专利名称：一种车床控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种可以用于控制普通车床实现半数控加工的车床控制器。
背景技术：
在操作普通车床吋，主轴转速的变化通常要操纵多个手柄来完成，进给量的选择及螺纹的加工同样也需要操纵多个手柄，有的甚至还需要更换挂轮才能完成对零件的加エ，并且主轴转速、进给量均为固定值，螺纹螺距也不全，不能任意设置；而数控车床对零件的加工需要编写复杂的加工程序，对刀也比较麻烦，要求操作者具有较高的数控知识。因此现有普通车床存在结构复杂、操作繁琐、主轴转速、进给量不能任意设置、螺纹螺距不全等不足，数控车床存在编写程序复杂、对刀比较麻烦、对操作者要求较高等不足。
发明内容本实用新型的目的是提供一种车床控制器及其控制方法，对普通车床进行控制，达到克服现有普通车床存在结构、操作复杂，主轴转速、进给量不能任意设置等不足，使机床结构大大筒化，操作简单方便；通过设置主轴转速、X轴每转进给量、Z轴每转进给量、公制螺纹螺距、英制螺纹牙数、定长加工长度、快速进给速度等加工參数，便可按照普车的操作习惯实现对零件的加工；并且在普通车床的基础上增加了エ件外圆、端面、螺纹的定长加エ功能和车床纵横方向的快速进给功能。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为—种车床控制器，包括机壳，机壳上设有面板和按键，面板上安装有IXD显不器和矩阵键盘模块，矩阵键盘模块后面安装有主板，其特征是由矩阵键盘模块将机床參数、カロエ參数、开关命令输入到主板，主板处理后把显示内容发送给IXD显示器，模拟电压信号发送到变频器；变频器连接车床主电机，变频器控制车床主电机转动，车床主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号反馈到主板，主板将处理后的脉冲和方向信号发送至驱动器，驱动器按照主板的指令驱动驱动电机运动，主轴的运动和驱动电机的运动通过主板运算执行插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过主板进行信号的输入输出。根据所述的车床控制器，其特征是由矩阵键盘模块将机床參数、加工參数、开关命令输入到主控制芯片ARM，主控制芯片ARM芯片处理后分别发送给IXD显示器；主控制芯片ARM发送模拟电压信号到变频器，变频器控制车床主电机，车床主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号发送到接ロ扩展控制芯片FPGA芯片，接ロ扩展控制芯片FPGA芯片将主轴编码器信号处理后反馈给主控制芯片ARM芯片，主控制芯片ARM芯片将处理后的脉冲和方向信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA芯片发送至驱动器32，驱动器32按照主控制芯片ARM芯片的指令控制驱动电机运动；主轴35的运动和驱动电机的运动通过主控制芯片ARM芯片运算执行插补功能，实现驱动电机相对于主轴的插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA芯片和主控制芯片ARM通信，实现信号的输入输出。根据所述的车床控制器，其特征是面板上安装有IXD显示器和矩阵键盘模块，矩阵键盘模块后面安装有主板，主板上连接有电源接ロ、电压转换芯片EUP3482模块、电压转换芯片ASl 117-1. 5模块、电压转换芯片MC34063模块、电压转换芯片ICL7660模块、主控制芯片ARM、运算放大器0P07模块、主轴控制接ロ、接ロ扩展控制芯片FPGA、IO输入模块、IO输出模块、输入输出接ロ、驱动器接ロ、主轴编码器接ロ、编码器MAX490芯片、SPI协议通信总线、按键、井口总线和电压转换芯片ASl117-3. 3模块；主板中的电源接ロ连接到电压转换芯片EUP3482模块的电源输入端，电压转换芯片EUP3482模块的电压输出端分别接到电压转换芯片AS1117-3. 3模块、电压转换芯片ASl117-1. 5模块、电压转换芯片MC34063模块的电源输入端，电压转换芯片ASl117-3. 3模块电压输出端接到主控制芯片ARM的电源端；电压转换芯片ASl 117-1. 