CN106527349B - 一种具有互锁功能的电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有互锁功能的电路板，包括PCB主板和集成在该PCB主板上的加密板，PCB主板上设置有信号输入模块、信号输出模块和开关模块；所述加密板上设置有面板通讯输送模块、CPLD控制芯片、MAC储存芯片、CNC信号输送模块、电压放大模块和电路辅助保护模块；面板通讯输送模块与外部操作面板连接，CNC信号输送模块与外部CNC控制器连接，所述外部操作面板通过面板通讯输送模块经CPLD控制芯片计算判断所述操作面板是否与加密板匹配，所述外部CNC控制器通过CNC信号输送模块经CPLD控制芯片计算后经电压放大模块通过信号输出模块输出。本发明实现了操作面板与机床信号电路板之间的互锁功能，规范了设备的合理使用，保障生产商的权益，进一步提高了设备的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及数控系统领域，具体涉及一种具有互锁功能的电路板。
背景技术
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，从应用的角度来看，数控机床就是将加工过程所需的各种操作和步骤，通过数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入计算机中，由计算机对输入信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床，目前单件或者小批量生产的零件约占机械总加工的80％以上，其占有非常广泛的市场。
在数控机床中，通过操作数控操作面板完成该数控装置的各项指令的运算及实行，目前数控操作面板已经实现了锁码功能，在允许机床正常使用的有效期到期后，操作面板可以实现锁码，防止其被恶意使用或损坏，而与其对应的数控机床控制箱目前还没有实现锁码，若控制箱无锁码，则在其操作面板被更换的情况下，该控制箱也还可以继续正常工作，此种情况一方面不利于生产商对整个数控系统结构进行一体化管理，另一方面也不利于使用者按照规定操作，容易造成安全隐患，那么提供一款实现互锁、互相认证的电路板是具有非常深远意义的。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种具有互锁功能的电路板，其可以与它配合的操作面板之间实现互锁，进行相互认证，以此保障整个数控机床结构的一致性。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：提供一种具有互锁功能的电路板，包括PCB主板和集成在该PCB主板上的加密板，所述PCB主板上设置有信号输入模块、信号输出模块和开关模块；所述加密板上设置有面板通讯输送模块、CPLD控制芯片(CPLD:ComplexProgrammable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)、MAC储存芯片(MAC:Media/MediumAccess Control硬件地址)、CNC信号输送模块、电压放大模块和电路辅助保护模块；所述面板通讯输送模块与外部操作面板连接，所述CNC信号输送模块与外部CNC控制器连接，所述外部操作面板通过面板通讯输送模块经CPLD控制芯片计算判断所述操作面板是否与加密板匹配，所述外部CNC控制器通过CNC信号输送模块经CPLD控制芯片计算后经电压放大模块通过信号输出模块输出。
CPLD控制芯片调取MAC储存芯片信息并将其与外部操作面板通过面板通讯输送模块输送过来的信号进行对比，判断两者是否认证信息匹配，再根据匹配结果决定是否由CNC发送信号至电路板。
优选的，所述面板通讯输送模块包括面板通讯总线接口、面板通讯总线芯片，所述面板通讯总线接口直接与外部操作面板连接。
优选的，所述面板通讯总线为RS-485总线,所述RS-485总线采用平衡发送和差分接收，因此其具有抑制共模干扰的能力，其直接与外部操作面板连接。
优选的，所述CNC信号输送模块包括CNC信号输入端口和CNC信号输出端口，所述CNC信号输入端口和CNC信号输出端口为分离式或者集成为一体。
所述CNC信号输入端口和CNC信号输出端口根据不同的控制系统，其可以采用分离式或者集成为一体式来设置在加密板上，所述的分离式指的是CNC信号输入端口与CNC信号输出端口为单个结构体，其设置可以根据系统要求进行分布；此种结构目前适合三菱系统及其类似系统使用。所述集成为一体，指的是所述CNC信号输入端口和CNC信号输出端口为集成为一个端口，此种结构目前适合FANUC系统及其类似系统使用，其设置可以根据系统要求进行分布。
优选的，所述电路辅助保护模块包括设置在加密板上的光耦防呆模块，所述光耦防呆模块用于信号输入模块输送进来的信号进行漏电保护。
优选的，所述电路辅助模块还包括设置在加密板上的滤波电容和电感，所述滤波电容包括低频滤波电容和高频滤波电容。
所述PCB电路板中根据使用需求会有高低压的切换，在高低压切换中，分别由对应的高频滤波电容和低频滤波电容进行整流，使输出的电流更加平滑；所述电感可以将高、低压变换过程中的能量进行存储再利用，提高过程中能量的使用率。
优选的，所述开关模块包括电源开关和PCB主板开关，所述电源开关外接外部电源。
优选的，所述信号输出模块包括可控硅或者继电器装置。
本发明所述的技术方案带来的有益效果为：本发明通过在PCB主板上集成一块加密板，通过在加密板上设置面板通讯输送模块与外部操作面板连接，启动开关模块后，外部操作面板首先与加密板进行认证匹配，若认证通过，则PCB主板才开始接收外部指令，否则可拒绝，如此即实现了操作面板与电路板之间的互锁功能，规范了设备的合理使用，保障生产商的权益，进一步提高了设备的安全性。
附图说明
