一種微型數(shù)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及數(shù)控領(lǐng)域，尤其涉及一種微型數(shù)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的核心裝置，通過數(shù)控裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的位置、角度、速度等機(jī)械量和開關(guān)量的調(diào)控。目前，數(shù)控裝置因完成了從2軸、2.5軸到3軸乃至多軸的技術(shù)發(fā)展，而受到越來越多人的青睞。但是，當(dāng)今市場上的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置多種多樣，大多數(shù)數(shù)控裝置都是采用中低端的成品運(yùn)動(dòng)控制卡，而這些運(yùn)動(dòng)控制卡成本均比較高，并不適用于大中專院校教學(xué)編程練習(xí)及零件的加工用途;此外，現(xiàn)有的數(shù)控裝置對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有相應(yīng)的要求，功耗高也不輕便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種可節(jié)約成本、減低功耗、輕便且可適用于大中專院校教學(xué)編程練習(xí)及零件的加工用途的微型數(shù)控裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種微型數(shù)控裝置，包括處理單元、串口模塊、第一單片機(jī)和第二單片機(jī);所述處理單元的輸出端通過所述串口模塊與所述第一單片機(jī)的輸入端連接;所述第二單片機(jī)的輸入端與所述第一單片機(jī)的輸出端連接，輸出端通過所述串口模塊與所述處理單元的輸入端連接;所述第一單片機(jī)的輸出端還分別連接有主軸驅(qū)動(dòng)器、X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器;所述主軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接主軸直流電機(jī);所述X軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接X軸步進(jìn)電機(jī);所述Y軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接Y軸步進(jìn)電機(jī)；所述Z軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接Z軸步進(jìn)電機(jī)。
[0005]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型利用處理單元對(duì)程序數(shù)據(jù)強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，結(jié)合第一單片機(jī)和第二單片機(jī)的高集成度和運(yùn)算速度快的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)控制，提高了信號(hào)處理的效率，降低了硬件設(shè)備的要求，降低了功耗，更加輕便;同時(shí)處理單元和第一單片機(jī)、第二單片機(jī)均為常用的儀器設(shè)備，相比于價(jià)格高的成品運(yùn)動(dòng)控制卡，節(jié)省了成本，可適用于大中專院校教學(xué)編程練習(xí)及零件的加工用途。
[0006]進(jìn)一步地，還包括按鍵模塊，所述按鍵模塊的輸出端與所述第一單片機(jī)的輸入端連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述的主軸驅(qū)動(dòng)器為一功率開關(guān)模塊;所述主軸直流電機(jī)為48V/300W高速直流電機(jī);所述處理單元向所述單片機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)，所述第一單片機(jī)接收所述處理單元的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)后，通過發(fā)送PWM信號(hào)到所述主軸驅(qū)動(dòng)器來調(diào)節(jié)主軸直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。采用PWM控制直流電機(jī)可實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速，適用加工精密細(xì)小工件。解決了職業(yè)院校工科專業(yè)實(shí)操高耗材、高成本的全國性難題。
[0008]進(jìn)一步地，所述X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器均采用型號(hào)為DM542兩相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一單片機(jī)和第二單片機(jī)的型號(hào)為STC15W4K48S4。
[0010]為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實(shí)用新型微型數(shù)控裝置實(shí)施例的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]請(qǐng)參閱圖1，其是本實(shí)用新型微型數(shù)控裝置實(shí)施例的原理圖。本實(shí)施例的微型數(shù)控裝置優(yōu)先適應(yīng)于機(jī)床的數(shù)控控制，但本實(shí)用新型對(duì)此不作限定，也可應(yīng)用于其他數(shù)控產(chǎn)品上。
