CN105904267B - 定位销固定夹控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位销固定夹控制系统，用于驱动控制多个所述定位销固定夹，包括供电电源、多个对应连接的电磁阀、按钮开关和电源控制装置。其中，电源控制装置接收外部控制指令并实时控制供电电源与多个电磁阀的通断连接。若当电源控制装置接收到外部控制指令，则供电电源分别与多个电磁阀接通，电磁阀的正相输入端得电；同时按钮开关被按下时，电磁阀的负相输入端与接地端导通，才能使电磁阀动作，进而使得定位销固定夹张开。在实际工作中，使用该定位销控制系统就不会因为意外按钮开关失效短路或者金属粉引起的短暂短路等原因致使定位销固定夹被打开，也就避免了被加工对象偏孔现象的产生，使加工效率高、成品率高，节约了成本。

Description

定位销固定夹控制系统

技术领域

本发明涉及机械钻铣机技术领域，特别是涉及定位销固定夹控制系统。

背景技术

PCB(Printed CircuitBoard，印制线路板)数控机械钻孔机主要用于在印制线路板上高速度、高精度钻孔。典型的PCB数控机械钻孔机，被加工对象为多层叠板，从下到上包括纸垫板、多片PCB板、铝片、盖板等。被加工对象通过定位销固定在工作台上，工作台上的定位销固定夹夹持定位销，以保证机器工作时被加工对象不会移位。

当需要更换被加工对象时定位销固定夹张开，当机器钻孔时定位销固定夹闭合。一般情况下，定位销固定夹张开和闭合的动作由按钮开关实现。电磁阀正端常接直流供电电源，电磁阀负端通过按钮开关接地。按钮开关的连接方式为常开状态，按钮按下时，定位销固定夹控制电磁阀得电，电磁阀动作，定位销固定夹张开。按钮释放时，定位销固定夹电磁阀无电，电磁阀不动作，定位销固定夹关闭。但是在实际工作中，定位销固定夹会因为按钮失效短路、金属粉尘引起的短暂短路等而被意外打开，使被加工对象发生移动，导致偏孔。

发明内容

基于此，有必要针对在实际钻孔过程中，定位销固定夹意外被打开引起的被加工对象发生移动，导致偏孔的问题，提供一种定位销固定夹控制系统。

一种定位销固定夹控制系统，用于驱动控制多个所述定位销固定夹，包括供电电源、多个对应连接的电磁阀和按钮开关，还包括电源控制装置，所述电源控制装置用于接收外部控制指令并实时控制所述供电电源与多个所述电磁阀的通断连接；

所述电源控制装置的一端与所述供电电源连接；所述电源控制装置的输出端分别与多个所述电磁阀的正相输入端连接；

所述电磁阀的负相输入端经所述按钮开关接地，所述电磁阀的输出端与所述定位销固定夹连接。

在其中一个实施例中，所述电源控制装置包括上位机、输入输出模块和电源开关控制模块；所述上位机、输入输出模块和电源开关控制模块依次连接；

所述上位机用于接收和处理外部控制指令，并将所述外部控制指令传输给所述输入输出模块控制所述电源开关控制模块，使所述供电电源与多个所述电磁阀通断连接。

在其中一个实施例中，所述上位机包括相互连接的微处理器与人机交互模块，所述人机交互模块用于接收和显示外部控制指令，所述微处理器用于处理所述外部控制信号；

所述微处理器与输入输出模块的输入端通讯连接；所述输入输出模块的输出端与所述电源开关控制模块的控制端连接；所述电源开关控制模块的输入端与所述供电电源连接；所述电源开关控制模块的输出端与所述电磁阀的正相输入端连接。

在其中一个实施例中，所述电源开关控制模块包括开关管、第一电阻和第二电阻；

所述开关管的控制端经所述第一电阻与所述输入输出模块连接，所述开关管的控制端还经所述第二电阻接地；所述开关管的输入端与所述供电电源连接；所述开关管的输出端分别与多个所述电磁阀的正相输入端连接。

