CN102253655A - 机台运动控制系统 - Google Patents

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徐华勇
余国俊
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Abstract

本发明提供一种机台运动控制系统，包括一机台及一运动控制单元，所述运动控制单元包括一A/D转换单元及一主控电路，所述机台内设置一力量感测单元及一伺服单元，所述力量感测单元、A/D转换单元、主控电路及伺服单元依次电性连接，所述力量感测单元感测机台的运动部件施加在待测物体上的力度，所述A/D转换单元接收所述力量感测单元测得的力度信号，并将该力度信号进行模/数转换处理，以传送给所述主控电路，所述主控电路根据所接收的数字信号输出相应的驱动信号给伺服单元，以驱动伺服单元进行工作，进而控制机台上的运动部件在待测物体上施加力度。

Description

机台运动控制系统
技术领域
本发明涉及一种机台运动控制系统，尤其涉及一种用于力量测试的机台运动控制系统。
背景技术
笔记本电脑、手机等消费型电子产品在设计与制造过程中需要进行多次的力量测试，如表面压力测试、转轴扭力测试及结合部拉力测试等。上述力量测试通常是由一个机台运动控制系统控制一个伺服系统，如电机、马达等产生推、拉、压等各种动作，使各种动作的力量作用在待测物体，如手机、笔记本电脑等电子产品上，从而测试电子产品的机械强度。
现有的机台运动控制系统在控制伺服系统产生推、拉、压等各种动作时，各种动作的力度往往难以控制。在待测物体上施加的力度过大很可能损坏待测物体及伺服系统，而施加力度过小又难以获得准确的测试结果。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可控制对待测物体产生力度的机台运动控制系统。
一种机台运动控制系统，包括一机台及一运动控制单元，所述运动控制单元包括一A/D转换单元及一主控电路，所述机台内设置一力量感测单元及一伺服单元，所述力量感测单元、A/D转换单元、主控电路及伺服单元依次电性连接，所述力量感测单元感测机台的运动部件施加在待测物体上的力度，所述A/D转换单元接收所述力量感测单元测得的力度信号，并将该力度信号进行模/数转换处理，以传送给所述主控电路，所述主控电路根据所接收的数字信号输出相应的驱动信号给伺服单元，以驱动伺服单元进行工作，进而控制机台上的运动部件在待测物体上施加力度。
相较于现有技术，本发明的机台运动控制系统通过力量感测单元实时地感测该运动部件施加在待测物体上的力度信号，并通过该A/D转换单元对该力度信号进行模/数转换处理，所述主控电路接收处理后的数字信号，并根据该数字信号输出相应的驱动信号给伺服单元，以驱动该伺服单元进行工作，进而控制该机台上的运动部件在待测物体上施加精确的力度，从而达到良好的力量测试效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的机台运动控制系统的功能框图。
图2为图1所示机台运动控制系统中运动控制单元与机台的电路图。
主要元件符号说明
机台运动控制系统        100
运动控制单元            10
A/D转换单元             11
隔离单元                12
主控电路                13
机台                    20
力量感测单元            21
伺服单元                22
信号放大电路            111
信号滤波电路            112
A/D转换电路             113
驱动器                  221
电机                    222
A/D转换芯片             U1
第一光耦合隔离芯片      U2
第二光耦合隔离芯片      U3
主控芯片                U4
模拟信号输入端          AIN1
数字信号输出使能端          DRDY
数字信号输出端              MISO
第一引脚-第八引脚           P1-P8、P11-P18
第一电阻                    R1
第二电阻                    R2
第三电阻                    R3
第四电阻                    R4
第一电源                    VDD
第二电源                    VCC
第一电容                    C1
第二电容                    C2
隔离信号输入使能端          GRDY
隔离信号输入端              GIN
方向信号控制端              DIR
脉冲信号控制端              PLUSE
