雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置的制作方法

本實用新型涉及激光加工實訓裝置技術領域，尤其涉及一種雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置。

背景技術：

傳統的激光雕刻機是用于生產而設計的，傳統的激光雕刻機主要是單工位操作，而且夾具功能單一，加工效率不高，同時傳統的激光雕刻機也無法在學校中實現對教學的需求。

現有的一種雙光路激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置，是專門針對教學的激光雕刻加工機的裝配維修實訓系統，但其只能在現場進行操作和教學，無法實現遠程監控、遠程指導維修以及遠程教學的功能，導致維修成本高，教學質量低。現有的激光雕刻教學設備不能滿足對激光加工相關專業技術人員的遠程培訓。

因此，有必要設計一種雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置，以解決上述問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置，旨在用于解決現有的激光雕刻機只能在現場進行操作和教學，無法實現遠程監控、遠程指導維修以及遠程教學功能的問題。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型提供一種雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置，裝置包括操作臺以及設置在操作臺上的顯示單元、電源控制面板、電氣控制單元、工控機、PLC控制單元、直流電源單元、驅動器單元、步進電機單元、常規控制單元、激光單元、傳感器單元以及攝像頭，工控機設置在操作臺底部內側，PLC控制單元、直流電源單元、驅動器單元、步進電機單元、常規控制單元內嵌在操作臺上端，PLC控制單元、傳感器單元均與直流電源單元連接，PLC控制單元同時與傳感器單元信號連接，顯示單元分別與電氣控制單元、工控機、PLC控制單元、直流電源單元、步進電機單元、驅動單元、常規控制單元、激光單元連接，裝置還包括現場客戶端以及遠程診斷平臺，所述現場客戶端與PLC控制單元以及攝像頭信號連接，所述遠程診斷平臺與所述現場客戶端通訊連接。

進一步地，所述傳感器單元包括振動傳感器、溫度傳感器、電火花傳感器、空氣質量傳感器中的一種或多種。

進一步地，所述現場客戶端包括嵌入式計算機以及信號調理單元，所述嵌入式計算機包含信號多功能采集單元。

進一步地，所述遠程診斷平臺包括狀態數據和故障信息數據庫服務器、遠程診斷服務器以及數據通訊服務器。

進一步地，所述裝置還包括存放實訓工具的工具抽屜。

進一步地，所述裝置還包括控制盒，所述控制盒與電氣控制單元采用插拔連接。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型提供的這種雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置，將激光雕刻機通過巧妙的設計，將光機電控系統做成開放式的實訓平臺，滿足裝配維修一線技術人員的培養要求；同時，該裝置通過在現場設置傳感器單元、攝像頭、現場客戶端，以及在遠端設置遠程診斷平臺，可以實現通過PLC控制單元采集傳感器信號并傳遞給現場客戶端，以及通過攝像頭采集現場視頻并傳遞給現場客戶端，現場客戶端對采集的信息以及視頻進行處理和分析，并通過網絡反饋給遠程診斷平臺，遠程診斷平臺進行故障分析和判斷，并提供建議解決方法，指導維修工作，還可對現場進行教學，實現遠程監控、遠程指導維修、遠程教學的功能，從而降低維修成本，提高教學質量。

