CN104991524A - 一种可用于数控机床人机交互的简易控制器 - Google Patents

一种可用于数控机床人机交互的简易控制器 Download PDF

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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Abstract

本发明公开了一种可用于数控机床人机交互的简易控制器，属于工业自动化控制领域的技术改进性发明，可用于DMG所有数控***的机床中。该简易控制器主要由电源单元、通讯单元、控制单元和显示单元组成。本发明通过采用六个通用I/O口实现了与所有类型PLC***的数据交互；定义了三线制串行数据总线，实现了对LCD、LED的显示控制；设计了可扩展的RS232串行总线，方便数据的存储与调试；采用高速光耦隔离，保证了信号读取稳定性。该发明有效解决了控制器难通用，成本高、通讯***复杂等问题，具有很高的使用价值。

Description

一种可用于数控机床人机交互的简易控制器
技术领域
本发明属于工业自动化控制领域的技术改进性发明，可用于DMG所有数控***的机床中。
背景技术
传统数控机床工作状态及信息查询需要在数控***中由专人查询，人机交互不直观；各种人机交互控制器与PLC之间建立各种总线通讯，如与西门子PLC建立Profibus总线通讯，与三菱PLC建立Modbus总线通讯，因此控制器很难通用，即使通用，也存在成本高、通讯***复杂等的问题；
控制器与LCD、LED显示单元大多采用并行总线通讯，存在占用控制器资源多，连线复杂，故障率高等问题。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提出一种可用于数控机床人机交互的简易控制器。
本可用于数控机床人机交互的简易控制器主要由电源单元、通讯单元、控制单元和显示单元组成。
其中电源单元由12V、5V电压转换芯片组成；通讯单元由六组光耦隔离芯片和六组数字输入信号组成；控制单元由单片机芯片、晶振电路、复位电路和SCI通讯接口组成；显示单元由三组数字输出信号组成的串行数据总线组成。
电源单元：主要用于给***提供各种电源信号。
通讯单元：主要用于建立PLC与控制器之间的通讯。PLC将需要传输的数据(机床工作任务及状态)通过6组通用数字量输出接口发送至本控制器的光耦隔离芯片，经过光耦隔离后发送至控制单元。在本控制器中定义6组数字量信号的前3组为状态信息帧，后3组为数据帧，如：111001表示7号状态帧(111)的当前数据为1(001)；001100表示1号状态帧(001)的当前数据为4(100)，以此类推。
控制单元：用于接收PLC通过光耦隔离芯片发出的六路数据信息，输出控制显示单元所需要的三路数据信息，同时，通过SCI通讯接口将接收到的PLC数据实时发送至SCI接收模块(如PC)。在本控制器中，定义三路数据信息分别为：使能信息、时钟信息和数据信息。使能信息为低电平表示该数据有效，时钟信息为频率为1KHZ的方波信号，数据信息为控制器发出的具体数据，显示单元在时钟数据为低电平的时候读取该数据。
显示单元：通过接收控制单元发送三线制串行数据，实时将接收到的数据显示在LCD、LED屏。
技术效果：
1.通过采用六个通用I/O口实现了与所有类型PLC***的数据交互；
2.定义了三线制串行数据总线，实现了对LCD、LED的显示控制；
3.设计了可扩展的RS232串行总线，方便数据的存储与调试；
4.采用高速光耦隔离，保证了信号读取稳定性。
附图说明
图1为可用于数控机床人机交互的简易控制器的组成结构
图2为电源单元功能图
图3为通讯单元功能图
图4为控制单元功能图
图5为显示单元功能图
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
下面结合附图，对实施例进一步的说明。
本实施例提供的用于数控机床人机交互的简易控制器，如图1所示，主要由电源单元、通讯单元、控制单元和显示单元组成。其中电源单元由12V、5V电压转换芯片组成；通讯单元由六组光耦隔离芯片和六组数字输入信号组成；控制单元由单片机芯片、晶振电路、复位电路和SCI通讯接口组成；显示单元由三组数字输出信号组成的串行数据总线组成。
如图2所示，电源单元主要用于给***提供各种电源信号，能实现24V、12V、5V电压之间的转化。
如图3所示，通讯单元主要用于建立PLC与控制器之间的通讯。PLC将需要传输的数据(机床工作任务及状态)通过6组通用数字量输出接口发送至本控制器的光耦隔离芯片，经过光耦隔离后发送至控制单元。在本控制器中定义6组数字量信号的前3组为状态信息帧，后3组为数据帧，如：111001表示7号状态帧(111)的当前数据为1(001)；001100表示1号状态帧(001)的当前数据为4(100)，以此类推。
如图4所示，控制单元用于接收PLC通过光耦隔离芯片发出的六路数据信息，输出控制显示单元所需要的三路数据信息，同时，通过SCI通讯接口将接收到的PLC数据实时发送至SCI接收模块(如PC)。在本控制器中，定义三路数据信息分别为：使能信息、时钟信息和数据信息。使能信息为低电平表示该数据有效，时钟信息为频率为1KHZ的方波信号，数据信息为控制器发出的具体数据，显示单元在时钟数据为低电平的时候读取该数据。
如图5所示，显示单元通过接收控制单元发送三线制串行数据(使能信息、始终信息、数据信息)，实时将接收到的数据显示在LCD、LED屏。
在本实施例中：
通过采用六个通用I/O口实现了与所有类型PLC***的数据交互；
定义了三线制串行数据总线，实现了对LCD、LED的显示控制；
设计了可扩展的RS232串行总线，方便数据的存储与调试；
采用高速光耦隔离，保证了信号读取稳定性
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种用于数控机床人机交互的简易控制器，其特征在于，主要由电源单元、通讯单元、控制单元和显示单元组成。电源单元由12V、5V电压转换芯片组成；通讯单元由六组光耦隔离芯片和六组数字输入信号组成；控制单元由单片机芯片、晶振电路、复位电路和SCI通讯接口组成；显示单元由三组数字输出信号组成的串行数据总线组成。
2.根据权利要求1所述的一种用于数控机床人机交互的简易控制器，其特征在于，所述的电源单元主要用于给***提供各种电源信号，能实现24V、12V、5V电压之间的转化。
3.根据权利要求1所述的一种用于数控机床人机交互的简易控制器，其特征在于，所述的通讯单元主要用于建立PLC与控制器之间的通讯。PLC将需要传输的数据(机床工作任务及状态)通过6组通用数字量输出接口发送至本控制器的光耦隔离芯片，经过光耦隔离后发送至控制单元。在本控制器中定义6组数字量信号的前3组为状态信息帧，后3组为数据帧，如：111001表示7号状态帧(111)的当前数据为1(001)；001100表示1号状态帧(001)的当前数据为4(100)，以此类推。
4.根据权利要求1所述的一种用于数控机床人机交互的简易控制器，其特征在于，所述的控制单元用于接收PLC通过光耦隔离芯片发出的六路数据信息，输出控制显示单元所需要的三路数据信息，同时，通过SCI通讯接口将接收到的PLC数据实时发送至SCI接收模块(如PC)。在本控制器中，定义三路数据信息分别为：使能信息、时钟信息和数据信息。使能信息为低电平表示该数据有效，时钟信息为频率为1KHZ的方波信号，数据信息为控制器发出的具体数据，显示单元在时钟数据为低电平的时候读取该数据。
5.根据权利要求1所述的一种用于数控机床人机交互的简易控制器，其特征在于，所述的显示单元通过接收控制单元发送三线制串行数据(使能信息、始终信息、数据信息)，实时将接收到的数据显示在LCD、LED屏。
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