CN201654534U - 一种计算机数控系统接口端子板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种计算机数控系统接口端子板，包括用于供电的电源电路、输入输出连接端口和控制模块连接端口，输入输出连接端口和控制模块连接端口之间设置有输入信号处理电路、输入扩展电路和输出信号处理电路等。本实用新型将系统的信号整合在一起，便于安装调试和进行标准化生产，信号送到控制模块前后分别由输入信号处理电路和输出信号处理电路进行处理，能够减少信号与系统、信号与信号、信号与外界之间的干扰，确保信号传输准确不失真，保证了系统的连接可靠性；此外，输入扩展电路可以使得能够连接信号的数量得到扩展，接口端子板能够同时处理更多的输入信号，因此其信号处理能力得到大大增强。

Description

一种计算机数控系统接口端子板

技术领域

本实用新型涉及一种计算机数控系统结构，特别是一种计算机数控系统接口端子板。

背景技术

计算机数控技术是发展观速度快、技术要求高的工业控制领域，开放式体系结构的数控系统已成为当数控技术的发展方向。高速、高精度、多轴联动、多输入输出设备、智能化等是一个数控系统必不可少的功能。机械产口加工制造的精密化、快速化，制造过程的网络化、全球化的发展越来越快。

控制轴数越多，外围设备越多，系统与外界的信号传输也就越多，这样信号与系统、信号与信号、信号与外界之间会相互干扰，从而对系统稳定产生重大影响。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种连接可靠、能够减少干扰、信号处理能力大大增强的计算机数控系统接口端子板。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种计算机数控系统接口端子板，包括用于供电的电源电路、输入输出连接端口和控制模块连接端口，所述输入输出连接端口和控制模块连接端口之间设置有输入信号处理电路、输入扩展电路和输出信号处理电路，所述输入信号处理电路的输入端与输入输出连接端口连接，输入信号处理电路的其中一输出端与控制模块连接端口连接，另一输出端通过输入扩展电路与控制模块连接端口连接，所述输出信号处理电路的输入端与控制模块连接端口连接，输出信号处理电路的输出端与输入输出连接端口相连。

其中，所述输入输出连接端口包括电机轴控制端口、机床信号连接端口、通用信号连接口、手轮连接口、主轴连接口、对刀器连接口、面板连接口、USB通信口、串行通信接口。

所述输入信号处理电路包括输入信号整型电路和输入光电隔离电路，所述输入信号整型电路的输入端与输入输出连接端口连接，输出端与输入光电隔离电路的输入端连接，所述输入光电隔离电路的部分输出端直接与控制模块连接端口连接，部分输出端通过输入扩展电路与控制模块连接端口连接。

所述输入扩展电路包括译码电路和选择缓冲电路，所述译码电路的输入端与输入信号处理电路连接，译码电路的输出端通过选择缓冲电路与控制模块连接端口连接。

所述译码电路为三线八线译码器，所述选择缓冲电路为三态总线驱动器。

所述输入信号整型电路包括滤波电路、限幅电路和输入状态显示电路，所述滤波电路的输入端与输入输出连接端口连接，滤波电路的输出端分别与输入状态显示电路、限幅电路以及输入光电隔离电路相接。

所述输出信号处理电路包括输出光电隔离电路、输出驱动电路和输出状态显示电路，所述输出光电隔离电路的输入端与控制模块连接端口连接，输出光电隔离电路的输出端与输出驱动电路的输入端连接，输出驱动电路的输出端与输入输出连接端口连接，所述输出状态显示电路与输出驱动电路的输出端相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将系统的信号整合在一起，便于安装调试和进行标准化生产，信号送到控制模块前后分别由输入信号处理电路和输出信号处理电路进行处理，能够减少信号与系统、信号与信号、信号与外界之间的干扰，确保信号传输准确不失真，保证了系统的连接可靠性；此外，输入扩展电路可以使得能够连接信号的数量得到扩展，接口端子板能够同时处理更多的输入信号，因此其信号处理能力得到大大增强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为信号信号处理电路的电路原理图；

