CN2283546Y

CN2283546Y - 用于切割机的仿形控制器

Info

Publication number: CN2283546Y
Application number: CN 96215711
Authority: CN
Inventors: 康建; 田耕
Original assignee: BEIJING ELECTRICAL PROCESSING INST
Current assignee: BEIJING ELECTRICAL PROCESSING INST
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2006-07-18

Abstract

一种由探测器、逻辑控制电路组成的用于切割机的仿形控制器。所述探测器由光、电机械探针组成。光电探针由光学镜头、光敏元件、成像屏幕组成。所述逻辑控制电路由双向通用移位寄存器组成,其并行输出端Qa、Qb、Qc、Qd分别代表X、Y轴的正、负方向。S1、S0端受控制器的与图形边界对应的高低电平控制。本装置成本低,精度高,对平面图形可作记忆、平滑、旋转等处理,特别适用于不便于用数学方程式描述的复杂曲线的切割控制。

Description

用于切割机的仿形控制器

本实用新型涉及电火花线切割机、热切割机的仿型跟踪控制器。

现有的线切割机床、热切割机床控制系统的输入方式有两种：人工输入方式(包括CRT光标输入)和扫描输入方式。人工输入方式是将欲切割另件的形状尺寸以座标点输入，再由计算机编成标准格式的程序，用程序控制机器进行切割。扫描输入方式是将欲切割的形状以图纸或薄样板方式放入扫描仪上，输入计算机再编程控制切割。人工输入方式的缺点是：对于形状复杂曲线长无法用数学方程式描述的线，只有用大量密集的取点来近拟拟合，因此，工作量大，自动化程度低，误差大。扫描输入方式的缺点是数据量大，扫描线一般比较粗，误差也就大；随扫描线间隔加密，数据量和硬件成本大大上升；随扫描面积增大，仪器成本也大大上升，此种方式不能对立体实物进行扫描。

本实用新型的目的在于提供一种精度高，能够对实物、胶片、图纸、自动跟踪的用于切割机的仿形制制器。

本实用新型由探测器、逻辑控制电路组成，所述探测器由光电探针、机械探针和探测器电路组成；光电探针由光学镜头6、45°反光镜4、光敏元件3、成像屏幕5、上照明灯10和下照明灯8组成；所述光学镜头6是一凸透镜，设置在探测器外壳2下端，外壳2上半端内安装有在纵向上对应于凸透镜，并与其成45°夹角带有一中心孔的反光镜4，反光镜4对面垂直安置一块供成像用的毛玻璃成像屏幕5，在反光镜4中心孔正上方与距毛玻璃成像屏幕5等距离的位置上安置一光敏元件3；所述机械探针是由设置在探测器外壳下端与光学镜头6相邻的机械探针及固定座7组成；所述探测器还包括：探测器的升降机构1和光电探针的下照明灯8的方位调节机械9；所述探测器电路由二级运算放大器组成；第一级运算放大器G1的两输入端之间接有硅光电池组成的光敏元件3，硅光电池3的正端接运算放大器G1的负输入端，运算放大器G1的负输入端还与第一调整电位器W1的活动触点相连接，运算放大器G1的输出端分别与转换开关K1、K2的定触点2相连接，电位器W2接在运算放大器G1输出端与地之间；所述转换开K1的另一定触点3与机械探头实现电路连接；转换开关K1的动触点1与第二级运算放大器G2的正输入端相连接；转换开关K2的定触点3与第二级运算放大器G2的负输入端相连接，转换开关K2的定触点1通过一个电压表与地线相连接；第二级运算放大器的负输入端还与一个串接在电源两极的第三调整电位器的活动触点相连接，其输出端向逻辑控制电路输出反应光电、机械探针与被测图象或物的相对位置的通或断脉冲信号；逻辑控制电路是由双向通用移位寄存器组成，其并行输入端A、B、C、D分别接O、I、I、I或I、0、0、0信号，并行输出端Qa、Qb、Qc、Qd分别为X轴正方向、Y轴正方向、X辆负方向、Y轴负方向信号输出端，所述输出端代表前进方向的信号与计算机接口电路相连接；双向通用移位寄存器的Qa端与左移串入端相连接，Qd端与右移串入端相连接，S1、S0端为工作方式控制端，在复位时，S1、S2均为I，复位结束后，S1、S0受与图形边界对应的高低电平控制，01为右移，1、0为左移；时钟端与系统控制器的控制端相连接，一经触发0或1信号，四个输出端Qa、Qb、Qc、Qd向左或右端移动一步。