在其中一个实施例中，所述开关管为场效应晶体管或三极管中的一种。

在其中一个实施例中，所述电源控制装置还包括逻辑控制模块和电平转换模块；

所述电平转换模块的输入端分别与多个所述按钮开关连接；

所述逻辑控制模块分别与所述电平转换模块的输出端、输入输出模块的输出端、上位机连接；所述逻辑控制模块用于输出报警信号给所述上位机。

在其中一个实施例中，所述电平转换模块包括光电耦合器；所述光电耦合器包括发光源和受光器；

所述发光源作为所述电平转换模块的输入端，所述发光源的阴极分别与多个所述按钮开关连接，所述发光源的阳极与所述供电电源连接；

所述受光器作为所述电平转换模块的输出端，所述受光器的发射极与所述逻辑控制模块连接。

在其中一个实施例中，所述逻辑控制模块为现场可编程门阵列芯片或数字逻辑电路中的一种。

在其中一个实施例中，所述上位机还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器连接；

所述微处理器接收来自所述逻辑控制模块的报警信号，将所述报警信号发送给所述报警模块作相应的报警处理。

在其中一个实施例中，所述报警模块包括红光指示灯、绿光指示灯和黄光指示灯；所述红光指示灯、绿光指示灯和黄光指示灯分别与所述微处理器连接。

上述定位销固定夹控制系统中，电源控制装置接收外部控制指令并实时控制供电电源与多个电磁阀的通断连接。若当电源控制装置接收到外部控制指令，则供电电源分别与多个电磁阀接通，电磁阀的正相输入端得电；同时按钮开关被按下时，电磁阀的负相输入端与接地端导通，才能使电磁阀动作，进而使得定位销固定夹张开。在实际工作中，使用该定位销控制系统就不会因为意外按钮开关失效短路或者金属粉引起的短暂短路等原因致使定位销固定夹被打开，也就避免了被加工对象偏孔现象的产生，使加工效率高、成品率高，节约了成本。

附图说明

图1为定位销固定夹控制系统的框架图；

图2为定位销固定夹控制系统的详细框架图

图3为工作台上的定位销固定夹的结构示意图；

图4为定位销固定夹控制系统中报警模块框架图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的为定位销固定夹控制系统的框架示意图，用于驱动控制多个定位销固定夹400，包括供电电源100、多个对应连接的电磁阀300和按钮开关(S1、S2、…、Sn)，还包括电源控制装置200，电源控制装置200用于接收外部控制指令并实时控制供电电源100与多个电磁阀300的通断连接。

电源控制装置200的输入端与供电电源100连接；电源控制装置200的输入端分别与多个电磁阀300的正相输入端连接；电磁阀300的负相输入端经按钮开关(S1、S2、…、Sn)接地，电磁阀300的输出端与定位销固定夹400连接。

电源控制装置200包括上位机210、输入输出模块220和电源开关控制模块230，上位机210、输入输出模块220和电源开关控制模块230依次连接。参考图2，其中，上位机210包括用于接收和显示外部控制指令的人机交互模块211和用于处理外部控制信号的微处理器213，微处理器213与人机交互模块211连接。在本实施例中，上位机210为计算机，在其他实施例中上位机210也可以为工业电脑。可以通过人机交互模块211获取外部控制指令，该控制指令为供电指令。获取供电指令的方式有两种，一种为用户直接输入“供电”的指令，一种为通过点选的方式，选择“是”或“否”；若点选“是”，则人机交互模块211则获得该控制指令。

输入输出模块220与微处理器213的输入端通讯连接。输入输出模块220中设有固定的输入输出(IO)接口，上位机210可以通过通讯线、USB、串口或CAN总线与输入输出(IO)接口连接。也就是说，上位机210中人机交互模块211获得控制指令通过微处理器213处理后，根据通讯协议，发送给输入输出模块220。

输入输出模块220的输出端与电源开关控制模块230的控制端连接；电源开关控制模块230的输入端与供电电源100连接；电源开关控制模块230的输出端分别与多个电磁阀300的正相输入端连接。电磁阀300的负相输入端经按钮开关S接地，电磁阀300的输出端与定位销固定夹400连接。输入输出模块220接收来自上位机210的控制指令并控制供电电源100与电磁阀300的通断连接。

参考图2，电源开关控制模块230包括开关管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2。开关管Q1的控制端经与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端作为电源开关控制模块230的控制端，与输入输出模块220连接。同时，开关管Q1的控制端经第二电阻R2接地。开关管Q1的输入端作为电源开关控制模块230的输入端与供电电源100连接。开关管Q1的输出端作为电源开关控制模块230的输入端分别与多个电磁阀300的正相输入端连接。开关管Q1为场效应晶体管或三极管中的一种。在本实施例中，开关管Q1为N型金属氧化物半导体场效应晶体管(N-MOS管)，在其他是实施例中，开关管Q1还可以为结型场效应管(JFET)、绝缘栅场效应管(MOS管)、双极型晶体管或功率晶体管或其他可以类似的开关控制管。

