CN102789195A - 一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其中，包括键盘、显示器、单片机、存储器、可编程逻辑控制器、供电电源和多个光电隔离器；所述的键盘经键盘接口电路与单片机连接，显示器经显示器接口电路与单片机连接，可编程逻辑控制器分别与单片机和光电隔离器连接，存储器连接单片机；限位开关、急停开关和两个步进电机驱动器分别经相应的光电隔离器连接到单片机上；所述单片机采用80C31芯片。本发明具有液晶显示器和薄膜键盘组成的人机界面，可用填表的方法设定运行参数、用移动光标的方法选择动作组合，控制步进电机拖动滑台和转角机械手完成预设的动作，具有电路结构简单、操作方便、定位精度高、成本较低等优点。

Description

一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置

技术领域：

本发明涉及一种智能控制装置，具体地说是能够控制疲劳寿命试验机反复进行开锁、拉开、推合、锁紧等一系列试验动作的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置。 

背景技术：

门窗执手疲劳寿命试验机是通过多次重复转动门窗执手开关门窗的方法来测试门窗执手疲劳寿命指标的机械设备，试验机的运动机构由步进电机拖动的滑台和转角机械手、限位检测装置等构成，这些机构要由一台控制器监控。目前控制试验机使用的控制仪器功能单一，不能完成新型窗体开闭的所有动作。 

发明内容：

为了弥补现有门窗执手疲劳寿命试验机控制功能的不足，本发明提供一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，具有液晶显示器和薄膜键盘组成的人机界面，可用填表的方法设定运行参数、用移动光标的方法选择动作组合，控制步进电机拖动滑台和转角机械手完成预设的动作，具有电路结构简单、操作方便、定位精度高、成本较低等优点。 

本发明采用的技术方案是： 

一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其中，包括键盘、显示器、单片机、存储器、可编程逻辑控制器、供电电源和多个光电隔离器；所述的键盘经键盘接口电路与单片机连接，显示器经显示器接口电路与单片机连接，可编程逻辑控制器分别与单片机和光电隔离器连接，存储器连接单片机；限位开关、急停开关和两个步进电机驱动器分别经相应的光电隔离器连接到单片机上；所述单片机采用80C31芯片。 

作为优选，所述用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置还包括一 复位及看门狗电路，所述复位及看门狗电路采用MAX813L芯片，其引脚6与单片机的引脚8连接，引脚7与单片机的引脚9连接，引脚2、引脚4连接VCC，引脚3接地。 

作为优选，所述键盘接口电路包括键盘接口电路U1和键盘接口电路U2，键盘接口电路U1、U2经总线与单片机连接；所述键盘接口电路U1、U2分别采用74HC244和74HC377芯片。 

作为优选，所述显示器接口电路采用74HC245芯片，显示器接口电路经总线与单片机连接。 

作为优选，所述存储器采用93C46芯片，其引脚1连接单片机的引脚6，引脚2连接单片机的引脚5，引脚3、4连接单片机引脚4，引脚8连接VCC，引脚5、6接地。 

作为优选，所述可编程逻辑控制器采用GAL16V8芯片，其引脚12、引脚13分别连接单片机的引脚14和引脚15，引脚9接光电隔离器U5的引脚6，引脚8连接光电隔离器U7的引脚6；所述光电隔离器U5、U7均采用6N137芯片。 

作为优选，所述显示器采用19264A液晶显示器。 

本发明的有益效果为： 

1.电路结构简单，易于实现； 

2.采用步进电机作为驱动部件，定位精度高，成本较低 

3.功能全，能够自动完成开合各类不同门窗所需的动作； 

4.在硬件上采用光电隔离技术，可靠性高； 

5.本发明是一种基于单片机的智能控制器，采用液晶显示器和薄膜键盘组成人机界面，操作方便，能显示和设定位置值、转角值、重复次数以及限位状态等，所有操作均通过移动光标单键或单键命令完成，编程采用菜单填表式输入； 

