一种三坐标运动控制器制造技术

本实用新型专利技术一种三坐标运动控制器涉及单片机及电子技术应用领域，特别是一种简易定位控制的三坐标运动控制器。包括控制盒、电路板、人机操作界面、手摇脉冲发生器MPG和控制电路，人机操作界面具有LED显示屏和控制按键，人机操作界面和手摇脉冲发生器MPG设置在控制盒上，电路板安装在控制盒内，控制电路装配在电路板上，控制电路包括单片机、输入信号电路部分、输出信号电路部分、手摇脉冲发生器MPG控制电路部分、LED显示及按键电路部分和串行通讯接口电路部分，各部分均为独立的功能模块，单片机电路与其它各部分功能电路模块之间通过系统总线相连。本实用新型专利技术结构简单、操作容易、易于安装和调试。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术一种三坐标运动控制器涉及单片机及电子技术应用领域，特别是一种适用于简易定位控制的三坐标运动控制器。
技术介绍
运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。运动控制技术主要基于数控、机器人等工业自动化技术而发展。近年来，随着运动控制技术的不断进步和完善，运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经应用在检测、机加工、装配等产业领域。在检验、测量领域内一些需要简易定位控制的行业，比如国内大批的小型印制板生产厂家，常需要人工或自动操纵放大显示装置前、后、上、下、左、右移动，对印制电路板进行人工检验，而且需要操作简单方便。大量市场调研总结整理完成的用户对于简易测量定位装置所需具备的功能如表1 所示。表1简易测量定位控制器功能需求表功能名称功能简介1手动坐标辅缝 m可任意 择χ、Υ、ζ三个坐标$_之一进行手动运行,例如 χ辅时,准备透择黑方__机运行，以此樊推。^手动iiff手动运行时.，使用一只#摇獻沖发生器(MPG)作为坐标辅运行的操控Λ当操作工用手摇_ MPG时， 坐ΙΤ44运行，停止摇动MPG时坐标tt停止运行·^3手动S行方_If合手动坐标辅选择和MPG,嫛求方II实行简易的手动三坐标控制，Λ当选择X翁时，手动顺时针摇动MPGi X轴正_移动，逆时$+Η讓动MPG时，X 辅负向运行，停止搖动MPG, X輔停止运行s Y、 Z轴的运行依此类*4J - _ι J· —·■ ^！ — 目项1T自动运行只嫛求能够进行《单的三坐标直线插补定位ea过人挑操作界面输入需要定位的坐标数据，If “启动+”接键，控制器自动接照顿置的逮率分鋼移动X、Y、Z坐标輔S达指定位置《5自动运行邏率自动运行时率可以通过参数预置6P·位ff护手动或自动运行状态下增加「 位《护 施.当澡作工不注纛将Χ_,ΙΕ肉移动至正_极暖位置，此时, 再顺时针摇动MPG, X输終不会继续霸正ft移动， 但5J以逆向摇动MPG,使X辅反向移动，i|出极 P艮位置s反fl移动至极R位置时也是如此《 HIS, Y、z_fe同样Sit置_+位保护搶施。 「餐位保沪措 同样适用于目动运行模式可通过参数预置變标擾暖位置，当要设置的预定自动运行坐标超出极R参数僅时，控发出参数设置错i藥报 Si提示修改》7人机操作界面作为霄舅測量定位控制装置，尽量使用直观、_ 的}i作方？去以,及数《显示β 目前市场上能够满足上述要求的控制器有三轴联动数控系统、通用运动控制器、 开放式运动控制器等产品。但即便是最简单的经济型数控系统也具备模态指令、多指令共段、多种曲线插补、螺纹加工、自动对刀、PLC等多种机能。在花费了将近万元代价购回的经济型数控系统却只使用了其极少的一点功能，有点大材小用，不经济。况且对于经济实力不是太雄厚的中小型企业而言，高档的三坐标控制器不但结构复杂，而且价格不菲。对于一些控制要求简单、准确度和精度要求不是很高的应用场合，如何找到与之匹配的经济型运动控制器是目前检测定位机械制造领域面临的一个问题。
技术实现思路
本技术一种三坐标运动控制器的目的是针对上述问题，提供一种适用于简易定位控制的三坐标运动控制器，能够实现手动、自动模式下x、Y、z三个方向简易坐标定位，手动坐标轴选择，坐标轴运行限位保护等功能，满足目前机加工、检测等领域一些低端客户的实际需要。—种三坐标运动控制器是采取以下技术方案实现的一种三坐标运动控制器包括控制盒、电路板、人机操作界面、手摇脉冲发生器MPG和相应控制电路。人机操作界面具有 LED显示屏和控制按键，人机操作界面和手摇脉冲发生器MPG设置在控制盒上，电路板安装在控制盒内，控制电路装配在电路板上，所述的控制电路包括单片机、输入信号电路部分、 输出信号电路部分、手摇脉冲发生器MPG控制电路部分、LED显示及按键电路部分和串行通讯接口电路部分，所述的各部分均为独立的功能模块，单片机电路与其它各部分功能电路模块之间通过系统总线相连。所述的手摇脉冲发生器MPG采用市售的光电脉冲式手摇脉冲发生器。所述的控制按键包括数字输入信号键和参数设置按键。单片机是一种三坐标运动控制器的核心，完成手动输入信号的计数、自动定位坐标位置的计算、电机驱动信号的发送以及显示、编辑、操作等人机接口功能。