5模块的电压输出端接到接ロ扩展控制芯片FPGA的电源端；电压转换芯片MC34063模块的电源输出端接到 ICL7660模块的电压输入端和运算放大器0P07模块，ICL7660模块的电压输出端接到运算放大器0P07模块；主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过信号线SPI协议通信总线与接ロ扩展控制芯片FPGA相连，主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过并ロ总线与LCD显示器相连，矩阵键盘模块与主控制芯片ARM STM32F103VE模块相连，主控制芯片ARM STM32F103VE模块的DA信号输出端接到运算放大器0P07模块的DA信号输入端，运算放大器0P07模块的DA信号输出端接到主轴控制接口上；接ロ扩展控制芯片FPGA与IO输入模块、IO输出模块相连；10输入模块、IO输出模块与输入输出接ロ相连，接ロ扩展控制芯片FPGA模块与编码器MAX490芯片的信号输入端相连；编码器MAX490芯片的输出信号接到驱动器接ロ ；主轴编码器接ロ与编码器MAX3490芯片的信号输入端相连。
本实用新型通过设置主轴转速、X轴每转进给量(X轴在车床上指横向)、Z轴每转进给量(Z轴在车床上指纵向)、公制螺纹螺距、英制螺纹牙数、定长加工长度、快速进给速度等加工參数，便可按照普车的操作习惯实现对零件的加工；并且在普通车床的基础上增加了エ件外圆、端面、螺纹的定长加工功能和车床纵横方向的快速进给功能。
图I是本实用新型的装配示意图；图2是图I的A-A剖视图；图3是图I的B-B剖视图；图4是本实用新型的功能框图；图5是本实用新型中主板的电气原理图；图6是本实用新型与半数控车床的装配图。附图中I、IXD显不器；2、面板；3、机壳；4、稳压电源；5、矩阵键盘模块；6、主板；7、按键。11、电源接ロ ； 12、电压转换芯片EUP3482模块；13、电压转换芯片ASl 117-1. 5模块；14、电压转换芯片MC34063模块；15、电压转换芯片ICL7660模块；16、主控制芯片ARM(STM32F103VE模块)；17、运算放大器0P07模块；18、主轴控制接ロ ；19、接ロ扩展控制芯片FPGA(A3P030模块)；20、IO输入模块；21、IO输出模块；22、输入输出接ロ ；23、驱动器接ロ ；24、主轴编码器接ロ ；25、编码器MAX490芯片；26、SPI协议通信总线；27、按键；28、并ロ总线；29、电压转换芯片ASl 117-3. 3模块。31、车床控制器；32、驱动器；33、变频器；34、主轴档位转换信号开关；35、主轴；36、主轴换档手柄；37、主轴编码器；38、驱动电机；39、光杠丝杠转换手柄；40、光杠丝杠转换信号开关；41、车床主电机；42、光杠；43、丝杠；44、纵横进给转换手柄；45、纵横进给转换信号开关；46、丝杠开合螺母操纵手柄；47、主轴正反转操纵开关；48、冷却泵；49、快速进给/定长加工开关；50、工作灯；51、纵横溜板；52、溜板箱；53、进给箱；54、主轴箱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进ー步描述 本实用新型车床控制器，包括机壳3，机壳3上设有面板2和按键7，面板2上安装有IXD显示器I和矩阵键盘模块5，矩阵键盘模块5后面安装有主板6，其特征是由矩阵键盘模块将机床參数、加工參数、开关命令输入到主板，主板处理后把显示内容发送给IXD显示器1，模拟电压信号发送到变频器；变频器连接车床主电机，变频器控制车床主电机转动，车床主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号反馈到主板，主板将处理后的脉冲和方向信号发送至驱动器，驱动器按照主板的指令驱动驱动电机运动，主轴的运动和驱动电机的运动通过主板运算执行插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过主板进行信号的输入输出。