CN104785922A - 实现双重式控制的激光切割机***和方法 - Google Patents
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Abstract
一种实现双重式控制的激光切割机***，包括装有数控软件的PC机、人机转换器、固定式人机和移动式人机；所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，以实现所述固定式人机和移动人机同时具有显示、操作控制、数据输入的功能。还公开一种实现双重式控制的激光切割机方法。本发明可以实现在调试时实时观察激光切割过程。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化控制领域，特别是涉及一种实现双重式控制的激光切割机***和方法。
背景技术
目前，实现激光切割机控制的方法是固定式人机控制，简称“激光切割机固定式人机”，其主要是在激光切割机外壳的开关大门处固定安装显示操作台。
实现“激光切割机固定式人机”方法如下：“PA8000数控***”(PA代表Power Automation，是一家德国公司的名字，PA8000是该公司生产的数控***。)通过“VGA接口”、“COM1接口”、“PS2-1接口”、“PS2-2接口”连接到“激光切割机固定式人机”，形成一个完整的“激光切割机固定式人机”***。用户通过“激光切割机固定式人机”***进行人机交互信息，如查看显示数据、PS2键盘数据输入、操作面板控制机床运行等功能实现激光切割机控制。激光切割机固定式人机方案如图1所示。
然而，在用户使用光纤激光切割机进行操作的过程中，只能在切割机外壳的开关边上一边操作一边在远处通过固定式人机观看激光切割过程，这样无法看清整个激光切割的过程，特别是在调试时需要实时观察激光切割过程，无法达到实时观察和研究激光切割过程。
发明内容
基于此，有必要提供一种可以在调试时实时观察激光切割过程的实现双重式控制的激光切割机***和方法。
一种实现双重式控制的激光切割机***，包括装有数控软件的PC机、人机转换器、固定式人机和移动式人机；所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，以实现所述固定式人机和移动人机同时具有显示、操作控制、数据输入的功能。
在其中一个实施例中，所述人机转换器通过一根数据总线与所述移动式人机连接。
在其中一个实施例中，所述人机转换器包括电源降压模块、VGA转换模块、COM1输入模块、COM1输出模块、COM1控制按键通讯模块、PS2-1转换模块、单片机控制芯片、总线；
其中，所述电源降压模块、COM1输入模块、COM1输出模块、COM1控制按键通讯模块、PS2-1转换模块均与所述单片机控制芯片连接；同时，所述电源降压模块、VGA转换模块及PS2-1转换模块均连接到所述总线，所述电源降压模块还分别与所述VGA转换模块和所述COM1输出模块连接，所述COM1输入模块与所述COM1控制按键通讯模块连接。
在其中一个实施例中，所述人机转换器还包括COM2输入模块，所述COM2输入模块连接在所述VGA转换模块与所述总线之间。
在其中一个实施例中，所述电源降压模块将12伏的直流电压分别降压到5伏和-5伏进行输出。
一种实现双重式控制的激光切割机方法，基于包括PC机、人机转换器、移动式人机及固定式人机的数控***，所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，包括：
移动式人机或固定式人机向所述人机转换器发送操作信号；
所述人机转换器根据所述操作信号设置操作面板数据的通讯标志，所述通讯标志包括移动式人机操作面板数据的通讯标志和固定式人机操作面板数据的通讯标志；
所述人机转换器根据相应的通讯标志进行数据通讯处理。
在其中一个实施例中，所述人机转换器包括第一串口和第二串口，所述人机转换器根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体包括：
申请定时中断服务器、第一串口中断服务器和第二串口中断服务器的资源并初始化，其中所述第一串口用于实现所述PC机与人机转换器之间的数据通讯，所述第二串口用于实现所述人机转换器与移动式人机或固定式人机之间的数据通讯；
所述定时中断服务器每隔预设时间控制所述第一串口中断服务器和第二串口中断服务器发送一次中断数据；
所述第一串口和所述第二串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理。
在其中一个实施例中，所述预设时间为25毫秒。
在其中一个实施例中，所述第一串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体为：
