一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数控机床故障检测与维修仿真训练系统，在数控操作与显示平台上安装的LCD液晶显示器、标准MDI键盘、标准机床操作面板、标准机床操作LED灯急停开关、钥匙开关、倍率旋钮通过平台内的单片机控制电路以串口的形式和ARM开发板进行数据通信，ARM开发板再通过RJ45接口与上位机PC进行数据通信，通过上位机的各个模块处理后的数据，传入ARM开发板上的LCD液晶显示器和单片机上的LED显示灯。本发明专利技术通过自主开发的数控操作平台和数控检测与维修仿真系统，可以准确的真实的反应出数控系统、数控电器、数控电路、数控PMC控制、三维数控机床之间的相互控制，以及故障设置与故障的排查。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种数控机床故障检测与维修仿真训练系统，在数控操作与显示平台上安装的LCD液晶显示器、标准MDI键盘、标准机床操作面板、标准机床操作LED灯急停开关、钥匙开关、倍率旋钮通过平台内的单片机控制电路以串口的形式和ARM开发板进行数据通信，ARM开发板再通过RJ45接口与上位机PC进行数据通信，通过上位机的各个模块处理后的数据，传入ARM开发板上的LCD液晶显示器和单片机上的LED显示灯。本专利技术通过自主开发的数控操作平台和数控检测与维修仿真系统，可以准确的真实的反应出数控系统、数控电器、数控电路、数控PMC控制、三维数控机床之间的相互控制，以及故障设置与故障的排查。【专利说明】一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统
本专利技术数控仿真训练平台，尤其涉及一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统。
技术介绍
随着数控机床在制造业中的广泛应用，数控机床的保养、维修、检测、升级改造等工作在企业生产中起着至关重要的作用，此类专业人才的培养是职业教育专业建设的重点之一。目前数控维修训练系统主要的形式有纯软件的数控维修仿真软件系统、实物数控维修实验平台和小型的教学数控机床等，这三种方式分别存在自己的不足: 纯软件的数控维修系统，普遍只包括仿真数控机床的电器与电路部分，数控系统的PMC控制和参数设置部分几乎没有，而且要把数控机床的四个场景(数控系统、数控操作面板、机床电柜、机床本体)在一个上位机的显示屏幕中同时显示出来并进行操作、控制、观察与监视，没有真实情景，用户体验不好，训练效果最差。 实物的数控维修实验平台，普遍的问题是设备的投入大、对数控机床这种精密的仪器要进行故障的设置与维修训练，操作危险与风险及维护成本都比较大，而且数控系统的升级换代比较快，真实的设备无法升级淘汰率高。 小型的教学数控机床，属于简化的小型实物数控机床，普遍的问题是训练的系统单一，投入和维护成本相对较高。而且数控系统的升级换代比较快，真实的设备无法升级淘汰率高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数控机床故障检测与维修训练平台系统，具有真实数控机床教学训练的真实情景，且成本低、更新快、安全可靠、教学更方便。 本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统，其特征在于，由数控显示与操作平台、上位机以及安装在上位机内的数控故障检测与维修仿真系统构成，所述数控显示与操作平台为箱体结构，在数控显示与操作平台正面安装有LCD显示器、MDI键盘、急停开关、程序钥匙开关、主轴倍率旋钮、伺服进给倍率旋钮、标准机床操作按键面板、LED操作指示灯，在数控显示与操作平台一侧面安装有开关电源接口，在数控显示与操作平台另一侧面安装有RJ45接口，数控显示与操作平台通过RJ45接口与上位机连接；数控显示与操作平台内部设有单片机及ARM开发板，MDI键盘、标准机床操作按键面板及LED操作指示灯通过矩阵扫描电路与单片机连接，急停开关、程序钥匙开关、主轴倍率旋钮、伺服进给倍率旋钮通过信号接口与单片机连接，单片机通过串口与ARM开发板连接。 作为本专利技术所述的一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统的改进方案，所述开关电源接口分别提供一路5V和一路24V的直流电源，其中5V提供给单片机和ARM开发板，24V提供给IXD液晶显示器。 作为本专利技术所述的一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统的改进方案，所述数控故障检测与维修仿真系统包括机床类型选择模块、系统功能选择模块、系统显示模块、机床系统搭建与配置模块、机床故障维修模块、机床检测模块；其中: 机床类型选择模块用于使用者首先需要在机床类型选择模块中根据自己的教学目的选择一种机床类型，进入该类型机床的故障检测与维修仿真学习。 