6.本发明由单片机、液晶显示器、薄膜键盘、外围电路等组成， 全部采用CMOS器件，功耗低、可靠性高。 

附图说明：

图1为本发明的结构框图； 

图2为本发明的电路原理图； 

图3为本发明一个实施例的面板布局图。 

具体实施方式：

以下用实施例结合附图对本发明作进一步的详细说明。 

如图1、图2所示，本装置主要包括键盘J1、液晶显示器J2、单片机U6、存储器U8、可编程逻辑控制器U9、复位及看门狗电路U4、供电电源和光电隔离器O1-O4、U5、U7。键盘J1分别与键盘接口电路U1、U2连接，液晶显示器J2与显示器接口电路U3连接，键盘接口电路U1、U2和显示器接口电路U3经总线与单片机U6连接。单片机采用80C31芯片，其引脚14与可编程逻辑控制器U9的引脚12连接，引脚15与可编程逻辑控制器U9的引脚13连接；可编程逻辑控制器U9的引脚9连接光电隔离器U5的引脚6，U9的引脚8连接光电隔离器U7的引脚6。 

显示器接口电路采用74HC245芯片，复位及看门狗电路采用MAX813L芯片，其引脚6与单片机的引脚8连接，引脚7与单片机的引脚9连接，引脚2、引脚4连接VCC，引脚3接地。键盘接口电路包括键盘接口电路U1和键盘接口电路U2，键盘接口电路U1、U2分别采用74HC244和74HC377芯片。 

存储器采用93C46芯片，其引脚1连接单片机的引脚6，引脚2连接单片机的引脚5，引脚3、4连接单片机引脚4，引脚8连接VCC，引脚5、6接地。可编程逻辑控制器采用GAL16V8芯片，其引脚12、引脚13分别连接单片机的引脚14和引脚15，引脚9接光电隔离器U5的引脚6，引脚8连接光电隔离器U7的引脚6；所述光电隔离器U5、U7均 采用6N137芯片。 

本装置采用80C31单片机作为主控制单元，显示器采用19264A液晶显示器，可编程逻辑控制器U9(GAL16V8)为地址锁存器、译码器及控制信号合成器，用双向三态缓冲器74HC245作为液晶显示器的数据接口，用可编程逻辑控制器U9(GAL16V8)进行接口译码和液晶显示器J2访问控制信号的合成，用串行电可改写存储器U8(93C46)存储控制参数，两组步进电机的控制信号共用一个方向控制线以节省端口线。外部的24Vdc开关状态信号(各步进电机驱动轴的限位信号、急停信号)经光电隔离器送入单片机。单片机通过键盘接收指令，根据需要进行处理，并将处理结果输出到液晶显示器和输出电路。采用高速光电隔离器驱动步进电机驱动器。 

本装置的输入和输出信号均采用光电隔离器隔离，控制步进电机驱动器的输出采用高速光电隔离器隔离，提高了抗干扰能力。系统的急停按钮能直接切断装置所有的输出信号，加快了紧急情况下的反映速度，提高了系统的安全性。 

如图3所示，下面通过实施实例的操作进一步说明本发明的功能： 

一、显示 

模式：显示运行模式。即： 

模式0：关→开→关 

模式1：紧(0°)→松(90°)→开→关→紧(0°) 

模式2：紧(0°)→松(90°)→开→关→紧(0°) 

模式3：紧(0°)→松(90°)→开→关→紧(0°)→松(180°)→推→拉→紧(0°) 

