本發(fā)明涉及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)機(jī)床自動化控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)床是指制造機(jī)器的機(jī)器，亦稱工作母機(jī)或工具機(jī)，習(xí)慣上簡稱機(jī)床。一般分為金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床和木工機(jī)床等?，F(xiàn)代機(jī)械制造中加工機(jī)械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機(jī)床上用切削的方法進(jìn)行最終加工。機(jī)床在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。十五世紀(jì)的機(jī)床雛形，由于制造鐘表和武器的需要，出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機(jī)床，以及水力驅(qū)動的炮筒鏜床。1501年左右，意大利人列奧納多·達(dá)芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、頂尖和軸承等新機(jī)構(gòu)。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水來剖切玉石。工業(yè)革命導(dǎo)致了各種機(jī)床的產(chǎn)生和改進(jìn)。十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動了機(jī)床的發(fā)展。1774年，英國人威爾金森發(fā)明了較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1775年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床，促進(jìn)了蒸汽機(jī)的發(fā)展。從此，機(jī)床開始用蒸汽機(jī)通過曲軸驅(qū)動。如何提高機(jī)床的安全性能，同時(shí)提高機(jī)床各部件的使用壽命是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。數(shù)控機(jī)床是加工精度高且具有穩(wěn)定的加下質(zhì)量的高技術(shù)機(jī)床，可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件。在專利號為cn201510553302的專利文件中，公開了一種數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，包括mcu控制器、步進(jìn)電動機(jī)、絲桿、機(jī)床工作臺、主軸、刀具和軸承，所述mcu控制器輸出的指令脈沖與步進(jìn)電動機(jī)相連，所述步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動軸連接設(shè)置有絲桿，所述絲桿兩端連接設(shè)置有軸承，所述絲桿與機(jī)床工作臺相互配合連接，所述機(jī)床工作臺上方設(shè)置有主軸箱。本發(fā)明通過mcu控制器輸出的進(jìn)給指令信號通過脈沖分配器來控制驅(qū)動電動機(jī)，另外通過設(shè)置速度檢測器和位置檢測器，所述位置檢測器通過信號線與位置比較器相連，所述速度檢測器通過信號線與速度控制器相連；并通過反饋消除從電動機(jī)到機(jī)床工作臺的整個機(jī)械傳動鏈中的傳動誤差，從而得到機(jī)床工作臺的準(zhǔn)確位置；控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜。

上述專利文件通過mcu控制器輸出的進(jìn)給指令信號通過脈沖分配器來控制驅(qū)動電動機(jī)，另外通過設(shè)置速度檢測器和位置檢測器，直接檢側(cè)機(jī)床工作臺坐標(biāo)的直線位移m，并通過反饋消除從電動機(jī)到機(jī)床工作臺的整個機(jī)械傳動鏈中的傳動誤差。但是對于如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，安全性能更高的工業(yè)機(jī)床自動化控制系統(tǒng)缺少技術(shù)性解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種工業(yè)機(jī)床自動化控制系統(tǒng)，用于解決如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，安全性能更高的工業(yè)機(jī)床自動化控制系統(tǒng)的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種工業(yè)機(jī)床自動化控制系統(tǒng)，包括cnc系統(tǒng)，所述cnc系統(tǒng)包括程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸控制單元和速度控制單元，其特征在于：包括電流檢測電路、過流保護(hù)電路、變頻控制電路和復(fù)位控制電路，所述電流檢測電路檢測的信號中設(shè)霍爾傳感器的輸出為電流信號is，為了將電流信號送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將霍爾傳感器的輸出通過已知阻值的測量電阻rm，其兩端電壓降vm與電流信號is成正比，電流信號就線性轉(zhuǎn)換為電壓信號vm，即可經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行電流檢測，電容c起濾波的作用，電位器vr給出參考電壓，調(diào)節(jié)vr可以改變使保護(hù)電路動作的電源電壓值，iu1和iw1經(jīng)比較器比較后，其輸出信號經(jīng)光耦后送到邏輯芯片，與三相交流電壓檢測信號邏輯之后產(chǎn)生信號spdping，送到dsp的功率驅(qū)動保護(hù)中斷輸入，去封鎖dsp的pwm口，所有pwm輸出管腳全部為高阻狀態(tài)，同時(shí)向dsp內(nèi)核發(fā)出一個中斷請求，通知cpu有異常情況發(fā)生，所述復(fù)位控制電路中人只要站上地毯，繼電器zj動作，整個復(fù)位控制電路電源被切斷；人離開地毯后，電恢復(fù)。

