一種微型數控裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及數控領域，尤其涉及一種微型數控裝置。
【背景技術】
[0002]數控裝置是數控機床等設備的核心裝置，通過數控裝置可實現對機床的位置、角度、速度等機械量和開關量的調控。目前，數控裝置因完成了從2軸、2.5軸到3軸乃至多軸的技術發展，而受到越來越多人的青睞。但是，當今市場上的經濟型數控裝置多種多樣，大多數數控裝置都是采用中低端的成品運動控制卡，而這些運動控制卡成本均比較高，并不適用于大中專院校教學編程練習及零件的加工用途;此外，現有的數控裝置對計算機硬件有相應的要求，功耗高也不輕便。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種可節約成本、減低功耗、輕便且可適用于大中專院校教學編程練習及零件的加工用途的微型數控裝置。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種微型數控裝置，包括處理單元、串口模塊、第一單片機和第二單片機;所述處理單元的輸出端通過所述串口模塊與所述第一單片機的輸入端連接;所述第二單片機的輸入端與所述第一單片機的輸出端連接，輸出端通過所述串口模塊與所述處理單元的輸入端連接;所述第一單片機的輸出端還分別連接有主軸驅動器、X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器;所述主軸驅動器的輸出端連接主軸直流電機;所述X軸驅動器的輸出端連接X軸步進電機;所述Y軸驅動器的輸出端連接Y軸步進電機；所述Z軸驅動器的輸出端連接Z軸步進電機。
[0005]相比于現有技術，本實用新型利用處理單元對程序數據強大的運算處理能力，結合第一單片機和第二單片機的高集成度和運算速度快的特性，實現對機床的多軸聯動控制，提高了信號處理的效率，降低了硬件設備的要求，降低了功耗，更加輕便;同時處理單元和第一單片機、第二單片機均為常用的儀器設備，相比于價格高的成品運動控制卡，節省了成本，可適用于大中專院校教學編程練習及零件的加工用途。
[0006]進一步地，還包括按鍵模塊，所述按鍵模塊的輸出端與所述第一單片機的輸入端連接。
[0007]進一步地，所述的主軸驅動器為一功率開關模塊;所述主軸直流電機為48V/300W高速直流電機;所述處理單元向所述單片機發送轉速數據信號，所述第一單片機接收所述處理單元的轉速數據信號后，通過發送PWM信號到所述主軸驅動器來調節主軸直流電機的轉速。采用PWM控制直流電機可實現寬范圍調速，適用加工精密細小工件。解決了職業院校工科專業實操高耗材、高成本的全國性難題。
[0008]進一步地，所述X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器均采用型號為DM542兩相步進驅動器。
[0009]進一步地，所述第一單片機和第二單片機的型號為STC15W4K48S4。
[0010]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型微型數控裝置實施例的原理圖。
【具體實施方式】
[0012]請參閱圖1，其是本實用新型微型數控裝置實施例的原理圖。本實施例的微型數控裝置優先適應于機床的數控控制，但本實用新型對此不作限定，也可應用于其他數控產品上。
[0013]該微型數控裝置包括處理單元、串口模塊、第一單片機、第二單片機和按鍵模塊。所述處理單元的輸出端通過所述串口模塊與所述第一單片機的輸入端連接。所述第二單片機的輸入端與所述第一單片機的輸出端連接，輸出端通過所述串口模塊與所述處理單元的輸入端連接。所述按鍵模塊的輸出端與所述第一單片機的輸入端連接。所述第一單片機的輸出端還分別連接有主軸驅動器、X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器;所述主軸驅動器的輸出端連接主軸直流電機;所述X軸驅動器的輸出端連接X軸步進電機;所述Y軸驅動器的輸出端連接Y軸步進電機;所述Z軸驅動器的輸出端連接Z軸步進電機。
[0014]所述處理單元向所述單片機發送數據信號，所述第一單片機接收所述處理單元的轉速數據信號后發送信號到對應的驅動器，進而控制相應的電機轉動；同時所述第二單片機通過所述第一單片機來檢測機床的位置坐標，并將機床的當前坐標通過所述串口模塊反饋回處理單元。
[0015]所述處理單元在PC計算機內運行一個自開發編寫的名為“G—⑶DE”軟件，所述“G—CODE”軟件為計算機端軟件程序，可讀取“txt，cnc，nc，cut”等格式的包含G代碼指令的文件并載入到G — CODE軟件，并通過計算USB端口與串口模塊通信連接向單片機發送控制命令完成相應的G代碼控制功能。
[0016]所述處理單元在“G—CODE”軟件中可進行相關的控制參數設置，如通信設置、脈沖當量、最大行程、最高進給速度等的設置。所述程序操作界面上設有多個功能按鈕，通過該多個功能按鈕可對進行停止、運行、單段、暫停、復位等的控制操作。