目标值：显示各参数的设定值。即： 

C＝nnnnn：循环次数。 

A＝nnn/mmm：nnn为手柄旋转的第一个角度；mmm为手柄旋转的第二个角度。 

L＝nnn.n：开窗时到达的位置。 

当前值：显示上述参数的当前值。用“清零”键可将该值置为零。 

右上角状态提示：点动——当前可点动操作；等距——当前可步进操作；单段——当前处于单段运行操作状态；连续——当前处于连续运行操作状态。 

第二行状态提示：X+到正限位，X-到负限位，Y+到上限位，Y-到下限位，ES急停按钮按下。 

二、键盘 

数值键(0～9，-，.)：用于输入数值。 

编辑键(←，↑，→，↓，取消，输入)：在操作方式下，用于选择待处理的参数或点动/步进的轴；在编程方式下，用于选择待编辑的参数，确定或取消输入的数据。 

功能键(置零，设定，点动，等距)：用于切换操作方式。 

操作键(推出，回零，定位，前进，后退，单段，连续，停止)：用于控制动作。 

三、操作 

(一)运行 

0、1、2、3：选择运行模式。按下后显示器将显示该模式的各个参数；进入编辑状态时，可修改该模式的各个参数。 

置零：当光标处于模式号下时，将C、A、L的当前值清零。按“↑”或“↓”可使光标在C、A、L各行移动，用本键可将该行的当前值清零，其它行的当前值不变。 

设定：进入编辑程序界面。 

点动：选择点动方式。 

等距：选择等距方式。 

推出：进行一次压下动作(吸合气缸电磁阀)，即输出PS信号；再按一次本键，则释放气缸电磁阀。 

回零：当光标指向A或L时，可将该轴移动到零位。 

定位：当光标指向A或L时，可将该轴移动到目标值设定的位置。 

1.点动： 

前进：当光标指向A或L时，该轴前进，直到松开本键。 

后退：当光标指向A或L时，该轴后退，直到松开本键。 

2.等距： 

前进：当光标指向A或L时，该轴前进一个基本单位(1°或0.1mm)。 

后退：当光标指向A或L时，该轴后退一个基本单位(1°或0.1mm)。 

3.执行程序： 

程序按照模式指定的顺序执行，执行的次数由C项指定，若当前值0大于或等于目标值时，不执行操作。 

操作时，先用“0”、“1”、“2”或“3”键选择工作模式。 

单段：一次执行一个动作。 

连续：一次性完成所有动作。 

停止：中止当前操作。 

(二)设定参数： 

用“↑”或“↓”选择待编辑的行。 

用数值键(0～9，-，.)输入数值，闪烁的光标指示待输入数值的位置，用“输入”键确认输入内容(当输入内容完整和正确时，光标移到本行的开头位置)，或者用“取消”键恢复原来内容。 

C＝0～65535：循环次数。 

L＝-3200.0～3200.0：开窗时到达的位置。 

V＝0～30000：开关窗的速度。 

D＝-3200.0～3200.0：推窗时到达的位置。 

A＝-360～360：手柄旋转的第一个角度(90°)。 

W＝0～30000：手柄旋转的速度。 

B＝-360～360：手柄旋转的第二个角度(180°)。 

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (7)

1.一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：包括键盘、显示器、单片机、存储器、可编程逻辑控制器、供电电源和多个光电隔离器；所述的键盘经键盘接口电路与单片机连接，显示器经显示器接口电路与单片机连接，可编程逻辑控制器分别与单片机和光电隔离器连接，存储器连接单片机；限位开关、急停开关和两个步进电机驱动器分别经相应的光电隔离器连接到单片机上；所述单片机采用80C31芯片。

2.根据权利要求1所述的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：所述用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置还包括一复位及看门狗电路，所述复位及看门狗电路采用MAX813L芯片，其引脚6与单片机的引脚8连接，引脚7与单片机的引脚9连接，引脚2、引脚4连接VCC，引脚3接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：所述键盘接口电路包括键盘接口电路U1和键盘接口电路U2，键盘接口电路U1、U2经总线与单片机连接；所述键盘接口电路U1、U2分别采用74HC244和74HC377芯片。

4.根据权利要求3所述的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：所述显示器接口电路采用74HC245芯片，显示器接口电路经总线与单片机连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：所述存储器采用93C46芯片，其引脚1连接单片机的引脚6，引脚2连接单片机的引脚5，引脚3、4连接单片机引脚4，引脚8连接VCC，引脚5、6接地。

6.根据权利要求5所述的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：所述可编程逻辑控制器采用GAL16V8芯片，其引脚12、引脚13分别连接单片机的引脚14和引脚15，引脚9接光电隔离器U5的引脚6，引脚8连接光电隔离器U7的引脚6；所述光电隔离器U5、U7均采用6N137芯片。

7.根据权利要求6所述的一种用于门窗执手疲劳寿命试验机的数控装置，其特征在于：所述显示器采用19264A液晶显示器。

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