[实用新型]经济型数控车床控制装置

说明书

本实用新型属于一种数控机床的控制装置。

目前，在一些精密机械加工当中，数控车床被广泛使用，其优点是加工精度高，自动化程度高，无需以人工全部手动操作，只要在事先编好加工程序输入到计算机，则机器按机器程序进行加工操作，当前在一些企业使用的数控车床多为80年代中后期产品，实现开环控制，步进电机驱动，一般能够满足大多数企业实际加工的需要，但是在一些中小型即是经济型数控系统确存在有不足的问题，系统可靠性差，稳定性不佳，功能不完善，操作不方便等缺点，给全自动化、高精度的要求加工带来不便。

为解决经济型数控车床机加工的不足，本实用新型的目的提供一种经济型数控车床控制装置，利用单片机嵌入式功能和丰富的外部接口器件实现机床的复杂操作，以达到加工整体可靠性和完善功能的目的。

本实用新型之结构设计是这样实现的：本控制装置的核心由四个8051系列的微控制器组成，一个是DS80C320，三个是89C2051,时钟均为24MHZ，它们协同完成数控车床的实时控制和加工过程中的插补计算，其框图(如图1所示)，主CPU通过总线分别与轴CPU、用户程序区、装置程序区、装置显示电路、输入输出锁存电路、键盘扫描电路、轴坐标显示、辅助功能CPU联接，输入输出锁存电路与输入输出电路联接，键盘扫描电路与键盘联接，轴CPU通过装置驱动电路，步进电机驱动器与步进电机联接。

其中主CPU电路部分结构(如图2所示)在主CPU的地址数据复用总线U₁₂(80C31的PO口上联接有程序存贮器U₉(27C256)，用户程序存贮器U₇(62C256)可编程接口器件U₁₃(82C55)和两片数据隔离器件U₁₄,U₂₂(74HC245)；轴CPU电路结构(如图3所示)，步进电机的驱动信号是由82C55的C口以中心方式进行传送的，其联接是82C55之C口联接到U₈(AT89C2051)的中断输入端，轴CPU,U₈输出经U₆和U₄A,D,B,E(74LS07)输入端相接，输出为低有效的驱动信号X±、Z±，坐标显示CPU的工作原理与轴CPU基本一样(如图4所示)，显示CPU D₁₃(AT89T2051)的P_I口与数据锁存器D₁₄(74LS373)数据端相接，数据为字码管字型，同时CPU又与译码器D₁₅(74LS154)输入端相接，形成地址，输出联接开关三极管9015，点亮相应数码管，辅助功能CPU D₁₃(AT89C2051)由总线通过转插与82C55A口，B口相应位联接，由主CPU识别机器工作完成状态切换，最后输入输出I/O接口电路为输出信号，通过I/O总线与锁存器U₁₉,U₂₀,U₂₁,U₈₁输入端相接，其输出经过隔离器TLP521直接驱动中功率三板管A1241驱动输出(如图6所示)，其输入为TLP521隔离输入到总线驱动器U₁₅～U₁₈，其输出由I/O总线驱动输出，在自动状态完成零件的全自动加工，在这一过程中，机器由主CPU完成各段零件程序的读取和解释工作，进行必要的插补计算，将结果送到轴CPU和显示CPU，主CPU还要进行必要的I/O状态检测与控制，以适应加工的需要。

本实用新型之优点：装置模块化设计分工明确合理，实现电路结构简单，装置可靠性，稳定性高，可适合各种工业环境使用。

本实用新型之结构、工作原理结合实施例及附图加以说明。

图1为经济型数控车床控制装置总体方框图；

图2为经济型数控车床控制装置主CPU电原理图；

图3为经济型数控车床控制装置轴CPU电原理图；

图4为经济型数控车床控制装置坐标显示CPU电原理图；

图5为经济型数控车床控制装置辅助CPU电原理图；

图6为经济型数控车床控制装置输出电原理图；

图7为经济型数控车床控制装置输入电原理图。

其工作原理如附图所示：