專利名稱：加密矩陣機床操作面板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機床操作面板，尤其涉及一種加密矩陣機床操作面板。
背景技術：
傳統機床操作面板與系統I/O之間的數據交換采用的是點對點的方式，由于面板上每一個輸入輸出信號都要占用一個I/O點，因此這種數據交換方式的缺點是輸入輸出信號需占用大量I/O點，在例如加工中心等高檔機床上使用這種面板時，系統提供的基本I/ 0單元就不夠用，必須擴展I/O單元，這樣不僅增加了制造成本，還增加了接線的工作量；另夕卜，傳統面板功能單一，只具備操作功能，無法對機床的操作時限進行設定，滿足不了一些客戶對機床操作的授權。
發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單、制造成本低、功能多樣化的加密矩陣機床操作面板。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種加密矩陣機床操作面板，包括襯板，襯板前面為面板操作區，面板操作區內設有RS232通訊口和備用按鈕安裝區，其特征是襯板后面安裝有矩陣線路板，矩陣線路板后面安裝有加密線路板，矩陣線路板與加密線路板通過數據線相連，矩陣線路板與襯板通過支撐螺柱和螺母組裝成面板操作區。本發明將開關集成到電路板上，簡化了結構、降低了制造成本，既節省時間，又不容易出現人為接線錯誤，輸入輸出電路采用矩陣電路，可節省大量的I/O點，利用單片機的編程技術還能對機床進行操作時限授權設定，即加密功能，可防止非法操作，增加了機床操作面板的功能。
圖1是本發明的主視結構示意圖；圖2是本發明的后視結構示意圖；圖3是圖1的A-A剖視示意圖；圖4是輸入信號矩陣原理及加密示意圖；圖5是輸出信號矩陣原理示意圖。附圖中1、面板操作區；2、RS232通訊口 ；3、備用按鈕安裝區；4、安裝孔；5、襯板；6、矩陣線路板；7、加密線路板；8、支撐螺柱；9、螺母。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述
一種加密矩陣機床操作面板 ，如圖1、圖2、圖3所示，包括襯板5，襯板5前面為面板操作區1，面板操作區1內設有RS232通訊口 2和備用按鈕安裝區3，襯板5后面安裝有矩陣線路板6，矩陣線路板6后面安裝有加密線路板7，矩陣線路板6與加密線路板7通過數據線相連，矩陣線路板6與襯板5通過支撐螺柱8和螺母9組裝成面板操作區1。上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。本發明可以利用單片機技術對機床操作面板輸入輸出方式及操作授權進行設置。本發明通過一個插頭CB104和接口電纜同數控系統的I/O接口連接，實現同數控系統之間的數據交換，接線工作量大大減少。如圖1所示，操作面板上只有波段開關、急停和程序保護等開關外接，其余都集成在矩陣線路板上，矩陣線路板通過34芯雙列直插式電連接器CB34-I和CB34-0同加密線路板上的同名連接器之間采用信號電纜連接(參見圖2、圖3)。操作面板與系統I/O單元之間通過加密線路板上的50芯雙列直插式電連接器CB104和一根50芯接口電纜相連接，操作面板與系統之間的通訊只需要這一根電纜連接就可以，無需其它接線，連接非常簡單方便。操作面板只占用I/O單元上的一個50芯標準接口就可實現全部的輸入輸出功能，剩余的三個接口完全可以滿足機床側輸入/輸出功能的使用，即使在功能復雜的加工中心上使用，也無需擴展I/O單元。如圖2和圖4所示，矩陣線路板上的開關矩陣信號是通過加密線路板上的KB單片機89C52的Pl 口和P3 口作為輸出鎖存，PO 口和P2 口上都帶有上拉電阻，開關位于PO 口和P2 口各位線的交叉點上，形成開關的矩陣排列，總共可以達到64位開關量的輸入。掃描開關的方式是先將PO 口各位置為0，即低電平，然后讀取P2 口狀態，由于P2 口各位有上拉電阻，則在開關沒有接通的情況下是1，而當有開關接通時，該位置被拉到0，通過這種方式掃描是否有開關接通。當掃描到有開關接通后，讀取P2 口被拉低的位，得到矩陣掃描的列號，并將結果送到Pl 口，然后再將P2 口置為0，依次掃描出PO 口對應的狀態，再將P2 口的狀態進行二進制編碼后送到P3 口，占用P3 口 3個地址，這樣就得到對應開關的鍵值。把 Pl 口和P3 口的值通過光耦P521將5V信號裝換成24V信號，再經過CB104連接器和信號電纜送到系統I/O單元。如圖2和圖5所示，系統輸出的24V信號通過插頭CB104送到加密線路板上，由 P521光耦轉換成5V信號，送到單片機LED的Pl 口和P3 口，再通過單片機掃描運算后將結果輸出到PO 口和P2 口，面板上的所有指示燈和數碼管顯示都在PO 口和P2 口得交叉矩陣上，單片機LED控制輸出到PO 口和P2 口的電平狀態，并通過三極管9012將信號放大，驅動矩陣電路上的指示燈發光，具體過程是先將PO 口各位依次置為0，然后定義P2 口各位，當 P2 口某位置為1時，那么處在該陣列交叉點上的指示燈發光，每掃描一個周期，單片機LED 會讀取從系統I/O單元送到Pl 口和P3 口的信號狀態，并將結果送到PO 口和P2 口，所以指示燈是時刻在閃爍的，由于掃描的速度非常快，所以人眼看不到指示燈的閃爍。