CN114234788A - 一种砂轮划片机的接触测高装置 - Google Patents

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董佳文
董海昌
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Abstract

本发明公开了一种砂轮划片机的接触测高装置,涉及砂轮划片机辅助设备技术领域,该测高装置包括主轴回路、工作盘回路、运动控制器及测高电路板;所述主轴回路包括主轴和第一测高线,所述运动控制器与测高电路板相连接,并同时接收Z方向光电开关的限位信号,运动控制器输出端口能够输出高低电平信号来控制测高线路切换和测高限位触发信号;所述测高电路板,用于根据运动控制器发出的控制指令对主轴回路和工作盘回路的线路进行控制。本发明采用控制Z轴限位信号的方式来实现测高完成的运动停止,测高完成信号采用下限位触发硬件急停,响应速度更快,测高值更准确。测高触发电压可通过测高板上的可变电阻器进行调节,灵活性高。

Description

一种砂轮划片机的接触测高装置
技术领域
本发明涉及砂轮划片机辅助设备技术领域,具体是一种砂轮划片机的接触测高装置。
背景技术
砂轮划片机是综合了水气电、空气静压主轴、精密机械传动、传感器及工业自动化控制等技术的精密数控设备。其主要用于硅集成电路、发光二极管、铌酸锂、压电陶瓷、砷化镓、蓝宝石、石英、玻璃、陶瓷、太阳能电池片等材料的精密划切加工。
常规的划片加工会将产品放到特制的工作盘表面通过真空进行吸附固定。进行Z方向深度的划切则需要知道刀片最下沿距离吸盘表面的高度,然后根据尺寸的要求控制Z轴切深,否则砂轮划片机将无法进行划切。
获取刀片最下沿距离吸盘表面的高度值的过程称为测高。测高是砂轮划片机是否可以正常使用的关键。本发明的目的就是寻求一种砂轮划片机的接触测高装置,以解决砂轮划片机如何进行测高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种砂轮划片机的接触测高装置,以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种砂轮划片机的接触测高装置,包括主轴回路、工作盘回路、运动控制器及测高电路板;所述主轴回路包括主轴和第一测高线,所述主轴轴芯接触碳刷,碳刷连接第一测高线,第一测高线与测高电路板相连接;所述工作盘回路包括工作盘和第二测高线,所述工作盘通过第二测高线与测高电路板相连接;所述运动控制器与测高电路板相连接,用于控制主轴在Z方向上下运动,并同时接收Z方向光电开关的限位信号,运动控制器输出端口能够输出高低电平信号来控制测高线路切换和测高限位触发信号;所述测高电路板,用于根据运动控制器发出的控制指令对主轴回路和工作盘回路的线路进行控制。
在上述技术方案的基础上,本发明还提供以下可选技术方案:
在一种可选方案中:所述工作盘底部通过陶瓷绝缘底座与设备的其他金属部分进行电气隔绝。
在一种可选方案中:测高完成的信号采用下限位触发硬件急停。
在一种可选方案中:测高电路板包括继电器组件、电压比较器和光电耦合器组成,继电器组件用于实现第一测高线和第二测高线的切换;电压比较器用于在比较测高动作时对比主轴与工作盘间的电压并输出测压比较信号,以确认测高动作是否完成;光电耦合器能够为光电隔离及输出控制信号。
在一种可选方案中:测高电压比较信号与测高触发限位信号之间采用光电隔离。
相较于现有技术,本发明的有益效果如下:
本发明采用控制Z轴限位信号的方式来实现测高完成的运动停止,测高完成信号采用下限位触发硬件急停,响应速度更快,测高值更准确。测高触发电压可通过测高板上的可变电阻器进行调节,灵活性高。
本发明具备测高自检功能,测高前可自动检查测高线路是否断线及下限位信号是否可以正常触发,可防止因线路故障导致测高异常;测高触发限位信号与测高电压比较信号采用光电隔离,信号不易受干扰。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中的该装置结构示意图。
图2为本发明的一个实施例中的测高电路板电气原理结构示意图。
图3为本发明的一个实施例中的运动控制器结构示意图。
附图标记注释:工作盘1、第三导线2、第四导线3、陶瓷绝缘底座4、测高电路板5、碳刷6、第一导线7、第二导线8、主轴9、第一继电器10、第二继电器11、第三继电器12、电压比较器13、光电耦合器14。
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;在附图或说明中,相似或相同的部分使用相同的标号,并且在实际应用中,各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明,并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
如图1-3所示,一种砂轮划片机的接触测高装置,包括主轴回路、工作盘回路、运动控制器及测高电路板5;所述主轴回路包括主轴9和第一测高线,所述主轴9轴芯接触碳刷6,碳刷6连接第一测高线,第一测高线与测高电路板5相连接;
第一测高线包括第一导线7和第二导线8,所述第一导线7和第二导线8两端与测高电路板5及主轴9相连接并形成主轴回路;
