一种分度头用控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种控制电路，尤其是涉及一种分度头用控制电路。
【背景技术】
[0002]分度头是安装在铣床上用于将工件分成任意等份的机床附件，利用分度刻度环和游标、定位销和分度盘以及交换齿轮，将装卡在顶尖间或卡盘上的工件分成任意角度，可将圆周分成任意等份，辅助机床利用各种不同形状的刀具进行各种沟槽、正齿轮、螺旋正齿轮、阿基米德螺线凸轮等的加工工作，所采用分度盘安装在分度主轴上，且分度轴由步进电机进行驱动。传统的机械加工行业中，采用较多的是分度精度低、分度柔性差、操作人员劳动强度大的手工分度头。随着计算机技术的发展，对机械设备的柔性化和自动化程度要求越来越高，加工精度的要求也越来越高。
[0003]目前，国外先进水平的分度头一般采取半闭环控制系统，用伺服电机上所安装的编码器作为反馈回路的检测元件，每转脉冲数为2500P，精度较高，但价格也昂贵。如日本NIKKEN公司生产的数控分度头的分辨率可达到0.001°，定位精度为15"。国内很多单位也对数控分度头做了大量的理论研宄和产品的开发工作，例如华中科技大学采用神经网络方法对分度头进行误差补偿，能够使分度误差达到15";山东烟台机床厂采用半闭环控制系统，使分度精度达到20 "。
[0004]但实际使用时，现有数控分度头所采用的控制电路均不同程度地存在电路复杂、投入成本较高、使用操作不便等缺陷。因而，需设计一种电路简单、设计合理、投入成本低且使用操作简便、使用效果好的分度头用控制电路，能有效解决现有分度头用控制电路存在的电路复杂、投入成本较高、使用操作不便等问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种分度头用控制电路，其电路简单、设计合理、投入成本低且使用操作简便、使用效果好，能解决现有分度头用控制电路存在的电路复杂、投入成本较高、使用操作不便等问题，使用操作方式灵活。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种分度头用控制电路，其特征在于:包括主控芯片、对被控制分度头的驱动电机进行驱动的电机驱动器、对所述驱动电机的转角与转速进行手动设定的电子手轮以及分别与主控芯片相接的按键电路、供电电路、串行通信接口和光电隔离电路，所述主控芯片通过串行通信接口与上位机连接，所述电子手轮与主控芯片连接；所述主控芯片为芯片ATmega 16 ;所述驱动电机为步进电机，所述电机驱动器包括与所述步进电机连接的电机驱动芯片，所述电机驱动芯片为芯片TB6560 ；所述主控芯片通过光电隔离电路与电机驱动器连接，所述光电隔离电路包括第一光耦芯片、第二光耦芯片和第三光耦芯片，所述第一光耦芯片和第二光耦芯片均为芯片6N137，所述第三光耦芯片为芯片TLP521 ;所述第一光耦芯片的CA引脚与芯片ATmega 16的TO2引脚连接且其OUT引脚与芯片TB6560的CLK引脚连接，所述第二光耦芯片的CA引脚与芯片ATmega 16的PD4引脚连接且其OUT引脚与芯片TB6560的CW/CCW引脚连接，所述第三光耦芯片的第2引脚与芯片ATmega 16的TO5引脚连接且其OUT引脚与芯片TB6560的ENABLE引脚连接。
[0007]上述一种分度头用控制电路，其特征是:所述供电电路包括芯片LM2575和与供电电源连接的JP4接口，所述芯片LM2575的第I引脚与JP4接口的第I引脚相接，所述JP4接口的第2引脚接地；所述芯片LM2575的第I引脚经电阻Rl后接地且其第4引脚经电容CS后接地，所述芯片LM2575的第2引脚与稳压管Dl的阴极连接，稳压管Dl的阳极接地；所述芯片LM2575的第2引脚和第4引脚之间接有电感L2，且芯片LM2575的第3引脚和第5引脚均接地；所述芯片LM2575的第4引脚为供电电路的电压输出端，所述供电电路的电压输出端为VCC电源端；所述芯片ATmega 16的VCC引脚接VCC电源端且其AVCC引脚经电感LI后接VCC电源端。
[0008]上述一种分度头用控制电路，其特征是:所述上位机为被控制分度头所安装数控铣床的铣床控制器。
[0009]上述一种分度头用控制电路，其特征是:还包括与所述芯片ATmega 16连接的数据传输接口，所述电子手轮通过数据传输接口与所述芯片ATmega 16连接。
[0010]上述一种分度头用控制电路，其特征是:所述串行通信接口为RS232接口，所述RS232接口包括芯片MAX232，所述芯片MAX232的R2out引脚和Rlout引脚分别与JP5接口的第I引脚和第5引脚连接，所述芯片MAX232的T2in引脚和Tlin引脚分别与JP5接口的第2引脚和第6引脚连接，所述芯片MAX232的第3引脚和第4引脚分别与芯片ATmega 16的PDO引脚和PDl引脚连接；所述芯片MAX232的R2in引脚和T2out引脚分别与9芯D型插座DB9-1的第2引脚和第3引脚连接，所述芯片MAX232的Rlin引脚和Tlout引脚分别与9芯D型插座DB9-2的第2引脚和第3引脚连接。
[0011]上述一种分度头用控制电路，其特征是:所述按键电路为4X4矩阵键盘，所述4X4矩阵键盘的8个输出端分别与芯片ATmega 16的PB0-PB7引脚连接。