本实用新型可跟踪图形板移动，硅光电池上的成像从黑区逐渐进入白区时，硅光电池的输出电信号渐大，当硅光电池的受光面积白区超过黑区一半时，所述探测器电路有高电平信号送到逻辑控制电路，经判别控制图板移动，当硅光电池的受光面积黑区已超过白区一半时，光电检测电路有低电平信号送至逻辑控制电路经判别控制图板移动，使图纸黑白交界线始终跟踪硅光电池。如上述受光从黑区进入白区或从白区进入黑区时，输出信号由低变高或由高变低，通过逻辑控制装置使检测点的前进方向顺或逆时针侧转90°，即为新的前进方向，若前时了一段距离，检测点没有跨越黑白交界线(输入信号电平无变化)则强制在上一次侧转的基础上同向侧转90°，即为新前进方向，若跨越了黑白交接线则按上述规律继续反复侧转，实现跟踪运动。本实用新型的机械探针是与待测工件的接触与非接触状态，按上述控制过程实现对工件的自动仿形控制。

本实用新型可对平面任意图形或工件进行数字化跟踪控制，具有结构简单，操作方便，精度高，成本低等优点。其中光电探针的灵敏度≤0.001mm，对图纸的跟踪精度≤0.005mm，对平面图形及工件可作记忆、对称、平滑、旋转等处理，特别适用于不便于用数学方程描述的复杂曲线的切割控制。

图面说明：

图1是本实用新型的光电、机械探针结构示意图。

图2是本实用新型的探测器电路。

图3是本实用新型的逻辑控制电路与徽处理器的工作原理框图。

本实用新型探测器的调整原理如下：探测器的光电探头调整是将图纸的黑区置在镜头下，此时第一级放大器G1输出电压近似为零，将开关K2的1、2触点接通，调第一调整电位器W1使数字电压表指针为0，然后将图纸的白置在镜头下，此时硅光电池受光最大，第一级运放G1输出电压较高，调第二调整电位器使数字电压表为某一数值，将开关K2的1、3触点接通，调比较电位器W3使数字电压读数为第一级集成运算放大器G1输出电压的一半，此电压做为第一级运放G1输出信号的比较阈值。跟踪时，图形板移动，硅光电池上的成像从黑区逐渐进入白区时，硅光电池的输出电信号渐大，数字电压表的显示数字由零渐增，当硅光电池的受光面积白区超过黑区一半时，探测的电路有高电平信号送到逻辑控制电路经判别控制图板移动。当硅光电池的受光面积黑区超过白区一半时，探测器的电路有低电平信号送到逻辑控制电路，经判别控制图板移动，使图纸黑白交界线始终跟踪硅光电池。若将阈值左右偏离一定值，则可实现跟踪轨迹偏离图形的目的。如上所述的受光从黑区进入白区或从白区进入黑区时，输出信号由低变高或由高变低时，通过逻辑控制装置使检测点的前进方向顺或逆时针侧转90°，即为新的前进方向，若前进了一段距离，此距离人为设定通过逻辑控制部分实现，检测点没有跨越黑白交界线，侧强制在上一次侧转的基础上同向侧转90°，即为新的前进方向，若跨越了黑白交接线则按上述规律继续反复，实现跟踪运动。

