CN101439481B - 手动脉冲发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手动脉冲发生器,包括手动旋转组件、信号发生组件和磁力制动组件。手动旋转组件包括摇把和刻度盖;信号发生组件包括码盘和光电开关;光电开关产生用于实现控制的电信号;磁力制动组件包括与摇把同步转动的铁碗和外环齿牙阻尼片,还包括内环齿牙阻尼片;内环齿牙阻尼片贴靠于一个圆环形磁铁的一侧,磁铁的另一侧通过具有导磁性能的间隙与铁碗以磁性方式相关联;内、外环齿牙阻尼片均由导磁材料构成,从而内、外环齿牙阻尼片的齿牙上分别形成磁极N和磁极S。本发明的手动脉冲发生器,使用者便于感知阻尼的强弱,从而具有方便、实用的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于数控领域实现刀具、工件或相似器件在机床上移动和定位的脉冲发生器,更具体地说,涉及一种具有指示电机正、反转功能的手动脉冲发生器。
背景技术
手动脉冲发生器是用在机床上,实现刀具、工件或相似器件移动和精确定位的装置。目前被广泛用于数控领域,如数控机床上。
通常,手动脉冲发生器,顾名思义,即通过手动回转摇把输出脉冲。转动一个刻度对应输出一个脉冲,刀具或工件移动的距离与输出的脉冲个数成正比。在转动手动脉冲发生器时,其可以输出脉冲,正转时输出正向脉冲,反转时输出反向脉冲。问题在于,传统的手动脉冲发生器均无指示功能,操作者在转动手动脉冲发生器时,通常无法知道是否有脉冲输出,输出的脉冲个数是否与转动的刻度一致。这样容易发生误操作,严重时刻能损坏刀具,造成重大损失;同时也影响机床的使用,并因此降低了工作效率。而且现有技术的手动脉冲发生器当出现问题时只有与机床系统向关联才能检测,这也带来了一个问题,当机床出现故障,并且故障发生在手脉的情况下,需要维修人员检查其他不相关的所有元器件,并且需要反复的将出现故障的手动脉冲发生器安装到系统中,才能最终确定问题的所在,这也影响了检测和维修操作的工作效率。
发明内容
本发明针对上述问题,提供了一种手动脉冲发生器,解决了现有技术的手动脉冲发生器没有指示功能影响工作效率尤其影响检测和维修的为问题。
为了解决上述问题,本发明构造了一种手动脉冲发生器,包括手摇脉冲的输入单元,手摇脉冲输入单元将输出信号传送至中央处理器单元,最终由中央处理器单元输出控制信号;本发明的发明点在于,中央处理器单元还连接有正、反转指示灯。
此外,本发明手动脉冲发生器,其进一步改进在于,在开机时,控制信号还通过线路反馈回中央处理器单元用于实现机床开机自检测。
其中,手摇脉冲输入单元包括手动旋转组件、信号发生组件和磁力制动组件。其中,手动旋转组件包括与转轴相关联的摇把以及固定套接于摇把上的刻度盖。上述信号发生组件包括固定在转轴上并与其同步转动的码盘以及用于监测码盘的光电开关,该光电开关产生的电信号传送至中央处理器单元。上述磁力制动组件包括在刻度盖内部固定的与摇把同步转动的一个铁碗和外环齿牙阻尼片;还包括与外环齿牙阻尼片同心设置、固定不动的内环齿牙阻尼片;内、外环齿牙阻尼片分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙;内环齿牙阻尼片贴靠于一个圆环形磁铁的一侧,该磁铁的另一侧通过具有导磁性能的间隙与铁碗以磁性方式相关联;内、外环齿牙阻尼片均由导磁材料构成,从而内、外环齿牙阻尼片的齿牙上分别形成磁极N和磁极S,或者相反方式的磁极
本发明手动脉冲发生器,其进一步改进在于,手摇脉冲输入单元的内、外环齿牙阻尼片均由若干阻尼片层叠而成。这一设置的目的在于,通过调整阻尼片的个数可以改变内、外环齿牙阻尼片的层叠厚度,进而改变之间磁力的大小,最终影响旋转摇把过程中使用者感知阻尼的力度。因此,概括地说,这种改进大大方便了使用者感知阻尼的强弱。
通过上述技术方案,本发明手动脉冲发生器,弥补了现有技术中手动脉冲发生器的缺点,具有自检测功能,在指示灯的辅助下,使操作者在开启数控机床时就能够知道手动脉冲发生器是否正常,从而易于排除系统故障;并且利用指示灯的指示功能,使操作者能够知道手动脉冲发生器是否有脉冲输出,输出的脉冲个数是否与转动的刻度一致,增强了手动脉冲发生器的可靠性,避免了误操作,降低故障发生率,大大提高了工作效率,尤其方便了手脉故障的检测。
附图说明
图1是本发明手动脉冲发生器的电路原理图;
图2是本发明手动脉冲发生器结构的剖面示意图;
图3是本发明手动脉冲发生器的手摇制动部件结构的原理示意图;
图4是图3中的结构在俯视状态下的剖面图;
图5是本发明设有指示灯的手动脉冲发生器面板结构示意性的主视图。
具体实施方式
参考附图1说明本发明手动脉冲发生器的电路原理。本发明主要由手摇脉冲输入单元和中央处理器单元CPU两部分组成。其中,中央处理器单元CPU的功能主要包括将脉冲信号转化成用于控制机床信号的功能、控制指示灯的功能,以及其他辅助操作的功能。图1中还显示出检测电路、正转指示灯43和反右转指示灯44。检测电路在开机时用于检测手动脉冲发生器电路部分是否正常,在运行阶段指示灯用于检测手动脉冲发生器是否有脉冲输出,以及输出的是正向脉冲还是反向脉冲;正转指示灯用于指示手动脉冲发生器有正向脉冲输出;反转指示灯用于指示手动脉冲发生器有反向脉冲输出。如图5所示,本发明的脉冲发生器在面板上设置的正、反转指示灯43、44。指示灯43、44通过导线与中央处理器单元CPU相连(如图1)。