图3为输出光电隔离电路的电路原理图；

图4为输出驱动电路和输出状态显示电路的电路原理图；

图5为输入扩展电路的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型所提供的一种计算机数控系统接口端子板，包括以下部分：

用于供电的电源电路6，包括多种稳压电路，能够为各芯片提供稳定的直流电能，外部电源通过电源接口对系统供电，为了增加供电的稳定性和安全性，电源电路一般配置有滤波电容和保险丝等；

输入输出连接端口1，包括电机轴控制端口、机床信号连接端口、通用信号连接口、手轮连接口、主轴连接口、对刀器连接口、面板连接口、USB通信口、串行通信接口等，其中电机轴控制端口的信号包括模拟控制信号、脉冲控制信号、编码器反馈信号、轴报警、轴使能、轴报警复位等，用于控制机床X、Y、Z三个轴的电机，实现空间上的准确定位，另外，Z轴有刹车控制，由驱动器的通用输出功能端口直接控制；机床信号连接端口的信号包括X、Y、Z三个轴的限位、急停等信号，是机床三个轴运行时的重要保护信号，其中急停信号在端子板内部串联到X、Y、Z轴的伺服使能信号中去，实现硬件急停断伺服，这样简化了外部连线，提高了急停可靠性；手轮连接口的信号包括编码器信号及电源、三轴轴选、三档倍率选择、电源指示灯等；主轴连接口的信号包括模拟调速信号、启停、电机及变频器报警、冷却液及风扇等；对刀器连接口的信号包括接触信号、保护限位信号、吹气信号等；面板连接口的信号包括LVDS显示屏信号、PS2键盘信号、旋钮及12路控制开关输入信号等；USB通信口用于通信，用户可以方便通过USB通信口把加工文件放到系统中加工工件，为了避免衰减、被干扰，在接口端子板中对USB通信口的布局和布线作了特别的处理，保证走线短、粗；

控制模块连接端口2，控制模块连接端口2用于与系统的控制模块进行连接，接口端子板将各种信号集中后传输向控制模块进行处理，控制模块要对电机等外围设备进行控制时，控制信号先送到接口端子板，这些信号在接口端子板上进行进一步的处理后再经输入输出连接端口1送到各个部件；

设置在输入输出连接端口1和控制模块连接端口2之间的输入信号处理电路3、输入扩展电路5和输出信号处理电路4，所述输入信号处理电路3的输入端与输入输出连接端口1连接，输入信号处理电路3的其中一输出端与控制模块连接端口2连接，另一输出端通过输入扩展电路5与控制模块连接端口2连接，所述输出信号处理电路4的输入端与控制模块连接端口2连接，输出信号处理电路4的输出端与输入输出连接端口1相连，除了少数信号通过直连线在输入输出连接端口1和控制模块连接端口2之间直接传输外，大部分的信号都是经过输入信号处理电路3、输入扩展电路5和输出信号处理电路4在端口1和端口2之间传输。

其中，输入信号处理电路3包括输入信号整型电路31和输入光电隔离电路32，输入信号整型电路31进一步包括滤波电路311、限幅电路312和输入状态显示电路313，所述滤波电路311的输入端与输入输出连接端口1连接，滤波电路311的输出端分别与输入状态显示电路313、限幅电路312以及输入光电隔离电路32相接，具体的输入信号处理电路参照图2，电感、电阻和电容构成一个г形滤波电路，用于滤除信号中的干扰成分，还原出信号的主要成分，再经过稳压管D2至D43构成的限幅电路，切除信号的不平整，基本还原出信号的原貌，同时接有由发光二极管和电阻串联构成的输入状态显示电路指示电平的状态。

