一种嵌入式数控机床的控制系统
技术领域
本发明涉及数控机床控制技术领域，尤其涉及一种嵌入式数控机床的控制系统。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来，数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，随着科技的发展和社会的进步，数控机床行业得到了大力发展；
目前数控机床的控制系统操作较为复杂，使用不便，智能化程度较低，对数控机床的控制方式精确度不高，零件加工的效果不理想。
发明内容
（一）发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种嵌入式数控机床的控制系统，智能化程度高，方便进行控制，操作效率高，操作效果好，省时省力，并且安全性能较佳，能够显著降低安全事故发生的概率。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提出了一种嵌入式数控机床的控制系统，包括身份验证系统、中央处理系统、登录模块、位置检测模块、交互模块、切削力控制模块、驱动模块、进给量控制模块、显示模块和警报模块；
身份验证系统，用于对操作者的身份进行验证；若验证成功，则登录控制系统；若验证失败，则无法登录控制系统；
中央处理系统通讯连接登录模块、位置检测模块、交互模块、切削力控制模块、驱动模块、进给量控制模块、显示模块和警报模块，用于对信息进行分析处理，生成指令并发送至相应的模块，以控制各模块进行相应的运转；
登录模块通讯连接身份验证系统，用于操作者登录控制系统；
位置检测模块，用于对数控机床的位置进行检测，并将位置信息发送至中央处理系统；
交互模块，用于接收和识别操作者发出的指令并发送至中央处理系统，以及对中央处理系统发出的反馈信息进行输出，实现人机交互功能；
切削力控制模块，用于时刻检测切削力并对切削力进行控制；
驱动模块，用于驱动数控机床进行相应的运动；
进给量控制模块，用于时刻检测进给量并对进给量进行控制；
显示模块，用于显示数控机床操作过程中的相关信息；
警报模块，当操作故障时发出警报，以提醒操作者。
优选的，身份验证系统包括指纹录入模块、分析判断模块和指纹信息存储模块；
指纹录入模块与分析判断模块通讯连接，用于操作者录入指纹，并将操作者录入的指纹信息发送至分析判断模块；
指纹信息存储模块与分析判断模块通讯连接，用于对预设指纹信息进行存储，并将预设指纹信息发送至分析判断模块；
分析判断模块，用于比对操作者指纹信息与预设指纹信息，判断指纹信息是否一致。
优选的，交互模块包括语音采集模块、语音识别模块和音频输出模块；
语音采集模块与语音识别模块通讯连接，用于对操作者发出的语音命令信息进行采集，并将操作者语音信息发送至语音识别模块；
语音识别模块，用于对操作者发出的语音信息进行识别，并将识别信息发送至中央处理系统，中央处理系统控制相应模块进行运作；
音频输出模块，用于输出中央处理系统发送的反馈信息，使操作者了解命令执行情况。
优选的，交互模块通过用户设置的特定唤醒用语进行唤醒。
优选的，显示模块为触控显示屏。
优选的，还包括X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块；
驱动模块连接X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块；
X向运动模块，用于数控机床的X向运动；
Y向运动模块，用于数控机床的Y向运动；
Z向运动模块，用于数控机床的Z向运动。
优选的，中央处理系统包括处理器和存储器；
处理器，用于对信息进行分析处理，生成相应的指令并发送至对应的模块；
存储器，用于对信息进行存储。
优选的，存储器存储的信息包括操作者身份信息、操作者操作时间信息、操作者的命令信息和各命令执行时间信息。
优选的，身份验证的具体步骤如下：
S1、操作者录入指纹；
S2、判断是否成功接收操作者指纹信息；若成功接收操作者指纹信息，则进行下一步，若未成功接收操作者指纹信息，则需要操作者重新录入指纹；
S3、将操作者指纹信息与指纹信息存储模块中的预设指纹信息进行保护比对，并判断指纹信息是否一致；
若指纹信息一致，则身份验证成功，登录控制系统；若指纹信息不一致，则身份验证失败，无法登录控制系统。
优选的，在S2中，若连续五次指纹信息匹配不一致，则警报模块发出警报声，且需要间隔三分钟方可继续进行身份验证。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
身份验证系统对操作者的身份进行验证，显著提高了数控机床的安全性能，避免无关人员进行操作而带来安全事故；
位置检测模块用于对数控机床的位置进行检测，并将位置信息发送至中央处理系统，驱动模块连接X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块，驱动模块用于驱动数控机床进行相应的运动，能够时刻了解数控机床的位置并控制数控机床进行相应的运动，便于进行操作；
交互模块，用于接收和识别操作者发出的指令并发送至中央处理系统，以及对中央处理系统发出的反馈信息进行输出，实现人机交互功能，智能化程度高，能够显著提高操作效率；
切削力控制模块用于时刻检测切削力并对切削力进行控制，进给量控制模块用于时刻检测进给量并对进给量进行控制，方便时刻了解切削力和进给量，以及对切削力和进给量进行控制，有利于提高操作效率和操作效果；
显示模块用于显示数控机床操作过程中的相关信息，有利于操作者时刻了解操作过程中的相关信息，从而进行相应的控制；警报模块当操作故障时发出警报，以提醒操作者，显著提高安全性能；
本发明智能化程度高，方便进行控制，操作效率高，操作效果好，省时省力，并且安全性能较佳，能够显著降低安全事故发生的概率。
附图说明
图1为本发明提出的一种嵌入式数控机床的控制系统的系统框图。