输入输出模块220接收到控制指令后，控制开关管Q1，使其导通，使电磁阀300与供电电源100的连通，即电磁阀300的正相输入端得电。供电电源100为直流供电电源，其电压为24伏。当然，供电电源100的电压值可以根据实际需求来调节，给电磁阀300输入合适的电压值。

电磁阀300、按钮开关S和定位销固定夹400的个数均相等，且对应连接。在本实施例中，均为6个，在其他实施例中，具体的数量可以根据实际的加工对象的数量来设定。

在本实施例中，按钮开关S为常开型按钮开关，当按钮开关被按下时，按钮开关导通。

如图3所示的工作台上的定位销固定夹的结构示意图，图中，被加工对象500通过定位销(510、520)固定在工作台600上。电磁阀300正相输入端与供电电源100连接，电磁阀300负相输入端通过按钮开关S接地，电磁阀300的输出端定位销固定夹400连接。

上位机210接收外部控制指令(供电指令)并传输给输入输出模块220，由输入输出模块220控制开关管Q1导通，使供电电源100与电磁阀300连通，电磁阀300的正相输入端得电，电磁阀300的负相输入端经按钮开关S接地，电磁阀300的输出端与定位销固定夹400气路连接。当电磁阀300的正相输入端得电，同时按钮开关S被按下时，使其电磁阀300的负相输入端与接地端导通时，才能使电磁阀300动作。也就是说，电磁阀300动作的条件包括正相输入端得电和负相输入端与公共端的直流地端导通，两者缺一不可。电磁阀300动作时，定位销固定夹400张开；电磁阀300不动作时，定位销固定夹400关闭。

在实际工作中，使用该定位销控制系统就不会因为意外按钮开关S失效短路或者金属粉引起的短暂短路等原因致使定位销固定夹400被打开，也就避免了被加工对象偏孔现象的产生，使加工效率高、成品率高，节约了成本。

如图4所示的为定位销固定夹控制系统中报警模块框架图，电源控制装置200还包括电平转换模块240和逻辑控制模块250。电平转换模块240的输入端分别与多个按钮开关S连接，电平转换模块240的输出端与逻辑控制模块250的输入端连接。逻辑控制模块250还与输入输出模块220的输出端、上位机210连接。逻辑控制模块250接收按钮开关S和上位机210的反馈信号，并处理反馈信号用于输出报警信号给上位机210。

在本实施例中，电平转换模块240包括光电耦合器U1；光电耦合器U1是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件。它由发光源D1和受光器Q2两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。常见的发光源D1为发光二极管；受光器Q2为光敏二极管、光敏三极管等等。发光源D1作为电平转换模块240的输入端，发光源D1的阴极分别与多个按钮开关连接，发光源D1的阳极经第二二极管D2、第三电阻R3与供电电源100连接。受光器Q2作为电平转换模块240的输出端，受光器Q2的发射极与逻辑控制模块250连接。通过电平转换模块240将输入的12伏电压转换为3.3伏电压，供给逻辑控制模块250。在其他实施例中，电平转换模块240还可以为继电器或其他可以实现降压转换的转换电路。

逻辑控制模块250为现场可编程门阵列芯片或数字逻辑电路中的一种。在本实施例中，逻辑控制模块250为FPGA(Field-Programmable GateArray)芯片，即现场可编程门阵列芯片。逻辑控制模块250接收来着按钮开关S的状态信号而且还从上位机210中获取被加工对象是否处于加工的状态。逻辑控制模块250通过对按钮开关S的状态信号和被加工对象是否处于加工的状态的逻辑分析，发出相应的报警信号给上位机210。

参考图4，定位销固定夹控制系统还包括多个续流二极管(Z1、Z2、…、Zn)；续流二极管(Z1、Z2、…、Zn)的阴极经按钮开关S接地；续流二极管(Z1、Z2、…、Zn)的阳极分别与发光源D1的阴极、供电电源100连接。续流二极管(Z1、Z2、…、Zn)的作用主要是在电路中起到续流的作用，同时还可以用来保护与之连接的其他元件不被感应电压击穿或烧坏。

