[发明专利]直驱数控转塔刀架智能控制器

权利要求书

1.一种直驱数控转塔刀架智能控制器，其硬件主要包括：树莓派主板；

I2C总线扩展芯片电路；输入输出光电隔离电路；RS232转RS485电路；电源电路；故障报警电路；所述树莓派主板分别连接所述I2C总线扩展芯片电路、RS232转RS485电路、电源电路以及故障报警电路，所述输入输出光电隔离电路连接所述I2C总线扩展芯片电路，其特征在于：

(1)树莓派主板是嵌入式系统的核心，通过树莓派的以太网接口和串口实现信息的交互，所述智能控制器把以所述树莓派为核心的控制器作为一个动态WEB服务器；

(2)I2C总线扩展芯片电路采用MCP23017芯片为树莓派扩展了12路输入接口、12路输出接口；

(3)输入输出光电隔离电路对I/O信号电路使用了光耦，输入端和输出端实现了完全电气隔离，防止外部电压波动对控制器内部电路造成干扰；

(4)使用了具有自动收发功能的RS232转RS485的转换芯片MAX13487，完成了串口接口的设计；所述转换芯片MAX13487包含一路驱动器和一路接收器，所述转换芯片MAX13487具有自动选向控制功能，发送数据时自动使能驱动器；

(5)电源电路采用了LM2596将DC24V转化成DC5V给系统供电。

2.一种直驱数控转塔刀架智能控制器，其软件部分主要包括：基本功能模块；人机界面模块，所述人机界面模块用于实现刀架参数的读取，刀架故障预判的提醒，刀架控制参数的修改，刀架控制参数的优化以及换刀动作的动画仿真，所述人机界面以WEB方式实现，所述智能控制器把以树莓派为核心的控制器作为动态WEB服务器，所述树莓派包括以太网接口、串口、I/O接口；其特征在于：

(1)直驱转塔刀架的基本的功能为换刀功能，整个换刀过程中主要是高低电平信号，与刀位的BCD码一致，高电平代表逻辑“1”，低电平代表逻辑“0”；

(2)直驱转塔刀架智能控制器在换刀过程中遵循最优换刀路径，通过最优换刀控制算法，使每一次换刀都使刀盘旋转过的角度值最小；

(3)使用在线误差补偿的办法，通过优化直驱电机控制特性，使得电机轴每次换刀后能够尽可能接近锁紧的实际角度值。

3.根据权利要求2所述的直驱数控转塔刀架智能控制器，其特征在于：

(1)人机界面是基于以太网实现远程监控，给树莓派增加WIFIAP热点功能，通过连接智能控制器提供的热点，登录智能控制器提供的WEB服务器，便可获得智能控制器所监控的刀架信息，做到自我感知运行状态、自我监控运行状态和自我优化运行状态；

(2)人机交互系统的后台采用Python的Flask框架实现，利用app向Flask中添加或删除route的形式实现页面中tab的增删，增强了整个人机界面的软件的伸缩性，便于软件的维护和扩展；

(3)智能控制器采用SQLite数据库对所采集到的直驱转塔刀架数据进行存储，利用统计学做到对数据分析，在线优化直驱转塔刀架运行状态；

(4)采用MODBUS通信协议获取直驱转塔刀架驱动器的信息；

(5)使用了EasyUI框架构架了前端WEB浏览器页面，用户可以通过PC机及任何移动设备的WEB浏览器登陆。