数控机床电子手轮485通讯转接头的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及数控车床、铣床、加工中心等手轮控制，用于对刀、定位等精准控制，要求其快速响应，抗干扰性强，不丢脉冲信号；尤其是一种数控机床电子手轮485通讯转接头。
【背景技术】
[0002]数控机床使用普遍，电子手轮是其不可或缺的部件，常规电子手轮具有脉冲发生器、轴选开关、倍率开关、急停开关、使能开关与连接线等组成。用于数控机床的手动控制，具有正反转功能，可变速，可对常见的数控机床X/Y/Z等五轴控制，具有急停机功能。
[0003]手摇脉冲发生器可产生A与/A，B与/B两级脉冲信号，用以确定机床轴的运行速度与方向；轴选开关用以确定控制XYZ45之某根轴，同时只能控制一根轴运行；倍率开关具有O、1、2、3、4四个档位，分别对应于关、I倍、1倍、100倍、1000倍，用以确定电机运行速度比例，使能开关起安全作用，使用时一手按下开关保持闭合，一手摇动手摇脉冲发生器，用以避免操作工不小心碰到脉冲发生器而引起误操作；急停开关串联于控制电路，用于紧急停车，作用于所有倍率和轴选条件。
[0004]现有电子手轮连接线线数较多，常见23线与27线两种，因使用环境机油较多，易老化，拉扯较多，连接线一根线或多根线断路为最常见故障，此时，必需整根线束更换，专业性较强，维修成本较高。485通讯是常用的工业控制总线，具有线束简单、抗干扰性较强的特点，十分适合使用在电子手轮这种单主机单从机系统。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:提出一种数控机床电子手轮485通讯转换接头，可减少连接线根数从二十多根至四根，即+5V电源回路两根和485两根，从而减化线束安装和延长线束使用寿命的目的。
[0006]本发明所采用的技术方案为:一种数控机床电子手轮485通讯转接头，其特征在于:包括发送端和接收端；所述的发送端与接收端之间通过485通讯总线相连接；所述的发送端具有发送端口电路；所述的发送端口电路与电子手轮线束相连接；所述的接收端具有接收端口电路；所述的接收端口电路通过485通讯芯片与发送端口电路相连接。
[0007]进一步的说，本发明所述的发送端口电路包括单片机、输入端子、隔离光耦以以485通讯芯片；所述的单片机将来自于手轮的脉冲与开关量信号转化为脉冲信号经隔离光偶隔离后，再由485通讯芯片转化为通讯信号发出给接收端口电路的另一个485通讯芯片。
[0008]在进一步的说，本发明所述的接收端口电路接受发送端口电路发出的485通讯信号后，再由单片机转化为手轮的开关量与手摇脉冲信号，然后通过输出端口发送至机床端原接手轮连接线各端子，并将原接到手轮的+24V使能信号发送到机床的NC控制端。
[0009]本发明的有益效果是:装置集成化程度高，主要由电子芯片及周边电路组成；体积小，安装方便，不需要改动机床和电子手轮原电路；大大减少连接导线根线，连接线不易因拉扯而断路，从而减少使用和维修成本；工作可靠，采用工业控制中的成熟芯片，性能稳定；抗干涉能力强，响应快；附加生产成本较低。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1:发送端和接收端连接图；
[0012]图2:电子手轮线束定义图；
[0013]图3:发送端口电路板设计简图；
[0014]图4:接受端口电路板设计简图；
[0015]图5:发送端程序框图；
[0016]图6:接受端程序框图。
【具体实施方式】
[0017]现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0018]附图1中，微处理器输出的R/D信号直接控制SP485R芯片的发送器/接受器使能，R/D为“I”时发送器有效，微处理器向RS495总线发送数据字节，R/D信号为“O”则接收器有效，微处理器接收来自485总线数据字节。R1R2用于保证无连接的485芯片处于空闲状态提高RS485节点与网络可靠性，R3R6为终端电阻，以防止信号反射，R4R5安全电阻防止一端芯片短路造成网络其它电路损坏，C1C2L1L2起抗干扰作用。连接线总共只有四根，分别是 VCC、GND、485+、485 —。