图1为本发明具有互锁功能的电路板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，提供一种具有互锁功能的电路板，其包括PCB主板和集成在该PCB主板左侧的加密板，PCB主板前端设置信号输入端口1，左、右、后三端设置信号输出端口，其中左端为信号输出端口为24V/0V电源端口23，用于外接外部设备结构；后端的信号输出端口为可控硅或者继电器装置22，而右端的信号输出端口为21，右端信号输出端口21与后端信号输出端口22主要用于接收加密板发送出来的信号命令，PCB主板右侧设置开关模块，包括接通外部电源的POWER ON/OFF电源开关3和控制PCB主板ON/OFF开关4，还设置有一个电压切换端口17，用于对电路中高低压的切换。
加密板上设置有面板通讯总线接口51、面板通讯总线芯片52、CPLD控制芯片6和MAC储存芯片7，面板通讯总线接口51用于外接外部操作面板，面板通讯总线芯片52为CPLD控制芯片6与面板通讯总线接口51传输过来的信号提供线路，CPLD控制芯片6从MAC储存芯片7中读取数据。
加密板上设置有CNC信号输出端口81、CNC信号输入端口82、放大电压驱动继电器或可控硅9，同时还设置一个信号输入输出集成端口11，外部CNC控制器直接通过CNC信号输出端口81和CNC信号输入端口82，或者信号输入输出集成端口11下发指令和接收信号的反馈，在加密板上设置了光耦防呆模块10防止对信号输入端口1传输进来的电信号漏电。还设置了低频电容121和高频电容122，电感13、二极管14，程序烧录口15和电压调节模块16，根据电压切换端口17切换的高低压电路，对应的低频电容121和高频电容122用于对该输出电流进行滤波整流，电感13用于对高低压切换过程中能量的储存利用。
本实施例所述的一种具有互锁功能的电路板是按照以下方式进行工作：首先POWER ON/OFF电源开关3开启，随之主板ON/OFF开关4开启，外部操作面板操作信号通过面板通讯总线接口51经过面板通讯总线芯片52传输到CPLD控制芯片6中，CPLD控制芯片6调取MAC储存芯片7中的数据，进行分析计算，判断外部操作面板信息是否与电路板认证匹配，若认证通过，则将结果反馈给外部操作面板，否则PCB主板锁死，机床所有的信号均被锁死无法工作；其次，在认证通过情况下，匹配成功后，外部CNC控制器下发指令，通过CNC信号输出端口81将指令输送至CPLD控制芯片6中，CPLD控制芯片6经过加密矩正运算后，将信号输送至放大电压驱动继电器或可控硅9，经放大后该信号从信号输出端口22和/或信号输出端口21输出到外部数控机床，驱动外部数控机床设备机构的工作，外部数控机床设备机构工作信号通过信号输入端口1输入到CPLD控制芯片6进行计算分析，经计算分析后的信号经过CNC信号输入端口82反馈到外部CNC控制器中，在此过程中经过信号输入端口1进来的信号收到光耦防呆模块10的保护，且根据不同的系统，CNC信号输入端口和CNC信号输出端口可以设置为信号输入输出集成端口11，该集成端口目前可适用于FANUC系统及其类似系统使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有互锁功能的电路板，其特征在于：包括PCB主板和集成在该PCB主板上的加密板，所述PCB主板上设置有信号输入模块、信号输出模块和开关模块；所述加密板上设置有面板通讯输送模块、CPLD控制芯片、MAC储存芯片、CNC信号输送模块、电压放大模块和电路辅助保护模块；所述面板通讯输送模块与外部操作面板连接，所述CNC信号输送模块与外部CNC控制器连接，所述外部操作面板通过面板通讯输送模块将操作信号传输至CPLD控制芯片中，CPLD控制芯片调取储存芯片中的MAC数据与所述操作信号进行对比分析，计算判断所述外部操作面板是否与加密板认证匹配，若认证通过，则将结果反馈给外部操作面板，机床正常工作；若认证PCB主板不匹配，机床所有的信号均被锁死无法工作，所述外部CNC控制器通过CNC信号输送模块经CPLD控制芯片计算后经电压放大模块通过信号输出模块输出。
2.根据权利要求1所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述面板通讯输送模块包括面板通讯总线接口、面板通讯总线芯片，所述面板通讯总线接口直接与外部操作面板连接。
3.根据权利要求2所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述面板通讯总线为RS-485总线。
4.根据权利要求1所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述CNC信号输送模块包括CNC信号输入端口和CNC信号输出端口，所述CNC信号输入端口和CNC信号输出端口为分离式或者集成为一体。
5.根据权利要求1所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述电路辅助保护模块包括设置在加密板上的光耦防呆模块，所述光耦防呆模块用于信号输入模块输送进来的信号进行漏电保护。
6.根据权利要求5所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述电路辅助模块还包括设置在加密板上的滤波电容和电感，所述滤波电容包括低频滤波电容和高频滤波电容。
7.根据权利要求1所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述开关模块包括电源开关和PCB主板开关，所述电源开关外接外部电源。
8.根据权利要求1所述的具有互锁功能的电路板，其特征在于：所述信号输出模块包括可控硅或者继电器装置。
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