一种数控磨床控制系统

技术领域

本发明涉及数控机床控制技术领域，具体为一种数控磨床控制系统。

背景技术

在数控磨床中，光栅尺的作用是作为数控磨床控制系统的位置检测元件，检测机床的直线轴的实际位移是否和数控系统发出的指令相符。但是,由于数控磨床在生产线上,工作环境差,难免会导致光栅尺出现故障。

当光栅尺出现故障后，那么数控磨床控制系统发出直线轴的移动指令后，直线轴是否能根据要求到达位置，则要通过数控磨床控制系统调试的精度和机械传动精度两者来完成。但是数控磨床使用时间达到一定程度以后，由于电气调试参数的改变和机械误差值增大等因素，这条直线轴很可能会跟数控磨床控制系统的数据产生误差，这时候就会使得检测效果不能够保持准确，一旦数控机床的精度存在误差，很可能导致加工的产品精度出现超差甚至报废，对厂商而言是不小的影响。而且频繁的检测也会耗费巨大的人力物力，影响生产进度。

为此，设计一种不依赖光栅尺的数控磨床控制系统，来解决上述问题。

发明内容

为克服上述背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种数控磨床控制系统，通过人机交互触摸屏实现包括PLC控制系统和伺服控制系统的磨床磨削加工闭环控制，实现对磨削加工的自动定位和各伺服驱动装置的精准控制，保证磨削精度，无需依靠光栅尺辅助定位。采用工业自动化的控制方式进行最简单的操作，实现省时和省力以及高效切削和高精度研磨。

为了达到以上目的，本发明采用如下的技术方案：一种数控磨床控制系统，包括相互通讯的人机交互触摸屏和PLC控制系统，所述PLC控制系统和伺服控制系统通讯连接，所述PLC控制系统包括：

磨头模块，所述磨头模块用于控制电机主轴带动砂轮对工件进行打磨处理；

工件移动模块，所述工件移动模块用于控制第一伺服驱动装置带动待打磨工件进行第一轴向的往复移动；

第一磨头进给模块，所述第一磨头进给模块用于控制第二伺服驱动装置带动砂轮进行第二轴向的调节移动；

第二磨头进给模块，所述第二磨头进给模块用于控制第三伺服驱动装置带动砂轮进行第三轴向的调节移动；

通过所述人机交互触摸屏的工艺参数设置界面进行各磨削的初始工艺参数设定，并将所述初始工艺参数发送给PLC控制系统；所述PLC控制系统根据所述初始工艺参数生成相对应的控制指令发送给PLC控制系统的各个模块，各个模块将所述控制指令发送到相对应的伺服控制系统；所述伺服控制系统根据所述控制指令控制对应的伺服驱动装置；所述伺服控制系统将采集的实时工艺参数和伺服驱动装置的实时运行参数发送给PLC控制系统，PLC控制系统将所述实时工艺参数和实时运行参数发送给人机交互触摸屏进行实时监控显示。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过人机交互触摸屏实现包括PLC控制系统和伺服控制系统的磨床磨削加工闭环控制，实现各伺服驱动装置的精准控制，保证磨削加工的自动定位，提高磨削精度，无需依靠光栅尺辅助定位，采用工业自动化的控制方式进行最简单的操作，实现省时和省力以及高效切削和高精度研磨。

在一些可能的实施方式中，所述磨削包括平磨和切沟；所述平磨和切沟的工艺分别包括粗磨、中磨、精磨和光磨中的一种或多种，所述粗磨、中磨、精磨和光磨根据工艺选择依次执行，通过触屏操作在所述工艺参数设置界面设置砂轮在粗磨、中磨和精磨任一工艺过程的进刀量、进刀次数、磨削量和在第二轴向的步进量。

在一些可能的实施方式中，所述人机交互触摸屏还包括实时监控界面，所述实时监控界面用于对各伺服驱动装置的运行状况和实时工艺参数进行实时监控。

在一些可能的实施方式中，所述PLC控制系统还包括报警模块，所述报警模块对各伺服驱动装置的监控结果判断是否进行状态报警，并显示在所述人机交互触摸屏的报警状态显示界面。

在一些可能的实施方式中，所述PLC控制系统还包括值班模块，所述值班模块用于在磨削结束后对磨床自动关机，并进行断电处理。

在一些可能的实施方式中，所述PLC控制系统还包括润滑模块，所述润滑模块用于控制润滑泵对带动工件移动的滑块滑轨喷射润滑油进行润滑以减小摩擦。

在一些可能的实施方式中，所述PLC控制系统还包括冷却模块，所述冷却模块用于控制冲水泵对磨削过程中的砂轮进行喷水以冷却降温。

在一些可能的实施方式中，所述实时监控界面的显示内容还包括：砂轮在第二轴向和第三轴向的相对位置坐标参数，通过触屏操作能对相对位置坐标参数进行清零；粗磨、中磨和精磨中每个工艺的磨削总量和余量；光磨的磨削次数；砂轮磨削完成后在第三轴向的抬刀量；砂轮在第二轴向的步进量的运行预设范围；砂轮的下刀位置。

在一些可能的实施方式中，所述步进量自动追踪粗磨、中磨、精磨和光磨中任一工艺过程。

附图说明

图1为本发明实施例一种数控磨床控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例工艺参数设置界面示意图；