附圖說明

圖1是本實用新型主視結構示意圖。

圖2是本實用新型立體結構示意圖。

圖3是本實用新型側視結構示意圖。

圖4是本實用新型整機電路連接圖。

圖5是本實用新型中電源控制面板接線圖。

圖6是本實用新型中驅動單元接線圖。

圖7是本實用新型中旋轉電機接線圖。

圖8是本實用新型按鍵接線圖。

圖9是本實用新型中繼電器接線圖。

圖10是本實用新型中驅動電機接線圖。

圖11是本實用新型燈泵浦脈沖激光電源安裝示意圖。

圖12是本實用新型主控箱與放電箱接線示意圖。

圖13是本實用新型遠程監控示意圖。

附圖標記說明：1-顯示單元；2-電源控制面板；3-電氣控制單元；4-控制盒；5-工控機；6-PLC控制單元；7-直流電源單元；8-驅動器單元；9-步進電機單元；10-常規控制單元；11-工具抽屜；12-激光單元；13-操作臺。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型實施例提供一種雙光路遠程激光雕刻切割加工維修綜合實訓裝置，裝置包括操作臺13以及設置在操作臺13上的顯示單元1、電源控制面板2、電氣控制單元3、工控機5、PLC控制單元6、直流電源單元7、驅動器單元8、步進電機單元9、常規控制單元10、激光單元12、傳感器單元以及攝像頭，工控機5設置在操作臺13底部內側，PLC控制單元6、直流電源單元7、驅動器單元8、步進電機單元9、常規控制單元10內嵌在操作臺13上端，PLC控制單元6與直流電源單元7連接，顯示單元1分別與電氣控制單元3、工控機5、PLC控制單元6、直流電源單元7、步進電機單元9、驅動單元8、常規控制單元10、激光單元12連接，裝置還包括現場客戶端以及遠程診斷平臺，所述現場客戶端與PLC控制單元6以及攝像頭信號連接，所述遠程診斷平臺與所述現場客戶端通訊連接。

本實施例中，所述直流電源單元7用220V交流供電，通過直流電源開關分別轉換為12V和24V分別給傳感器單元和PLC控制單元6供電，攝像頭通過適配電源直接用220V電壓。

如圖5所示，本優選實施例中，所述傳感器單元包括振動傳感器、溫度傳感器、電火花傳感器、空氣質量傳感器，所述振動傳感器設置在操作臺側邊或者上方，用于采集整個操作臺的振動情況，所述溫度傳感器設置在裝置的冷水機旁，用于采集冷水機附近的溫度，所述電火花傳感器設置在裝置的強電部位，例如變壓器旁邊，用于檢測強電部位是否產生電火花，所述空氣質量傳感器設置在裝置加工時易產生煙霧的部位，用于檢測煙霧中的二氧化碳含量。在其他實施例中，所述傳感器單元可以包括這些傳感器中的一種或多種。全部傳感器的輸出類型為開關量輸出信號，當它們檢測到周圍有異常的時候，會通過繼電器輸出信號給PLC控制單元6，PLC控制單元6采集這些傳感器的信號，利用PLC控制單元6的實時通訊接口將PLC控制單元6內部產生的故障信息通過PLC通訊線傳遞給現場客戶端。

進一步地，所述現場客戶端包括嵌入式計算機以及信號調理單元，所述嵌入式計算機包含信號多功能采集單元。所述現場客戶端通過信號多功能采集單元采集傳感器單元發出的故障信息，在所述現場客戶上顯示傳感器單元的報警類型。同時，所述現場客戶端通過所述攝像頭對現場進行視頻監控，所述攝像頭為網絡攝像頭，通過攝像頭、交換機和企業級路由器組網成一路或者多路監控，只需要在現場客戶端中添加攝像頭的IP地址，即可實現遠程監控的效果。然后，現場客戶端再經信號調理單元對采集到的信息以及視頻進行處理和分析，并通過網絡反饋給遠程診斷平臺。其中包括在發現可能出現或者已經出現故障的情況下，產生狀態數據和故障數據包并傳遞給遠程診斷平臺，如在各監測信號出現超限或者不平穩的狀況下，以及數控系統已經報出故障等情況下。

進一步地，所述遠程診斷平臺設置在激光標刻機的生產廠家，與現場客戶端通過Internet或無線網絡通訊連接。所述遠程診斷平臺包括狀態數據和故障信息數據庫服務器、遠程診斷服務器以及數據通訊服務器，遠程診斷服務器可以隨時方便地向知識庫中增加自己的知識，也可以通過出現的故障方案進行記憶貯存增加，當后期出現同樣的故障時候會有不同的方案進行選擇，供工人逐一排查故障。所述遠程診斷平臺通過獲取現場客戶端發回的視頻信息以及狀態數據和故障數據包，進行故障分析和判斷，并提供建議解決方法，指導維修工作。所述遠程診斷平臺可以自動或人為推送相關解決方案至現場客戶端，也可以與現場客戶端進行視頻或語音的交流，從而實現遠程指導維修、遠程教學的功能。