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施例的机台运动控制系统100包括一运动控制单元10及一机台20。该机台20内设置有一力量感测单元21及一伺服单元22。所述运动控制单元10包括一A/D转换单元11、一隔离单元12及一主控电路13。所述力量感测单元21、A/D转换单元11、隔离单元12、主控电路13及伺服单元22依次电性连接。所述力量感测单元21感测设置在机台20上的运动部件施加在待测物体上的力度，所述A/D转换单元11接收该力量感测单元21感测的力度信号，并将该力度信号进行模/数转换处理，以传送给该隔离单元12，该隔离单元12将该数字信号进行隔离后传送给主控电路13，所述主控电路13根据所接收的隔离后的信号输出相应的驱动信号给伺服单元22，以驱动该伺服单元22进行工作，进而控制该机台20上的运动部件在待测物体上施加合适的力度。
该力量感测单元21可以为一荷重元，其与机台20的运动部件相连，用于感测该力量感测单元21在受到外力作用时产生形变而引起的电压值的变化，从而根据该电压值的变化计算出机台20的运动部件在运动过程中对待测物体施加的力度，并将其返回给A/D转换单元11。
请一并参阅图2，该A/D转换单元11包括一信号放大电路111、一信号滤波电路112及一A/D转换电路113。该信号放大电路111、信号滤波电路112及A/D转换电路113依次电性连接。该信号放大电路111为现有的可进行信号放大的电路，该信号滤波电路112为现有的可进行信号滤波的电路或具有信号滤波功能的芯片。该信号放大电路111与该力量感测单元21相连，用于接收来自力量感测单元21返回的力度对应的模拟信号，并将该模拟信号进行放大。该信号滤波电路112接收放大后的模拟信号，并对其进行滤波处理，以过滤该模拟信号中的干扰信号，并将过滤后的模拟信号传送给该A/D转换电路113。A/D转换电路113包括一A/D转换芯片U1，所述A/D转换芯片U1的型号可以是ADS1256，其包括一模拟信号输入端AIN1、一数字信号输出使能端DRDY及一数字信号输出端MISO。所述模拟信号输入端AIN1与所述信号滤波电路112相连，用于接收信号滤波电路112传送过来的模拟信号，以对该模拟信号进行转换。该数字信号输出使能端DRDY为低电平有效，当所述数字信号输出使能端DRDY的电压为低电平时，所述力度对应的数字信号将从所述数字信号输出端MISO输出。
该隔离单元12包括一第一隔离电路121及一第二隔离电路122。该第一隔离电路121包括一第一光耦合隔离芯片U2。该第一光耦合隔离芯片U2的型号可以为HCPL 0600，其包括八个引脚，其中第一引脚P1、第四引脚P4及第七引脚P7悬空；第二引脚P2通过一第一电阻R1接至一第一电源VDD，第三引脚P3连接至所述A/D转换芯片U1的数字信号输出使能端DRDY，以对所述数字信号输出使能端DRDY输出的信号进行隔离。所述第五引脚P5接地，第六引脚P6通过一第二电阻R2接至一第二电源VCC。第八引脚P8通过一第一电容C1接地，所述第八引脚P8还接至所述第二电源VCC。
该第二隔离电路122包括一第二光耦合隔离芯片U3。该第二光耦合隔离芯片U3的型号可以为HCPL0600，其包括八个引脚，其中第一引脚P11、第四引脚P14及第七引脚P17悬空；第二引脚P12通过一第三电阻R3接至该第一电源VDD，第三引脚P13连接至所述A/D转换芯片U1的数字信号输出端MISO，以对所述数字信号输出端MISO输出的数字信号进行隔离。所述第五引脚P15接地，所述第六引脚P16通过一第四电阻R4接至该第二电源VCC。第八引脚P18通过一第二电容C2接地，所述第八引脚P18还接至所述第二电源VCC。
该主控电路13包括一主控芯片U4，所述主控芯片U4的型号可以为MCX305，其包括一隔离信号输入使能端GRDY、一隔离信号输入端GIN、一方向信号控制端DIR及一脉冲信号控制端PLUSE。该隔离信号输入使能端GRDY、隔离信号输入端GIN分别与该第一光耦合隔离芯片U2中的第六引脚P6及第二光耦合隔离芯片U3中的第六引脚P16相连。该隔离信号输入使能端GRDY为低电平有效，当所述隔离信号输入使能端GRDY的电压为低电平时，所述主控芯片U4将通过隔离信号输入端GIN接收来自第二光耦合隔离芯片U3中的第六引脚P16输出的代表力度的隔离信号。并根据接收到的隔离信号调整所述方向信号控制端DIR及脉冲信号控制端PLUSE输出的信号的幅度、频率或脉冲个数等参数，以输出给所述伺服单元22。
该伺服单元22包括一驱动器221及一电机222，所述驱动器221与所述主控电路13的方向信号控制端DIR及脉冲信号控制端PLUSE电性连接，用于接收方向信号控制端DIR及脉冲信号控制端PLUSE发送的驱动信号，并根据该驱动信号的幅度、频率或脉冲个数等参数输出一对应的模拟电压给电机222，以驱动电机222运动，进而驱动该电机222带动与该电机222机械相连的机台20或者其他测量设备(未图示)运动，从而对放置于或者安插于该机台20或者其他测量设备上的测量物品(未图示)，如笔记本电脑、手机等，产生推、拉、压等各种动作。
下面详细介绍本发明较佳实施方式的机台运动控制系统100的工作原理：
所述力量感测单元21实时地感测该运动部件施加在待测物体上的力度信号，并将感测到的力度信号传送给该信号放大电路111，所述信号放大电路111将所述力度信号对应的模拟信号进行放大，并送至该信号滤波电路112处理，以滤除该模拟信号中的干扰信号。接着所述A/D转换电路113接收该力度信号，并将该力度信号进行模/数转换处理，以将所述模拟信号转换为数字信号，所述第一隔离电路121及第二隔离电路122分别将该数字信号进行隔离后传送给主控电路13，所述主控电路13根据所接收的隔离后的信号输出相应的驱动信号给伺服单元22，以驱动该伺服单元22进行工作，进而控制该机台20上的运动部件进行相应的工作。