图2为本发明提出的一种嵌入式数控机床的控制系统中身份验证系统的系统框图。
图3为本发明提出的一种嵌入式数控机床的控制系统中交互模块的系统框图。
图4为本发明提出的一种嵌入式数控机床的控制系统中身份验证方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-4所示，本发明提出的一种嵌入式数控机床的控制系统，括身份验证系统、中央处理系统、登录模块、位置检测模块、交互模块、切削力控制模块、驱动模块、进给量控制模块、显示模块和警报模块；
身份验证系统，用于对操作者的身份进行验证；若验证成功，则登录控制系统；若验证失败，则无法登录控制系统；
中央处理系统通讯连接登录模块、位置检测模块、交互模块、切削力控制模块、驱动模块、进给量控制模块、显示模块和警报模块，用于对信息进行分析处理，生成指令并发送至相应的模块，以控制各模块进行相应的运转；
登录模块通讯连接身份验证系统，用于操作者登录控制系统；
位置检测模块，用于对数控机床的位置进行检测，并将位置信息发送至中央处理系统；
交互模块，用于接收和识别操作者发出的指令并发送至中央处理系统，以及对中央处理系统发出的反馈信息进行输出，实现人机交互功能；
切削力控制模块，用于时刻检测切削力并对切削力进行控制；
驱动模块，用于驱动数控机床进行相应的运动；
进给量控制模块，用于时刻检测进给量并对进给量进行控制；
显示模块，用于显示数控机床操作过程中的相关信息；
警报模块，当操作故障时发出警报，以提醒操作者。
在一个可选的实施例中，身份验证系统包括指纹录入模块、分析判断模块和指纹信息存储模块；
指纹录入模块与分析判断模块通讯连接，用于操作者录入指纹，并将操作者录入的指纹信息发送至分析判断模块；
指纹信息存储模块与分析判断模块通讯连接，用于对预设指纹信息进行存储，并将预设指纹信息发送至分析判断模块；
分析判断模块，用于比对操作者指纹信息与预设指纹信息，判断指纹信息是否一致。
在一个可选的实施例中，交互模块包括语音采集模块、语音识别模块和音频输出模块；
语音采集模块与语音识别模块通讯连接，用于对操作者发出的语音命令信息进行采集，并将操作者语音信息发送至语音识别模块；
语音识别模块，用于对操作者发出的语音信息进行识别，并将识别信息发送至中央处理系统，中央处理系统控制相应模块进行运作；
音频输出模块，用于输出中央处理系统发送的反馈信息，使操作者了解命令执行情况。
在一个可选的实施例中，交互模块通过用户设置的特定唤醒用语进行唤醒，操作简便，较为智能，方便进行人机交互。
在一个可选的实施例中，显示模块为触控显示屏，方便操作者通过触控的方式进行相关操作。
在一个可选的实施例中，还包括X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块；驱动模块连接X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块；
X向运动模块，用于数控机床的X向运动；
Y向运动模块，用于数控机床的Y向运动；
Z向运动模块，用于数控机床的Z向运动。
在一个可选的实施例中，中央处理系统包括处理器和存储器；
处理器，用于对信息进行分析处理，生成相应的指令并发送至对应的模块；
存储器，用于对信息进行存储。
在一个可选的实施例中，存储器存储的信息包括操作者身份信息、操作者操作时间信息、操作者的命令信息和各命令执行时间信息，能够对每次操作情况进行记录，方便后期查看和追溯，进一步提高了安全性能。
在一个可选的实施例中，身份验证的具体步骤如下：
S1、操作者录入指纹；
S2、判断是否成功接收操作者指纹信息；若成功接收操作者指纹信息，则进行下一步，若未成功接收操作者指纹信息，则需要操作者重新录入指纹；
S3、将操作者指纹信息与指纹信息存储模块中的预设指纹信息进行保护比对，并判断指纹信息是否一致；
若指纹信息一致，则身份验证成功，登录控制系统；若指纹信息不一致，则身份验证失败，无法登录控制系统。
在一个可选的实施例中，在S2中，若连续五次指纹信息匹配不一致，则警报模块发出警报声，且需要间隔三分钟方可继续进行身份验证，进一步提高了安全性能。
本发明中，身份验证系统用于对操作者的身份进行验证，若验证成功，则登录控制系统，若验证失败，则无法登录控制系统，显著提高了数控机床的安全性能，避免无关人员进行操作而带来安全事故；
中央处理系统通讯连接登录模块、位置检测模块、交互模块、切削力控制模块、驱动模块、进给量控制模块、显示模块和警报模块，用于对信息进行分析处理，生成指令并发送至相应的模块，以控制各模块进行相应的运转，便于进行操作，省时省力；登录模块通讯连接身份验证系统，用于操作者登录控制系统；
位置检测模块用于对数控机床的位置进行检测，并将位置信息发送至中央处理系统，驱动模块用于驱动数控机床进行相应的运动，驱动模块连接X向运动模块、Y向运动模块和Z向运动模块，能够时刻了解数控机床的位置并控制数控机床进行相应的运动，便于进行操作；
交互模块，用于接收和识别操作者发出的指令并发送至中央处理系统，以及对中央处理系统发出的反馈信息进行输出，实现人机交互功能，智能化程度高，能够显著提高操作效率；
切削力控制模块用于时刻检测切削力并对切削力进行控制，进给量控制模块用于时刻检测进给量并对进给量进行控制，方便时刻了解切削力和进给量，以及对切削力和进给量进行控制，有利于提高操作效率和操作效果；
显示模块用于显示数控机床操作过程中的相关信息，有利于操作者时刻了解操作过程中的相关信息，从而进行相应的控制；警报模块当操作故障时发出警报，以提醒操作者，显著提高安全性能；
本发明智能化程度高，方便进行控制，操作效率高，操作效果好，省时省力，并且安全性能较佳，能够显著降低安全事故发生的概率。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