输出信号处理电路4包括输出光电隔离电路41、输出驱动电路42和输出状态显示电路43，所述输出光电隔离电路41的输入端与控制模块连接端口2连接，输出光电隔离电路41的输出端与输出驱动电路42的输入端连接，输出驱动电路42的输出端与输入输出连接端口1连接，所述输出状态显示电路43与输出驱动电路42的输出端相连。输出信号处理电路4的具体电路原理图参照图3和图4，输出光电隔离电路可以有效的消除信号之间的相互干扰，输出驱动电路由驱动芯片ULN2803A和一些外围元件组成，输入5V电平可以输出较高的24V电平，每一路的输出都有一个发光二极管串联电阻组成的输出状态显示电路指示输出的电平状态，进一步，每一路输出还接了由电容和电感组成的滤波器用于滤除信号中的高频干扰。

所述输入扩展电路5包括译码电路51和选择缓冲电路52，所述译码电路51的输入端与输入信号处理电路3连接，译码电路51的输出端通过选择缓冲电路52与控制模块连接端口2连接。输入扩展电路5具体的电路原理图参照图5，其中译码电路51为三线八线译码器，可以把二进制信号转换成十进制信号，选择缓冲电路52为三态总线驱动器，每个芯片里面有两组驱动，通过外部信号进行选择，把U3和U4的输出端都并在一起，通过U2对输入的信号进行选择，这样就可以把原来4路的输入扩展成16路输入，大大的增加了外设的可连接数量，从而增强系统检测信号的能力，这样就可以对于更加不同的输入信号作出更加准确的控制。

Claims (7)

1.一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于包括用于供电的电源电路（6）、输入输出连接端口（1）和控制模块连接端口（2），所述输入输出连接端口（1）和控制模块连接端口（2）之间设置有输入信号处理电路（3）、输入扩展电路（5）和输出信号处理电路（4），所述输入信号处理电路（3）的输入端与输入输出连接端口（1）连接，输入信号处理电路（3）的其中一输出端与控制模块连接端口（2）连接，另一输出端通过输入扩展电路（5）与控制模块连接端口（2）连接，所述输出信号处理电路（4）的输入端与控制模块连接端口（2）连接，输出信号处理电路（4）的输出端与输入输出连接端口（1）相连。

2.根据权利要求1所述的一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于所述输入输出连接端口（1）包括电机轴控制端口、机床信号连接端口、通用信号连接口、手轮连接口、主轴连接口、对刀器连接口、面板连接口、USB通信口、串行通信接口。

3.根据权利要求1所述的一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于所述输入信号处理电路（3）包括输入信号整型电路（31）和输入光电隔离电路（32），所述输入信号整型电路（31）的输入端与输入输出连接端口（1）连接，输出端与输入光电隔离电路（32）的输入端连接，所述输入光电隔离电路（32）的部分输出端直接与控制模块连接端口（2）连接，部分输出端通过输入扩展电路（5）与控制模块连接端口（2）连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于所述输入扩展电路（5）包括译码电路（51）和选择缓冲电路（52），所述译码电路（51）的输入端与输入信号处理电路（3）连接，译码电路（51）的输出端通过选择缓冲电路（52）与控制模块连接端口（2）连接。

5.根据权利要求4所述的一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于所述译码电路（51）为三线八线译码器，所述选择缓冲电路（52）为三态总线驱动器。

6.根据权利要求3所述的一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于所述输入信号整型电路（31）包括滤波电路（311）、限幅电路（312）和输入状态显示电路（313），所述滤波电路（311）的输入端与输入输出连接端口（1）连接，滤波电路（311）的输出端分别与输入状态显示电路（313）、限幅电路（312）以及输入光电隔离电路（32）相接。

7.根据权利要求1所述的一种计算机数控系统接口端子板，其特征在于所述输出信号处理电路（4）包括输出光电隔离电路（41）、输出驱动电路（42）和输出状态显示电路（43），所述输出光电隔离电路（41）的输入端与控制模块连接端口（2）连接，输出光电隔离电路（41）的输出端与输出驱动电路（42）的输入端连接，输出驱动电路（42）的输出端与输入输出连接端口（1）连接，所述输出状态显示电路（43）与输出驱动电路（42）的输出端相连。

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