CN104965461A - 一种可支持触摸的总线式手持单元 - Google Patents

一种可支持触摸的总线式手持单元 Download PDF

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谢淑莲
王祎
徐建春
徐全文
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Wuhan Huazhong Numerical Control Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明适用于数控技术领域，公开了一种可支持触摸的总线式手持单元。包括触摸式LCD显示单元，嵌入式微处理器、FPGA单元、双端口数据存储器、机床操作(MCP)面板、总线收发器、总线通讯接口。本发明的触摸式总线手持单元采用触摸操作，增加了NC操作和监控功能，替代了传统的实体按键形式，体积小巧，结构紧凑，易于操作。采用LCD屏显示，具有良好的图形化界面，便于操作人员可远距离操作机床。采用总线连接，接线方便，信号电缆易于更换，信号质量稳定可靠，实时性强，即插即用；适用范围广，满足用户个性化要求。

Description

一种可支持触摸的总线式手持单元
技术领域
本发明属于数控技术领域领域，更具体地，涉及一种可支持触摸的总线式手持单元。
背景技术
当前在数控机床领域最常见的手持单元一般带点对点信号直连电缆，信号多导致所需电缆芯数较多，无LCD显示器，无机床监控功能，主要用于中低端CNC数控机床。在此情形下，一般需要操作人员一边观察CNC数控机床的控制系统显示器，一边进行手持单元的操作。随着高端、大型数控机床和其他自动化机械的要求以及嵌入式技术的发展，对手持单元的要求也达到了新的高度，中高档大型数控机床行程大，控制系统显示器和NC控制面板距离待操作工件较远，不具备显示器且不提供NC操作功能的手持单元应用十分困难。同时，由于传统手持单元的机械特性决定了现有手持单元存在尺寸大、重量高、控制轴数过少等缺点。同时，操作过程中由于加工环境较为恶劣，直连电缆体积大在拖拽过程中极易损坏，维修率很高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本申请提供的是一种可支持触摸的总线式手持单元，其中通过对其触摸屏及FPGA单元、机床操作面板的具体结构及其设置方式进行研究和涉及，与现有产品相比，同时具备体积小巧，结构紧凑，易于操作等优点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可支持触摸的总线式手持单元，其特征在于：所述手持单元包括：包括触摸式LCD显示单元，嵌入式微处理器、FPGA单元、双端口数据存储器、机床操作(MCP)面板、总线收发器、总线通讯接口。
优选地，所述触摸式LCD显示单元，可通过触摸操作实现机床NC面板的操作和监控功能；并可将当前系统的运行状态、系统运行的辅助信息、工件坐标值、模态、当前运行程序的FST值及当前时间等信息实时地在所述触摸式LCD显示屏上显示出来；
优选地，所述嵌入式微处理器，从所述双端口数据存储器中读取上传的反馈数据并提交给所述触摸式LCD显示单元显示，同时将所述触摸式LCD显示单元传来的控制指令和系统参数进行运算处理，将运算得到的控制指令数据写入双端口数据存储器；
优选地，所述FPGA单元，与所述嵌入式微处理器、所述双端口数据存储器、所述机床操作面板和所述总线收发器连接，所述处理机床操作面板传来的PLC信号并存入到所述双端口数据存储器中，同时与所述总线收发器通讯，从所述双端口数据存储器中读取指令数据并按照通讯总线协议的格式对指令数据进行封装后输出。
总体而言，按照本发明的上述技术构思与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1、总线连接，接线方便，所需信号电缆芯数少，信号质量稳定可靠，实时性强，传输距离远；
2、触摸操作，增加了NC操作和监控功能，替代了传统的实体按键形式，体积小巧，结构紧凑，易于操作
3、LCD屏显示，具有良好的图形化界面，便于操作人员可远距离操作机床；
4、集成了机床操作面板和机床控制面板的功能，可以实现机床操作员控制和机床监控的完整功能，可用作增加的移动式主控制面板或辅助控制面板；
5、本发明适用范围广，满足用户个性化要求。
附图说明