[0017]所述的主軸驅動器為一功率開關模塊;所述主軸直流電機為48V/300W高速直流電機。所述處理單元向所述單片機發送轉速數據信號，所述第一單片機接收所述處理單元的轉速數據信號后，通過發送PWM信號到所述主軸驅動器，進而控制主軸直流電機的轉速，實現電機的無級控制。采用PWM控制直流電機可實現寬范圍調速，適用加工精密細小工件。解決了職業院校工科專業實操高耗材、高成本的全國性難題。
[0018]所述X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器均采用型號為DM542兩相步進驅動器。
[0019]所述按鍵模塊采用點動按鈕，通過所述按鍵模塊可實現手動和計算機處理單元G代碼程序控制兩種控制方式的切換，進而實現對對應移動軸的方向移動控制、移動速度控制、主軸控制和零件加工等。
[0020]G代碼加工程序載入到所述處理單元的G — CODE控制系統內；用戶在所述處理單元的軟件界面上設置相關參數;所述處理單元讀取該參數信號并進行處理后，將計算結果通過所述串口模塊發送到所述第一單片機;所述第一單片機對信號進行加工后輸出控制信號，并傳送到主軸驅動器和/或X軸驅動器和/或Y軸驅動器和/或Z軸驅動器，由驅動器控制驅動相應的電機轉動，進而控制機床的運動。同時所述第二單片機通過所述第一單片機來檢測機床的位置坐標，且每隔0.3秒將機床的當前坐標通過所述串口模塊反饋回處理單元，并在軟件界面相應的位置顯示，以便用戶及時了解所述機床的位置和工作狀態。
[0021]相比于現有技術，本實用新型利用處理單元對程序數據強大的運算處理能力，結合第一單片機和第二單片機的高集成度和運算速度快的特性，實現對機床的多軸聯動控制，提高了信號處理的效率，降低了硬件設備的要求，降低了功耗，更加輕便;同時處理單元和第一單片機、第二單片機均為常用的儀器設備，相比于價格高的成品運動控制卡，節省了成本，可適用于大中專院校教學編程練習及零件的加工用途。進一步地，處理單元通過第一單片機發送信號控制機床的工作，通過第二單片機檢測機床的狀態，兩個單片機分工配合進一步提高了信號的處理效率。
[0022]本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本實用新型的權利要求和等同技術范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。
【主權項】
1.一種微型數控裝置，其特征在于:包括處理單元、串口模塊、第一單片機和第二單片機;所述處理單元的輸出端通過所述串口模塊與所述第一單片機的輸入端連接;所述第二單片機的輸入端與所述第一單片機的輸出端連接，輸出端通過所述串口模塊與所述處理單元的輸入端連接;所述第一單片機的輸出端還分別連接有主軸驅動器、X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器;所述主軸驅動器的輸出端連接主軸直流電機;所述X軸驅動器的輸出端連接X軸步進電機;所述Y軸驅動器的輸出端連接Y軸步進電機;所述Z軸驅動器的輸出端連接Z軸步進電機。2.根據權利要求1所述的微型數控裝置，其特征在于:還包括按鍵模塊，所述按鍵模塊的輸出端與所述第一單片機的輸入端連接。3.根據權利要求1所述的微型數控裝置，其特征在于:所述的主軸驅動器為一功率開關模塊;所述主軸直流電機為48V/300W高速直流電機;所述處理單元向所述單片機發送轉速數據信號，所述第一單片機接收所述處理單元的轉速數據信號后，通過發送PWM信號到所述主軸驅動器來調節主軸直流電機的轉速。4.根據權利要求1-3中任一權利要求所述的微型數控裝置，其特征在于:所述X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器均采用型號為DM542兩相步進驅動器。5.根據權利要求1所述的微型數控裝置，其特征在于:所述第一單片機和第二單片機的型號為 STC15W4K48S4。
【專利摘要】本實用新型公開了一種微型數控裝置，包括處理單元、串口模塊、第一單片機和第二單片機；所述處理單元通過所述串口模塊與所述第一單片機和第二單片機連接；所述第二單片機與所述第一單片機連接；所述第一單片機還分別連接有主軸驅動器、X軸驅動器、Y軸驅動器和Z軸驅動器；所述主軸驅動器連接主軸直流電機；所述X軸驅動器連接X軸步進電機；所述Y軸驅動器連接Y軸步進電機；所述Z軸驅動器連接Z軸步進電機。本實用新型利用處理單元對程序數據強大的運算處理能力，結合第一單片機和第二單片機的高集成度和運算速度快的特性，實現對機床的多軸聯動控制，提高了信號處理的效率，降低了硬件設備的要求，降低了功耗，更加輕便，節省了成本。
【IPC分類】G05B19/19
【公開號】CN205334201
【申請號】CN201521112582
【發明人】蔡躍偉, 陳仟新
【申請人】江門市新會機電職業技術學校
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月25日