優(yōu)選的，所述復(fù)位控制電路中14、15腳接dc24v，⑤、⑥腳外接復(fù)位按鈕，18、19腳外接測試按鈕，11、12腳是后級24v電源控制腳，21、22、23、24腳外接安全地毯，其中21和23通，22和24通。人未踩上地毯，21、23腳和22、24腳之間呈高阻狀態(tài)，人一旦踩上地毯，21、23腳和22、24腳之間阻值降到約10ω。

優(yōu)選的，所述復(fù)位控制電路中人未踩上地毯時(shí)，dc24v電壓經(jīng),電路的22、21腳和外接地毯輸入至24、23腳，此電壓分別經(jīng)電阻472、470送至05、06的基極，使q5、q6飽和導(dǎo)通，光耦u2、u3動作，這樣，q3管因基極電位高而截止，q4管因基極電位低而截止，繼電器rll、rl2、rl3不動作。12腳沒有輸出。此時(shí)，電源電壓經(jīng)rl2常閉觸點(diǎn)、短接片j1、電阻472、穩(wěn)壓管dw2、光耦ul初組、電阻22l、短接片j2、光耦u3次級形成回路，光耦ul導(dǎo)通。

優(yōu)選的，按下⑤、⑥腳所接的復(fù)位按鈕，電容c4、c5的正極經(jīng)短接片j3、復(fù)位按鈕、短接片j4和電源負(fù)極23腳短接，由于電容兩端有電壓，電容正極接電源負(fù)極后，電容兩端的電壓不能突變，電容c4、c5相當(dāng)于分別給三極管q5、q6基極加上了一個負(fù)電壓，使q5、q6截止，光耦u2、u3無輸出，而光耦u1正常輸出。這樣，三極管04由于基極電位上升而導(dǎo)通；繼電器rll、rl3吸合，rll的一組常開觸點(diǎn)閉合自鎖；同時(shí)，三極管q3的基極也經(jīng)電阻102、光耦u1次級、穩(wěn)壓管dw3、電阻2.2kω、rll的常閉觸點(diǎn)至23腳，rl2也吸合，由于c1、c2兩端有一電壓，即使rll、rl3吸合而rl2不吸合或反之。此時(shí)⑩腳有dc24v輸出，機(jī)器能正常啟動工作。

優(yōu)選的，所述復(fù)位控制電路中人踩上地毯時(shí)，21～23和22～24腳間阻值降為約10ω，接近于短路，21、23兩腳間電壓下降，繼電器rll、rl2、rl3釋放，同時(shí)，三極管92基極電位下降，控制q1導(dǎo)通程度降低，輸出電流減小。

優(yōu)選的，所述變頻控制電路中控制端子主要有正轉(zhuǎn)控制端子stf，由y3控制，以及三個速段的控制端子，高速端子rh，中速端子rm和低速端子rl，分別由plc的y2、y1、y0控制，使用plc輸出端控制變頻器時(shí)，需要將plc輸出端的相應(yīng)公共端com與sd相連接。

優(yōu)選的，霍爾傳感器檢測到的兩相電流信號iu、iv通過處理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號ch1a、ch2a后，再送max125芯片進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。由于直線電機(jī)繞組采用星形連接，根據(jù)電機(jī)學(xué)原理：iu+iv+iw＝0在檢測出iu、iv后，可通過計(jì)算求出iw。因此在硬件設(shè)計(jì)時(shí)只需對三相交流電中的任意兩相進(jìn)行檢測、數(shù)/模轉(zhuǎn)換，以降低硬件成本。

(三)有益效果

本發(fā)明中人未踩上地毯時(shí)，dc24v電壓經(jīng),電路的22、21腳和外接地毯輸入至24、23腳，此電壓分別經(jīng)電阻472、470送至05、06的基極，使q5、q6飽和導(dǎo)通，光耦u2、u3動作，這樣，q3管因基極電位高而截止，q4管因基極電位低而截止，繼電器rll、rl2、rl3不動作。12腳沒有輸出。此時(shí)，電源電壓經(jīng)rl2常閉觸點(diǎn)、短接片j1、電阻472、穩(wěn)壓管dw2、光耦ul初組、電阻22l、短接片j2、光耦u3次級形成回路，光耦ul導(dǎo)通，人踩上地毯時(shí)，21～23和22～24腳間阻值降為約10ω，接近于短路，21、23兩腳間電壓下降，繼電器rll、rl2、rl3釋放，同時(shí)，三極管92基極電位下降，控制q1導(dǎo)通程度降低，輸出電流減小，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，安全性能更高，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的機(jī)床組成框圖；