數控系統I/O接口 CB104是24輸入16輸出的標準接口，輸入和輸出矩陣電路各占用了 11個地址，波段開關占用10個輸入地址，程序保護占用1個輸入地址，還剩余2個輸入地址，可以作為備用地址，輸出剩余5個地址可以全部作為備用地址，一個CB104插頭就可實現77個輸入和69個輸出信號的使用，大大節省了 I/O地址的使用量，不但連接方便， 還為用戶節約制造成本。在加密線路板上嵌入了一套時鐘電路，為面板的加密提供時間數據。在面板初始化時，將時鐘芯片X1203內的數據復位，同時數據被送到單片機SDQ的P3 口，P3 口時刻 掃描時鐘芯片X1203內的時間數據，與程序中設定的時間進行比較，到達加密設定的時間時，便啟動加密程序，將輸出結果送到Pl 口，，方式是將Pl 口的電平強制置為0，因為單片機SDQ 的Pl 口和單片機KB的PO 口是短接的，同樣也將單片機KB的PO 口強制置0，導致單片機 KB無法工作，輸入信號失效，從而達到鎖定鍵盤的目的，使面板在授權的時限之外無法操作。單片機SDQ的P2 口作為加密數據的輸出口，驅動6個數碼顯示器顯示報警信息，原理也是矩陣方式輸出。用戶可以根據顯示的報警信息和說明書上的解密方法進行面板的解密工作。如圖3所示，矩陣線路板、加密線路板和襯板之間通過支撐螺柱和螺母安裝固定， 如圖1所示，面板上留有安裝孔，供用戶在機床上安裝使用。面板上還有RS232接口，可供機床調試人員連接PC機，上面提供了電源接口和網口、串行通訊口。面板上備用按鈕安裝區可為用戶擴展功能時安裝按鈕開關，安裝時直接打開微創口即可，可安裝Φ 16或Φ 22規格的按鈕。面板出廠前，要在單片機里預先設定一組固定數，這是面板加密和解密的基礎數據，機床生產廠都要對面板的固定數進行記錄、存檔、每塊面板有不同的固定數，以保護面板數據的安全性。固定數的修改操作1.同時按住面板操作區1.的“▲”和“ ▼”鍵開機，開機后面板顯示“”。2.輸入四位原始固定數(出廠固定數6666，按“ ▲”鍵進行輸入位“+1”，按“ ▼” 號鍵進行位輸入“_1”，按“<，鍵進行位切換)，按“ENTER1”鍵、若顯示“UNPASS”則說明輸入的原始固定數錯誤。3.若輸入的固定數正確則數碼管顯示“”，輸入四位新的固定數，按“ENTER1”
鍵結束。面板的加密設定1.同時按住面板操作區1.的“ENTER1”和“ENTER2”鍵開機，開機后數碼管顯示6 位的隨機數。2.把隨機輸入“山森數控V2. 0”軟件，根據軟件的界面提示輸入相應數，最后按確定得出輸出結果(12位數據分兩次輸入)。3.把輸出結果寫入面板。按“ENTER1”鍵顯示“------”，輸入前六位數據(按
“▲”鍵進行輸入位“+1”，按“ ▼ ”號鍵進行位輸入“-1”，按“4”鍵進行位切換)，輸入完成按“ENTERl，，鍵。然后顯示“------”，再輸入后六位數據，輸入完成按“ENTER2”鍵。4.兩次輸入完成后，若顯示“UNPASS”則說明時間設定不成功，若顯示“PASS”則說明時間設定成功。面板永久解密操作1.同時按住面板操作區1.的“▲”和“ESC”鍵開機，開機后數碼管顯示6位的隨機數。2.把隨機數輸入“山森數控V2.0”軟件(在軟件模式選擇里選永久性解密)，根據軟件的界面提示輸入相應數，最后按確定得出輸出結果(6位數據)。3.把輸出結果寫入面板。按“ENTER1”鍵顯示“------”，輸入前六位數據(按
“▲”鍵進行輸入位“+1”，按“ ▼ ”號鍵進行位輸入“-1”，按“<，鍵進行位切換)，輸入完成按 “ENTERl ” 鍵。4.輸入完成后，若顯示“UNPASS”則說明永久性時間解除不成功，若顯示“PASS”則說明永久性時間解除成 功。
權利要求
1. 一種加密矩陣機床操作面板，包括襯板(5)，襯板(5)前面為面板操作區(1)，面板操作區(1)內設有RS232通訊口(2)和備用按鈕安裝區(3)，其特征是襯板(5)后面安裝有矩陣線路板(6)，矩陣線路板(6)后面安裝有加密線路板(7)，矩陣線路板(6)與加密線路板(7)通過數據線相連，矩陣線路板(6)與襯板(5)通過支撐螺柱(8)和螺母(9)組裝成面板操作區(1)。
全文摘要
一種結構簡單、制造成本低、功能多樣化的加密矩陣機床操作面板，包括襯板，襯板前面為面板操作區，面板操作區內設有RS232通訊口和備用按鈕安裝區，襯板后面安裝有矩陣線路板，矩陣線路板后面安裝有加密線路板，矩陣線路板與加密線路板通過數據線相連，矩陣線路板與襯板通過支撐螺柱和螺母組裝成面板操作區。本發明將開關集成到電路板上，簡化了結構、降低了制造成本，既節省時間，又不容易出現人為接線錯誤，輸入輸出電路采用矩陣電路，可節省大量的I/O點，利用單片機的編程技術還能對機床進行操作時限授權設定，即加密功能，可防止非法操作，增加了機床操作面板的功能。
文檔編號G05B19/414GK102306012SQ201110228709
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者何大偉, 劉栗, 劉近舉, 張克成, 朱根偉, 趙懷勇 申請人:滕州市山森創發數控設備有限公司