Cnc協(xié)同控制裝置與數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及CNC協(xié)同控制裝置與數(shù)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CNC(Computer numerical control，計算機數(shù)字控制機床)是一種由程序控制的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，通過計算機將其譯碼，從而使機床執(zhí)行規(guī)定好了的動作，通過刀具切削將毛坯料加工成半成品成品零件。
[0003]在實際生產(chǎn)生活中，CNC系統(tǒng)未運行時并口輸出狀態(tài)是不確定的，而且PC機運行不穩(wěn)定，CNC系統(tǒng)常常會出現(xiàn)死機等現(xiàn)象，并口輸出的脈沖不符合要求，導(dǎo)致控制出現(xiàn)差錯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對現(xiàn)有CNC協(xié)同控制裝置容易出現(xiàn)控制差錯的問題，提供一種不容易出現(xiàn)控制差錯的CNC協(xié)同控制裝置與數(shù)控系統(tǒng)。
[0005]一種CNC協(xié)同控制裝置，包括微處理器、整形電路、差分電路和PWM輸出電路；
[0006]所述整形電路的輸入端外接PC機，所述整形電路的第一輸出端與所述差分電路的輸入端連接，所述整形電路的第二輸出端與所述PWM輸出電路的輸入端連接，所述差分電路的輸出端以及所述PWM輸出電路的輸出端分別與外部驅(qū)動電機連接，所述微處理器的輸入端外接PC機，所述微處理器的輸出端與所述差分電路的使能端連接；
[0007]所述整形電路用于接收PC機的輸入信號，并將接收到的信號轉(zhuǎn)化為無抖動且清晰的主信號和主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號，輸出無抖動且清晰的主信號至所述差分電路，輸出所述主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號至所述PWM輸出電路，所述差分電路用于接收所述無抖動且清晰的主信號，將所述無抖動且清晰的主信號差分為多路信號，并當(dāng)收到使能信號時，輸出多路信號至外部驅(qū)動電機，所述PWM輸出電路用于接收所述主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號，并根據(jù)所述主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號生成模擬電壓，輸出模擬電壓至外部驅(qū)動電機，所述微處理器用于監(jiān)測PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔，當(dāng)PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔超過預(yù)設(shè)閾值時，停止輸出使能信號至所述差分電路，以使所述差分電路停止輸出多路信號至外部驅(qū)動電機；
[0008]其中，所述PC機為裝載有CNC程序的PC機。
[0009]本發(fā)明CNC協(xié)同控制裝置，包括微處理器、整形電路、差分電路和PWM輸出電路，整形電路對外部PC機輸出的信號進行整形處理生成無抖動且清晰的主信號和主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號，差分電路將無抖動且清晰的主信號差分為多路信號，并當(dāng)收到使能信號時，輸出多路信號至外部驅(qū)動電機，PWM輸出電路根據(jù)主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號生成模擬電壓輸出至外部驅(qū)動電機，微處理器監(jiān)測PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔，當(dāng)PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔超過預(yù)設(shè)閾值時，停止輸出使能信號至所述差分電路，以使所述差分電路停止輸出多路信號至外部驅(qū)動電機。整個過程中，PC機輸入的信號經(jīng)過整形和差分處理提高信號傳輸?shù)目垢蓴_性，保證控制裝置的正常穩(wěn)定運行，另外，微處理器實時監(jiān)測PC機輸出MODBUS協(xié)議數(shù)據(jù)包情況，在預(yù)設(shè)閾值時間內(nèi)沒有輸出數(shù)據(jù)包(表明此時CNC系統(tǒng)奔潰或者PC運行不穩(wěn)定)則控制差分電路停止輸出差分信號，防止CNC系統(tǒng)奔潰或者PC運行不穩(wěn)定導(dǎo)致控制出現(xiàn)差錯，所以本發(fā)明CNC協(xié)同控制裝置是一種不容易出現(xiàn)控制差錯的CNC協(xié)同控制裝置。
[0010]另外，本發(fā)明還提供一種數(shù)控系統(tǒng)，包括裝載有CNC程序的PC機、驅(qū)動電機和如上述的CNC協(xié)同控制裝置，所述CNC協(xié)同控制裝置分別與PC機以及所述驅(qū)動電機連接，如上所述，所述CNC協(xié)同控制裝置不容易出現(xiàn)控制差錯，所以本發(fā)明數(shù)控系統(tǒng)是一種不易出現(xiàn)控制差錯的數(shù)控系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明CNC協(xié)同控制裝置第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明CNC協(xié)同控制裝置第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下根據(jù)附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。
