CN205334201U - 一种微型数控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型数控装置，包括处理单元、串口模块、第一单片机和第二单片机；所述处理单元通过所述串口模块与所述第一单片机和第二单片机连接；所述第二单片机与所述第一单片机连接；所述第一单片机还分别连接有主轴驱动器、X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器；所述主轴驱动器连接主轴直流电机；所述X轴驱动器连接X轴步进电机；所述Y轴驱动器连接Y轴步进电机；所述Z轴驱动器连接Z轴步进电机。本实用新型利用处理单元对程序数据强大的运算处理能力，结合第一单片机和第二单片机的高集成度和运算速度快的特性，实现对机床的多轴联动控制，提高了信号处理的效率，降低了硬件设备的要求，降低了功耗，更加轻便，节省了成本。

Description

一种微型数控装置

技术领域

本实用新型涉及数控领域，尤其涉及一种微型数控装置。

背景技术

数控装置是数控机床等设备的核心装置，通过数控装置可实现对机床的位置、角度、速度等机械量和开关量的调控。目前，数控装置因完成了从2轴、2.5轴到3轴乃至多轴的技术发展，而受到越来越多人的青睐。但是，当今市场上的经济型数控装置多种多样，大多数数控装置都是采用中低端的成品运动控制卡，而这些运动控制卡成本均比较高，并不适用于大中专院校教学编程练习及零件的加工用途；此外，现有的数控装置对计算机硬件有相应的要求，功耗高也不轻便。

实用新型内容

本实用新型在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可节约成本、减低功耗、轻便且可适用于大中专院校教学编程练习及零件的加工用途的微型数控装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种微型数控装置，包括处理单元、串口模块、第一单片机和第二单片机；所述处理单元的输出端通过所述串口模块与所述第一单片机的输入端连接；所述第二单片机的输入端与所述第一单片机的输出端连接，输出端通过所述串口模块与所述处理单元的输入端连接；所述第一单片机的输出端还分别连接有主轴驱动器、X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器；所述主轴驱动器的输出端连接主轴直流电机；所述X轴驱动器的输出端连接X轴步进电机；所述Y轴驱动器的输出端连接Y轴步进电机；所述Z轴驱动器的输出端连接Z轴步进电机。

相比于现有技术，本实用新型利用处理单元对程序数据强大的运算处理能力，结合第一单片机和第二单片机的高集成度和运算速度快的特性，实现对机床的多轴联动控制，提高了信号处理的效率，降低了硬件设备的要求，降低了功耗，更加轻便；同时处理单元和第一单片机、第二单片机均为常用的仪器设备，相比于价格高的成品运动控制卡，节省了成本，可适用于大中专院校教学编程练习及零件的加工用途。

进一步地，还包括按键模块，所述按键模块的输出端与所述第一单片机的输入端连接。

进一步地，所述的主轴驱动器为一功率开关模块；所述主轴直流电机为48V/300W高速直流电机；所述处理单元向所述单片机发送转速数据信号，所述第一单片机接收所述处理单元的转速数据信号后，通过发送PWM信号到所述主轴驱动器来调节主轴直流电机的转速。采用PWM控制直流电机可实现宽范围调速，适用加工精密细小工件。解决了职业院校工科专业实操高耗材、高成本的全国性难题。

进一步地，所述X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器均采用型号为DM542两相步进驱动器。

进一步地，所述第一单片机和第二单片机的型号为STC15W4K48S4。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型微型数控装置实施例的原理图。

具体实施方式

请参阅图1，其是本实用新型微型数控装置实施例的原理图。本实施例的微型数控装置优先适应于机床的数控控制，但本实用新型对此不作限定，也可应用于其他数控产品上。

该微型数控装置包括处理单元、串口模块、第一单片机、第二单片机和按键模块。所述处理单元的输出端通过所述串口模块与所述第一单片机的输入端连接。所述第二单片机的输入端与所述第一单片机的输出端连接，输出端通过所述串口模块与所述处理单元的输入端连接。所述按键模块的输出端与所述第一单片机的输入端连接。所述第一单片机的输出端还分别连接有主轴驱动器、X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器；所述主轴驱动器的输出端连接主轴直流电机；所述X轴驱动器的输出端连接X轴步进电机；所述Y轴驱动器的输出端连接Y轴步进电机；所述Z轴驱动器的输出端连接Z轴步进电机。

