CN100397266C

CN100397266C - 轴承套圈自动车床单片机控制器

Info

Publication number: CN100397266C
Application number: CNB2006100811134A
Authority: CN
Inventors: 尹波; 尹屹
Original assignee: JIANGNAN MACHINERY (GROUP) CO Ltd
Current assignee: Jiangnan Industries Group Co Ltd
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2026-05-22
Also published as: CN1873568A

Abstract

一种轴承套圈自动车床单片机控制器，它适用于轴承套圈自动车床机械加工的顺序控制、故障自诊断和工作循环计数的场合；它包括接口电路板、显示电路板，其主要技术特征是它还包括信号处理电路板，信号处理电路板上的单片机检测到输入信号后，由单片机产生输出控制信号、工作循环计数显示信号或故障代码显示信号；信号处理电路板与接口电路板之间通过排针相互传递控制信号，显示电路板固定于轴承套圈自动车床的操作控制面板上，信号处理电路板通过带状电缆与显示电路板进行电联接。能有效地降低成本、提高寿命、提高可靠性、具有故障自诊断和循环次数计数功能等特点。

Description

轴承套圈自动车床单片机控制器

技术领域：

本发明涉及到一种单片机控制的轴承套圈自动车床控制器，它适用于轴承套圈自动车床机械加工的顺序控制、故障自诊断和工作循环计数的场合。

背景技术：

目前，在小型和微型轴承制造行业中广泛使用了轴承套圈自动车床，其电气控制电路通常采用继电器控制电路或可编程序控制器(PLC)电路，这些控制电路都不附带故障自诊断和循环次数计数功能。由于继电器的机械触点的电气寿命较短，而自动车床的机械动作频率较高，所以继电器在较短的时间里就会达到使用寿命，电气控制***故障率较高。而采用可编程序控制器(晶体管做控制输出)则价格较高。为克服这些缺陷，对轴承套圈自动车床单片机控制器进行了研制。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种轴承套圈自动车床单片机控制器，它能有效地降低成本、提高寿命和可靠性、具有故障自诊断和循环次数计数功能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

它包括接口电路板、显示电路板，其特征在于它还包括信号处理电路板，所述的信号处理电路板上的单片机检测到输入信号后，由单片机产生输出控制信号、工作循环计数显示信号或故障代码显示信号。

信号处理电路板与接口电路板之间通过排针相互传递控制信号，显示电路板固定于轴承套圈自动车床的操作控制面板上，信号处理电路板通过带状电缆与显示电路板进行电联接；

接口电路板有12个外部控制输入端点，连接按扭开关、接近开关、机床行程开关，这些开关信号经过接口电路板上的接线端子J11送到接口电路板上的输入光电隔离电路；接口电路板上的电阻28、26、三极管2构成输出驱动电流信号采样、放大电路，其输出的电流信号也送到输入光电隔离电路；按扭开关信号、接近开关信号、机床行程开关信号和输出的电流信号经由接口电路板上16位排针插座J12、信号处理电路板上16位排针插头J21输送给信号处理电路板上的单片机；接口电路板上还有稳压电源电路；

信号处理电路板上有3个供用户调节的电位器1、2、3，这3个电位器产生的电压信号输送到单片机内带的A/D转换器的输入端，经A/D转换后的电压信号再经过单片机程序运算后产生延时信号；信号处理电路板上的单片机对按扭开关信号、接近开关信号、机床行程开关信号、输出电流信号和电位器1、2、3的模拟电压信号进行运算、处理，产生输出控制信号、工作循环计数显示信号、故障代码显示信号；其中计数显示信号、故障代码显示信号经由信号处理电路板上的接线端子J23和10线带状电缆传输到显示电路板；当信号处理电路板接收到按扭开关信号、接近开关信号、机床行程开关信号和电流信号时，单片机对各信号进行分析、处理，当信号处理电路板输出6位数字信号到显示电路板时，表示自动车床工作正常，此6位数是工作循环次数；当信号处理电路板输出的是2位数字信号时，表示机床工作异常，这2位数是故障代码，提示机床的故障点；单片机产生9路输出控制信号，经由信号处理电路板上11位排针插头J22和接口电路板上11位排针插座J13传到接口电路板的输出光电隔离电路，信号经过隔离、放大后驱动电磁阀、继电器、指示灯，从而控制轴承套圈自动车床运行；显示电路板上有6个数码管，由信号处理电路板传来的计数信号或故障代码信号经过译码集成电路、位驱动集成电路处理后在数码管上显示。