[0012]上述一种分度头用控制电路，其特征是:还包括与主控芯片相接的显示电路。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、电路简单、设计合理且投入成本较低，接线方便。
[0015]2、使用操作简便，能与现有的数控铣床相配合使用。
[0016]3、使用操作方式灵活，具有手动和自动两种控制方式。
[0017]4、使用效果好且实用价值高，能简便、快速且高质量完成分度头控制过程，使得分度头具有分度速度快、精度高等优点，能解决现有分度头用控制电路存在的电路复杂、投入成本较高、使用操作不便等问题。
[0018]综上所述，本实用新型电路简单、设计合理、投入成本低且使用操作简便、使用效果好，具有手动控制和自动控制两种控制方式，使用操作方式灵活。
[0019]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0021]图2为本实用新型主控芯片的电路原理图。
[0022]图3为本实用新型供电电路的电路原理图。
[0023]图4为本实用新型串行通信接口的电路原理图。
[0024]图5为本实用新型光电隔离电路的电路原理图。
[0025]图6为本实用新型电机驱动器的电路原理图。
[0026]图7为本实用新型按键电路的电路原理图。
[0027]附图标记说明:
[0028]I—主控芯片； 2—电机驱动器； 3—按键电路；
[0029]4—供电电路；5—串行通信接口； 6—铣床控制器；
[0030]7—光电隔离电路；8—电子手轮；9 一数据传输接口；
[0031]10一显不电路。
【具体实施方式】
[0032]如图1、图2所示，本实用新型包括主控芯片1、对被控制分度头的驱动电机进行驱动的电机驱动器2、对所述驱动电机的转角与转速进行手动设定的电子手轮8以及分别与主控芯片I相接的按键电路3、供电电路4、串行通信接口 5和光电隔离电路7，所述主控芯片I通过串行通信接口 5与上位机连接，所述电子手轮8与主控芯片I连接。所述主控芯片I为芯片ATmega 16。结合图5和图6，所述驱动电机为步进电机，所述电机驱动器2包括与所述步进电机连接的电机驱动芯片，所述电机驱动芯片为芯片TB6560。所述主控芯片I通过光电隔离电路7与电机驱动器2连接，所述光电隔离电路7包括第一光耦芯片、第二光耦芯片和第三光耦芯片，所述第一光耦芯片和第二光耦芯片均为芯片6N137，所述第三光耦芯片为芯片TLP521。所述第一光耦芯片的CA引脚与芯片ATmega 16的TO2引脚连接且其OUT引脚与芯片TB6560的CLK引脚连接，所述第二光耦芯片的CA引脚与芯片ATmega 16的PD4引脚连接且其OUT引脚与芯片TB6560的CW/CCW引脚连接，所述第三光耦芯片的第2引脚与芯片ATmega 16的TO5引脚连接且其OUT引脚与芯片TB6560的ENABLE引脚连接。
[0033]如图3所示，本实施例中，所述供电电路4包括芯片LM2575和与供电电源连接的JP4接口，所述芯片LM2575的第I引脚与JP4接口的第I引脚相接，所述JP4接口的第2引脚接地。所述芯片LM2575的第I引脚经电阻Rl后接地且其第4引脚经电容CS后接地，所述芯片LM2575的第2引脚与稳压管Dl的阴极连接，稳压管Dl的阳极接地。所述芯片LM2575的第2引脚和第4引脚之间接有电感L2，且芯片LM2575的第3引脚和第5引脚均接地。所述芯片LM2575的第4引脚为供电电路4的电压输出端，所述供电电路4的电压输出端为VCC电源端。所述芯片ATmega 16的VCC引脚接VCC电源端且其AVCC引脚经电感LI后接VCC电源端。
[0034]芯片LM2575是美国安森美半导体公司生产的新型开关式降压型稳压电路，芯片LM2575的作用与LM7805三端稳压器差不多，不过由于该稳压电源采用了开关技术，所以它的效率要比普通的三端稳压器要高，而且该系列稳压器的输入电压范围比普通二端稳压器更广。芯片LM2575的最大输入电压为40V，最小输入电压为7.0V,最大负载电流为1.0A，最高环境温度为50度，最低环境温度为O度。实际使用时，芯片LM2575能为芯片ATmega 16提供电源，并能有效保证芯片ATmega 16的正常工作。本实施例中，所述供电电源为26V电源。
[0035]本实施例中，所述上位机为被控制分度头所安装数控铣床的铣床控制器6。
[0036]同时，本实用新型还包括与所述芯片ATmega 16连接的数据传输接口 9，所述电子手轮8通过数据传输接口 9与所述芯片ATmega 16连接。所述数据传输接口 9为I/O接口。
[0037]本实施例中，如图4所示，所述串行通信接口 5为RS232接口，所述RS232接口包括芯片MAX232，所述芯片MAX232的R2out引脚和Rlout引脚分别与JP5接口的第I引脚和第5引脚连接，所述芯片MAX232的T2in引脚和Tlin引脚分别与JP5接口的第2引脚和第6引脚连接，所述芯片MAX232的第3引脚和第4引脚分别与芯片ATmega 16的PDO引脚和PDl引脚连接；所述芯片MAX232的R2in引脚和T2out引脚分别与9芯D型插座DB9-1的第2引脚和第3引脚连接，所述芯片MAX232的Rlin引脚和Tlout引脚分别与9芯D型插座DB9-2的第2引脚和第3引脚连接。
[0038]所述芯片MAX232的C2+和C2-引脚之间接有电容C5，且芯片MAX232的Cl+和Cl-引