該裝置還包括存放實訓工具的工具抽屜11，該裝置還包括控制盒4，控制盒4與電氣控制單元3采用插拔連接。

參見圖4是本實用新型整機電路連接關系示意圖，其中KM1為9A交流接觸器，KM2為25A交流接觸器；KM3為25A交流接觸器，KM4為220VAC繼電器，工控機5為電腦，工控機5通過插排與空氣開關連接，疝燈電源與開關電源連接。

參見圖5是本實用新型中電源控制面板接線圖，電源接口為24V和5V開關電源，面板接口中激光開關進（藍），激光開關出（黃），運行開關進（紅） ，運行開關出（綠） ，零線（灰），急停進（粉紅），鑰匙出（淺綠），14芯軍用航插，工控機5開關分別與開始開關，運行開關連接，激光與工控機5連接。

參見圖6是本實用新型中驅動單元接線圖，X軸電機帶動X軸驅動器，Y軸電機帶動Y軸驅動器。

參見圖7是本實用新型中旋轉電機接線圖，5V的開關電源與Y軸電機連接，Y軸電機與X軸電機連接。

參見圖8是本實用新型按鍵接線圖，按鍵包含開始停止自鎖開關、電機2正轉、電機1正傳、X軸原點、Y軸正限位、X軸正限位、測試出光、電機2反轉、電機1反轉、Y軸原點、Y軸負限位、X軸負限位，以上按鍵通過接線連接。

參見圖9是本實用新型中繼電器接線圖，多個24V繼電器通過接線連接。

參見圖10是本實用新型中驅動電機接線圖，電機與開關電源連接，電機還與PLC驅動方向信號連接。

參見圖11是本實用新型燈泵浦脈沖激光電源安裝示意圖，主控箱與放電箱連接，放電箱與觸摸屏連接，觸摸屏與按鍵板連接。

參見圖12是本實用新型主控箱與放電箱接線示意圖，主控箱通過接線與放電箱連接。

本實用新型將激光雕刻加工設備的光機電控系統做成開放式的實訓平臺，可以滿足裝配維修一線技術人員的培養要求，融合生產與技術培訓的需要，集合激光雕刻機的光機電控裝配調試實際訓練的要求，采用模塊化、開放式的設計思路，最終在該綜合實訓系統上實現激光雕刻機數控模塊、激光雕刻機電控模塊等的裝配、維修、操作、加工訓練，激光雕刻加工的程序及加工的進程在顯示單元1上面可以直觀的適時顯現，電氣控制單元3通過鑰匙開關、急停開關、按鈕開關來控制裝置的主電源、激光電源控制、冷卻系統、運動系統、控制系統的開關，控制盒4和工控機5分別控制激光電源控制及工控機電源，能夠實現激光單元12的開啟及計算機的開啟，并通過計算機實現對激光器部分的控制， PLC控制單元6、直流電源單元7構成了PLC控制運動機構單元，包括PLC控制器，PLC外接直流開關電源，步進電機單元9、驅動器單元8包括步進電機及步進電機驅動器，構成運動單元，當與PLC控制器連接后，可是共同構成激光雕刻機的數控加工模塊實訓單元，工具抽屜11為存放常用的實訓工具，例如萬用表、電烙鐵、螺絲刀等等，操作臺13，可以臨時存放工具，還可以將其它單元放置其上進行實訓單元的裝配訓練。同時，該裝置通過在現場設置傳感器單元、攝像頭、現場客戶端，以及在遠端設置遠程診斷平臺，可以實現通過PLC控制單元采集傳感器信號并傳遞給現場客戶端，以及通過攝像頭采集現場視頻并傳遞給現場客戶端，現場客戶端對采集的信息以及視頻進行處理和分析，并通過網絡反饋給遠程診斷平臺，遠程診斷平臺進行故障分析和判斷，并提供建議解決方法，指導維修工作，還可對現場進行教學，實現遠程監控、遠程指導維修、遠程教學的功能，從而降低維修成本，提高教學質量。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。