检测所述定时中断服务器是否控制第一串口中断服务器发送了中断数据，若是，所述第一串口将从所述PC机接收到的通讯数据发送给所述第二串口，若否，所述第一串口接收所述PC机发送的通讯数据。
在其中一个实施例中，所述第二串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体为：
检测所述定时中断服务器是否控制第二串口中断服务器发送了中断数据，若是，所述第二串口将从第一串口接收到的数据发送给所述固定式人机，若否，所述第二串口接收移动式人机或固定式人机发送的数据。
上述实现双重式控制的激光切割机***和方法，设置了人机转换器和移动式人机，所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，以实现所述固定式人机和移动人机同时具有显示、操作控制、数据输入的功能，这样在调试时可以实时观察激光切割过程，达到实时观察和研究激光切割效果。
附图说明
图1为传统激光切割机固定式人机***的框架图；
图2为一实施例中实现双重式控制的激光切割机***框架图；
图3为一实施例中人机转换器的模块图；
图4为一实施例中实现双重式控制的激光切割机方法流程图；
图5为图4所示实施例中所述人机转换器根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的流程图。
具体实施方式
请参照图2，为一实施例中实现双重式控制的激光切割机***框架图。
该实现双重式控制的激光切割机***包括装有数控软件的PC机100、人机转换器200、移动式人机300和固定式人机400。其中，人机转换器200用于将所述移动式人机300、固定式人机400与PC机100连接，以实现移动式人机300和固定人机400同时具有显示、操作控制、数据输入的功能。
具体地，人机转换器200将PC机100输出的VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)信号进行功率放大后分为两路VGA信号输出，两路VGA信号的输出端同时接有液晶显示屏，以实现固定式人机400和移动式人机300的同步显示。人机转换器200将PC机100输出的COM1信号转换为两路COM1信号输出，两路COM1信号的输出端同时接有操作面板，以分别实现固定式人机400和移动式人机300对激光切割机的运行操作控制。人机转换器200将PC机100输出的PS2信号转换为两路PS2-1信号输出，两路PS2-1信号的输出端同时接有键盘，以实现激光切割机使用时的数据输入。COM2接口为PC机100中增加的接口，其输出的COM2信号通过人机转换器200输出给移动式人机300以使用在触摸屏上面，实现了移动式人机300的鼠标功能。选用触摸屏输入的方式代替鼠标输入的方式更为方便快捷。
因此，人机转换器200的功能是将装有数控软件的PC机100的“VGA接口”、“COM1接口”、“PS2-1接口”等输出的信号同时输出给固定式人机400和移动式人机300，使固定式人机400和移动式人机300能同时实现人机交互信息、查看显示数据、PS2键盘输入数据、操作面板控制机床运行。在本实施例中，PC机100和移动式人机300还增加了COM2接口。
进一步地，人机转换器200中“VGA输出”、“COM1控制按键信号”、“PS2-1输出”、“COM2输出”四个输出接口通过一根数据总线连接到移动式人机300。
请参考图3，为一实施例中人机转换器的模块图。
该人机转换器包括电源降压模块110、VGA转换模块120、COM1输入模块130、COM1输出模块140、COM1控制按键通讯模块150、PS2-1转换模块160、COM2输入模块170、单片机控制芯片180及总线190。
电源降压模块110、COM1输入模块130、COM1输出模块140、COM1控制按键通讯模块150、PS2-1转换模块160均与单片机控制芯片180连接；同时，电源降压模块110、VGA转换模块120、PS2-1转换模块160及COM2输入模块170均连接到总线190。另外，电源降压模块110还分别与VGA转换模块120和COM1输出模块140连接，VGA转换模块120与COM2输入模块170连接，COM1输入模块130与COM1控制按键通讯模块150连接。
电源降压模块110用于实现直流电压12伏至5伏的降压和直流电压12伏至-5伏，最终产生+5伏和-5伏的“***供电电压”。
VGA转换模块120包括驱动电流运算放大电路，用于将其从PC机100接收的VGA信号转换为两路VGA信号进行输出。第一路VGA信号输出给固定式人机400的液晶显示屏使用，第二路VGA信号经过总线190转接后输出给移动式人机300的液晶显示屏使用。
COM1输入模块130包括电平转换集成芯片，用于将输入的COM1信号实现差分信号到TTL信号的转换后连接到单片机控制芯片180。