[0013]該微型數(shù)控裝置包括處理單元、串口模塊、第一單片機(jī)、第二單片機(jī)和按鍵模塊。所述處理單元的輸出端通過所述串口模塊與所述第一單片機(jī)的輸入端連接。所述第二單片機(jī)的輸入端與所述第一單片機(jī)的輸出端連接，輸出端通過所述串口模塊與所述處理單元的輸入端連接。所述按鍵模塊的輸出端與所述第一單片機(jī)的輸入端連接。所述第一單片機(jī)的輸出端還分別連接有主軸驅(qū)動(dòng)器、X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器;所述主軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接主軸直流電機(jī);所述X軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接X軸步進(jìn)電機(jī);所述Y軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接Y軸步進(jìn)電機(jī);所述Z軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接Z軸步進(jìn)電機(jī)。
[0014]所述處理單元向所述單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，所述第一單片機(jī)接收所述處理單元的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)后發(fā)送信號(hào)到對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)所述第二單片機(jī)通過所述第一單片機(jī)來檢測機(jī)床的位置坐標(biāo)，并將機(jī)床的當(dāng)前坐標(biāo)通過所述串口模塊反饋回處理單元。
[0015]所述處理單元在PC計(jì)算機(jī)內(nèi)運(yùn)行一個(gè)自開發(fā)編寫的名為“G—⑶DE”軟件，所述“G—CODE”軟件為計(jì)算機(jī)端軟件程序，可讀取“txt，cnc，nc，cut”等格式的包含G代碼指令的文件并載入到G — CODE軟件，并通過計(jì)算USB端口與串口模塊通信連接向單片機(jī)發(fā)送控制命令完成相應(yīng)的G代碼控制功能。
[0016]所述處理單元在“G—CODE”軟件中可進(jìn)行相關(guān)的控制參數(shù)設(shè)置，如通信設(shè)置、脈沖當(dāng)量、最大行程、最高進(jìn)給速度等的設(shè)置。所述程序操作界面上設(shè)有多個(gè)功能按鈕，通過該多個(gè)功能按鈕可對(duì)進(jìn)行停止、運(yùn)行、單段、暫停、復(fù)位等的控制操作。
[0017]所述的主軸驅(qū)動(dòng)器為一功率開關(guān)模塊;所述主軸直流電機(jī)為48V/300W高速直流電機(jī)。所述處理單元向所述單片機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)，所述第一單片機(jī)接收所述處理單元的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)后，通過發(fā)送PWM信號(hào)到所述主軸驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制主軸直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)控制。采用PWM控制直流電機(jī)可實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)速，適用加工精密細(xì)小工件。解決了職業(yè)院校工科專業(yè)實(shí)操高耗材、高成本的全國性難題。
[0018]所述X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器均采用型號(hào)為DM542兩相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。
[0019]所述按鍵模塊采用點(diǎn)動(dòng)按鈕，通過所述按鍵模塊可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和計(jì)算機(jī)處理單元G代碼程序控制兩種控制方式的切換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)應(yīng)移動(dòng)軸的方向移動(dòng)控制、移動(dòng)速度控制、主軸控制和零件加工等。
[0020]G代碼加工程序載入到所述處理單元的G — CODE控制系統(tǒng)內(nèi)；用戶在所述處理單元的軟件界面上設(shè)置相關(guān)參數(shù);所述處理單元讀取該參數(shù)信號(hào)并進(jìn)行處理后，將計(jì)算結(jié)果通過所述串口模塊發(fā)送到所述第一單片機(jī);所述第一單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加工后輸出控制信號(hào)，并傳送到主軸驅(qū)動(dòng)器和/或X軸驅(qū)動(dòng)器和/或Y軸驅(qū)動(dòng)器和/或Z軸驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器控制驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)所述第二單片機(jī)通過所述第一單片機(jī)來檢測機(jī)床的位置坐標(biāo)，且每隔0.3秒將機(jī)床的當(dāng)前坐標(biāo)通過所述串口模塊反饋回處理單元，并在軟件界面相應(yīng)的位置顯示，以便用戶及時(shí)了解所述機(jī)床的位置和工作狀態(tài)。
