Устройство сопряжения пэвм с учпу металлорежущего станка
Устройство сопряжения ПЭВМ с УЧПУ металлорежущего станка содержит блок оптронной развязки, предназначенный для подключения к дискретным входам/выходам УЧПУ станка, модуль часов реального времени, модуль контроля и диагностирования режущего инструмента, микроконтроллер, осуществляющий управление работой подключаемых к нему модулей, обработку получаемой от них информации, и ее передачу, модуль, предназначенный для обмена информации между микроконтроллером и ПЭВМ по протоколу Ethernet, модуль TTL/RS232, предназначенный для преобразования сигналов последовательного порта RS-232 в сигналы для использования в цифровых схемах на базе ТТЛ или КМОП технологий, модуль карты памяти, предназначенный для записи информации на карту памяти формата SD (Secure Digital Memory Card), входы для подключения датчиков тока, принцип работы которых основан на эффекте Холла, вход для подключения устройства считывания RFID-меток, выходы для подключения к ПЭВМ и УЧПУ станка. Изобретение относится к устройствам сбора и первичной обработки информации и может быть использовано для получения статистической информации о работе металлорежущего станка с УЧПУ, а так же контроля и диагностирования состояния режущего инструмента в процессе механической обработки деталей машин.
Устройство сопряжения ПЭВМ с УЧПУ металлорежущего станка
Полезная модель относится к устройствам сбора и первичной обработки
информации и может быть использовано для получения статистической информации о работе металлорежущего станка УЧПУ, а так же контроля состояния режущего инструмента в процессе обработки.
Известен контроллер сопряжения ПЭВМ с УЧПУ класса PCNC (патент РФ на ПМ 
93724), который предназначен для расширения функциональных возможностей металлорежущего станка с ЧПУ класса PCNC за счет внешнего управления подачей и скоростью резания от ПЭВМ, при построении адаптивной системы управления. Данный контроллер направлен только на оптимизацию процесса механической обработки.
Задачей полезной модели является получение основных производственных данных о работе металлорежущего станка с ЧПУ за счет сбора и первичной обработки информации о работе металлорежущего станка с УЧПУ.
Данная задача достигается тем, что устройство сопряжения ПЭВМ с металлорежущим станком с УЧПУ, содержащее блок оптронной развязки, предназначенный для подключения к дискретным входам/выходам УЧПУ станка, и микроконтроллер, отличающиеся тем, что оно снабжено модулем часов реального времени, модулем контроля режущего инструмента, модулем, предназначенным для обмена информацией между микроконтроллером и ПЭВМ по протоколу Ethernet модулем TTL/RS232, предназначенным для преобразования сигналов последовательного порта RS-232 в сигналы для использования в цифровых схемах на базе ТТЛ или КМОП технологий, модулем карты памяти, предназначенным для записи информации на карту памяти формата SD, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью управления работой подключаемых к нему модулей, обработки получаемой от них информации и ее передачи, модуль контроля режущего инструмента содержит входы для подключения датчиков тока, принцип работы которых основан на эффекте Холла, а микроконтроллер содержит вход для подключения
1
устройства считывания RFID (Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация) - меток.
Для дальнейшей обработки производственных данных металлорежущего станка с ЧПУ, полученных устройством сопряжения от его УЧПУ, необходимо использовать ПЭВМ с соответствующим программным обеспечением. Сопряжение ПЭВМ с УЧПУ осуществляется с помощью устройства сопряжения, которое обеспечивает прием и первичную обработку информации от УЧПУ станка, взаимодействие с считывателем RFID метки, счетчиком электроэнергии и обработку информационных сигналов получаемых с датчиков тока основанных на эффекте Холла.
На рис. 1 представлена структурная схема устройства сопряжения.
Устройство сопряжения содержит блок оптронной развязки 1 для подключения к свободным дискретным входам/выходам УЧПУ металлорежущего станка, модуль часов реального времени 2, предназначен для получения информации о текущем времени (год, месяц, число, время), модуль контроля и диагностирования режущего инструмента 3, предназначен для контроля износа режущего инструмента в процессе механической обработки, микроконтроллер 4, предназначен для управления работой подключаемых к нему модулей обработки, получаемой информации, и ее передачи, модуль Ethernet 5, предназначен для передачи информации полученной от микроконтроллера через сетевой коммутатор на ПЭВМ, преобразователь интерфейсов TTL/RS232 6, предназначен для преобразования сигналов последовательного порта RS-232 в сигналы, используемые в цифровых схемах на базе ТТЛ или КМОП технологий, модуль карты памяти 7, предназначен для записи информации на карту памяти формата SD при отсутствии подключения к сети или ПЭВМ, вход 8 служит для подключения дискретных выходов УЧПУ, выход 9 служит для подключения к дискретным входам УЧПУ, вход 10 предназначены для подключения датчиков тока основанных на эффекте Холла, вход 11 предназначен для подключения RFID считывателя; выход 12 предназначен для подключения УС к ПЭВМ или сетевому коммутатору, а выход 13 предназначен
для подключения к преобразователю интерфейса стандарта 232 в интерфейс-«сети контроллеров» (RS232/CAN), который в свою очередь подключается к счетчику электроэнергии.
