CN104215167A - 电子显数器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子显数器，用于检测压力机模具高度，实现模具高度的精确调节，属于压力机测量控制技术领域。主要特点是壳体相应壁上的机械转动轴上套固永磁体磁环，印制电路板上固定线性霍尔元件，线性霍尔元件与永磁体磁环表面相对。本发明通过设置永磁体磁环、线性霍尔元件4，非接触式感应永磁体磁环磁场的变化，输出与机械转动轴绝对角度位置对应的模拟电压信号，单片机通过模拟接口采样所有的模拟电压信号查固化表格得出机械转动轴绝对角度值，实时计算机械转动轴旋转的圈数，当前模具高度值。通过人机接口可以设置模具高度的上下限，模具滑块齿轮牙距比值，模具高度显示值增加减少的方向，实现实际的模具高度值与电子显数器的显示值一致性校准。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子显数器，用于检测压力机模具高度，实现模具高度的精确调节，属于压力机测量控制技术领域。
背景技术
目前通常使用的压力机模具高度测试仪器或称为显数器有机械式的，主要由壳体、机械转动轴、齿轮、接近开关构成。机械转动轴随着压力机滑块的上下移动而转动，进而带动机械齿轮的转动，齿轮上的数字实时显示当前的模具高度值，当模具高度达到设定的上限值时，对应的接近开关动作，压力机滑块不能再向上移动；当模具高度达到设定的下限值时，对应的接近开关动作，压力机滑块不能再向下移动。这种机械式的显数器存在的问题是：(1)当压力机型号改变，即模具高度调节的上下限值改变，模具滑块齿轮牙距比值改变，则模具高度指示器必须重新定制生产，不可通用；(2)当压力机模具的实际高度与模具高度显数器显示的高度不一样，则模具高度显数器必须从压力机滑块上拆下，调整一致后再装上，这增加了模具高度校准的工作量；(3)压力机滑块通过显数器的机械转动轴带动齿轮转动，有几位显数器就有几级齿轮传动，长期使用机械磨损导致显数器精度降低。
目前还使用一种电子显数器，它主要由壳体、机械转动轴、电源电路、单片机、控制输出电路、显示电路构成，机械转动轴上安装有圆形码盘，发光器件、码盘和光电接收器件组成机械转动轴转动位置检测电路，随着压力机滑块的上下移动，机械转动轴带动码盘转动，码盘转动的过程中，光接收器件接收的光信号有无交替变化，进而输出一定频率的脉冲电压信号，采样电路通过检测脉冲电压信号的个数得出当前机械转动轴的绝对位置，通过计算就可以得出旋转的圈数和当前的模具高度，再判断模具高度的上下限，控制输出电路的动作禁止压力机滑块的继续移动。这种电子显数器存在的问题是：(1)由于工业现场环境恶劣，灰尘多，发光器件或者码盘或者光接收器件上一旦有灰尘，则光接收器件检测的光信号就会出错，甚至检测不到光信号，导致输出脉冲电压个数出错或者无输出，检测的机械转动轴绝对位置和计算的模具高度值也就不准确。(2)再由于工业现场油污大，由于显数器安装位置特殊，压力机上各种润滑油，机油都有可能少量进入电子显数器，除了导致光接收器件检测的光信号出错外，还会损坏码盘、发光器件、光接收器件，最终导致显示的模具高度值不准确。
发明内容
针对压力机目前安装的机械显数器和电子显数器存在的上述缺陷，本发明提供一种电子显数器，具有显数器基本的模具高度上下限设置，牙距比值设置和实际模具高度校准的功能，通过本发明解决现有机械显数器在不同型号压力机上不能通用，压力机模具高度校准工作量大的问题。同时解决了现有电子显数器在恶劣的工业现场不防尘、不防油污，长期运行模具高度值显示精度下降的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，一种电子显数器，包括壳体1、壳体1相应壁上的机械转动轴2、壳体1内印制电路板3上的电源电路、单片机、控制输出电路、显示电路，其特征在于，机械转动轴2上套固永磁体磁环5，印制电路板3上固定线性霍尔元件4，线性霍尔元件4与永磁体磁环5表面相对。