圖2是本發(fā)明的電流檢測信號處理電路團(tuán)力圖；

圖3是本發(fā)明的過流保護(hù)電路原理圖；

圖4是本發(fā)明的變頻控制電路原理圖；

圖5是本發(fā)明的復(fù)位控制電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種工業(yè)機(jī)床自動化控制系統(tǒng)，包括cnc系統(tǒng)，cnc系統(tǒng)包括程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸控制單元和速度控制單元，其特征在于：包括電流檢測電路、過流保護(hù)電路、變頻控制電路和復(fù)位控制電路，電流檢測電路檢測的信號中設(shè)霍爾傳感器的輸出為電流信號is，為了將電流信號送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將霍爾傳感器的輸出通過已知阻值的測量電阻rm，其兩端電壓降vm與電流信號is成正比，電流信號就線性轉(zhuǎn)換為電壓信號vm，即可經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行電流檢測，電容c起濾波的作用，電位器vr給出參考電壓，調(diào)節(jié)vr可以改變使保護(hù)電路動作的電源電壓值，iu1和iw1經(jīng)比較器比較后，其輸出信號經(jīng)光耦后送到邏輯芯片，與三相交流電壓檢測信號邏輯之后產(chǎn)生信號spdping，送到dsp的功率驅(qū)動保護(hù)中斷輸入，去封鎖dsp的pwm口，所有pwm輸出管腳全部為高阻狀態(tài)，同時(shí)向dsp內(nèi)核發(fā)出一個中斷請求，通知cpu有異常情況發(fā)生，復(fù)位控制電路中人只要站上地毯，繼電器zj動作，整個復(fù)位控制電路電源被切斷；人離開地毯后，電恢復(fù)。

復(fù)位控制電路中14、15腳接dc24v，⑤、⑥腳外接復(fù)位按鈕，18、19腳外接測試按鈕，11、12腳是后級24v電源控制腳，21、22、23、24腳外接安全地毯，其中21和23通，22和24通。人未踩上地毯，21、23腳和22、24腳之間呈高阻狀態(tài)，人一旦踩上地毯，21、23腳和22、24腳之間阻值降到約10ω。

復(fù)位控制電路中人未踩上地毯時(shí)，dc24v電壓經(jīng),電路的22、21腳和外接地毯輸入至24、23腳，此電壓分別經(jīng)電阻472、470送至05、06的基極，使q5、q6飽和導(dǎo)通，光耦u2、u3動作，這樣，q3管因基極電位高而截止，q4管因基極電位低而截止，繼電器rll、rl2、rl3不動作。12腳沒有輸出。此時(shí)，電源電壓經(jīng)rl2常閉觸點(diǎn)、短接片j1、電阻472、穩(wěn)壓管dw2、光耦ul初組、電阻22l、短接片j2、光耦u3次級形成回路，光耦ul導(dǎo)通。

按下⑤、⑥腳所接的復(fù)位按鈕，電容c4、c5的正極經(jīng)短接片j3、復(fù)位按鈕、短接片j4和電源負(fù)極23腳短接，由于電容兩端有電壓，電容正極接電源負(fù)極后，電容兩端的電壓不能突變，電容c4、c5相當(dāng)于分別給三極管q5、q6基極加上了一個負(fù)電壓，使q5、q6截止，光耦u2、u3無輸出，而光耦u1正常輸出。這樣，三極管04由于基極電位上升而導(dǎo)通；繼電器rll、rl3吸合，rll的一組常開觸點(diǎn)閉合自鎖；同時(shí)，三極管q3的基極也經(jīng)電阻102、光耦u1次級、穩(wěn)壓管dw3、電阻2.2kω、rll的常閉觸點(diǎn)至23腳，rl2也吸合，由于c1、c2兩端有一電壓，即使rll、rl3吸合而rl2不吸合或反之。此時(shí)⑩腳有dc24v輸出，機(jī)器能正常啟動工作。

復(fù)位控制電路中人踩上地毯時(shí)，21～23和22～24腳間阻值降為約10ω，接近于短路，21、23兩腳間電壓下降，繼電器rll、rl2、rl3釋放，同時(shí)，三極管92基極電位下降，控制q1導(dǎo)通程度降低，輸出電流減小。

變頻控制電路中控制端子主要有正轉(zhuǎn)控制端子stf，由y3控制，以及三個速段的控制端子，高速端子rh，中速端子rm和低速端子rl，分別由plc的y2、y1、y0控制，使用plc輸出端控制變頻器時(shí)，需要將plc輸出端的相應(yīng)公共端com與sd相連接。

霍爾傳感器檢測到的兩相電流信號iu、iv通過處理電路轉(zhuǎn)換為電壓信號ch1a、ch2a后，再送max125芯片進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。由于直線電機(jī)繞組采用星形連接，根據(jù)電機(jī)學(xué)原理：iu+iv+iw＝0在檢測出iu、iv后，可通過計(jì)算求出iw。因此在硬件設(shè)計(jì)時(shí)只需對三相交流電中的任意兩相進(jìn)行檢測、數(shù)/模轉(zhuǎn)換，以降低硬件成本。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。