COM1输出模块140也包括电平转换集成芯片，其输入端与单片机控制芯片180连接，用于将经单片机控制芯片180转换后输出的第一路COM1信号实现TTL信号到差分信号的转换后连接到固定式人机400。COM1控制按键通讯模块150用于将经单片机控制芯片180转换后输出的第二路COM1信号实现TTL信号到差分信号的转换后通过总线190输出给移动式人机300。
因此，单片机控制芯片180实际上将COM1输入模块130输入的COM1信号转换成两路COM1信号进行输出：第一路COM1信号经过COM1输出模块140输出给固定式人机400的操作面板，第二路COM1信号经过COM控制按键通讯模块150输出给移动式人机300的操作面板。
PS2-1转换模块160包括模拟开关集成芯片，用于将从PC机100接收的PS2信号转换为两路PS2信号输出，第一路PS2信号用于输出给固定式人机400的键盘使用，第二路PS2信号通过总线190输出给移动式人机300的键盘使用。另外，PS2-1转换模块160还输出两路PS2-1的开关信号给单片机控制芯片180，并由单片机控制芯片180进行开关选择控制。
COM2输入模块170包括电平转换集成芯片，用于将PC机100输出的COM2信号实现EIA信号至TTL信号的转换，然后再将TTI信号转换为差分信号，最终差分信号经过总线190输出给移动式人机300的触摸屏使用。
单片机控制芯片180设有串口中断输入引脚，用于连接COM1输入模块130的输出端。单片机控制芯片180可以根据通讯协议进行灵活的软件编程。
总线190用于将第二路VGA信号、第二路COM1信号、第二路PS2信号、COM2信号等输出到移动式人机300，实现移动式人机300的相关功能。
请参照图4，为一实施例中实现双重式控制的激光切割机方法流程图。
该实现双重式控制的激光切割机方法基于包括PC机、人机转换器、移动式人机及固定式人机的数控***，所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，包括以下步骤：
步骤S110：移动式人机或固定式人机向所述人机转换器发送操作信号。
在本实施例中，通过人机转换器可以实现移动式人机和固定式人机的双重操作方式，即用户可以通过移动式人机或固定式人机任一种方式进行操作。但同一时刻，人机转换器只能接受两者之一的操作，即移动式人机和固定式人机不能同时进行操作。
步骤S120：所述人机转换器根据所述操作信号设置操作面板数据的通讯标志。
所述通讯标志包括移动式人机操作面板数据的通讯标志和固定式人机操作面板数据的通讯标志。比如，用户想通过固定式人机进行操作面板的控制，那么当用户选择固定式人机操作后，固定式人机便会向人机转换器发送一个操作信号，这时人机转换器就会根据其接收的操作信号设置固定式人机操作面板数据的通讯标志。
在本实施例中，移动式人机操作面板数据的通讯标志为“0”，固定式人机操作面板数据的通讯标志为“1”。可以理解，在其他实施例中，可以采用其他方式设置两种不同的通讯标志，这里不作限制。
步骤S130：所述人机转换器根据相应的通讯标志进行数据通讯处理。
请结合图5，在本实施例中，所述人机转换器包括第一串口和第二串口，步骤S130具体包括以下步骤：
步骤S132：申请定时中断服务器、第一串口中断服务器和第二串口中断服务器的资源并初始化。
在本实施例中，所述第一串口用于实现所述PC机与人机转换器之间的数据通讯，所述第二串口用于实现所述人机转换器与移动式人机或固定式人机之间的数据通讯。
步骤S134：所述定时中断服务器每隔预设时间控制所述第一串口中断服务器和第二串口中断服务器发送一次中断数据。
在本实施例中，所述预设时间为25毫秒。可以理解，在其他实施例中，可以任意设置所述预设时间，这里不作限定。
步骤S136：所述第一串口和所述第二串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理。
在本实施例中，所述第一串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体为：检测所述定时中断服务器是否控制第一串口中断服务器发送了中断数据，若是，所述第一串口将从所述PC机接收到的通讯数据发送给所述第二串口，若否，所述第一串口接收所述PC机发送的通讯数据。其中，所述通讯数据在通讯标志为“0”时表示PC机与移动式人机之间的通讯数据，所述通讯数据在通讯标志为“1”时表示PC机与固定式人机之间的通讯数据。
在本实施例中，所述第二串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体为：检测所述定时中断服务器是否控制第二串口中断服务器发送了中断数据，若是，所述第二串口将从第一串口接收到的数据发送给所述固定式人机，若否，所述第二串口接收移动式人机或固定式人机发送的数据。
