[實用新型]用于集成手動脈沖發生器和總線式機床控制面板的裝置

無效

• 申請號: 200720010278.2
• 申請日: 2007-01-24
• 公開（公告）號: CN201000572Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 于德海;孫福政;何興家;吳超;張贊秋;阮叁芽;江世琳
• 申請（專利權）人: 大連光洋科技工程有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414;G05B19/409
• 代理公司: 大連智慧專利事務所
• 代理人: 劉琦

技術領域

本實用新型涉及開放式的總線數控系統，更具體地說，涉及數控系統中總線式機床控制面板和手動脈沖發生器的設置方式。

背景技術

機床鍵盤，又稱數控鍵盤、機床軟鍵盤、工業控制鍵或機床控制面板。在現有的數控機床系統中，已是必備設備。機床鍵盤(機床控制面板)與上位機所使用的鍵盤是有區別的，上位機的鍵盤通常只有簡單的輸入數字、字母的功能。而機床控制面板，其上的各個功能鍵分別對應執行某種固定操作，直接控制機床的動作及加工過程，如，急停、模式選擇、軸向選擇、切削進給速度調整、主軸轉速調整、主軸的起停、程序調試功能及其它M、S、T功能等。鍵盤上通常還具有指示狀態等方式的輸出。

在數控機床上，手動脈沖發生器(下文簡稱手脈)通過手動回轉搖把輸出脈沖，可以精確地驅使刀具、工件及其他部件的移動以及定位。通常手動脈沖發生器上設置有刻度盤，當轉動一個刻度時，對應輸出一個脈沖，驅動刀具或工件移動一定距離，從而刀具或工件總的移動距離與輸出的脈沖個數成正比。同時手動脈沖發生器又根據轉向輸出驅動刀具或工件不同方向移動的脈沖，即輸出正向脈沖或輸出反向脈沖。在現有技術的數控系統中，手脈的設計通常是通過單獨的總線或者作為一個軸設備向數控系統傳輸數據的。而且一般的中低端數控系統只能支持單手脈。

在數控系統中，手脈和機床控制面板是機床調試和生產中必要的部件?，F有技術中二者的設置方式如圖1所示，其中，CNC控制器作為一個集成多種硬件的設備，不但體積大、成本高，而且由于硬件、軟件兩方面相互制約，在擴展性方面較差，不符合當今開放性設計的理念。因此如何有效地設置機床控制面板和手脈設備，以達到硬件、軟件兩方面的最優配置，是總線式數控系統亟待解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本實用新型提供了一種用于集成手動脈沖發生器和總線式機床控制面板的裝置，其前提是將現有技術以硬件方式設置的CNC控制器省略，在以軟件方式實現的基礎上，又將手動脈沖發生器處理功能與機床控制面板相結合，從而達到硬件資源最優化、降低成本的目的，同時以開放式設計的理念增強系統的靈活性。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種用于集成手動脈沖發生器和總線式機床控制面板的裝置，包括用于處理手動脈沖發生器輸入信號的手脈功能模塊、用于控制機床控制面板輸入/輸出的PLC功能模塊。還包括設置有物理層接口用于控制與上位機之間通信的物理層控制模塊，以及根據總線通訊協議解析信息數據的總線協議解析模塊。其中，信息的通路有如下方式：1、來自上位機的信息通過所述物理層控制模塊送至總線協議解析模塊，在解析后由所述PLC功能模塊輸出；2、機床控制面板利用所述PLC功能模塊輸入信號，在總線協議解析模塊解析后通過所述物理層控制模塊送至上位機；3、手動脈沖發生器利用所述手脈功能模塊處理信號，然后將數據輸入手脈總線協議解析模塊，在總線協議解析模塊解析后通過所述物理層控制模塊送至主設備。

以本實用新型設置方式實現的PLC功能模塊，采用24輸入/16輸出的PLCI/O接口控制模塊方式。而且可以設置1-4個PLC功能模塊，相應的需要有1-4個總線協議解析模塊。當然也可以設置1-3個手動脈沖發生器，相應的，分別設置手脈功能模塊和總線協議解析模塊。

優選方式下，物理層控制模塊、總線協議解析模塊以及PLC功能模塊、手脈處理模塊可以利用一個片上集成系統FPGA實現。當然為了適應現有技術中各個廠家根據各自總線協議開發出廠的總線協議解析和通信控制芯片，也可采用傳統方式，將手脈處理模塊和PLC功能模塊分別由獨立的單芯片實現。

通過上述技術方案，本實用新型用于集成手動脈沖發生器和總線式機床控制面板的裝置，首先將手脈和機床控制面板結合為一體，置于機床前端，可以有效地減少手脈連線長度和復雜度；同時，機床控制面板通過總線和系統相連，有效減少機床控制面板和PLC之間的連線數量，降低連線復雜度；從而解決了傳統數控系統在硬件CNC控制器方式下需要長距離傳輸線、多硬件設備的高成本問題。而且由于手脈和機床控制面板之間通過總線和上位機主設備相連，系統設計更加靈活，可以開放的設置多個手脈，從而適應多種高檔數控系統的應用。本實用新型采用對等網絡結構，具有響應速度快的特點。在優選方式下，多個功能模塊的電路由一個FPGA單芯片集成，設置在板卡上，從而方便控制面板上輸入部件(如按鍵)或輸出部件(如指示燈)的設置，在最少硬件資源的前提下即可實現機床控制面板與多個手脈的功能。

附圖說明

圖1是現有技術中機床控制面板與手脈的設置方式示意圖；