專利名稱：基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件。
背景技術(shù)：
精密機(jī)床軸承技術(shù)含量高、附加值高、加工難度大，世界各大軸承公司都投入了極大的精力開展精密機(jī)床軸承的開發(fā)和研制。目前，國外生產(chǎn)精密機(jī)床軸承的生產(chǎn)廠家主要有德國FAG公司、法國SNF公司、日本NSK公司、瑞典SKF公司、日本NTN公司等。我國軸承行業(yè)整體水平與發(fā)達(dá)國家相比存在較大差距，特別是在精密軸承的開發(fā)和研制方面，由于受加工設(shè)備、制造工藝以及相關(guān)技術(shù)的限制和制約，目前，國內(nèi)能批量、配套生產(chǎn)精密機(jī)床軸承的生產(chǎn)廠家只有洛陽軸研科技股份有限公司、哈爾濱軸承集團(tuán)公司等少數(shù)幾家公司。國內(nèi)軸承生產(chǎn)加工控制系統(tǒng)的研究，還處于起步階段，整套控制系統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)的企業(yè)寥寥無幾，目前市場上控制器的設(shè)計(jì)和控制機(jī)械系統(tǒng)的開發(fā)是分離的，由于這種現(xiàn)狀導(dǎo)致軸承設(shè)備控制系統(tǒng)技術(shù)的不協(xié)調(diào)發(fā)展，與國外產(chǎn)品相比較仍存在較大差距。傳統(tǒng)的機(jī)械裝備控制器，供電方式通常采用的是由開關(guān)電源提供24V作為I/O的工作電源，提供5V作為系統(tǒng)CPU及其外圍部件的工作電源。如圖3所示，圖中，開關(guān)電源作為交流轉(zhuǎn)直流的部件，起到了隔離220V和直流24V、5V的作用，但是開關(guān)電源的輸出穩(wěn)定性直接影響系統(tǒng)的性能，特別是5V電源信號(hào)的波動(dòng)將引起系統(tǒng)的工作混亂，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，解決目前軸承生產(chǎn)加工控制系統(tǒng)存在的控制精度、功能和價(jià)格方面存在缺陷的缺陷問題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種該硬件使用到的電源模塊，利用該模塊，可以有效保證芯片工作的可靠性，進(jìn)而保證通信數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性?；趫D編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，包括自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊、電源模塊、圖編程接口模塊；所述電源模塊、圖編程接口模塊均與自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊連接，其中， 自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊，采用嵌入式可編程智能芯片為核心，執(zhí)行控制程序達(dá)到控制整個(gè)生產(chǎn)線的安全可靠運(yùn)行的目的；圖編程接口模塊，提供系統(tǒng)人機(jī)交互，該模塊支持在線組態(tài)技術(shù)，用戶可以根據(jù)需要選擇顯示內(nèi)容和方式，在不退出系統(tǒng)運(yùn)行的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)使修改后的組態(tài)直接生效，而且使用者在生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)不需要修改軟件程序的源代碼。所述電源模塊包括開關(guān)電源、隔離穩(wěn)壓模塊、穩(wěn)壓模塊、IO模塊、CPU ;隔離穩(wěn)壓模塊連接在開關(guān)電源與穩(wěn)壓模塊之間，穩(wěn)壓模塊另一端連接CPU，IO模塊連接開關(guān)電源。所述穩(wěn)壓模塊另一端還連接有外圍設(shè)備。所述基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件還包括有I/O接口通信模塊，該I/O接口通信模塊均與自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊連接。本發(fā)明的有益效果是
I、由于采用了自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊及圖編程接口模塊，平臺(tái)采用圖形化的程序開發(fā)方法，使用圖編程比使用傳統(tǒng)的C語言或匯編語言開發(fā)更直觀、更便捷，且不容易出錯(cuò)，一般的電氣工程師都可以掌握，從而為現(xiàn)場的更改調(diào)試帶來極大的便捷。提供自定義構(gòu)件的生成方式，為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)、應(yīng)用調(diào)試、維護(hù)提供基礎(chǔ)。2、由于隔離穩(wěn)壓模塊連接在開關(guān)電源與穩(wěn)壓模塊之間，隔離穩(wěn)壓模塊可以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓，足以保證在開關(guān)電源供電不良導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)時(shí)使得系統(tǒng)CPU可以正常工作。多一層隔離穩(wěn)壓模塊，可以有效提高系統(tǒng)的抗電源干擾能力。通過該方式可以有效保證芯片工作的可靠性，進(jìn)而保證通信數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性。