[0014]如圖1所示，一種CNC協(xié)同控制裝置，包括微處理器100、整形電路200、差分電路300和PWM輸出電路400 ；
[0015]所述整形電路200的輸入端外接PC機，所述整形電路200的第一輸出端與所述差分電路300的輸入端連接，所述整形電路200的第二輸出端與所述PWM輸出電路400的輸入端連接，所述差分電路300的輸出端以及所述PWM輸出電路400的輸出端分別與外部驅(qū)動電機連接，所述微處理器100的輸入端外接PC機，所述微處理器100的輸出端與所述差分電路300的使能端連接；
[0016]所述整形電路200用于接收PC機的輸入信號，并將接收到的信號轉(zhuǎn)化為無抖動且清晰的主信號和主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號，輸出無抖動且清晰的主信號至所述差分電路300，輸出所述主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號至所述PWM輸出電路400，所述差分電路300用于接收所述無抖動且清晰的主信號，將所述無抖動且清晰的主信號差分為多路信號，并當(dāng)收到使能信號時，輸出多路信號至外部驅(qū)動電機，所述PWM輸出電路400用于接收所述主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號，并根據(jù)所述主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號生成模擬電壓，輸出模擬電壓至外部驅(qū)動電機，所述微處理器100用于監(jiān)測PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔，當(dāng)PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔超過預(yù)設(shè)閾值時，停止輸出使能信號至所述差分電路300，以使所述差分電路300停止輸出多路信號至外部驅(qū)動電機；
[0017]其中，所述PC機為裝載有CNC程序的PC機。
[0018]本發(fā)明CNC協(xié)同控制裝置，包括微處理器100、整形電路200、差分電路300和PWM輸出電路400，整形電路200對外部PC機輸出的信號進行整形處理生成無抖動且清晰的主信號和主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號，差分電路300將無抖動且清晰的主信號差分為多路信號，并當(dāng)收到使能信號時，輸出多路信號至外部驅(qū)動電機，PWM輸出電路400根據(jù)主軸電機轉(zhuǎn)速控制信號生成模擬電壓輸出至外部驅(qū)動電機，微處理器100監(jiān)測PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔，當(dāng)PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔超過預(yù)設(shè)閾值時，停止輸出使能信號至所述差分電路300，以使所述差分電路300停止輸出多路信號至外部驅(qū)動電機。整個過程中，PC機輸入的信號經(jīng)過整形和差分處理提高信號傳輸?shù)目垢蓴_性，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，另外，微處理器100實時監(jiān)測PC機輸出MODBUS協(xié)議數(shù)據(jù)包情況，在預(yù)設(shè)閾值時間內(nèi)沒有輸出數(shù)據(jù)包(表明此時CNC系統(tǒng)奔潰或者PC運行不穩(wěn)定)則控制差分電路300停止輸出差分信號，防止CNC系統(tǒng)奔潰或者PC運行不穩(wěn)定導(dǎo)致控制出現(xiàn)差錯，所以本發(fā)明CNC協(xié)同控制裝置是一種不容易出現(xiàn)控制差錯的CNC協(xié)同控制裝置。
[0019]在其中一個具體實施例中，微處理器100采用ARM cortex_M4芯片STM32F407VG，該微處理器最高工作頻率可達168MHz，擁有較豐富的I/O資源(82)，每個1 口都可以作為中斷源同時還具有浮點運算的能力，還集成了 2路獨立的UART通信模塊，且最大工作環(huán)境溫度可到105°C。整形電路200基于斯密特觸發(fā)器芯片SN74HC14，擁有6路輸入與6路輸出口，可以對6路緩慢變化的輸入信號轉(zhuǎn)換成清晰、無抖動的6路輸出信號。差分電路300為選用的芯片AM26LS31M為4輸入差分線路驅(qū)動器，可以對4路信號進行差分處理，還有片選端可以控制芯片的開關(guān)。主軸PWM輸出電路400中，并口輸出的PWM信號連接到三極管的基極電阻R45上，經(jīng)過三極管后將TTL電平的PWM信號轉(zhuǎn)換為高電平為5V的PWM信號，經(jīng)過運算放大器LM358芯片輸出0-10V的直流電壓，配置好的LM358放大倍數(shù)為2倍。
[0020]如圖2所示，在其中一個實施例中，所述CNC協(xié)同控制裝置還包括光耦驅(qū)動隔離電路500，所述差分電路300和所述PWM輸出電路400分別通過所述光耦驅(qū)動隔離電路500連接外部驅(qū)動電機。
[0021]光耦驅(qū)動隔離電路500采用高速光耦TLP785，前后級電源與地都進行隔離區(qū)分。差分電路300和PWM輸出電路400分別通過光耦驅(qū)動隔離電路500連接外部驅(qū)動電機可以避免多路信號之間以及信號輸入與輸出之間的相互影響，確保整個CNC協(xié)同控制裝置的穩(wěn)定。
[0022]如圖2所示，在其中一個實施例中，所述CNC協(xié)同控