[0021]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型利用處理單元對(duì)程序數(shù)據(jù)強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，結(jié)合第一單片機(jī)和第二單片機(jī)的高集成度和運(yùn)算速度快的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)控制，提高了信號(hào)處理的效率，降低了硬件設(shè)備的要求，降低了功耗，更加輕便;同時(shí)處理單元和第一單片機(jī)、第二單片機(jī)均為常用的儀器設(shè)備，相比于價(jià)格高的成品運(yùn)動(dòng)控制卡，節(jié)省了成本，可適用于大中專院校教學(xué)編程練習(xí)及零件的加工用途。進(jìn)一步地，處理單元通過第一單片機(jī)發(fā)送信號(hào)控制機(jī)床的工作，通過第二單片機(jī)檢測機(jī)床的狀態(tài)，兩個(gè)單片機(jī)分工配合進(jìn)一步提高了信號(hào)的處理效率。
[0022]本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變形不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型數(shù)控裝置，其特征在于:包括處理單元、串口模塊、第一單片機(jī)和第二單片機(jī);所述處理單元的輸出端通過所述串口模塊與所述第一單片機(jī)的輸入端連接;所述第二單片機(jī)的輸入端與所述第一單片機(jī)的輸出端連接，輸出端通過所述串口模塊與所述處理單元的輸入端連接;所述第一單片機(jī)的輸出端還分別連接有主軸驅(qū)動(dòng)器、X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器;所述主軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接主軸直流電機(jī);所述X軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接X軸步進(jìn)電機(jī);所述Y軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接Y軸步進(jìn)電機(jī);所述Z軸驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接Z軸步進(jìn)電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型數(shù)控裝置，其特征在于:還包括按鍵模塊，所述按鍵模塊的輸出端與所述第一單片機(jī)的輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型數(shù)控裝置，其特征在于:所述的主軸驅(qū)動(dòng)器為一功率開關(guān)模塊;所述主軸直流電機(jī)為48V/300W高速直流電機(jī);所述處理單元向所述單片機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)，所述第一單片機(jī)接收所述處理單元的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)后，通過發(fā)送PWM信號(hào)到所述主軸驅(qū)動(dòng)器來調(diào)節(jié)主軸直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的微型數(shù)控裝置，其特征在于:所述X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器均采用型號(hào)為DM542兩相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型數(shù)控裝置，其特征在于:所述第一單片機(jī)和第二單片機(jī)的型號(hào)為 STC15W4K48S4。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種微型數(shù)控裝置，包括處理單元、串口模塊、第一單片機(jī)和第二單片機(jī)；所述處理單元通過所述串口模塊與所述第一單片機(jī)和第二單片機(jī)連接；所述第二單片機(jī)與所述第一單片機(jī)連接；所述第一單片機(jī)還分別連接有主軸驅(qū)動(dòng)器、X軸驅(qū)動(dòng)器、Y軸驅(qū)動(dòng)器和Z軸驅(qū)動(dòng)器；所述主軸驅(qū)動(dòng)器連接主軸直流電機(jī)；所述X軸驅(qū)動(dòng)器連接X軸步進(jìn)電機(jī)；所述Y軸驅(qū)動(dòng)器連接Y軸步進(jìn)電機(jī)；所述Z軸驅(qū)動(dòng)器連接Z軸步進(jìn)電機(jī)。本實(shí)用新型利用處理單元對(duì)程序數(shù)據(jù)強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，結(jié)合第一單片機(jī)和第二單片機(jī)的高集成度和運(yùn)算速度快的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的多軸聯(lián)動(dòng)控制，提高了信號(hào)處理的效率，降低了硬件設(shè)備的要求，降低了功耗，更加輕便，節(jié)省了成本。
【IPC分類】G05B19/19
【公開號(hào)】CN205334201
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521112582
【發(fā)明人】蔡躍偉, 陳仟新
【申請(qǐng)人】江門市新會(huì)機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)校
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日