所述的车床控制器，其特征是由矩阵键盘模块5将机床參数、加工參数、开关命令输入到主控制芯片ARM16，主控制芯片ARM16芯片处理后分别发送给IXD显示器I ;主控制芯片ARM16发送模拟电压信号到变频器33，变频器33控制车床主电机41，车床主电机41带动主轴35旋转，主轴35带动主轴编码器37旋转，主轴编码器37将信号发送到接ロ扩展控制芯片FPGA19芯片，接ロ扩展控制芯片FPGA19芯片将主轴编码器37信号处理后反馈给主控制芯片ARM16芯片，主控制芯片ARM16芯片将处理后的脉冲和方向信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA19芯片发送至驱动器32，驱动器32按照主控制芯片ARM16芯片的指令控制驱动电机38运动；主轴35的运动和驱动电机38的运动通过主控制芯片ARM16芯片运算执行插补功能，实现驱动电机38相对于主轴35的插补功能，控制驱动电机38同主轴35间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA19芯片和主控制芯片ARM16通信，实现信号的输入输出。所述的车床控制器，其特征是面板2上安装有IXD显示器I和矩阵键盘模块5，矩阵键盘模块5后面安装有主板6，主板6上连接有电源接ロ 11、电压转换芯片EUP3482模块12、电压转换芯片ASl 117-1. 5模块13、电压转换芯片MC34063模块14、电压转换芯片ICL7660模块15、主控制芯片ARM 16、运算放大器0P07模块17、主轴控制接ロ 18、接ロ扩展控制芯片FPGA 19、10输入模块20、10输出模块21、输入输出接ロ 22、驱动器接ロ 23、主轴编码器接ロ 24、编码器MAX490芯片25、SPI协议通信总线26、按键27、并ロ总线28和电压转换芯片ASl117-3. 3模块29 ；[0027]主板6中的电源接ロ 11连接到电压转换芯片EUP3482模块12的电源输入端，电压转换芯片EUP3482模块12的电压输出端分别接到电压转换芯片AS1117-3. 3模块29、电压转换芯片ASl117-1. 5模块13、电压转换芯片MC34063模块14的电源输入端，电压转换芯片AS1117-3. 3模块29电压输出端接到主控制芯片ARM16的电源端；电压转换芯片ASl117-1. 5模块13的电压输出端接到接ロ扩展控制芯片FPGA 19的电源端；电压转换芯片MC34063模块14的电源输出端接到ICL7660模块15的电压输入端和运算放大器0P07模块17，ICL7660模块15的电压输出端接到运算放大器0P07模块17 ；主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过信号线SPI协议通信总线26与接ロ扩展控制芯片FPGA 19相连，主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过并ロ总线28与LCD显示器I相连，矩阵键盘模块5与主控制芯片ARM STM32F103VE模块相连，主控制芯片ARMSTM32F103VE模块的DA信号输出端接到运算放大器0P07模块17的DA信号输入端，运算 放大器0P07模块17的DA信号输出端接到主轴控制接ロ 18上；接ロ扩展控制芯片FPGA 19与IO输入模块20、IO输出模块21相连；10输入模块20、IO输出模块21与输入输出接ロ 22相连，接ロ扩展控制芯片FPGA模块19与编码器MAX490芯片25的信号输入端相连；编码器MAX490芯片25的输出信号接到驱动器接ロ 23 ；主轴编码器接ロ 24与编码器MAX3490芯片25的信号输入端相连。
本实用新型车床控制器控制普通车床的方法通过矩阵键盘模块将机床參数、加工參数、开关命令输入到主板，主板处理后把显示内容发送给IXD显示器，模拟电压信号发送到变频器，变频器带动车床主电机，主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号反馈到主板，主板将处理后的脉冲和方向信号发送至驱动器，驱动器按照主板的指令驱动驱动电机运动，主轴的运动和驱动电机的运动通过主板运算执行插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过主板实现信号的输入输出功能；车床控制器通过设置主轴转速、进给量、螺纹螺距、定长加工长度、快速进给速度等加工參数，便可按照普车的操作习惯实现对零件的加工；并且在普通车床的基础上增加了エ件外圆、端面、螺纹的定长加工功能和车床纵横方向的快速进给功能。