Микроконтроллер 4 получает информацию о состоянии металлорежущего станка с ЧПУ (например, станок выключен, станок включен, работа по управляющей программе, количество выполненных деталей, авария электрической части и пр.). Данная информация формируется в УЧПУ программой логики станка. Информация от УЧПУ в микроконтроллер 4 передается через вход 8 блока оптронной развязки 1. После поступления информации микроконтроллер 4 производит ее первичную обработку и при активном сетевом подключение при помощи модуля Ethernet 5 передает информацию через выход 12 на сетевой коммутатор, а затем на ПЭВМ (или непосредственно на ПЭВМ). Данная информация может быть обработана на ПЭВМ с помощью специального программного обеспечения и предоставлена в форме удобной для пользователя: графиков, диаграмм и таблиц. Если же сетевое подключение отсутствует, информация записывается на карту памяти с помощью модуля карты памяти 7. Бывает ситуация, когда необходимо известить оператора, о событии, которое произошло на станке, например износ или поломка режущего инструмента, устройство сопряжения с помощью микроконтроллера 4 может отправить данное сообщение в УЧПУ станка через блок оптронной развязки 1 и выход 9, подключенного к дискретным входам УЧПУ станка.
Модуль часов реального времени,2 предназначен для фиксации времени, когда произошло то или иное событие, например станок, выключили или включили и т.д.
Модуль контроля режущего инструмента 3 в устройстве сопряжения предназначен для предотвращения некачественной механической обработки деталей по причине изношенного режущего инструмента или его поломки в процессе обработки. Для осуществления выше сказанного к входу 10 данного
модуля 3 подключаются датчики тока (основанные на эффекте Холла), которые устанавливаются в питающих проводах привода подач и привода главного движения станка. Он включает в себя: аналогово-цифровой преобразователь, источник опорного напряжения, микроконтроллер, блок индикации, жидкокристаллический индикатор.
К микроконтроллеру 4 устройства сопряжения можно подключить следующие дополнительные устройства: счетчик электроэнергии и RFID считыватель. Счетчик электроэнергии используется для учета энергозатрат станка. Он подключается с помощью конвертера RS232/CAN, который подключается к выходу 13 преобразователя интерфейсов TTL/RS232 6. Считыватель RFID карт используется для фиксации сотрудников, которые работали на станке (оператор, ремонтный персонал и т.д.). Он подключается к входу 11.
Полезная модель при использовании дает положительный эффект, заключающийся в контроле состояния режущего инструмента в процессе обработки и получении производственных данных о работе металлорежущего станка с УЧПУ, используемых для планирования производственных заданий.
Устройство для сопряжения персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ) с устройством числового программного управления (УЧПУ) металлорежущего станка, содержащее блок оптронной развязки, предназначенный для подключения к дискретным входам/выходам УЧПУ станка, и микроконтроллер, отличающееся тем, что оно снабжено модулем часов реального времени, модулем контроля износа режущего инструмента, модулем, предназначенным для обмена информации между микроконтроллером и ПЭВМ по протоколу Ethernet, модулем преобразователя интерфейса транзисторно-транзисторной логики в интерфейс стандарта 232 (TTL/RS-232) предназначенный для преобразования уровня сигналов последовательного порта с интерфейсом стандарта 232 (RS-232) в сигналы, используемые в цифровых схемах, модулем карты памяти, предназначенным для записи информации на карту памяти формата SD (Secure Digital Memory Card), при этом микроконтроллер выполняет управление работой подключаемых к нему модулей, обработку получаемой от них информации и ее передачу, модуль контроля износа режущего инструмента имеет входы для подключения датчиков тока, принцип работы которых основан на эффекте Холла, а микроконтроллер содержит вход для подключения устройства считывания RFID (Radio Frequency Identification, радиочастотная идентификация)-меток.