所述的信号处理电路板上的单片机的型号为PIC16F877A或PIC16F877。

所述的显示电路板上的译码集成电路芯片的型号为CD4543或MC14543、74HC4543。

所述的显示电路板上的位驱动集成电路芯片的型号为74HC238或74LS238。

本发明同背景技术相比所产生的有益效果：

1、由于本发明采用价格低廉的通用单片机PIC16F877做主控芯片且专门针对轴承套圈自动车床进行优化设计，简化电路结构，所以降低了本发明的成本；

2、由于本发明使用大功率场效应管做控制输出，采用了软件和硬件相结合的保护措施提高了本发明的使用寿命和可靠性；

3、由于本发明采用的单片机内具有电擦除存储器(EEPROM)，所以具有计数功能，掉电后仍可以保存计数值。根据计数值用户能够及时更换刀具，保证产品质量；

4、由于本发明的单片机内采用了具有机床故障诊断功能的控制程序，故能及时指示机床故障点，帮助用户缩短维修时间。

附图说明：

图1为本发明的原理框图。

图2为图1中接口电路板1的电路图。

图3为本图1中信号处理电路板2的电路图。

图4为本图1中数字显示电路板3的电路图。

具体实施方式：

参看附图1，本发明由接口电路板1、信号处理电路板2、显示电路板3三个部分组成。

参看附图2，接口电路板1由三个部分组成：输入光电隔离电路、输出光电隔离电路、稳压电源电路。行程开关信号、按扭开关信号、接近开关信号输入到接口电路板的输入光电隔离电路，总共有12个开关输入回路。另外，电阻28、26、三极管2构成输出电流采样放大电路，其输出的电流信号也输入到接口电路板的输入光电隔离电路，当输出电路的电流值超过设定值时，单片机将立即中断所有的控制输出并给出相应的故障代码提示。电路中电阻27(BX)是自恢复保险丝，其作用是对长时间的过电流提供断路保护。输出光电隔离电路输出电磁阀、继电器、指示灯的控制信号。稳压电源电路给整机提供电源供应。由电阻57、58、59、电容5、三极管1、二极管13、14构成电源检测电路，在电源中断时产生一个触发信号给单片机，单片机将及时中断控制输出并及时保存当前循环次数计数值和总循环次数计数值到单片机内部的电擦除存储器(EEPROM)，在电源中断期间由滤波电容C1、4等存储的电荷给整机供电；输出光电隔离电路由9路控制信号光电隔离和放大输出组成，光电耦合器输出的信号经由场效应管放大后输出，每个场效应管都接有续流二极管，当负载是电感性质时给场效应管提供保护。由于使用场效应管加多种保护电路做控制输出，与继电器做控制输出相比具有电气寿命长的优点。

参看附图3，为信号处理电路板2的电路图。经过光电隔离的输入信号由16位排针插头J21输入，共有13个输入回路。每路输入信号都连接一个发光二极管1～13做输入指示，输入信号经过阻容滤波电路后送到单片机处理。总共9路输出控制信号经由发光二极管15～23指示输出状态后，从11位排针插头J22传输到接口电路板。接口电路板上的输出光电隔离电路完成输出控制信号的隔离、放大、输出。单片机还产生数字显示信号经由接线端子J23传输到数字显示电路板。当机床正常工作时，单片机传输6位当前循环次数计数信号或机床总计循环次数计数信号。当机床工作异常时，单片机传输2位故障代码信号。电位器1、2、3用于产生可以调节的模拟电压信号，单片机根据此电压的大小决定控制过程中延迟时间的长短。单片机内具有电擦除存储器(EEPROM)，掉电后仍可以保存当前循环计数值和总循环计数值。