[0019]附图2中，Al为脉冲发生器，用以产生A与/A，B与/B两级脉冲信号；S1为急停开关，S2S3为左右使能开关，S4为五轴轴选开关，S5为具有X0/X1/X10/X100/X1000五档位编码倍率开关。采用485转换接口后，图中的+24V供电改为+5V供电，即线2与线11相连，线I与线12相连，目的是:满足控制芯片的电压需求和减少手轮连接线数量。
[0020]附图3为发送端口电路板设计简图，Ul为单片机，P0、P1、P2输入端子与手轮各线连接如图所示，D3D4D5为隔离光偶，U2为485通讯芯片。单片机将来自于手轮的脉冲与开关量信号转化为脉冲信号经光偶隔离，再由485芯片转化为通讯信号发出给机床接受端的485芯片。
[0021]附图4为接受端口电路板设计简图，U4接受U2的485信号，再由单片机U3转化为手轮的开关量与手摇脉冲信号，然后再如图由各输出端口发送至机床端原接手轮连接线各端子，端口 Pl.5经光偶D9将原接到手轮的+24V使能信号发送到机床NC控制端。
[0022]附图5与6为两个单片机的程序控制框图，Ul对开关量输入信号，采用扫描法，读入寄存器，在满足条件的情况下，手轮脉冲经485发送。而U3在U4有输入脉冲的情况下，先向输出端口输出开关量，再发送脉冲数据。
[0023]本发明在不对原机床电路和原电子手轮进行任何变动的情况下，可简单安装本485通讯转换接头，可仍然演用原线束，但可将原二十几根导线，在始端与末端五根线并成一根，即实际使用四根导线，因此连接线断线可能性大为降低，显著提高连接线的使用寿命；在线束使用损坏后更换新线束时，也可只选用四芯电缆，以减少维修成本。
[0024]以上说明书中描述的只是本发明的【具体实施方式】，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的【具体实施方式】做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
【主权项】
1.一种数控机床电子手轮485通讯转接头，其特征在于:包括发送端和接收端；所述的发送端与接收端之间通过485通讯总线相连接；所述的发送端具有发送端口电路；所述的发送端口电路与电子手轮线束相连接；所述的接收端具有接收端口电路；所述的接收端口电路通过485通讯芯片与发送端口电路相连接。
2.如权利要求1所述的数控机床电子手轮485通讯转接头，其特征在于:所述的发送端口电路包括单片机、输入端子、隔离光耦以以485通讯芯片；所述的单片机将来自于手轮的脉冲与开关量信号转化为脉冲信号经隔离光偶隔离后，再由485通讯芯片转化为通讯信号发出给接收端口电路的另一个485通讯芯片。
3.如权利要求1所述的数控机床电子手轮485通讯转接头，其特征在于:接收端口电路接受发送端口电路发出的485通讯信号后，再由单片机转化为手轮的开关量与手摇脉冲信号，然后通过输出端口发送至机床端原接手轮连接线各端子，并将原接到手轮的+24V使能信号发送到机床的NC控制端。
【专利摘要】本发明涉及一种数控机床电子手轮485通讯转接头，包括发送端和接收端；所述的发送端与接收端之间通过485通讯总线相连接；所述的发送端具有发送端口电路；所述的发送端口电路与电子手轮线束相连接；所述的接收端具有接收端口电路；所述的接收端口电路通过485通讯芯片与发送端口电路相连接。本发明装置集成化程度高，主要由电子芯片及周边电路组成；体积小，安装方便，不需要改动机床和电子手轮原电路；大大减少连接导线根线，连接线不易因拉扯而断路，从而减少使用和维修成本；工作可靠，采用工业控制中的成熟芯片，性能稳定；抗干涉能力强，响应快；附加生产成本较低。
【IPC分类】G05B19-18
【公开号】CN104850058
【申请号】CN201510274706
【发明人】潘天堂, 周洪如, 陈新, 陈加平
【申请人】常州机电职业技术学院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月26日