具体的说车床控制器将机床參数、加工參数、开关命令输入主控制芯片ARM16芯片，通过主控制芯片ARM16芯片运算执行加工内圆、外圆、端面的功能按车床控制器31上的功能键进入加工參数设置界面；根据零件加工要求设置有关加工參数主轴转速、X轴每转进给量、Z轴每转进给量；变换光杠丝杠转换手柄39到光杠42位置，选择光杠42传动；按车床控制器31上的加工模式切换键，进入手动加工模式；按照普车的操作习惯便可以实现内圆、夕卜圆、端面的加工。a、车床控制器将机床參数、加工參数、开关命令输入主控制芯片ARM16芯片，通过主控制芯片ARM16芯片运算执行加工螺纹的手动功能根据螺纹加工要求设置有关加工參数主轴转速、公制螺纹螺距、英制螺纹牙数、螺纹模数、螺纹径节；变换光杠丝杠转换手柄39，选择丝杠43传动；按车床控制器31上的加工模式切换键，选择手动加工模式；按照普车的操作习惯实现螺纹的加工；b、将机床參数、加工參数、开关命令输入主控制芯片ARM16芯片，通过主控制芯片ARM16芯片运算执行加工的定长功能内圆、外圆、端面和螺纹的定长加工根据零件加工要求在内圆、外圆、端面和螺纹加工的基础上设置定长加工长度；按车床控制器31上的加エ模式切换键，进入‘定长加工模式’；手动在加工的开始点对刀，记住X轴的数值，沿+X方向退出；操作快速进给/定长加工开关49，开关打到左边为定长加工进刀，开关打到右边为定长加工退刀，开关打在中间上述操作停止；C、车床控制器将机床參数、加工參数、开关命令输入主控制芯片ARM16芯片，通过主控制芯片ARM16芯片运算执行加工的快速进给功能按车床控制器31上的加工模式切换键，进入非‘定长加工模式’;确认主轴为停止状态；操作快速进给/定长加工开关49，开关打到左边为快速进给进刀，开关打到右边为快速进给退刀，开关打在中间上述操作停止。
实施例本实用新型车床控制器通过设置主轴转速、进给量、螺纹螺距、定长加工长度、快速进给速度等加工參数，便可按照普车的操作习惯实现对零件的加工；并且在普通车床的 基础上增加了エ件外圆、端面、螺纹的定长加工功能和车床纵横方向的快速进给功能。本实用新型车床控制器，对普通车床进行控制，达到克服现有普通车床存在结构、操作复杂，主轴转速、进给量不能任意设置等不足，使机床结构大大筒化，操作简单方便；通过设置主轴转速、X轴每转进给量、Z轴每转进给量、公制螺纹螺距、英制螺纹牙数、定长加エ长度、快速进给速度等加工參数，便可按照普车的操作习惯实现对零件的加工；并且在普通车床的基础上增加了エ件外圆、端面、螺纹的定长加工功能和车床纵横方向的快速进给功能。本实用新型如图I、图2、图3所示，面板2粘贴到机壳3上，按键7安装在机壳3上，IXD显示器I前面是透明膜，IXD显示器I固定到面板2上，矩阵键盘模块5固定在面板2上，主板6安装在矩阵键盘模块5后面，稳压电源4安装在机壳3后板内側。如图4所示，本实用新型通过键盘将机床參数、加工參数、开关命令输入到ARM芯片，通过ARM芯片处理后分别发送给IXD显示器、键盘指示灯作为人机对话；ARM芯片发送模拟电压信号(0-10V)到变频器，变频器带动车床主电机，车床主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号发送到接ロ扩展控制芯片FPGA芯片，接ロ扩展控制芯片FPGA芯片将主轴编码器信号处理后反馈给ARM芯片，ARM芯片将处理后的脉冲和方向信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA芯片发送至驱动器，驱动器按照ARM芯片的指令控制驱动电机运动；主轴的运动和进给驱动电机的运动通过ARM芯片运算可实现插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过FPGA芯片和ARM通信，实现信号的输入输出功能，控制车床的冷却泵和工作灯等。如图5所示，电源接ロ 11连接到电压转换芯片EUP3482模块12的电源输入端。该芯片的电压输出端分别接到电压转换芯片ASl117-3. 3模块29、电压转换芯片ASl117-1. 5模块13、电压转换芯片MC34063模块14的电源输入端。电压转换芯片AS1117-3. 3模块29电压输出端接到主控制芯片ARM (STM32F103VE模块)16的电源端；电压转换芯片AS1117-1.5模块13的电压输出端接到接ロ扩展控制芯片FPGA 19的电源端；电压转换芯片MC34063模块14的电源输出端接到ICL7660模块15的电压输入端和运算放大器0P07模块17。ICL7660模块15的电压输出端接到运算放大器0P07模块17。