显然，本发明的机台运动控制系统100通过所述力量感测单元21实时地感测该运动部件施加在待测物体上的力度信号，并通过该A/D转换单元11对该力度信号进行模/数转换处理，所述隔离单元12对模数转换后的力度信号进行隔离处理，所述主控电路13接收隔离后的数字信号，并根据该数字信号输出相应的驱动信号给伺服单元22，以驱动该伺服单元22进行工作，进而控制该机台20上的运动部件在待测物体上施加精确的力度，从而达到良好的力量测试效果。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种机台运动控制系统，包括一机台，其特征在于：所述机台运动控制系统包括一运动控制单元，所述运动控制单元包括一A/D转换单元及一主控电路，所述机台内设置一力量感测单元及一伺服单元，所述力量感测单元、A/D转换单元、主控电路及伺服单元依次电性连接，所述力量感测单元感测机台的运动部件施加在待测物体上的力度，所述A/D转换单元接收所述力量感测单元测得的力度信号，并将力度信号进行模/数转换处理，以传送给所述主控电路，所述主控电路根据所接收的数字信号输出相应的驱动信号给伺服单元，以驱动伺服单元进行工作，进而控制机台上的运动部件在待测物体上施加力度。
2.如权利要求1所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述力量感测单元为一荷重元，与所述机台的运动部件相连。
3.如权利要求1所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述A/D转换单元包括一信号放大电路及一信号滤波电路，所述信号放大电路分别与力量感测单元及信号滤波电路电性连接，用于接收力量感测单元返回的力度对应的模拟信号，并将模拟信号进行放大，所述信号滤波电路接收放大后的模拟信号，并过滤模拟信号中的干扰信号。
4.如权利要求3所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述A/D转换单元包括一A/D转换电路，所述A/D转换电路包括一A/D转换芯片，所述A/D转换芯片包括一模拟信号输入端，所述模拟信号输入端与所述信号滤波电路相连，用于接收信号滤波电路过滤后的模拟信号，以对该模拟信号进行转换。
5.如权利要求4所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述A/D转换芯片包括一数字信号输出使能端及一数字信号输出端，当所述数字信号输出使能端的电压为低电平时，所述力度对应的数字信号从所述数字信号输出端输出。
6.如权利要求5所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述机台运动控制系统包括一隔离单元，所述隔离单元分别与A/D转换单元及主控电路连接，用于将所述A/D转换单元输出的数字信号进行隔离后传送至所述主控电路。
7.如权利要求6所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述隔离单元包括一第一隔离电路，该第一隔离电路包括一第一光耦合隔离芯片，所述第一光耦合隔离芯片包括八个引脚，其中第一引脚、第四引脚及第七引脚悬空，第二引脚连接至一第一电源，第三引脚连接至所述A/D转换芯片的数字信号输出使能端，以对所述数字信号输出使能端输出的信号进行隔离，所述第五引脚接地，第六引脚接至一第二电源，所述第八引脚接至所述第二电源。
8.如权利要求7所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述隔离单元包括一第二隔离电路，所述第二隔离电路包括一第二光耦合隔离芯片，所述第二光耦合隔离芯片包括八个引脚，其中第一引脚、第四引脚及第七引脚悬空，第二引脚接至所述第一电源，第三引脚连接至所述A/D转换芯片的数字信号输出端，以对所述数字信号输出端输出的数字信号进行隔离，所述第五引脚接地，所述第六引脚接至第二电源，第八引脚接至所述第二电源。
9.如权利要求8所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述主控电路包括一主控芯片，所述主控芯片包括一隔离信号输入使能端、一隔离信号输入端、一方向信号控制端及一脉冲力量信号控制端，隔离信号输入使能端、隔离信号输入端分别与该第一光耦合隔离芯片中的第六引脚及第二光耦合隔离芯片中的第六引脚相连，当所述隔离信号输入使能端的电压为低电平时，所述主控芯片通过隔离信号输入端接收来自第二光耦合隔离芯片中第六引脚输出的代表力度的隔离信号，并根据所述隔离信号调整方向信号控制端及脉冲信号控制端输出的信号，以输出给所述伺服单元。
10.如权利要求9所述的机台运动控制系统，其特征在于：所述伺服单元包括一驱动器及一电机，所述驱动器与所述主控电路的方向信号控制端及脉冲信号控制端电性连接，用于接收方向信号控制端及脉冲信号控制端发送的驱动信号，并根据所述驱动信号输出一对应的电压给电机，以驱动电机运动。
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