CN101791709B - 数字伺服刀塔控制器 - Google Patents
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Abstract
数字伺服刀塔控制器，壳体上有数控系统信号输入端和伺服控制信号输出端，壳体内有数字伺服刀塔控制电路，数字伺服刀塔控制电路有相连的数控系统信号通信电路、单片机处理电路和伺服控制信号通信电路，单片机内有数字伺服刀塔控制程序。使用时，本发明接受数控系统发出的所选刀号的数控系统信号指令，通过数控系统信号输入端进入单片机电路，经单片机运算处理，输出伺服控制信号，驱动伺服电机正转或反转，执行选刀命令，当到达所选刀位时，发出停止信号，选刀结束，并同时发出已到达刀塔位置回答信号，数控系统接受到刀塔位置回答信号，以便监控工作的准确性。本发明用单片机电路处理系统发出选刀指令，能驱动伺服电机快速、准确地选刀。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控车床的刀塔控制器，特别是一种数控车床的数字伺服刀塔控制器。
背景技术
数控车床刀塔是数控车床的换刀装置。刀塔的刀盘轴有轴向驱动装置和圆周向驱动装置，刀塔在换刀时，首先轴向驱动装置推动刀盘轴轴向运动，让活动端齿盘脱离与固定端齿盘的啮合，然后圆周向驱动装置驱动活动端齿盘旋转，让活动端齿盘上的下一加工步骤所用的新刀转到工作位置。数控车床刀塔刀盘轴的轴向驱动装置是液压缸，所以刀塔称为液压刀塔，液压刀塔刀盘轴的圆周向驱动装置是液压马达，刀塔控制器是液压马达的控制器。上述液压刀塔的圆周向驱动装置是液压马达，液压马达驱动的速度不是很快，把下一加工步骤所用的新刀较转到工作位置也不是很准确，所以生产准备时间较长，劳动生产率不是很高；为了准确定位，在刀塔的塔体与活动端齿盘之间要有相配合的活动凸、凹锁定装置，结构较复杂。理想的圆周向驱动装置是伺服电机，伺服电机转位快，定位精度高，圆周向驱动装置的伺服电机在工作中要有数字伺服刀塔控制器，现有技术中，没有性能较好的数字伺服刀塔控制器。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足，提出一种性能较好的数字伺服刀塔控制器。
本发明是用如下方法实现的。
数字伺服刀塔控制器有壳体，壳体上有数控系统信号通信端和伺服控制信号通信端，壳体内有数字伺服刀塔控制电路板，数字伺服刀塔控制电路板上有数字伺服刀塔控制电路，
数字伺服刀塔控制电路有相连的数控系统信号通信电路、单片机电路、伺服控制信号通信电路和显示与键盘电路，
数控系统信号通信电路有数控系统信号输入电路和数控系统信号输出电路，数控系统信号输入电路有相连的数控系统信号输入端子、数控系统信号输入光耦电路和数控系统信号输入缓冲器，数控系统信号输出电路有相连的信号输出驱动电路、数控系统信号输出光耦电路和数控系统信号输出端子，
单片机电路有具有数字伺服刀塔控制程序的单片机和与单片机相连的单片机存贮器，
伺服控制信号通信电路有伺服控制信号输出电路和伺服控制信号输入电路，伺服控制信号输出电路有相连的信号输出驱动电路、伺服控制信号输出光耦驱动电路和伺服控制信号端子，伺服控制信号输入电路有相连的伺服控制信号端子和伺服控制信号输入光耦电路，
上述数控系统信号端子与壳体上的数控系统信号通信端相连，伺服控制信号端子与壳体上的伺服控制信号通信端相连，
上述数控系统信号输入缓冲器的输出端与单片机的P0口相连，
上述信号输出驱动电路的输入端与单片机的P1口相连，
上述伺服控制信号输入光耦电路的输出端与单片机的INT1口相连，
显示与键盘电路有相连的显示驱动电路和七段数码显示器，显示驱动电路的输入端与单片机的P0口相连，显示驱动电路的输出端与七段数码显示器的输入端相连，
单片机内有如下数字伺服刀塔控制程序：
接收数控系统发出的指令刀号，判断指令刀号是否等于零？如果指令刀号等于零则报告指令刀号是指令错误，如果指令刀号不等于零，判断指令刀号位是否大于刀塔位数？如果指令刀号位大于刀塔位数则报告指令刀号是指令错误，如果指令刀号位不大于刀塔位数，计算指令刀号位与刀塔位数的差A，赋值每旋转一个刀塔位所需计算值X×A＝B，判断A是否等于零？如果A不等于零，判断A是否大于零？如果A大于零，伺服电机正转B值，判断是否到达指令值，如果没有到达指令值，伺服电机正转B值，如果到达指令值，发出到位信号并输出刀塔位状态，如果A小于零，伺服电机反转B值，判断是否到达指令值，如果没有到达指令值，伺服电机反转B值，如果到达指令值，发出到位信号并输出刀塔位状态。
使用时，本发明接受数控系统发出的所选刀号的数控系统信号指令，通过数控系统信号输入电路进入单片机电路，经单片机运算处理，输出伺服控制信号，驱动伺服电机正转或反转，执行选刀命令，当到达所选刀位时，发出停止信号，选刀结束，并同时发出已到达刀塔位置回答信号，数控系统接受到刀塔位置回答信号，以便监控工作的准确性。
本发明用单片机处理数控系统发出的所选刀指令，输出伺服控制信号，驱动数控车床刀塔的伺服电机快速、准确地到达所选刀位，是一种性能较好的数字伺服刀塔控制器。