主控制芯片ARM (STM32F103VE模块)16通过4根信号线SPI协议通信总线26与接ロ扩展控制芯片FPGA 19相连。主控制芯片ARM 16通过并ロ总线28与IXD显示器I相连。矩阵键盘模块5与主控制芯片ARM 16相连。主控制芯片ARM 16的DA信号输出端接到运算放大器0P07模块17的DA信号输入端。运算放大器0P07模块17的DA信号输出端接到主轴控制接ロ 18上。接ロ扩展控制芯片FPGA 19与IO输入模块20、IO输出模块21相连；10输入模块20、IO输出模块21与输入输出接ロ 22相连。接ロ扩展控制芯片FPGA 19与编码器MAX490芯片25的信号输入端相连；编码器MAX490芯片25的输出信号接到驱动器接ロ23 ;主轴编码器接ロ 24与编码器MAX3490芯片25的信号输入端相连。图6是本实用新型所述车床控制器31在一般车床上的安装和使用；车床控制器31安装在主轴箱54顶上；驱动器32和变频器33安装在电器箱里面；主轴编码器37和主轴35相连接，传动比为1:1，安装在主轴35后端；车床主电机41 一般放置在机床下面；驱动电机38安装在进给箱53 —端，通过进给箱53和光杠42或丝杠43相连接；主轴档位转换开关34安装在主轴档位手柄36旁边，用于检测主轴档位信号；光杠丝杠转换信号开关 40安装在光杠丝杠转换手柄39旁边，用于检测驱动电机38是驱动光杠42还是丝杠43 ;纵横进给转换信号开关45安装在纵横进给转换手柄44旁边，用于检测机床是横向进给还是纵向进给；主轴正反转操纵开关47安装在溜板箱52 —端，操作此开关控制主轴35正转、停止、反转；快速进给/定长加工开关49安装在溜板箱52右端，当车床控制器31设定为非‘定长加工模式’时，操作此开关控制纵横溜板51的正反向快速进给，当车床控制器设定为‘定长加工模式’时，操作此开关控制纵横溜板51的定长加工进刀和定长加工退刀；操作车床控制器31面板上的对应按钮可以控制工作灯50和冷却泵48的开关状态。以下内容是本实用新型所涉及到的基础运算与功能信号I、螺距參数---驱动电机38转I圈，该装置控制的车床刀架上的刀具沿某ー运动方向移动的距离。丝杠螺距參数Tl=_mm/rev光杠X轴螺距參数TX=_mm/rev光杠Z轴螺距參数TZ=_mm/rev2、驱动电机 38 转速 n= (F/T) XS ’η驱动电机38的转速F—编程每转进给量T螺距參数S ’ 主轴35反馈给车床控制器31的旋转转速3、输入信号主轴档位转换信号共3路，将主轴所在档位反馈给车床控制器31，用于其设定的主轴转速和机床实际转速一致；丝杠与光杠转换信号共I路，将光杠丝杠转换手柄39的位置，是在光杠上，还是在丝杠上反馈给车床控制器31 ；纵横进给转换信号共I路，将纵横进给转换手柄44的位置，是在横向进给上，还是在纵向进给上，反馈给车床控制器31 ；主轴正转、反转、停止信号共3路，操作主轴正反转操纵开关47，其开关共3个位置，把主轴正转、反转、停止信号反馈给车床控制器31，车床控制器31将该信号处理后，传送到变频器33，控制主轴35正转、停止、反转；主轴编码器接ロ 主轴编码器用于测量主轴转速，把该数据反馈给车床控制器31,用于主轴转速的显示和控制驱动电机38同主轴35间实现车床的转进给车削和螺纹车削；快速进给/定长加工信号共2路，快速进给/定长加工开关49共3个档位，当车床控制器31设定为非‘定长加工模式’时，操作此开关控制纵横溜板51的正反向快速进给,当车床控制器设定为‘定长加工模式’时，操作此开关控制纵横溜板51的定长加工进刀和定长加工退刀；报警信号共I路，此信号有效后，车床控制器认为外部设备报警，将禁止ー些动作的执行；急停信号共I路，当发生紧急情况时，按动此开关，将停止一切外部设备动作。4、输出信号主轴正转、反转信号、O IOV模拟电压信号用于控制主轴35正转、停止、反转和改变主轴速度的无极调速；驱动器接ロ信号用于控制驱动器32运行，由驱动器32控制驱动电机38，包含其转速、启停、定长等动作，并把驱动器32的使能、报警等信号转发给车床控制器31 ；冷却泵输出信号控制冷却泵48的启动和停止；工作灯输出信号控制工作灯50的开和关。以下内容是使用本实用新型加工零件时的參数设置I、系统參数设置· X轴移动量/电机转数_ 10000· Z轴移动量/电机转数_ 10000 丝杠移动量/电机转数_: 10000·公英制转换公制/英制 快速移动速度_·电机每转脉冲数_ 主轴最高转速_· I档主轴最高转速_: _· II档主轴最高转速_: _·ΙΙΙ档主轴最高转速_: _ 主轴编码器线数_ 伺服最大加速度_ 变频控制模式三线/两线2、加工參数设置 主轴转速_· X轴每转进给量_._· Z轴每转进给量_._·公制螺纹(螺距)一.