本实用新型机械探针用于探测样板、实物的表面形状，获得电信号，送入探测器电路。机械探针可根据加工需要调换尖端曲率不同的探针。

逻辑判别器的工作是由双向通用移位寄存器来完成，其并行输入端A、B、C、D分别接0、1、1、1或1、0、0、0信号并行输出端Qa、Qb、Qc、Qd分别依次代表X轴正方向、Y轴正方向、X辆负方向、Y轴负方向，将输出端代表前进方向信号送至接口电路。Qa端接左移串入端，Qd端接右移串入端，S1、S0端为工作方式控制端，在复位时使S1、S2都为I，双向通用移位寄存器为并入工作状态，可并入0、1、1、1或1、0、0、0，当复位结束后，S1、S0受与图形边界对应的高低电平控制，不是01(右移)，就是1、0(左移)；而时钟端受系统控制器的控制，一经触发0或1信号即可在Qa、Qb、Qc、Qd四个端内向左或右端移动一步，以表示前进方向的改变或不变。当前进方向不改变时，即S1S0不变的条件下，系统控制器将也会产生一环分触发信号，使图板运动(即跟踪台运动)，并由逻辑判别器记录，当记录到一设定值时，会向双向通用位移寄存器发出一个附加脉冲使0或1信号继续移动而使前进方向改变，所述逻辑判别器和微处理器共同组成逻辑控制部分，见图3，能过X、Y区动装置，控制图板台的移动。

Claims

一种用于切割机的仿形控制器，其特征在于：由探测器、逻辑控制电路组成，所述探测器由光电探针、机械探针和探测器电路组成；光电探针由光学镜头(6)、45°反光镜(4)、光敏元件(3)、成像屏幕(5)、上照明灯(10)和下照明灯(8)组成；所述光学镜头(6)是一凸透镜，设置在探测器外壳(2)下端，外壳(2)上半端内安装有在纵向上对应于凸透镜，并与其成45°夹角带有一中心孔的反光镜(4)，反光镜4对面垂直安置一块供成像用的毛玻璃成像屏幕(5)，在反光镜(4)中心孔正上方与距毛玻璃成像屏幕(5)等距离的位置上安置一光敏元件(3)；所述机械探针是由设置在探测器外壳下端与光学镜头(6)相邻的机械探针及固定座(7)组成；所述探测器还包括：探测器的升降机构(1)和光电探针的下照明灯(8)的方位调节机械(9)；所述探测器电路由二级运算放大器组成；第一级运算放大器G1的两输入端之间接有硅光电池组成的光敏元件(3)，硅光电池(3)的正端接运算放大器G1的负输入端，运算放大器G1的负输入端还与第一调整电位器W1的活动触点相连接，运算放大器G1的输出端分别与转换开关K1、K2的定触点(2)相连接，电位器W2接在运算放大器G1输出端与地之间；所述转换开K1的另一定触点(3)与机械探头实现电路连接；转换开关K1的动触点(1)与第二级运算放大器G2的正输入端相连接；转换开关K2的定触点(3)与第二级运算放大器G2的负输入端相连接，转换开关K2的定触点(1)通过一个电压表与地线相连接；第二级运算放大器的负输入端还与一个串接在电源两极的第三调整电位器的活动触点相连接，其输出端向逻辑控制电路输出反应光电、机械探针与被测图象或物的相对位置的通或断脉冲信号；逻辑控制电路是由双向通用移位寄存器组成，其并行输入端A、B、C、D分别接0、I、I、I或I、0、0、0信号，并行输出端Qa、Qb、Qc、Qd分别为X轴正方向、Y轴正方向、X辆负方向、Y轴负方向信号输出端，所述输出端代表前进方向的信号与计算机接口电路相连接；双向通用移位寄存器的Qa端与左移串入端相连接，Qd端与右移串入端相连接，S1、S0端为工作方式控制端，在复位时，S1、S2均为I，复位结束后，S1、S0受与图形边界对应的高低电平控制，01为右移，1、0为左移；时钟端与系统控制器的控制端相连接，一经触发0或1信号，四个输出端Qa、Qb、Qc、Qd向左或右端移动一步。