所述工作盘回路包括工作盘1和第二测高线,所述工作盘1通过第二测高线与测高电路板5相连接;所述第二测高线包括第三导线2和第四导线3,所述第三导线2和第四导线3两端与测高电路板5及工作盘1相连接并形成工作盘回路;
所述工作盘1底部通过陶瓷绝缘底座4与设备的其他金属部分(包括主轴外壳等)进行电气隔绝;
所述运动控制器与测高电路板5相连接,用于控制主轴9在Z方向上下运动,并同时接收Z方向光电开关的限位信号,运动控制器输出端口能够输出高低电平信号来控制测高线路切换和测高自检的触发限位信号;
所述测高电路板5,用于根据运动控制器发出的控制指令对主轴回路和工作盘回路的线路进行控制;
运动控制器可以控制主轴在Z方向上下运动,同时可以接收Z方向光电开关的限位信号,由于控制器固有的特性,当运动过程中接收到限位信号,运动会立即被停止,所以硬件急停要快于软件急停,因此为了测高的准确性,本系统采用控制Z轴限位信号的方式来实现测高后的运动停止。除此之外,运动控制器的输出端口还可以输出高低电平信号来控制测高线路切换和测高自检的触发信号;
所述主轴9为空气静压主轴,轴心依靠空气悬浮,与轴壳无接触;主轴9采用空气悬浮能够保证主轴9运动的及时性;
所述工作盘1通过下面的陶瓷绝缘底座4与设备的其他金属部分(包括主轴外壳等)进行电气隔绝;
测高电路板5包括继电器组件、电压比较器和光电耦合器组成;
继电器组件主要的功能是实现第一测高线和第二测高线的切换;
电压比较器13用于比较测高动作时主轴9与工作盘1间的电压,以确认测高动作是否完成;
光电耦合器14能够为光电隔离及输出控制信号;
所述继电器组件包括第一继电器10、第二继电器11和第三继电器12,其中三者的连接方式如附图2;
该砂轮划片机的接触测高装置实施过程包括未进行测高时、准备进行测高前、测高电路切换后、测高自检、测高自检完成;
参阅附图1-图3,未进行测高时,XW与LB导通,TS与DZ导通,M与N断开,此时光电开关的限位信号直接接到运动控制器的限位信号端;
准备进行测高前,OKS会由高电平转换为低电平,继电器组件进行动作,进行测高电路切换,XW与LB断开,TS与DZ断开;
测高电路切换后,OMN会由高电平转换为低电平,继电器组件进行动作,进行测高自检,M与N导通,当LM293的IN+>IN-时,LM293的OUT1输出端口输出低电平,进而4N25光耦导通,4N25的OUT4、OUT5两脚导通,OUT5脚输出-24V,此时发光二极管点亮,并且LB与-24V导通,这时会直接触发控制器的限位信号,软件会接收到限位限号,至此测高自检完成,可以准备进行正式测高;
测高自检为本测高系统最重要的功能之一,通过测高自检可以检测测高线路是否完好,有无断线,同时也可以测试限位信号是否可以进行触发,这个直接关系到测高结束瞬间运动轴是否可以通过硬件限位信号控制,立即停止,不会对主轴9和工作盘1造成损伤;
测高自检完成后,OMN由低电平转换为高电平,继电器组件进行动作,M与N断开,此时工作盘1与主轴9没有了电气方面的连接,主轴9进行高速旋转并向工作盘1表面运动,当主轴9所带刀片最下沿接触到工作盘1表面的金属外环后,即TS与DZ两根线导通,TS电压被拉低至低于设置的比较电压后,LM293的OUT1输出端口输出低电平,进而4N25光耦导通,4N25的OUT4、OUT5两脚导通,OUT5脚输出-24V,此时发光二极管点亮,并且LB与-24V导通,硬件限位触发,主轴9向下运动会立即停止,此时软件会记录当前的Z轴坐标,即测高值;至此,整个测高过程结束;其中,4N25为光电耦合器14的一种型号;LM293为电压比较器13的一种型号。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种砂轮划片机的接触测高装置,包括主轴回路、工作盘回路、运动控制器及测高电路板;其特征在于;
所述主轴回路包括主轴和第一测高线,所述主轴轴芯接触碳刷,碳刷连接第一测高线,第一测高线与测高电路板相连接;
所述工作盘回路包括工作盘和第二测高线,所述工作盘通过第二测高线与测高电路板相连接;
所述运动控制器与测高电路板相连接,用于控制主轴在Z方向上下运动,并同时接收Z方向光电开关的限位信号,运动控制器输出端口能够输出高低电平信号来控制测高线路切换和测高自检的触发限位信号;
所述测高电路板,用于根据运动控制器发出的控制指令对主轴回路和工作盘回路的线路进行控制。
2.根据权利要求1所述的砂轮划片机的接触测高装置,其特征在于,所述工作盘底部通过陶瓷绝缘底座与设备的其他金属部分进行电气隔绝。
3.根据权利要求1所述的砂轮划片机的接触测高装置,其特征在于,测高完成信号采用下限位触发硬件急停。
4.根据权利要求1所述的砂轮划片机的接触测高装置,其特征在于,测高电路板包括继电器组件、电压比较器和光电耦合器组成,继电器组件用于实现第一测高线和第二测高线的切换;电压比较器用于比较测高动作时主轴与工作盘间的电压,以确认测高动作是否完成;光电耦合器能够为光电隔离及输出控制信号。
5.根据权利要求4所述的砂轮划片机的接触测高装置,其特征在于,测高电压比较信号与测高触发限位信号之间采用光电隔离。
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