—[0088] 英制螺纹(牙数)__/_ 模数螺纹(模数)—.— 径节螺纹(径节)__/_ 定长加工长度_以下内容是本实用新型的操作使用说明I、内圆、外圆、端面的加工一一按车床控制器31 (图6)上的功能键进入加工參数设置界面。——根据零件加工要求设置有关加工參数 主轴转速_· X轴每转进给量_._· Z轴每转进给量_._-----变换光杠丝杠转换手柄39 (參见图6)到光杠位置,选择光杠传动。----按车床控制器31 (參见图6)上的加工模式切换键，进入手动加工模式。一一按照普车的操作习惯操作便可以实现内圆、外圆、端面的加工。2、内圆、夕卜圆、端面定长加工(以外圆加工为例)——根据零件加工要求在内圆、外圆、端面加工的基础上设置 定长加工长度_——按车床控制器31上的加工模式切换键，进入‘定长加工模式’;一一手动在加工的开始点对刀，记住X轴的数值，沿+X方向退出；—一操作快速进给/定长加工开关49，开关打到左边为定长加工进刀，开关打到右边为定长加工退刀，开关打在中间上述操作停止。3、螺纹的手动加工一一根据螺纹加工要求设置有关加工參数 主轴转速_·公制螺纹(螺距)_._ 英制螺纹(牙数)__/— 模数螺纹(模数)—.— 径节螺纹(径节)__/_——变换光杠丝杠转换手柄39(參见图6)，选择丝杠传动。——按车床控制器31(參见图6)上的加工模式切换键，选择手动加工模式。一一按照普车的操作习惯操作便可以实现螺纹的加工。4、螺纹的定长加工(以右旋外螺纹为例)一一根据螺纹加工要求设置有关加工參数的基础上设置 定长加工长度_——按车床控制器31上的加工模式切换键，进入‘定长加工模式’;一一手动在加工的开始点对刀，记住X轴的数值，沿+X方向退出；一一操作快速进给/定长加工开关49，开关打到左边为定长加工进刀，开关打到右边为定长加工退刀，开关打在中间上述操作停止。5、快速进给操作[0125]――按车床控制器I上的加工模式切换键，进入非‘定长加工模式’;确定主轴为停止状态一一操作快速进给/定长加工开关49，开关打到左边为快速进给进 刀，开关打到右边为快速进给退刀，开关打在中间上述操作停止。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
权利要求1. ー种车床控制器，包括机壳(3)，机壳(3)上设有面板(2)和按键(7)，面板(2)上安装有IXD显示器(I)和矩阵键盘模块(5 )，矩阵键盘模块(5 )后面安装有主板(6 )，其特征是由矩阵键盘模块将机床參数、加工參数、开关命令输入到主板，主板处理后把显示内容发送给IXD显示器(I)，模拟电压信号发送到变频器；变频器连接车床主电机，变频器控制车床主电机转动，车床主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号反馈到主板，主板将处理后的脉冲和方向信号发送至驱动器，驱动器按照主板的指令驱动驱动电机运动，主轴的运动和驱动电机的运动通过主板运算执行插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过主板进行信号的输入输出。
2.根据权利要求I所述的车床控制器，其特征是由矩阵键盘模块(5)将机床參数、カロエ參数、开关命令输入到主控制芯片ARM (16)，主控制芯片ARM (16)芯片处理后分别发送给IXD显示器(I);主控制芯片ARM (16 )发送模拟电压信号到变频器(33 )，变频器(33 )控制车床主电机(41)，车床主电机(41)带动主轴(35)旋转，主轴(35)带动主轴编码器(37)旋转，主轴编码器(37)将信号发送到接ロ扩展控制芯片FPGA (19)芯片，接ロ扩展控制芯片FPGA (19)芯片将主轴编码器(37)信号处理后反馈给主控制芯片ARM (16)芯片，主控制芯片ARM (16)芯片将处理后的脉冲和方向信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA (19)芯片发送至驱动器(32 )，驱动器(32 )按照主控制芯片ARM (16 )芯片的指令控制驱动电机(38 )运动；主轴(35)的运动和驱动电机(38)的运动通过主控制芯片ARM (16)芯片运算执行插补功能，实现驱动电机(38)相对于主轴(35)的插补功能，控制驱动电机(38)同主轴(35)间实现车床的转进给车削和螺纹车削；1/0信号通过接ロ扩展控制芯片FPGA (19)芯片和主控制芯片ARM (16)通信，实现信号的输入输出。