具体地，若通讯标志为“0”，则第二串口接收移动式人机发送的数据，扫描更新移动式人机操作面板数据而不处理固定式人机操作面板数据；若通讯标志为“1”，则第二串口接收固定式人机发送的数据，即处理固定式人机操作面板数据而不对移动式人机操作面板数据进行扫描更新。
进一步地，在本实施例中，步骤S134之前还包括进行中断现场保护的步骤，步骤S136之后还包括中断现场恢复的步骤。
上述实现双重式控制的激光切割机***和方法，设置了人机转换器和移动式人机，所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，以实现所述固定式人机和移动人机同时具有显示、操作控制、数据输入的功能，这样在调试时可以实时观察激光切割过程，达到实时观察和研究激光切割效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种实现双重式控制的激光切割机***，其特征在于，包括装有数控软件的PC机、人机转换器、固定式人机和移动式人机；所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，以实现所述固定式人机和移动人机同时具有显示、操作控制、数据输入的功能。
2.根据权利要求1所述的实现双重式控制的激光切割机***，其特征在于，所述人机转换器通过一根数据总线与所述移动式人机连接。
3.根据权利要求1所述的实现双重式控制的激光切割机***，其特征在于，所述人机转换器包括电源降压模块、VGA转换模块、COM1输入模块、COM1输出模块、COM1控制按键通讯模块、PS2-1转换模块、单片机控制芯片、总线；
其中，所述电源降压模块、COM1输入模块、COM1输出模块、COM1控制按键通讯模块、PS2-1转换模块均与所述单片机控制芯片连接；同时，所述电源降压模块、VGA转换模块及PS2-1转换模块均连接到所述总线，所述电源降压模块还分别与所述VGA转换模块和所述COM1输出模块连接，所述COM1输入模块与所述COM1控制按键通讯模块连接。
4.根据权利要求3所述的实现双重式控制的激光切割机***，其特征在于，所述人机转换器还包括COM2输入模块，所述COM2输入模块连接在所述VGA转换模块与所述总线之间。
5.根据权利要求3所述的实现双重式控制的激光切割机***，其特征在于，所述电源降压模块将12伏的直流电压分别降压到5伏和-5伏进行输出。
6.一种实现双重式控制的激光切割机方法，其特征在于，基于包括PC机、人机转换器、移动式人机及固定式人机的数控***，所述人机转换器用于将所述固定式人机、移动式人机与所述PC机连接，包括：
移动式人机或固定式人机向所述人机转换器发送操作信号；
所述人机转换器根据所述操作信号设置操作面板数据的通讯标志，所述通讯标志包括移动式人机操作面板数据的通讯标志和固定式人机操作面板数据的通讯标志；
所述人机转换器根据相应的通讯标志进行数据通讯处理。
7.根据权利要求6所述的实现双重式控制的激光切割机方法，其特征在于，所述人机转换器包括第一串口和第二串口，所述人机转换器根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体包括：
申请定时中断服务器、第一串口中断服务器和第二串口中断服务器的资源并初始化，其中所述第一串口用于实现所述PC机与人机转换器之间的数据通讯，所述第二串口用于实现所述人机转换器与移动式人机或固定式人机之间的数据通讯；
所述定时中断服务器每隔预设时间控制所述第一串口中断服务器和第二串口中断服务器发送一次中断数据；
所述第一串口和所述第二串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理。
8.根据权利要求7所述的实现双重式控制的激光切割机方法，其特征在于，所述预设时间为25毫秒。
9.根据权利要求7所述的实现双重式控制的激光切割机方法，其特征在于，所述第一串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体为：
检测所述定时中断服务器是否控制第一串口中断服务器发送了中断数据，若是，所述第一串口将从所述PC机接收到的通讯数据发送给所述第二串口，若否，所述第一串口接收所述PC机发送的通讯数据。
10.根据权利要求7所述的实现双重式控制的激光切割机方法，其特征在于，所述第二串口根据相应的通讯标志进行数据通讯处理的步骤具体为：
检测所述定时中断服务器是否控制第二串口中断服务器发送了中断数据，若是，所述第二串口将从第一串口接收到的数据发送给所述固定式人机，若否，所述第二串口接收移动式人机或固定式人机发送的数据。
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