專利名稱：機(jī)床數(shù)字顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)床數(shù)字顯示裝置，適用于各類中精度機(jī)床加工位移量的檢測(cè)顯示。
機(jī)床數(shù)字顯示裝置(以下簡(jiǎn)稱機(jī)床數(shù)顯裝置)由位移傳感器和數(shù)字處理顯示裝置兩部分組成，數(shù)字處理顯示裝置一般為單片微機(jī)系統(tǒng)，主要包括微處理機(jī)最小系統(tǒng)、接口電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路和LED數(shù)碼器、開(kāi)關(guān)電源等；位移傳感器，目前國(guó)內(nèi)采用的主要是光柵尺或光電編碼器，前者本身造價(jià)十分昂貴，后者需要改造絲桿為滾珠絲桿，造價(jià)較高，因此難以大批量推廣應(yīng)用，與我國(guó)國(guó)情不符。
本實(shí)用新型旨在克服光柵式機(jī)床數(shù)顯裝置存在的上述缺陷，提供一種既滿足絕大多數(shù)普通機(jī)床加工精度的要求，又具有造價(jià)低、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)的新型機(jī)床數(shù)顯裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是采用容柵式傳感器作為機(jī)床數(shù)顯裝置的關(guān)鍵部件位移傳感器，配置相應(yīng)的接口電路和通用單片微機(jī)系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工量的數(shù)顯控制。
由于容柵式傳感器具有性能穩(wěn)定、價(jià)格較低，同時(shí)在不改造絲桿的情況下容易達(dá)到0.01mm普通機(jī)床精度要求的優(yōu)點(diǎn)，所以由此組成的機(jī)床數(shù)顯裝置具有精度適中，性能穩(wěn)定可靠、造價(jià)低(相當(dāng)于光柵式30％左右)，安裝方便等特點(diǎn)，具有大批量推廣應(yīng)用價(jià)值。
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是數(shù)據(jù)處理顯示裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是實(shí)施例容柵式機(jī)床數(shù)顯裝置電原理圖。容柵傳感器在圖中略示。
本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理顯示裝置由MCS－51單片微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，選用8031八位單片微處理機(jī)，最小系統(tǒng)除了8031單片機(jī)外，還包括程序存貯器2764EPROM，地址鎖存器74LS373，系統(tǒng)選用的晶振為12MHZ，這是因?yàn)樘幚頇C(jī)需要有較快的工作速度來(lái)跟蹤來(lái)自位移傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)。顯示驅(qū)動(dòng)電路采用靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)，7位LED數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)由7片8位串入／并出移位寄存器74LS164擔(dān)任，8031的串行口以方式0工作，將需顯示的數(shù)據(jù)一次傳送給74LS164。靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管亮度高，且程序不必經(jīng)常掃描顯示器，從而使之有更多的時(shí)間處理其它事務(wù)。本實(shí)施例同現(xiàn)有機(jī)床數(shù)顯裝置的數(shù)據(jù)處理顯示裝置基本相同，這里不作進(jìn)一步描述，為了確保微機(jī)正常工作，雖然系統(tǒng)內(nèi)已采取一系列抗干擾裝置，但由于工業(yè)環(huán)境一般比較惡劣，本實(shí)施例設(shè)置一種保護(hù)電路，即“看門狗”電路。該“看門狗”電路是一種雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單片機(jī)輸出口P36與雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)端B連接。當(dāng)主程序正常執(zhí)行工作時(shí)，P36口發(fā)送一系列的脈沖信號(hào)，以維持觸發(fā)器Ⅰ的狀態(tài)，觸發(fā)器Ⅱ的輸出維持在0狀態(tài)，萬(wàn)一當(dāng)程序受到干擾而“飛出”，沒(méi)有運(yùn)行到主程序時(shí)，觸發(fā)器Ⅰ的狀態(tài)反轉(zhuǎn)，并使觸發(fā)器Ⅱ的狀態(tài)反轉(zhuǎn)，並使之延時(shí)若干毫秒，使單片機(jī)8031被復(fù)位，從而強(qiáng)迫程序返回主程序。本實(shí)施例雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器選用二個(gè) 1/2 CD4098B集成塊組成，當(dāng)然可以采用其他類似功能的集成塊，例如74LS123等。