3.根据权利要求I或2所述的车床控制器，其特征是面板(2)上安装有LCD显示器(I)和矩阵键盘模块(5)，矩阵键盘模块(5)后面安装有主板(6)，主板(6)上连接有电源接ロ( 11)、电压转换芯片EUP3482模块(12)、电压转换芯片AS1117-1. 5模块(13)、电压转换芯片MC34063模块(14)、电压转换芯片ICL7660模块(15)、主控制芯片ARM (16)、运算放大器0P07模块(17)、主轴控制接ロ(18)、接ロ扩展控制芯片FPGA (19)、IO输入模块(20)、IO输出模块(21)、输入输出接ロ(22)、驱动器接ロ(23)、主轴编码器接ロ(24)、编码器MAX490芯片(25)、SPI协议通信总线(26)、按键(27)、并ロ总线(28)和电压转换芯片AS1117-3. 3 模块(29)； 主板(6)中的电源接ロ(11)连接到电压转换芯片EUP3482模块(12)的电源输入端，电压转换芯片EUP3482模块(12)的电压输出端分别接到电压转换芯片AS1117-3. 3模块(29)、电压转换芯片AS1117-1. 5模块(13)、电压转换芯片MC34063模块(14)的电源输入端，电压转换芯片AS1117-3. 3模块(29)电压输出端接到主控制芯片ARM (16)的电源端；电压转换芯片ASl117-1. 5模块(13)的电压输出端接到接ロ扩展控制芯片FPGA (19)的电源端；电压转换芯片MC34063模块(14)的电源输出端接到ICL7660模块(15)的电压输入端和运算放大器0P07模块(17)，ICL7660模块(15)的电压输出端接到运算放大器0P07模块(17)； 主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过信号线SPI协议通信总线(26)与接ロ扩展控制芯片FPGA (19)相连，主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过并ロ总线(28)与LCD显示器(I)相连，矩阵键盘模块(5)与主控制芯片ARM STM32F103VE模块相连，主控制芯片ARMSTM32F103VE模块的DA信号输出端接到运算放大器0P07模块(17)的DA信号输入端，运算放大器0P07模块(17)的DA信号输出端接到主轴控制接ロ(18)上； 接ロ扩展控制芯片FPGA (19)与IO输入模块(20)、IO输出模块(21)相连；IO输入模块(20)、10输出模块(21)与输入输出接ロ(22)相连，接ロ扩展控制芯片FPGA模块(19 )与编码器MAX490芯片(25)的信号输入端相连；编码器MAX490芯片(25)的输出信号接到驱动器接ロ(23);主轴编码器接ロ(24)与编码器MAX3490芯片(25)的信号输入端相连。
专利摘要一种车床控制器，设有面板和按键，面板上设有LCD显示器和矩阵键盘模块。通过矩阵键盘将加工参数等命令输入到主板，主板处理后发送到变频器；变频器控制车床主电机转动，带动主轴旋转，带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号反馈到主板，主板将处理后的脉冲和方向信号发送至驱动器，驱动器驱动驱动电机运动，主轴的运动和驱动电机的运动通过主板运算执行插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；I/O信号通过主板进行信号的输入输出。通过设置主轴转速、X轴、Z轴进给量、螺纹螺距、定长加工长度、快速进给速度等加工参数，便可按照普车的操作习惯实现对零件的加工并且增加了工件外圆、端面、螺纹的定长加工、快速进给功能。
文档编号G05B19/409GK202632051SQ20122018361
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者张士银, 陈浩, 侯福启, 赵怀勇, 何大伟, 张克成, 满文佳, 邵亚峰 申请人:滕州市山森创发数控设备有限公司