所述处理单元向所述单片机发送数据信号，所述第一单片机接收所述处理单元的转速数据信号后发送信号到对应的驱动器，进而控制相应的电机转动；同时所述第二单片机通过所述第一单片机来检测机床的位置坐标，并将机床的当前坐标通过所述串口模块反馈回处理单元。

所述处理单元在PC计算机内运行一个自开发编写的名为“G－CODE”软件，所述“G－CODE”软件为计算机端软件程序，可读取“txt，cnc，nc，cut”等格式的包含G代码指令的文件并载入到G－CODE软件，并通过计算USB端口与串口模块通信连接向单片机发送控制命令完成相应的G代码控制功能。

所述处理单元在“G－CODE”软件中可进行相关的控制参数设置，如通信设置、脉冲当量、最大行程、最高进给速度等的设置。所述程序操作界面上设有多个功能按钮，通过该多个功能按钮可对进行停止、运行、单段、暂停、复位等的控制操作。

所述的主轴驱动器为一功率开关模块；所述主轴直流电机为48V/300W高速直流电机。所述处理单元向所述单片机发送转速数据信号，所述第一单片机接收所述处理单元的转速数据信号后，通过发送PWM信号到所述主轴驱动器，进而控制主轴直流电机的转速，实现电机的无级控制。采用PWM控制直流电机可实现宽范围调速，适用加工精密细小工件。解决了职业院校工科专业实操高耗材、高成本的全国性难题。

所述X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器均采用型号为DM542两相步进驱动器。

所述按键模块采用点动按钮，通过所述按键模块可实现手动和计算机处理单元G代码程序控制两种控制方式的切换，进而实现对对应移动轴的方向移动控制、移动速度控制、主轴控制和零件加工等。

G代码加工程序载入到所述处理单元的G－CODE控制系统内；用户在所述处理单元的软件界面上设置相关参数；所述处理单元读取该参数信号并进行处理后，将计算结果通过所述串口模块发送到所述第一单片机；所述第一单片机对信号进行加工后输出控制信号，并传送到主轴驱动器和/或X轴驱动器和/或Y轴驱动器和/或Z轴驱动器，由驱动器控制驱动相应的电机转动，进而控制机床的运动。同时所述第二单片机通过所述第一单片机来检测机床的位置坐标，且每隔0.3秒将机床的当前坐标通过所述串口模块反馈回处理单元，并在软件界面相应的位置显示，以便用户及时了解所述机床的位置和工作状态。

相比于现有技术，本实用新型利用处理单元对程序数据强大的运算处理能力，结合第一单片机和第二单片机的高集成度和运算速度快的特性，实现对机床的多轴联动控制，提高了信号处理的效率，降低了硬件设备的要求，降低了功耗，更加轻便；同时处理单元和第一单片机、第二单片机均为常用的仪器设备，相比于价格高的成品运动控制卡，节省了成本，可适用于大中专院校教学编程练习及零件的加工用途。进一步地，处理单元通过第一单片机发送信号控制机床的工作，通过第二单片机检测机床的状态，两个单片机分工配合进一步提高了信号的处理效率。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (5)

1.一种微型数控装置，其特征在于：包括处理单元、串口模块、第一单片机和第二单片机；所述处理单元的输出端通过所述串口模块与所述第一单片机的输入端连接；所述第二单片机的输入端与所述第一单片机的输出端连接，输出端通过所述串口模块与所述处理单元的输入端连接；所述第一单片机的输出端还分别连接有主轴驱动器、X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器；所述主轴驱动器的输出端连接主轴直流电机；所述X轴驱动器的输出端连接X轴步进电机；所述Y轴驱动器的输出端连接Y轴步进电机；所述Z轴驱动器的输出端连接Z轴步进电机。

2.根据权利要求1所述的微型数控装置，其特征在于：还包括按键模块，所述按键模块的输出端与所述第一单片机的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的微型数控装置，其特征在于：所述的主轴驱动器为一功率开关模块；所述主轴直流电机为48V/300W高速直流电机；所述处理单元向所述单片机发送转速数据信号，所述第一单片机接收所述处理单元的转速数据信号后，通过发送PWM信号到所述主轴驱动器来调节主轴直流电机的转速。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的微型数控装置，其特征在于：所述X轴驱动器、Y轴驱动器和Z轴驱动器均采用型号为DM542两相步进驱动器。

5.根据权利要求1所述的微型数控装置，其特征在于：所述第一单片机和第二单片机的型号为STC15W4K48S4。