下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
附图说明
图1是根据本发明的发明方案提出的一种控制具有八个刀位的数字伺服刀塔控制器的主视局剖示意图；
图2是图1中电路板上电路的电气原理框图；
图3是图1中电路板上电路的电气原理图；
图4是图3中单片机内数字伺服刀塔控制程序框图。
具体实施方式
图1～图4中，数字伺服刀塔控制器有壳体1，壳体上有数控系统信号通信端2和伺服控制信号通信端3，壳体内有数字伺服刀塔控制电路板4，数字伺服刀塔控制电路板上有数字伺服刀塔控制电路5，
数字伺服刀塔控制电路有相连的数控系统信号通信电路、单片机电路、伺服控制信号通信电路和显示与键盘电路，
数控系统信号通信电路有数控系统信号输入电路和数控系统信号输出电路，数控系统信号输入电路有相连的数控系统信号输入端子A1、数控系统信号输入光耦电路B和数控系统信号输入缓冲器C，数控系统信号输出电路有相连的信号输出驱动电路J、数控系统信号输出光耦电路D和数控系统信号输出端子A2，
单片机电路有具有数字伺服刀塔控制程序的单片机E和与单片机相连的单片机存贮器M，
伺服控制信号通信电路有伺服控制信号输出电路和伺服控制信号输入电路，伺服控制信号输出电路有相连的信号输出驱动电路J、伺服控制信号输出光耦驱动电路L和伺服控制信号端子K，伺服控制信号输入电路有相连的伺服控制信号端子K和伺服控制信号输入光耦电路N，
上述数控系统信号输入端子A1和数控系统信号输出端子A2与壳体上的数控系统信号通信端2相连，伺服控制信号端子K与壳体上的伺服控制信号通信端3相连，
上述数控系统信号输入缓冲器的输出端与单片机的P00～P07口相连，
上述信号输出驱动电路的输入端与单片机的P10～P14口相连，
上述伺服控制信号输入光耦电路的输出端与单片机的INT1口相连，
显示与键盘电路有相连的显示驱动电路和七段数码显示器，显示驱动电路的输入端与单片机的P0口相连，显示驱动电路的输出端与七段数码显示器的输入端相连，
单片机内有如下数字伺服刀塔控制程序：
接收数控系统发出的指令刀号，判断指令刀号是否等于零？如果指令刀号等于零则报告指令刀号是指令错误，如果指令刀号不等于零，判断指令刀号位是否大于刀塔位数？如果指令刀号位大于刀塔位数则报告指令刀号是指令错误，如果指令刀号位不大于刀塔位数，计算指令刀号位与刀塔位数的差A，赋值每旋转一个刀塔位所需计算值X×A＝B，判断A是否等于零？如果A不等于零，判断A是否大于零？如果A大于零，伺服电机正转B值，判断是否到达指令值，如果没有到达指令值，伺服电机正转B值，如果到达指令值，发出到位信号并输出刀塔位状态，如果A小于零，伺服电机反转B值，判断是否到达指令值，如果没有到达指令值，伺服电机反转B值，如果到达指令值，发出到位信号并输出刀塔位状态。
使用时，本发明接受数控系统发出的所选刀号的数控系统信号指令，通过数控系统信号输入电路进入单片机电路，经单片机运算处理，输出伺服控制信号，驱动伺服电机正转或反转，执行选刀命令，当到达所选刀位时，发出停止信号，选刀结束，并同时发出已到达刀塔位置回答信号，数控系统接受到刀塔位置回答信号，以便监控工作的准确性。
为了本发明在选择刀塔的过程中能观察到控制过程，数字伺服刀塔控制电路还有显示与键盘输入电路。
图3中，显示电路有相连的显示驱动电路F和七段数码显示器G，显示驱动电路的输入端与单片机的P00～P07口相连，显示驱动电路的输出端与七段数码显示器的输入端相连。
Claims (1)
1.一种数字伺服刀塔控制器，有壳体，其特征在于：壳体上有数控系统信号通信端和伺服控制信号通信端，壳体内有数字伺服刀塔控制电路板，数字伺服刀塔控制电路板上有数字伺服刀塔控制电路，
数字伺服刀塔控制电路有相连的数控系统信号通信电路、单片机电路、伺服控制信号通信电路和显示与键盘电路，
数控系统信号通信电路有数控系统信号输入电路和数控系统信号输出电路，数控系统信号输入电路有相连的数控系统信号输入端子、数控系统信号输入光耦电路和数控系统信号输入缓冲器，数控系统信号输出电路有相连的信号输出驱动电路、数控系统信号输出光耦电路和数控系统信号输出端子，
单片机电路有具有数字伺服刀塔控制程序的单片机和与单片机相连的单片机存贮器，
伺服控制信号通信电路有伺服控制信号输出电路和伺服控制信号输入电路，伺服控制信号输出电路有相连的信号输出驱动电路、伺服控制信号输出光耦驱动电路和伺服控制信号端子，伺服控制信号输入电路有相连的伺服控制信号端子和伺服控制信号输入光耦电路，
上述数控系统信号端子与壳体上的数控系统信号通信端相连，伺服控制信号端子与壳体上的伺服控制信号通信端相连，
上述数控系统信号输入缓冲器的输出端与单片机的P0口相连，
上述信号输出驱动电路的输入端与单片机的P1口相连，
上述伺服控制信号输入光耦电路的输出端与单片机的INT1口相连，
显示与键盘电路有相连的显示驱动电路和七段数码显示器，显示驱动电路的输入端与单片机的P0口相连，显示驱动电路的输出端与七段数码显示器的输入端相连。
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