一種高可靠性數(shù)控機床設計方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，所述機床設計方法主要步驟包括功能分析、功能組合及切分、專用芯片設計、干擾劃分、抗干擾設計、布線規(guī)劃、重新布線以及鋪設屏蔽。本發(fā)明涉及的這種高可靠性數(shù)控機床設計方法，涵蓋了數(shù)控機床可靠性設計的多個環(huán)節(jié)，能夠全面的提高數(shù)控機床的可靠性。
【專利說明】一種高可靠性數(shù)控機床設計方法【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，尤其是一種應用在流水線上的機械臂精確抓取和控制方法，具有固定運動軌跡特征的機械臂運動控制方法，涉及PID控制、微控制器處理技術(shù)和多處理器協(xié)同處理技術(shù)等領域。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控系統(tǒng)的可靠性是關(guān)系到數(shù)控系統(tǒng)性能的一個重要指標。目前針對數(shù)控系統(tǒng)可靠性的設計研究有很多，然而絕大多數(shù)針對數(shù)控系統(tǒng)的研究往往是以一些具體的應用目標，或典型的數(shù)控系統(tǒng)為研究對象。其所開發(fā)設計的數(shù)控系統(tǒng)可靠性設計方法和技術(shù)往往不具備通用性，也不能夠為系 統(tǒng)的可靠性設計提供一個完整全面的設計方法和流程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，本專利針對數(shù)控機床可靠性設計的應用需求，構(gòu)建了一套完整的高可靠性數(shù)控機床設計方法和流程。并明確數(shù)控這種高可靠性數(shù)控機床設計的詳細流程，以及每個實現(xiàn)環(huán)節(jié)中的具體實現(xiàn)方法。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，所述機床設計方法主要步驟包括功能分析、功能組合及切分、專用芯片設計、干擾劃分、抗干擾設計、布線規(guī)劃、重新布線以及鋪設屏蔽。
[0005]進一步地，所述功能分析為在進行高可靠性數(shù)控機床設計之前，首先由用戶對數(shù)控機床的組成部分包括CPU模塊、位置控制模塊、存儲模塊、PLC模塊、接口模塊、電源模塊、圖形顯示模塊分別進行功能分析。
[0006]進一步地，所述功能組合為用戶根據(jù)分析到的數(shù)控機床組成功能模塊將對所有的功能模塊進行合并與融合，盡可能多的將多個功能模塊融合在一起；用戶將融合到的功能模塊描述結(jié)果進行切分，形成顆粒度更大的少量幾個功能模塊單元。
[0007]進一步地，所述專用芯片設計為用戶將合并后的每個功能單元采用專用芯片進行設計，在進行實現(xiàn)時可以先用可編程邏輯器件進行仿真，再用專用芯片完成最終設計。
[0008]進一步地，所述干擾劃分為用戶針對數(shù)控機床各功能模塊所實現(xiàn)的功能進行干擾分析及劃分，將該數(shù)控機床功能模塊組成結(jié)構(gòu)中所有可能產(chǎn)生干擾的部分進行劃分和提取。
[0009]進一步地，所述抗干擾設計為根據(jù)每一個單元的干擾情況分別進行抗干擾設計解決干擾問題。
[0010]進一步地，所述布線規(guī)劃為對各功能模塊之間的連線進行布線規(guī)劃，按照布線規(guī)劃的詳細約束及流程完成布線規(guī)劃及調(diào)整。
[0011]進一步地，所述重新布線為對各功能模塊連線進行重新布線完成布線的具體實施。
[0012]進一步地，所述鋪設屏蔽主要包括鋪設安裝屏蔽外殼，鋪設電磁屏蔽網(wǎng)手段實現(xiàn)。[0013]進一步地，所述布線規(guī)劃具體布線原則和方法是，首先對待布線區(qū)域的邏輯單元進行分析，將所有的供電線獨立出來，采用單獨布線的方式完成供電線的布線，之后分析布線的邏輯單元中的動力線和信號線，將所有的動力線和信號線進行分離，分兩個部分進行布線；之后再對所有的信號線再次進行處理，所有的信號線都按照絞合的方式進行布線。完成信號線的布線之后，最后對地線進行布線，在布線規(guī)劃中，地線分為三類信號地、框架地和系統(tǒng)地。其中信號地直接連接O伏的電壓，框架地的布線全部連接在設備的外殼上，系統(tǒng)地通過一個電阻連接在配電盤地線上，其電阻阻值小于100歐姆，系統(tǒng)地的連接電纜截面大于或等于供電電纜的截面。
[0014]本發(fā)明涉及的這種高可靠性數(shù)控機床設計方法，涵蓋了數(shù)控機床可靠性設計的多個環(huán)節(jié)，能夠全面的提高數(shù)控機床的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明高可靠性數(shù)控機床設計流程；
圖2為本發(fā)明布線規(guī)劃實現(xiàn)原理。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明設計的數(shù)控機床高可靠性設計流程如圖1所示，從圖1可以看出，按照本發(fā)明構(gòu)建的高可靠性數(shù)控機床設計流程，首先以數(shù)控機床的組成部分包括CPU模塊、位置控制模塊、存儲模塊、PLC模塊、接口模塊、電源模塊和圖形顯示模塊分別進行功能分析。通過對數(shù)控機床的典型應用功能分析，得到數(shù)控機床每一個功能模塊的詳細功能需求和描述形式。之后對數(shù)控機床所有的邏輯功能進行組合和優(yōu)化，以最小化原則對數(shù)控機床的功能單元進行合并與融合，將融合之后的數(shù)控機床功能表示進行專門的設計，選取專用芯片完成組成之后的邏輯功能。通過專用芯片的設計，能夠大幅度減少數(shù)控機床的原器件數(shù)量，以及控制單元規(guī)模。之后對數(shù)控機床的工作單元進抗劃分，將劃分之后的各個邏輯功能單元和區(qū)域按照不同的抗干擾設計需求，分別完成抗干擾設計，之后對數(shù)控機床各邏輯單元之間的路線規(guī)則進行規(guī)劃，其詳細的路線規(guī)劃要求如圖2所示。在完成了路線規(guī)劃之后對數(shù)控機床各邏輯單元重新進行布線，在完成布線之后，最后對整個數(shù)控機床布設屏蔽單元，提高數(shù)控機床的抗干擾能力。
