[发明专利]一种数控切割机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业控制自动化技术领域的控制系统，尤其是一种数控切割机控制系统。

背景技术

现行数控切割机控制系统主要分成两大类，第一类控制系统采用计算机直接对电机进行运动控制，它没有运动控制卡，由计算机直接和电机驱动器、继电器驱动板和机床限位开关连接，完成所有的电机控制任务和输入输出口的读写任务，这样结构的控制系统由软件实现插补运算。第二类控制系统采用运动控制专用芯片对电机进行运动控制。它采用计算机加运动控制专用芯片组成控制系统。该芯片中已经做好了运动控制算法，而且还给外界提供了一些应用接口。它们都属于封闭式结构的数控系统，各地数控厂商都设计了自己的专用硬件系统和软件系统。这种封闭式的结构使数控系统的开发成本极高，开发周期很长，升级困难，可靠性、可扩展性、可维护性和易用性极差，二次开发困难。

经对现有技术文献的检索发现，林金南在“数控系统的发展趋势――开放式数控系统”（《机床与液压》2003.NO.6）一文中描述了现有数控切割机控制系统存在的以下不足可以理解为：

1、软件为数控制造商所占有，机床制造商难以体现其独立性；

2、需要开发专用的硬件来追随硬件的进步，一般相对滞后；

3、功能单一化，只适用于机床行业；

4、第一类控制系统使用软件插补极耗系统资源，在切割过程中没有可视化界面，切割软件的功能也不够丰富，实时响应性差，而且速度和精度都达不到现在切割机的工艺要求；

5、第二类控制系统通常采用Windows操作系统，由于其自身的不稳定性，会造成整个控制系统的不稳定。而且Windows属于商业软件，由于版权问题无疑会提高数控系统的成本；

6、第二类系统的电机运动采用专用芯片来完成实时采样插补，但是采用专用芯片的系统散热差、系统的算法固定、不易维护、无法进行算法的升级与更新，价格也比较昂贵。在科技飞速发展的今天，新技术与新标准不断涌，技术的更新周期大大加快，采用专用芯片的系统其生命周期必会缩短，给用户带来极大的技术风险和损失。

发明内容

本发明提供一种有效提高性能、降低成本、而且装配、使用、升级极为简单数控切割机控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

它包括：

工业控制计算机，所述的工业控制计算机包括PCI总线及通用外设接口，所述的工业控制计算机中安装有系统平台，所述的系统平台中包括数控管理模块；

运动控制卡，包括一进行电机控制的数字信号微处理器以及与数字信号微处理器连接并通讯的可编程控制器、PCI接口、驱动接口电路及外围电路；通过PCI接口连接于工业控制计算机的PCI总线中，并通过驱动接口电路连接并驱动切割机伺服电机；

输入输出控制卡，连接于工业控制计算机的PCI总线中，包括多路输入信号端和多路输出信号端以及连接工业控制计算机PCI总线的PCI接口，所述的多路输入信号端读入切割机限位开关信号；所述的多路输出信号端输出切割机继电器开关量控制信号；

人机交互设备，连接于工业控制计算机的通用外设接口，用于内容显示、指令输入及数据通信。

优选地，所述的数据管理模块处理任务包括：数控系统的多任务调度策略，加工文件的图形变换，在Windows环境下实现运动控制卡，I/O接口板的PCI总线驱动，割缝补偿的设置，I/O接口的监控和诊断，前后两条切割线段连接处的转角速度控制功能，数控系统的图形用户界面，文件管理系统，人机交互操作处理。

优选地，所述的运动控制卡的数字信号微处理器的电机控制包括直线和圆弧线段的插补，多轴同步运动，速度控制，线段预处理。

优选地，所述的工业控制计算机为嵌入式计算机。

优选地，所述的系统平台为windows系统平台。

优选地，所述的通用外设接口包括LCD/VGA、USB、PS/2和/或软盘驱动器接口。

优选地，所述的人机交互设备包括显示器、鼠标、键盘、移动存储设备。

由于采用了上述方案，本发明的数控切割机控制系统本发明系统结构简单，各组成部分相对独立，部分硬件可直接采购市售商品为组成部分，加上已经开发成熟的数控管理模块，整个控制系统与现行的控制系统相比，不仅性能提高、成本降低，而且装配、使用、升级极为简单。

附图说明

图1是本发明实施例系统整体模块结构示意图

图2是本发明实施例的运动控制卡模块组成示意图；

图3是本发明实施例的输入输出控制卡模块组成示意图。