图3为本发明实施例工艺参数实时显示界面和各伺服驱动装置模型实时显示界面示意图；

图4为本发明实施例使用维护显示界面示意图；

图5为本发明实施例报警状态显示界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1所示，本实施例提供一种数控磨床控制系统，包括相互通讯的人机交互触摸屏和PLC控制系统，PLC控制系统和伺服控制系统通讯连接，PLC控制系统包括：磨头模块，磨头模块用于控制电机主轴(电机主轴)带动砂轮作周向运动对工件进行打磨处理；工件移动模块，工件移动模块用于控制第一伺服驱动装置(液压泵)带动待打磨工件进行第一轴向(X轴)的往复移动；第一磨头进给模块，第一磨头进给模块用于控制第二伺服驱动装置(丝杆电机)带动砂轮进行第二轴向(Y轴)的前后调节移动,以实现砂轮在Y轴的位置调节；第二磨头进给模块，第二磨头进给模块用于控制第三伺服驱动装置(丝杆电机)带动砂轮进行第三轴向(Z轴)的上下调节移动，以实现砂轮在Z轴的位置调节。

通过人机交互触摸屏的工艺参数设置界面进行各磨削的初始工艺参数设定，并将初始工艺参数发送给PLC控制系统；PLC控制系统根据初始工艺参数生成相对应的控制指令发送给PLC控制系统的各个模块，各个模块将控制指令发送到相对应的伺服控制系统；伺服控制系统根据控制指令控制对应的伺服驱动装置(包括第一、第二和第三伺服驱动装置)；伺服控制系统将采集的实时工艺参数和伺服驱动装置的实时运行参数发送给PLC控制系统，PLC控制系统将实时工艺参数和实时运行参数发送给人机交互触摸屏进行实时监控显示。

通过人机交互触摸屏实现包括PLC控制系统和伺服控制系统的磨床磨削加工闭环控制，实现各伺服驱动装置的精准控制，保证磨削加工的自动定位，提高磨削精度，无需依靠光栅尺辅助定位，采用工业自动化的控制方式进行最简单的操作，实现省时和省力以及高效切削和高精度研磨。

参见附图2所示，磨削包括平磨和切沟；平磨和切沟的工艺分别包括粗磨、中磨、精磨和光磨中的一种或多种，粗磨、中磨、精磨和光磨根据工艺选择依次执行，通过触屏操作在所述工艺参数设置界面设置砂轮在粗磨、中磨和精磨任一工艺过程的进刀量、进刀次数、磨削量和在第二轴向的步进量。

通过触屏操作对磨削的各个工艺进行设置，实现对各伺服驱动装置的精准控制，提高磨削精度。

在一些实施方式中，PLC控制系统还包括润滑模块，润滑模块用于控制润滑泵对带动工件移动的滑块滑轨喷射润滑油进行润滑以减小摩擦。PLC控制系统还包括冷却模块，冷却模块用于控制冲水泵对磨削过程中的砂轮进行喷水以冷却降温

通过润滑模块保证工件在X轴往复移动的过程中的稳定性，防止因导轨摩擦过大，影响工件的往复运动的稳定性，导致磨削失败。通过冷却模块实现对砂轮磨削过程中的降温，减少磨粒与工件的摩擦,从而延长砂轮寿命,降低工件表面粗糙度，取得良好的磨削效果。

在上述实施例的基础上，还包括监控单元和报警单元，监控单元用于对各伺服驱动装置的和工艺参数进行实时监测；显示内容还包括工艺参数实时显示界面和各伺服驱动装置模型实时显示界面。

在一些实施方式中，参见附图3所示，人机交互触摸屏还包括实时监控界面，实时监控界面用于对各伺服驱动装置的运行状况和实时工艺参数进行实时监控。

实时监控界面的显示内容还包括：砂轮在第二轴向(图中前后轴向Y0和Y1)和第三轴向(图中上下轴向Z0和Z1)的相对位置坐标参数，通过触屏操作能在实时监控界面对相对位置坐标参数进行清零；粗磨、中磨和精磨中每个工艺的磨削总量和余量；光磨的磨削次数，通过触屏操作在实时监控界面进行触屏操作能设定磨削次数；砂轮磨削完成后在第三轴向的抬刀量，通过触屏操作在实时监控界面进行触屏操作能设置抬刀的位置坐标；砂轮在第二轴向的步进量的运行预设范围；砂轮的下刀位置(工件的前左关、前右关、后左关和后右关，在运行中通过在实时监控界面进行触屏操作可随时切换工件的任意4个位置下刀)。砂轮的当前定距，即砂轮在y轴运行的工作范围，通过在实时监控界面进行触屏操作能设置砂轮在y轴的位置坐标。

具体的，实时监控界面包括：磨床各个伺服驱动装置以及冲水泵、润滑泵和电机主轴的模型状态，可通过颜色区分不同的工作状态和故障状态。

步进量自动追踪粗磨、中磨、精磨和光磨中任一工艺过程。可以使工人充分了解每个工艺过程中砂轮的步进参数。

在一些实施方式中，参见附图4所示，显示内容还包括使用维护显示界面，通过触屏操作在使用维护显示界面可设置砂轮在Y轴的位置坐标、Y轴限位坐标、重复定位精度校准和开机预润滑时间。

参见附图5所示，在一些可能的实施方式中，PLC控制系统还包括报警模块，报警模块对各伺服驱动装置的监控结果判断是否进行状态报警，并显示在人机交互触摸屏的报警状态显示界面。该界面显示当前故障的代码，故障原因，及处理方法。

在一些实施方式中，PLC控制系统还包括值班模块，值班模块用于在磨削结束后对磨床自动关机，并进行断电处理。打开后，磨削加工结束可自动关机，工人可提前回家睡觉，实现无人值守。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。