参看附图4，为数字显示电路板3的电路图。该显示板采用6个LED数码管显示循环次数或故障代码。为了减少传输线的数量，采用动态扫描显示数据。所以该显示板采用一片7段译码芯片CD4543和一片位译码芯片74LS238。另外，使用2个发光二极管显示控制器的工作状态。

Claims

1.一种轴承套圈自动车床单片机控制器，它包括接口电路板(1)、显示电路板(3)，其特征在于它还包括信号处理电路板(2)，所述的信号处理电路板(2)上的单片机检测到输入信号后，由单片机产生输出控制信号、工作循环计数显示信号或故障代码显示信号；信号处理电路板(2)与接口电路板(1)之间通过排针相互传递控制信号，显示电路板(3)固定于轴承套圈自动车床的操作控制面板上，信号处理电路板(2)通过带状电缆与显示电路板(3)进行电联接；

接口电路板(1)包括12个外部控制输入端点、连接按扭开关、接近开关、机床行程开关，这些开关信号经过接口电路板(1)上的接线端子(J11)送到接口电路板上的输入光电隔离电路；接口电路板(1)上的电阻(R28、R26)、三极管(Q2)构成输出驱动电流信号采样、放大电路，其输出的电流信号也送到输入光电隔离电路；按扭开关信号、接近开关信号、机床行程开关信号和输出的电流信号经由接口电路板(1)上16位排针插座(J12)、信号处理电路板(2)上的16位排针插头(J21)输送给信号处理电路板(2)上的单片机；接口电路板(1)上还有稳压电源电路；

所述的信号处理电路板(2)上有3个供用户调节的电位器(W1、W2、W3)，这3个电位器产生的电压信号输送到单片机内带的A/D转换器的输入端，经A/D转换后的电压信号再经过单片机程序运算后产生延时信号；信号处理电路板(2)上的单片机对按扭开关信号、接近开关信号、机床行程开关信号、输出电流信号和电位器(W1、W2、W3)的模拟电压信号进行运算、处理，产生输出控制信号、工作循环计数显示信号、故障代码显示信号；其中工作循环计数显示信号、故障代码显示信号经由信号处理电路板(2)上的接线端子(J23)和10线带状电缆传输到显示电路板(3)；当信号处理电路板(2)接收到按扭开关信号、接近开关信号、机床行程开关信号和电流信号时，单片机对各信号进行分析、处理，当信号处理电路板(2)输出6位数字信号到显示电路板(3)时，表示自动车床工作正常，此6位数是工作循环次数；当信号处理电路板(2)输出的是2位数字信号时，表示机床工作异常，这2位数是故障代码，提示机床的故障点；单片机产生9路输出控制信号，经由信号处理电路板(2)上11位排针插头(J 22)和接口电路板(1)上11位排针插座(J13)传到接口电路板(1)的输出光电隔离电路，信号经过隔离、放大后驱动电磁阀、继电器、指示灯，从而控制轴承套圈自动车床运行；

所述的显示电路板(3)上有6个数码管，由信号处理电路板(2)传来的计数信号或故障代码信号经过译码集成电路、位驱动集成电路处理后在数码管上显示。

2.根据权利要求1所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于所述的信号处理电路板(2)上单片机的型号为PIC16F877A。

3.根据权利要求1所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于所述的信号处理电路板(2)上的单片机的型号为PIC16F877。

4.根据权利要求1、2或3所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的译码集成电路芯片的型号为CD4543。

5.根据权利要求1、2或3所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的译码集成电路芯片的型号为MC14543。

6.根据权利要求1、2或3所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的译码集成电路芯片的型号为74HC4543。

7.根据权利要求4所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的位驱动集成电路芯片的型号为74LS238。

8.根据权利要求4所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的位驱动集成电路芯片的型号为74HC238。

9.根据权利要求5所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的位驱动集成电路芯片的型号为74LS238。

10.根据权利要求6所述的轴承套圈自动车床单片机控制器，其特征在于显示电路板(3)上的位驱动集成电路芯片的型号为74HC238。