接口電路主要用于接收處理來(lái)自位移傳感器的串行信號(hào)。它的主要工作任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，同步跟蹤，並傳輸給微處理機(jī)。本實(shí)用新型采用串入／并出移位寄存器，將串行信號(hào)變換成并列信號(hào)，由單片機(jī)(8031)進(jìn)行接收。這樣做的目的在于傳輸?shù)男盘?hào)速度較高，如果單由軟件進(jìn)行處理，勢(shì)必忙于應(yīng)付，來(lái)不及作其它處理，經(jīng)過(guò)串／并轉(zhuǎn)換之后，微處理機(jī)可以騰出時(shí)間從事其它處理工作。本接口電路包括電平轉(zhuǎn)換電路、整形電路和信號(hào)緩沖器。由于容柵式傳感器采用1.5V電源，因而信號(hào)電平較低，通過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路，將信號(hào)電平提升至5V。經(jīng)電平提升后的脈沖信號(hào)，經(jīng)反相器整形，并作邏輯上調(diào)整。信號(hào)緩沖器用作信號(hào)的緩沖處理，它是一個(gè)串一并行移位寄存器，以利計(jì)算機(jī)程序上的響應(yīng)。電平轉(zhuǎn)換電路由二只開(kāi)關(guān)管T1、T2組成。容柵傳感器可輸出兩組信號(hào)，一組為數(shù)據(jù)信號(hào)，另一組為同步信號(hào)，由數(shù)據(jù)處理顯示裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作。容柵傳感器的數(shù)據(jù)輸出端與開(kāi)關(guān)管T1的輸入端B10連接，容柵傳感器的同步輸出端與開(kāi)關(guān)管T2的輸入端B11連接，開(kāi)關(guān)管T1的輸出端與由二個(gè)反相器F1、F2組成的整形電路連接，反相器F2的輸出端產(chǎn)生同相信號(hào)，該輸出端(即同相信號(hào)輸出端)與串一并行移位寄存器74LS164數(shù)據(jù)端AB相連接。開(kāi)關(guān)管T2輸出端與反相器F5輸入端連接，反相器F5輸出端與串一并行移位寄存器74LS164的同步信號(hào)端CP連接。串一并行移位寄存器輸出端Q0～Q7與單片機(jī)8031的數(shù)據(jù)輸入端P10～P17連接。
當(dāng)然，實(shí)施例中所選用的元器件也可以用其它功能符合本機(jī)要求的元器件替換，例如單片機(jī)8031可以用80C31等，這里不一一列舉。
權(quán)利要求1.一種機(jī)床數(shù)字顯示裝置，包括微處理機(jī)最小系統(tǒng)、接口電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、LED數(shù)碼器、開(kāi)關(guān)電源和位移傳感器，其特征在于位移傳感器是容柵式傳感器，接口電路包括電平轉(zhuǎn)換電路、整形電路和信號(hào)緩沖器，電平轉(zhuǎn)換電路由二只開(kāi)關(guān)管T1、T2組成，容柵傳感器的數(shù)據(jù)輸出端與開(kāi)關(guān)管T1的輸入端連接，容柵傳感器的同步輸出端與開(kāi)關(guān)管T2輸入端連接，開(kāi)關(guān)管T1的輸出端與由反相器F1、F2組成的整形電路連接，反相器F2的輸出端與作為信號(hào)緩沖器的串一并行移位寄在器數(shù)據(jù)端A、B相連接，開(kāi)關(guān)管T2的輸出端與反相器F5的輸入端連接，反相器F5輸出端與串一并行移位寄存器的同步信號(hào)端連接，串一并行移位寄存器輸出端與單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床數(shù)字顯示裝置，其特征在于設(shè)置有雙單穩(wěn)態(tài)觸反器，單片機(jī)輸出口P36與雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)端B連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)床數(shù)字顯示裝置，適用于各類中精度機(jī)床加工位移量的檢測(cè)顯示。該數(shù)顯裝置包括微處理機(jī)最小系統(tǒng)。接口電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、LED數(shù)碼器、開(kāi)關(guān)電源和位移傳感器，其特征在于位移傳感器是容柵式傳感器，電平轉(zhuǎn)換電路包括二只開(kāi)關(guān)管T
文檔編號(hào)B23Q17/22GK2097059SQ9121662
公開(kāi)日1992年2月26日 申請(qǐng)日期1991年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月16日
發(fā)明者黃小椿 申請(qǐng)人:溫州華豐電子有限公司