圖I是自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)示意圖2是電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖3是現(xiàn)有電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖中I.自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊、2.電源模塊、3.圖編程接口模塊、4. I/O接口通信模塊、5.開關(guān)電源、6.隔離穩(wěn)壓模塊、7.穩(wěn)壓模塊、8. IO模塊、9. CPU、10、外圍設(shè)備。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1，基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，包括自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊I、電源模塊2、圖編程接口模塊3、I/O接口通信模塊4 ;所述電源模塊2、圖編程接口模塊 3、I/O接口通信模塊4均與自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊I連接。自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊1，該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，采用嵌入式可編程智能芯片為核心，執(zhí)行控制程序達(dá)到控制整個(gè)生產(chǎn)線的安全可靠運(yùn)行的目的，主要完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、信號(hào)處理、任務(wù)調(diào)度、系統(tǒng)控制等工作，具體包括邏輯信號(hào)處理、模擬信號(hào)處理、通信數(shù)據(jù)處理、圖形顯示數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)線運(yùn)行管理等。該模塊可采用嵌入式SOC控制器芯片、專用控制器PLC。電源模塊2，提供整個(gè)系統(tǒng)工作電源。不同于普通工業(yè)控制系統(tǒng)，軸承機(jī)械屬于精密加工機(jī)械，各個(gè)功能部件價(jià)格昂貴，操作不當(dāng)容易損壞，控制系統(tǒng)需要高可靠性電源，因此設(shè)計(jì)電源模塊時(shí)，各模塊間的供電需要進(jìn)行隔離處理以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，同時(shí)還應(yīng)通過周波跌落，群脈沖等EMC測試從而有效保證整個(gè)控制系統(tǒng)有效、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。 系統(tǒng)采用單24V電源工作方式、抗反接電路，用以保證現(xiàn)場使用的方便和安全。請(qǐng)參考圖2， 該電源模塊2，包括開關(guān)電源5、隔離穩(wěn)壓模塊6、穩(wěn)壓模塊7、IO模塊8、CPU9、外圍設(shè)備10 ； 隔離穩(wěn)壓模塊6連接在開關(guān)電源5與穩(wěn)壓模塊7之間，穩(wěn)壓模塊7另一端連接CPU9，IO模塊8連接開關(guān)電源5。開關(guān)電源5作為交流轉(zhuǎn)直流的部件，起到了隔離220V和直流24V、5V 的作用，但是開關(guān)電源5的輸出穩(wěn)定性直接影響系統(tǒng)的性能，特別是5V電源信號(hào)的波動(dòng)將引起系統(tǒng)的工作混亂，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)損壞。本控制器采用雙隔離穩(wěn)壓的方式給系統(tǒng)供電， 對(duì)于該電路，隔離穩(wěn)壓模塊6輸入電壓為24V+20%范圍內(nèi)，均可以產(chǎn)生穩(wěn)定的5V，足以保證在開關(guān)電源5供電不良導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)時(shí)使得系統(tǒng)CPU可以正常工作。另外，多一層隔離穩(wěn)壓模塊6，可以有效提高系統(tǒng)的抗電源干擾能力。通過該方式可以有效保證芯片工作的可靠性，進(jìn)而保證通信數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性。通過項(xiàng)目組實(shí)測表面，使用該電路構(gòu)成的控制器可保證EMC群脈沖測試四級(jí)。圖編程接口模塊3，提供系統(tǒng)人機(jī)交互，包括系統(tǒng)工作狀態(tài)、信號(hào)顯示、參數(shù)設(shè)置、 報(bào)警提示等功能。