系统功能选择模块用于使用者在机床类型选择模块中选定机床类型后，在系统功能选择模块中根据需要从机床故障维修模块、机床系统搭建与配置模块、机床检测模块中选择一种功能模块。 系统显示模块包括模拟机床三维显示模块、模拟机床电柜显示模块；模拟机床三维显示模块用于显示所选类型机床的模拟三维模型，并且当对数控显示与操作平台或数控故障检测与仿真维修系统进行操作时，模拟机床三维显示模块用于实时显示机床模拟三维模型的运动状态；模拟机床电柜显示模块用于显示所选类型机床的机床电柜的模拟二维模型，该二维模型包括各电路元器件及连接件，各电路元器件及连接件的型号、位置及连接关系与真实数控机床电柜的电路相同。 机床系统搭建与配置模块用于使用者对数控机床电路进行搭建与配置的仿真学习:使用者首先对所选类型机床进行电路元件的部署和连接的仿真练习，并通过机电联调模拟使数控系统处于正常状态，然后对完成电路搭建和系统配置的数控机床进行数控系统仿真，包括机床程序解释、机床PMC扫描、机床按键处理、机床IXD显示及机床报警处理功能的仿真。 机床故障维修模块用于使用者进行数控机床常用故障维修的仿真学习:机床故障维修模块初始后，系统自动完成整个数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统的系统配置，此时系统中加载的是无故障机床；将使用者分为教学者和学员，首先教学者进入机床故障设置模块，对数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统设置模拟故障，生成故障文件并保存；然后学员进入机床故障维修模块，加载故障文件完成模拟故障的加载，加载后系统显示出故障现象，学员根据故障现象，分析故障原因，对模拟故障进行排除；该模块可以帮助使用者形象化的了解数控机床常出现的故障现象、通常导致故障现象的故障原因，并掌握故障的维修方法。 机床检测模块用于使用者完成数控机床各类数据的检测的仿真学习:机床检测模块初始后，系统自动完成整个数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统的系统配置，此时系统中加载的是无故障机床；机床检测模块根据机床类型提供多种相应的模拟检测工具，使用者根据检测项目选择检测工具，将检测工具加载后，通过显示模块实时显示检测工具在数控机床上的使用情况以及检测出的数据。该模块可让使用者学习数控机床的常规检测项目、所使用的检测工具和检测方法，同时能了解数控机床无故障情况下各种工作状态(停机、运行等状态)时的各项参数。 作为本专利技术所述的一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统的改进方案，所述机床系统搭建与配置模块具体包括: 电路仿真模块，用于使用者学习数控机床电路的组成结构和工作原理:电路仿真模块中，模拟机床电柜显示模块首先显示的是空的电器柜，同时电路仿真模块中根据机床类型提供对应的元件列表和连接线，使用者选择需要的元件放入模拟机床电柜显示模块中空电器柜内的对应位置，并选择连接线对各元件进行连接，然后对连接后的电路进行机电联调模拟，完成数控机床电路的搭建仿真。 数控系统仿真模块，其包括机床程序解释模块、机床PMC扫描模块、机床按键处理模块、机床LCD显示模块、机床报警处理模块；其中，机床程序解释模块的作用是通过数控显示与操作平台中MDI键盘按键输入机床NC程序代码，用解释型语言进行分析，然后用于机床三维模型的动作；机床PMC扫描模块的作用是通过仿真系统中编制的PMC梯图文件进行实时扫描，对机床面板按键和机床电路仿真模块中所产生的信号进行PMC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控机床故障检测与维修仿真训练平台系统，其特征在于，由数控显示与操作平台、上位机以及安装在上位机内的数控故障检测与维修仿真系统构成，所述数控显示与操作平台为箱体结构，在数控显示与操作平台正面安装有LCD显示器、MDI键盘、急停开关、程序钥匙开关、主轴倍率旋钮、伺服进给倍率旋钮、标准机床操作按键面板、LED操作指示灯，在数控显示与操作平台一侧面安装有开关电源接口，在数控显示与操作平台另一侧面安装有RJ45接口，数控显示与操作平台通过RJ45接口与上位机连接；数控显示与操作平台内部设有单片机及ARM开发板，MDI键盘、标准机床操作按键面板及LED操作指示灯通过矩阵扫描电路与单片机连接，急停开关、程序钥匙开关、主轴倍率旋钮、伺服进给倍率旋钮通过信号接口与单片机连接，单片机通过串口与ARM开发板连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文革，张中秋，马性辉，魏帝阳，
申请(专利权)人：李文革，张中秋，马性辉，魏帝阳，
类型：发明
国别省市：吉林;22