[0017]本發(fā)明設計的這種高可靠性數(shù)控機床設計方法，具有如下有益效果:
1、大幅度提高數(shù)控機床的可靠性:本發(fā)明設計的數(shù)控機床可靠性設計流程，涵蓋了數(shù)控機床可靠性設計的多個環(huán)節(jié)，能夠全面的提高數(shù)控機床的可靠性。
[0018]2、提高了數(shù)控機床可靠性設計流程的科學性，本發(fā)明設計的數(shù)控機床設計方法對數(shù)控機床的詳細設計和實現(xiàn)流程進行了科學合理的規(guī)劃，提高了數(shù)控機床設計過程中各環(huán)節(jié)的銜接合理性，進一步提高了數(shù)控機床可靠性設計的科學性。
[0019]3、本發(fā)明設計的數(shù)控機床可靠性設計方法，宜于操作和實現(xiàn)，尤其是專門設計的布線規(guī)劃既容易實現(xiàn)，也能夠得到較好的可靠性設計效果。
[0020]本發(fā)明所述的【具體實施方式】并不構(gòu)成對本申請范圍的限制，凡是在本發(fā)明構(gòu)思的精神和原則之內(nèi)，本領域的專業(yè)人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進等均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述機床設計方法主要步驟包括功能分析、功能組合及切分、專用芯片設計、干擾劃分、抗干擾設計、布線規(guī)劃、重新布線以及鋪設屏蔽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述功能分析為在進行高可靠性數(shù)控機床設計之前，首先由用戶對數(shù)控機床的組成部分包括CPU模塊、位置控制模塊、存儲模塊、PLC模塊、接口模塊、電源模塊、圖形顯示模塊分別進行功能分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述功能組合為用戶根據(jù)分析到的數(shù)控機床組成功能模塊將對所有的功能模塊進行合并與融合，盡可能多的將多個功能模塊融合在一起；用戶將融合到的功能模塊描述結(jié)果進行切分，形成顆粒度更大的少量幾個功能模塊單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述專用芯片設計為用戶將合并后的每個功能單元采用專用芯片進行設計，在進行實現(xiàn)時可以先用可編程邏輯器件進行仿真，再用專用芯片完成最終設計。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述干擾劃分為用戶針對數(shù)控機床各功能模塊所實現(xiàn)的功能進行干擾分析及劃分，將該數(shù)控機床功能模塊組成結(jié)構(gòu)中所有可能產(chǎn)生干擾的部分進行劃分和提取。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述抗干擾設計為根據(jù)每一個單元的干擾情況分別進行抗干擾設計解決干擾問題。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述布線規(guī)劃為對各功能模塊之間的連線進行布線規(guī)劃，按照布線規(guī)劃的詳細約束及流程完成布線規(guī)劃及調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述重新布線為對各功能模塊連線進行重新布線完成布線的具體實施。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述鋪設屏蔽主要包括鋪設安裝屏蔽外殼，鋪設電磁屏蔽網(wǎng)手段實現(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠性數(shù)控機床設計方法，其特征在于，所述布線規(guī)劃具體布線原則和方法是，首先對待布線區(qū)域的邏輯單元進行分析，將所有的供電線獨立出來，采用單獨布線的方式完成供電線的布線，之后分析布線的邏輯單元中的動力線和信號線，將所有的動力線和信號線進行分離，分兩個部分進行布線；之后再對所有的信號線再次進行處理，所有的信號線都按照絞合的方式進行布線；完成信號線的布線之后，最后對地線進行布線，在布線規(guī)劃中，地線分為三類信號地、框架地和系統(tǒng)地；其中信號地直接連接O伏的電壓，框架地的布線全部連接在設備的外殼上，系統(tǒng)地通過一個電阻連接在配電盤地線上，其電阻阻值小于100歐姆，系統(tǒng)地的連接電纜截面大于或等于供電電纜的截面。
【文檔編號】G06F17/50GK103745045SQ201310725746
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】劉恒, 覃榮, 陳勇棠, 汪少沖, 計端 申請人:柳州職業(yè)技術(shù)學院