該模塊支持在線組態(tài)技術(shù)，用戶可以根據(jù)需要選擇顯示內(nèi)容和方式，在不退出系統(tǒng)運(yùn)行的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)使修改后的組態(tài)直接生效，而且使用者在生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)不需要修改軟件程序的源代碼。I/O接口模塊4，系統(tǒng)采用全隔離的輸入數(shù)出接口方式，即使在大沖擊、強(qiáng)干擾情況下，IO設(shè)備工作異常，也不至于影響核心控制模塊工作，確保在外圍出現(xiàn)不確定因素下保證不會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)料的工作情況。通信模塊5，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部間數(shù)據(jù)傳遞以及外部RS232串口通信，支持常用通協(xié)議。以上5個(gè)模塊構(gòu)成了軸承自動(dòng)生產(chǎn)線控制器主板的主體,提供了整個(gè)生產(chǎn)線系統(tǒng)的硬件運(yùn)行平臺(tái)，通過智能芯片和外圍部件的合理搭配設(shè)計(jì)，有效保證了系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，同時(shí)為現(xiàn)場可編程提供了硬件運(yùn)行環(huán)境。
權(quán)利要求
1.基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，其特征在于基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，包括自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊、電源模塊、圖編程接口模塊；所述電源模塊、圖編程接口模塊均與自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊連接，其中，自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊，采用嵌入式可編程智能芯片為核心，執(zhí)行控制程序達(dá)到控制整個(gè)生產(chǎn)線的安全可靠運(yùn)行的目的；圖編程接口模塊，提供系統(tǒng)人機(jī)交互，該模塊支持在線組態(tài)技術(shù)，用戶可以根據(jù)需要選擇顯示內(nèi)容和方式，在不退出系統(tǒng)運(yùn)行的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)使修改后的組態(tài)直接生效，而且使用者在生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)不需要修改軟件程序的源代碼。
2.依據(jù)權(quán)利要求I所述的基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，其特征在于 所述電源模塊包括開關(guān)電源、隔離穩(wěn)壓模塊、穩(wěn)壓模塊、IO模塊、CPU ;隔離穩(wěn)壓模塊連接在開關(guān)電源與穩(wěn)壓模塊之間，穩(wěn)壓模塊另一端連接CPU，IO模塊連接開關(guān)電源。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，其特征在于 所述穩(wěn)壓模塊另一端還連接有外圍設(shè)備。
4.依據(jù)權(quán)利要求I所述的基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，其特征在于 所述基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件還包括有I/O接口通信模塊，該I/O接口通信模塊均與自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于圖編程的軸承切削自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)硬件，包括自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊、電源模塊、圖編程接口模塊、I/O接口通信模塊；所述電源模塊、圖編程接口模塊、I/O接口通信模塊均與自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊連接，其中，自動(dòng)生產(chǎn)線調(diào)度模塊，采用嵌入式可編程智能芯片為核心，執(zhí)行控制程序達(dá)到控制整個(gè)生產(chǎn)線的安全可靠運(yùn)行的目的；圖編程接口模塊，提供系統(tǒng)人機(jī)交互，該模塊支持在線組態(tài)技術(shù)，用戶可以根據(jù)需要選擇顯示內(nèi)容和方式，在不退出系統(tǒng)運(yùn)行的情況下可以直接進(jìn)入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)使修改后的組態(tài)直接生效。本發(fā)明可解決目前軸承生產(chǎn)加工控制系統(tǒng)存在的控制精度、功能和價(jià)格方面存在缺陷的缺陷問題。
文檔編號(hào)G05B19/414GK102591262SQ201210075178
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者張新華, 張若煜 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院