上位机210中还包括报警模块215，报警模块215与微处理器213连接。微处理器213接收来自逻辑控制模块250的报警信号，将报警信号发送给报警模块215作相应的报警信号。

按钮开关S全部释放时为高电平不报警，当被加工对象(PCB板)处于加工状态时，任意按钮开关S常开端通过按钮按下接通连接在公共端的直流地端均变成低电平，上位机210报警。

在本实施中，报警模块215包括红光指示灯、绿光指示灯和黄光指示灯(图中未示)；红光指示灯、绿光指示灯和黄光指示灯分别与微处理器213连接。

若被加工对象处于加工状态且按钮开关S被按下，则报警模块215中的红光指示灯点亮，提示工作人员处相应的应急处理；若被加工对象处于加工状态且按钮开关S处于常开状态，则报警模块215中的绿光指示灯点亮，表明一切正常；其他状态下，报警模块215中的黄光指示灯点亮。

在其他实施例中，报警模块215还可以为语音报警模块，根据按钮开关S和被加工对象是否处于加工状态做出相应的语音提醒。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种定位销固定夹控制系统，用于驱动控制多个所述定位销固定夹，包括供电电源、多个对应连接的电磁阀和按钮开关，其特征在于，还包括电源控制装置，所述电源控制装置用于接收外部控制指令并实时控制所述供电电源与多个所述电磁阀的通断连接；

所述电源控制装置的一端与所述供电电源连接；所述电源控制装置的输出端分别与多个所述电磁阀的正相输入端连接；

所述电磁阀的负相输入端经所述按钮开关接地，所述电磁阀的输出端与所述定位销固定夹连接；

所述电源控制装置包括上位机、输入输出模块和电源开关控制模块。

2.根据权利要求1所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述上位机、输入输出模块和电源开关控制模块依次连接；

所述上位机用于接收和处理外部控制指令，并将所述外部控制指令传输给所述输入输出模块控制所述电源开关控制模块，使所述供电电源与多个所述电磁阀通断连接。

3.根据权利要求2所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述上位机包括相互连接的微处理器与人机交互模块，所述人机交互模块用于接收和显示外部控制指令，所述微处理器用于处理外部控制信号；

所述微处理器与输入输出模块的输入端通讯连接；所述输入输出模块的输出端与所述电源开关控制模块的控制端连接；所述电源开关控制模块的输入端与所述供电电源连接；所述电源开关控制模块的输出端与所述电磁阀的正相输入端连接。

4.根据权利要求3所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述电源开关控制模块包括开关管、第一电阻和第二电阻；

所述开关管的控制端经所述第一电阻与所述输入输出模块连接，所述开关管的控制端还经所述第二电阻接地；所述开关管的输入端与所述供电电源连接；所述开关管的输出端分别与多个所述电磁阀的正相输入端连接。

5.根据权利要求4所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述开关管为场效应晶体管或三极管中的一种。

6.根据权利要求3所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述电源控制装置还包括逻辑控制模块和电平转换模块；

所述电平转换模块的输入端分别与多个所述按钮开关连接；

所述逻辑控制模块分别与所述电平转换模块的输出端、输入输出模块的输出端、上位机连接；所述逻辑控制模块用于输出报警信号给所述上位机。

7.根据权利要求6所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述电平转换模块包括光电耦合器；所述光电耦合器包括发光源和受光器；

所述发光源作为所述电平转换模块的输入端，所述发光源的阴极分别与多个所述按钮开关连接，所述发光源的阳极与所述供电电源连接；

所述受光器作为所述电平转换模块的输出端，所述受光器的发射极与所述逻辑控制模块连接。

8.根据权利要求6所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述逻辑控制模块为现场可编程门阵列芯片或数字逻辑电路中的一种。

9.根据权利要求6所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述上位机还包括报警模块，所述报警模块与所述微处理器连接；

所述微处理器接收来自所述逻辑控制模块的报警信号，将所述报警信号发送给所述报警模块作相应的报警处理。

10.根据权利要求9所述的定位销固定夹控制系统，其特征在于，所述报警模块包括红光指示灯、绿光指示灯和黄光指示灯；所述红光指示灯、绿光指示灯和黄光指示灯分别与所述微处理器连接。