手摇脉冲输入单元输出的信号传送至中央处理器单元;中央处理器单元通过差分芯片输出用于在机床上实现刀具或工件移动或定位的控制信号。在开始启动状态下,控制信号通过线路反馈回中央处理器单元用于实现开机自检测。具体地说,在手动脉冲发生器上电开机时进入自检测阶段。如图1所示,将差分芯片输出的A+和B+信号取样反馈到CPU,然后对整个电路进行检测,若电路正常,正转指示灯与反转指示灯同时亮1秒钟;若电路不正常,正转指示灯与反转指示灯均熄灭。
自检测之后进入运行阶段,当手动脉冲发生器发出正向脉冲时,正转指示灯闪烁,反转指示灯熄灭;当手动脉冲发生器发出反向脉冲时,反转指示灯闪烁,正转指示灯熄灭;当手动脉冲发生器无脉冲发出时,正转指示灯和反转指示灯均熄灭。当手动脉冲发生器输出脉冲频率较高时,指示灯闪烁的频率也会较高,致使肉眼无法观察到指示灯在闪烁,因此当手动脉冲发生器输出脉冲频率较高时,指示灯以手动脉冲发生器输出脉冲频率的n(n是自然数)分频闪烁。
如图2所示,结合图3和4原理说明手摇单元的结构。图中,可以看到,层叠形式由导磁材料构成的内、外环齿牙阻尼片11、12和环形磁铁10,内环齿牙阻尼片11与外环齿牙阻尼片12同心设置,内、外环齿牙阻尼片11、12分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙51、51′(如图3)。其中,主动的摇把1和从动的转轴13相关联,同时带动一个刻度盖8转动,在刻度盖8的内部固定了外环齿牙阻尼片12和一个铁碗9,铁碗9主要用于将磁铁10的磁力传导到外环齿牙阻尼片12。尽管图中铁碗9与磁铁10之间存在间隙16,但该间隙由于较小,可以实现导磁。此外,内环齿牙阻尼片11和环形磁铁10固定在一个固定座14上。
上述设置使得内、外环齿牙阻尼片11、12的齿牙上分别形成磁极N和磁极S或者相反的磁极方式设置。当摇动摇把1时,外环齿牙阻尼片12就会随之做同心旋转,外环齿牙阻尼片12与内环齿牙阻尼片11产生相对运动,依据上面所述的原理转动时可以感受到“咔咔”的感觉,进而感知转过的刻度。此外,图5中,还包括与转轴5一起做同心旋转的码盘3,以及用于检测转动状态的光电开关4。由于码盘3上刻有均匀分布的狭缝,在其旋转时光电开关4即可输出所需的脉冲,输出脉冲的个数与码盘3转过的角度成正比。光电开关4产生的电信号传送至电路板2上的中央处理器单元。
为了便于改变磁阻尼的大小,内、外环齿牙阻尼片11、12均由若干阻尼片层叠而成(如图5);片数多,阻尼效果强,片数少,阻尼效果弱。而且上述磁铁还可以设置在内、外环齿牙阻尼片11、12的两侧,只要能够保证内、外环齿牙阻尼片11、12的齿牙之间形成相对应的磁极N和S即可。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种手动脉冲发生器,包括手摇脉冲的输入单元,所述手摇脉冲输入单元将输出信号传送至中央处理器单元,最终由所述中央处理器单元输出控制信号;其特征在于,所述中央处理器单元还连接有正转指示灯(43)和反转指示灯(44);
所述手摇脉冲输入单元还包括手动旋转组件、信号发生组件和磁力制动组件;其中,
所述手动旋转组件包括与转轴(5)相关联的摇把(1)以及固定套接于所述摇把(1)上的刻度盖(8);
所述信号发生组件包括固定于所述转轴(5)并与之同步转动的码盘(3)以及用于监测所述码盘(3)的光电开关(4);所述光电开关(4)产生的电信号传送至所述中央处理器单元;
所述磁力制动组件包括在所述刻度盖(8)内部固定的与所述摇把(1)同步转动的一个铁碗(9)和外环齿牙阻尼片(12),还包括与所述外环齿牙阻尼片(12)同心设置、固定不动的内环齿牙阻尼片(11);所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)分别在外圈和内圈设置有中间留有间隙、齿形相互对应、齿数相等的齿牙(51、51’);所述内环齿牙阻尼片(11)贴靠于一个圆环形磁铁(10)的一侧,所述磁铁(10)的另一侧通过具有导磁性能的间隙(16)与所述铁碗(9)以磁性方式相关联;所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)均由导磁材料构成,从而所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)的齿牙上分别形成磁极N和磁极S。
2.根据权利要求1所述的手动脉冲发生器,其特征在于,所述内、外环齿牙阻尼片(11、12)均由若干阻尼片层叠而成。
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