所述印制电路板3上固定不少于两只线性霍尔元件4。
所述印制永磁体磁环5为一对磁极的径向磁环。
所述的单片机采用AT89Cxx或C8051Fxx或STC1xx。
本发明通过设置永磁体磁环、线性霍尔元件，非接触式感应永磁体磁环磁场的变化，输出与机械转动轴绝对角度位置对应的模拟电压信号，单片机通过模拟接口采样所有的模拟电压信号查固化表格得出机械转动轴绝对角度值，实时计算机械转动轴旋转的圈数，当前模具高度值。通过人机接口可以设置模具高度的上下限，模具滑块齿轮牙距比值，模具高度显示值增加减少的方向，实现实际的模具高度值与电子显数器的显示值一致性校准。
附图说明
图1是本发明结构框图；
图2是本发明中壳体内的局部结构示意图的线性霍尔元件的安装示意图；
图中，1壳体，2机械转动轴，3印制电路板，4线性霍尔元件，5永磁体磁环，6一对磁极的径向永磁体磁环。
具体实施方式
结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1所示，本发明由电源模块提供直流电压，给单片机、线性霍尔元件4供电。单片机的IO驱动人机接口，刷新数码管，扫描按键。单片机采样线性霍尔元件4输出的与机械转动轴2旋转绝对角度位置对应的模拟电压信号通过查固化表格得出绝对的角度值，通过简单计算得出机械转动轴2旋转的圈数，判断模具高度上下限，控制驱动接口接通断开外部强电开关，显示实时的模具高度值。如图2所示，机械转动轴2和固定线性霍尔元件4的印制电路板安装在电子显数器的壳体1内，线性霍尔元件4垂直固定在印制电路板上靠近永磁体磁环5的位置，永磁体磁环5套固在机械转动轴2的顶端。线性霍尔元件供电电压为直流电压，输出的与机械转动轴2旋转绝对角度位置对应的模拟电压信号。
线性霍尔元件的安装如图2所示，两个线性霍尔元件4与永磁体磁环5表面相对，固定在印制电路板的边沿，分开一定的角度。
本发明中线性霍尔元件4通过非接触式感应装在机械转动轴2上的一对极永磁体磁环5在旋转过程中产生磁场的变化，输出与机械转动轴2旋转绝对角度对应关系的模拟电压。单片机对线性霍尔元件4输出的模拟电压进行采样，通过查找固定表格得出机械转动轴2旋转的绝对角度值，进而计算出机械转动轴2旋转的圈数，当前的模具高度值，并显示出来，本发明中因无机械传动，长期使用对精度变化没有影响。同时进行模具高度上下限判断通过驱动接口电路控制外部强电开关禁止压力机滑块的继续移动。参数设置功能可以在一定范围内任意的设置模具高度的上下限值，模具滑块齿轮牙距比值，模具高度显示值增加减少的方向值，实现电子显数器的显示值与实际的模具高度值一致性校准。在恶劣的工业现场，防尘，抗油污，长期高精度可靠运行。
Claims (3)
1.一种电子显数器，包括壳体（1）、壳体（1）相应壁上的机械转动轴（2）、壳体（1）内印制电路板（3）上的电源电路、单片机、控制输出电路、显示电路，其特征在于，机械转动轴（2）上套固永磁体磁环（5），印制电路板（3）上固定线性霍尔元件（4），线性霍尔元件（4）与永磁体磁环（5）表面相对。
2.根据权利要求1所述的电子显数器，其特征在于，所述印制电路板（3）上固定不少于两只线性霍尔元件（4）。
3.根据权利要求1所述的电子显数器，其特征在于，所述印制永磁体磁环（5）为一对磁极的径向磁环。
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