所述的单片机采用市售的ATMEL公司AVR Mega64单片机，该单片机体积小巧、经济实惠，同时具备内置EEPROM的优势，方便存储用户设置的各项参数。输入信号电路部分的信号主要包括启动、停止按钮信号以及极限开关输入信号等，输入信号电路部分对上述信号进行处理。输出信号电路部分的输出信号包括步进X、Y、Z轴的运行方向、电机驱动器控制信号和外部动作继电器控制信号等。所述的输出信号设置为光电隔离和达林顿驱动输出，有效提高控制器的抗干扰能力和输出信号的驱动电流，可直接连接绝大部分负载电路，包括类似继电器的感性负载。手摇脉冲发生器MPG控制电路部分用来提供脉冲信号以驱动设备运行，手摇盘控制电路部分包括鉴向电路和倍频电路，鉴向电路提供方向识别信号，指使设备按预定方向运行，倍频电路主要用来将信号放大，使其小信号放大到系统所需要的信号。这些信号可实现手动操纵坐标轴运行。LED显示及按键电路部分是本技术的人机接口部分，是显示、编辑、操作等功能的实现平台。利用AVR-Mega64单片机的主从式SPI串行接口，配合软件编程，实现动态 LED数码管显示及按键扫描与处理功能。串行通讯接口电路部分是扩展接口，提供和上位计算机实时交换数据的能力。比如通过上位机对控制器预置参数，将控制器实时坐标位置传递给上位机等。在所述的输入信号电路部分和输出信号电路部分设置有光电隔离电路，光电隔离电路可以增强控制器的抗干扰能力，在电隔离的情况下，以光为媒介传送信号，对输入和输出电路可以进行隔离。能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处。工作原理一种三坐标运动控制器在应用时，可通过人机接口(显示和按键)设置参数，结合控制盒上的控制按键操作，通过控制电路板输出不同方向和不同速率的控制脉冲。本技术的有益效果在于本专利技术采用了单片机作为核心，由于单片机芯片内部集成了 FLASH R0M、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、EEPR0M等各种必要功能和外设。它的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。一种三坐标运动控制器结构简单、操作容易、易于安装和调试，在满足操作工艺流程要求的前提下，整台控制器操作控制部分的成本只有百元左右， 达到了相当经济实用的目的。能够实现手动、自动模式下X、Y、Z三个方向简易坐标定位，手动坐标轴选择，坐标轴运行限位保护等功能，满足目前机加工、检测等领域一些低端客户的实际需要。附图说明以下将结合附图对本技术作进一步说明图1为本技术简易三坐标运动控制器原理框图。图2为本技术简易三坐标运动控制器系统结构图。具体实施方式参照附图广2，本技术一种三坐标运动控制器包括控制盒、电路板、人机操作界面、手摇脉冲发生器MPG和相应控制电路。人机操作界面具有LED显示屏和控制按键本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三坐标运动控制器，其特征在于包括控制盒、电路板、人机操作界面、手摇脉冲发生器ＭＰＧ和控制电路，人机操作界面具有ＬＥＤ显示屏和控制按键，人机操作界面和手摇脉冲发生器ＭＰＧ设置在控制盒上，电路板安装在控制盒内，控制电路装配在电路板上，所述的控制电路包括单片机、输入信号电路部分、输出信号电路部分、手摇脉冲发生器ＭＰＧ控制电路部分、ＬＥＤ显示及按键电路部分和串行通讯接口电路部分，所述的各部分均为独立的功能模块，单片机电路与其它各部分功能电路模块之间通过系统总线相连；输入信号电路部分的信号包括启动、停止按钮信号以及极限开关输入信号；输出信号电路部分的输出信号包括步进Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的运行方向、电机驱动器控制信号和外部动作继电器控制信号；手摇盘控制电路部分包括鉴向电路和倍频电路。

【技术特征摘要】
1.一种三坐标运动控制器，其特征在于包括控制盒、电路板、人机操作界面、手摇脉冲发生器MPG和控制电路，人机操作界面具有LED显示屏和控制按键，人机操作界面和手摇脉冲发生器MPG设置在控制盒上，电路板安装在控制盒内，控制电路装配在电路板上，所述的控制电路包括单片机、输入信号电路部分、输出信号电路部分、手摇脉冲发生器MPG控制电路部分、LED显示及按键电路部分和串行通讯接口电路部分，所述的各部分均为独立的功能模块，单片机电路与其它各部分功能电路模块之间通过系统总线相连；输入信号电路部分的信号包括启动、停止按钮信号以及极限开关输入信号；输出信号电路部分的输出信号包括步进X、Y、Z轴的运行方向、电机驱动器控制信号和外...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小勇，侯立功，屈寅春，邹晔，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：32