图1是本发明可支持触摸的总线式手持单元的示意框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明可支持触摸的总线式手持单元包括触摸式LCD显示单元，嵌入式微处理器、FPGA单元、双端口数据存储器、机床操作(MCP)面板、总线收发器、总线通讯接口。
触摸式LCD显示单元，可通过触摸操作实现机床NC面板的操作和监控功能，包括程序、偏置、页面的切换操作以及MDI的输入操作等，替代了传统的实体按键形式；并可将当前系统的运行状态、系统运行的辅助信息、工件坐标值、模态、当前运行程序的FST值及当前时间等信息实时地在所述触摸式LCD显示屏上显示出来。LCD显示屏尺寸不局限于3.5寸，5.7寸，6.5寸，7寸等。本实施方式中选用的是5.7寸LCD显示屏。
嵌入式微处理器，从双端口数据存储器中读取上传的反馈数据并提交给所述触摸式LCD显示单元显示，同时将所述触摸式LCD显示单元传来的控制指令和系统参数进行运算处理，将运算得到的控制指令数据写入双端口数据存储器。所述嵌入式微处理器为ARM处理器、DSP或单片机。本实施方式中选用的是ARM处理器。
FPGA单元，与所述嵌入式微处理器、双端口数据存储器、机床操作(MCP)面板和总线收发器连接，处理机床操作(MCP)面板传来的PLC信号并存入到双端口数据存储器中，同时与总线收发器通讯，从双端口数据存储器中读取指令数据并按照通讯总线协议的格式对指令数据进行封装后输出；
双端口数据存储器，与所述FPGA单元连接，用于存储FPGA单元处理后的数据指令。
机床操作(MCP)面板，与所述FPGA单元连接，包括手摇信号、急停信号、轴选和倍率信号、使能信号、循环启动信号、进给保持信号等PLC信号。本实施方式中，这些信号为按钮开关或实体按键。
总线收发器，与FPGA单元连接，提供通讯功能模块的电平匹配和信号驱动。
总线通讯接口，总线功能的物理连接接口，其接口形式可为以太网接口和符合IEEE 1394-6标准的火线接口。支持的通讯协议为RS485协议和MODBUS协议。本实施方式中选用以太网接口的RS485通讯协议。
应用本发明可支持触摸的总线式手持单元，集成了机床操作面板和机床控制面板的功能，可以实现机床操作员控制和机床监控的完整功能。同时支持LCD屏显示，可利于操作人员可远距离操作机床。总线连接，可靠性高，满足用户个性化需求。因此，它是一种实用方便、适用范围更广、可靠性更高的触摸式总线手持单元。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于数控机床可支持触摸的总线式手持单元，其特征在于，所述手持单元包括：触摸式LCD显示单元，嵌入式微处理器、FPGA单元、双端口数据存储器、机床操作面板、总线收发器、总线通讯接口；
所述FPGA单元，与所述嵌入式微处理器、所述双端口数据存储器、所述机床操作面板和所述总线收发器连接。
2.如权利要求1所述的手持单元，其特征在于，所述触摸式LCD显示单元，可通过触摸操作实现机床NC面板的操作和监控功能；并可将当前系统的运行状态、系统运行的辅助信息、工件坐标值、模态、当前运行程序的FST值及当前时间等信息实时地在所述触摸式LCD显示屏上显示出来。
3.如权利要求1或2所述的手持单元，其特征在于，所述嵌入式微处理器，从所述双端口数据存储器中读取上传的反馈数据并提交给所述触摸式LCD显示单元显示，同时将所述触摸式LCD显示单元传来的控制指令和系统参数进行运算处理，将运算得到的控制指令数据写入双端口数据存储器。
4.如权利要求1-3中之一所述的手持单元，其特征在于，所述FPGA单元处理所述机床操作面板传来的PLC信号并存入到所述双端口数据存储器中，同时与所述总线收发器通讯，从所述双端口数据存储器中读取指令数据并按照通讯总线协议的格式对指令数据进行封装后输出。
5.如权利要求1-4中之一所述的手持单元，其特征在于，所述双端口数据存储器，与所述FPGA单元连接，用于存储所述FPGA单元处理后的数据指令。
6.如权利要求1-5中之一所述的手持单元，其特征在于，所述双端口数据存储器和所述总线通讯功能模块设置于所述FPGA单元上。
7.如权利要求1-6中之一所述的手持单元，其特征在于，所述总线通讯接口可支持的通讯协议包括RS485协议和MODBUS协议。
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