[实用新型]数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控机床系统领域，特别涉及数控机床伺服系统控制计数领域，具体是指一种数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置。

背景技术

随着制造业的迅速发展，对数控机床的需求量也越来越大。数控机床的执行机构——伺服系统，是数控机床的重要功能部件。伺服系统主要由三部分组成：控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机，它是以机械运动的驱动设备，电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。根据系统使用的电动机，进给伺服可进一步细分为步进伺服、直流伺服、交流伺服和直线伺服。

现有技术中，使用较多的伺服系统，高端一般使用交流伺服，中低端使用步进伺服，特殊应用场合也使用直流伺服和直线伺服。步进伺服的基本原理是一种用脉冲信号进行控制、并将脉冲信号转换成相应的角位移的控制系统。其角位移与脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率可调节电动机的转速，其转动方向则有另一组信号控制，通常称这种方式为脉冲+方向控制模式。而占据了数控机床进给伺服的主导地位的是交流伺服，有模拟形式、数字形式和软件形式三种类型，其中数字伺服可实现一机多用，如做速度、力矩、位置控制。

目前，针对数控系统所需要的脉冲计数处理的需要，有许多脉冲计数处理模块，其大多采用简单的模拟电路加上一些简单的计数器，本身不具备智能处理，很多是直接嵌入在专用的电路系统里，不能拿出单独使用，不能直接与基于PC的主控系统直接通信。

基于PC的数控系统，由于其良好的图型界面，简单易学的操作方法，在许多中低端数控机床上广泛使用。而准确方便的采集到执行机构发送到步进电机或者伺服电机的脉冲个数，尤其是脉冲跟方向联动起来最终的实际需要的脉冲数量，是实现加工精度测试的关键，也是根据现有的实体，去克隆仿制一个高逼真实体的关键。另外，伺服编码器返回电机的AB相正交脉冲反映的是电机实际转动圈数和角度，基于PC的数控系统也需要准确采集到这个脉冲组，以便实现全闭环的控制，这是实现一些补偿算法的依据。

而能够实现多种计数形式，并且能够以多种方式快速可靠的进行数据采集和通信协议的方案却不多见。很多是功能较为单一，不够灵活，这样就给应用上带来不少的缺憾。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够兼容多种脉冲计数和多种通信方式与上位控制设备进行交互通信、设计灵活、兼容性强、使用方使快捷、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置。

为了实现上述的目的，本实用新型的数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置具有如下构成：

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置，其主要特点是，所述的装置包括计数信号输入模块、中央处理模块、串口输出模块和USB输出模块，所述的计数信号输入模块接收外部脉冲信号，所述的中央处理模块分别与所述的计数信号输入模块、串口输出模块和USB输出模块相连接，所述的串口输出模块和USB输出模块均与上位控制设备相连接。

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置的中央处理模块包括微处理单元(MCU)和与该微处理单元相连接的功能设置拨动开关单元。

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置的计数信号输入模块包括计数信号输入接口单元、信号隔离处理电路单元、多路多功能计数器单元和传感器单元，所述的计数信号输入接口单元接收外部脉冲信号，且该计数信号输入接口单元依次通过所述的信号隔离处理电路单元和多路多功能计数器单元与所述的微处理单元相连接，所述的传感器单元分别与所述的多路多功能计数器单元和微处理单元相连接。

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置的多路多功能计数器单元通过通信总线与所述的微处理单元相连接。

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置的通信总线包括地址总线、数据总线和控制总线。

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置的多路多功能计数器单元可以为LS7166芯片或者FPGA(现场可编程逻辑门阵列)芯片。

该数控机床系统中的多功能脉冲计数处理装置的串口输出模块包括串口电平转换单元和串行接口单元，所述的微处理单元依次通过该串口电平转换单元和串行接口单元与所述的上位控制设备相连接。