠定基础，使学校在资金有限的情况下实现多工位数控机床教学实训成为可能，为工科院校大量培养机械加工企业急需的高技能的编程与操作人员创造低成本、高效能的教学条件。

背景技术

目前，中国成为世界加工制造业的中心，数控机床已经成为该行业主要的加工设备和技术手段。一台数控机床是由机床母机和CNC控制系统(俗称“CNC系统”或“数控系统”)两大部分构成，由CNC系统按照一定的编程格式和操作规范控制机床母机实现金属工件的加工和制作。无论是数控车床、铣床还是加工中心，同类机床的机械结构、电器和机械功能部件的设置基本是相同的，不同的是作为控制的CNC系统。目前，国内外生产CNC系统的厂家很多，由此产生了多种多样的CNC系统。这些CNC系统，除了国际标准化协会规定的几十个基本的ISO G代码功能定义一致外，更多的G代码功能的采用以及编程格式和工艺规范定义等都存在着差异，这些差异导致对同样一个工件的NC加工程序只适合于该生产厂家的CNC系统，不能通用于另外一个厂家的CNC系统上。对加工企业来讲，如果同时使用几种CNC系统的数控机床做加工，需要根据不同的CNC系统制作不同的加工编程，增加了麻烦、降低了生产效率；对学校教学而言，则需要购置配备各种厂家的CNC系统，否则，就不能培训与企业直接对接的人才，无形中需要大笔的投资。这一矛盾对职业教育的困扰尤为严重。

目前解决上述矛盾的一种方法是：采用数控编程与操作模拟教学软件。这些教学软件采用多媒体的方法在PC机上模拟各种CNC系统的编程与操作以及虚拟演示数控机床的加工过程，但是，只能在PC机上演示而不能控制真正的数控机床做实际加工，只能作为辅助教学的方法和手段。

近一两年来，一些单位和个人试图解决这一问题，或者不成功，或者距离真正的工业CNC系统的效果相差甚远。

发明内容

本发明为解决上述公知技术与实际市场需要之间存在的矛盾提供一种技术解决方案，即：制作一种CNC系统，既可以基本反映不同的工业CNC系统的编程格式和操作特点，又可以控制机床做实质意义上的数控加工，首先满足工科院校数控专业的教学需要。

本发明所采取的技术解决方案是：采用工业控制计算机、运动控制卡、逻辑编码板卡、I/O接口板卡、编程功能面板、共用机床操作面板和数控编程与执行软件包通过系统总线进行数据交换并与数控机床连接控制实现兼容两个不同的CNC系统的编程与加工，如：车床的盘轴类、铣床的内外廓、加工中心的多刀具的二轴、三轴以及四轴联动加工等。由此，可以根据市场的需要制作不同的CNC系统的组合。

附图说明

说明书附图页内的附图系本发明以其中的一种兼容两种不同的CNC系统的例子加以说明。实际制作中，可以根据需要变换成其它CNC系统的组合。

图1是本发明制成成品后外观形式的立体示意图

图2是本发明其中的液晶显示屏面部示意图

图3是本发明其中的公用辅助功能按键面板的示意图

图4是本发明其中的编程功能面板的示意图

图5是本发明其中的机床操作面板的示意图

图6是本发明其中的运动控制卡的主板(6-1)和主板的转接板(6-2)

图7是本发明其中的I/O接口板卡

图8是本发明其中的逻辑编码板卡

图9是本发明的组成结构和原理框图

图1中：1CNC系统机箱、2液晶显示屏、3公用辅助功能按键面板、4编程功能面板、5机床操作面板6PC键盘、7系统电源开关、8减震底脚(除上述裸露于外部的部件外，机箱内安装有图6中的6-1和6-2、图9中的1、7、8等部件以及数据总线)

图3中：1、键膜板、2按键

图4中：1某一种CNC系统辅助功能按键区、2另一种CNC系统辅助功能按键区、3某一种CNC系统编程功能按键区、4另一种CNC系统编程功能按键区