制裝置還包括1擴展電路600，所述1擴展電路600與所述微處理器100連接。
[0023]1擴展電路600采用總線型擴1芯片PCA9555，該芯片可以掛載在I2C總線上實現(xiàn)擴充1 口的功能，微處理器100通過專用的I2C通信口與該芯片相連。設置1擴展電路600可以增加整個CNC協(xié)同控制裝置的1端口，解決并口輸出控制功能有限的問題，滿足實際生產生活中對端口數(shù)量的需求。
[0024]如圖2所示，在其中一個實施例中，所述CNC協(xié)同控制裝置還包括使能電路700，所述微處理器100的輸出端通過所述使能電路700與所述差分電路300的使能端連接。
[0025]使能電路700采用非門芯片74LS04，并口輸出信號使能是控制差分芯片AM26LS31C的第4管腳與第12管腳，當且僅當4號管腳為低電平且12號管腳為高電平時，該芯片輸出管腳處于高阻抗狀態(tài)，即不輸出。
[0026]在其中一個實施例中，所述CNC協(xié)同控制裝置還包括電源，所述電源與所述微處理器100連接。
[0027]電源為微處理器100供電，確保其正常工作。
[0028]在其中一個實施例中，所述CNC協(xié)同控制裝置還包括數(shù)字量輸出電路，所述數(shù)字量輸出電路與所述微處理器100連接。
[0029]數(shù)字量輸出電路采用A315J，雙光耦合器門級驅動。
[0030]在其中一個實施例中，所述整形電路200包括斯密特觸發(fā)器。
[0031]斯密特觸發(fā)器又稱斯密特與非門，是具有滯后特性的數(shù)字傳輸門。該器件既可以像普通“與非”門那樣工作，也可以接成斯密特觸發(fā)器來使用。斯密特觸發(fā)器具有如下兩個特點:1、電路具有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓；2、與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不同，斯密特觸發(fā)器屬于“電平觸發(fā)型”電路，不依賴于邊沿陡峭的脈沖。
[0032]在其中一個實施例中，所述微處理器100為ARM cortex_M4芯片。
[0033]該微處理器100最高工作頻率可達168MHz，擁有較豐富的I/O資源(82)，每個1口都可以作為中斷源同時還具有浮點運算的能力，還集成了 2路獨立的UART通信模塊，且最大工作環(huán)境溫度可到105°C。
[0034]在實際操作中，微處理器100還有部分外圍電路，例如包括上述的電源等，在其中一個具體實施例中，微處理器100周邊電路包括電源電路，采用開關電源LM2596為系統(tǒng)提供5V直流穩(wěn)定電壓，采用低壓差穩(wěn)壓器AMSl 17給芯片提供3.3V電源。LM4140為ADC提供2V電壓基準。微處理器100通過串口連接到SP232芯片，將信號變成RS232信號后進行傳輸，同樣提供可以選擇的讓串口信號通過MAX485芯片將信號變成RS485電平進行信息傳輸，另外還集成了 RTC實時時鐘與外部FLASH存儲器，微處理器100通過I2C總線連接外部時鐘芯片PCF8563，通過SPI總線連接外部FLASH芯片W25Q64，外部時鐘與外部FLASH將為系統(tǒng)保存工作日志和系統(tǒng)基本配置與狀態(tài)信息。外部看門狗電路采用SP705用于監(jiān)測微處理器100程序的正常運行，在微處理器100死機的情況下提供穩(wěn)定的復位信號。此外在所述CNC協(xié)同控制裝置上還可以集成輸入輸出口狀態(tài)顯示led燈，可以通過觀察led燈的亮滅情況來判斷輸入輸出狀態(tài)，在RS232電路中也做了 LED指示數(shù)據(jù)輸入輸出狀態(tài)。
[0035]在其中一個實施例中，所述CNC協(xié)同控制裝置還包括增量式編碼器數(shù)據(jù)采集裝置，微處理器100通過所述增量式編碼器數(shù)據(jù)采集裝置與外設增量式編碼器連接。
[0036]增量式編碼器數(shù)據(jù)采集裝置采用普通的數(shù)字量采集電路，由于STM32F407每個1都可以做中斷，增量式編碼器的AB兩路脈沖輸出口接入到微處理器100兩個1 口。增量式編碼器A線做中斷源，當檢測到A線由低電平跳轉到高電平時觸發(fā)中斷，在中斷函數(shù)中做判斷，判斷B線此時的狀態(tài)，如果B線為1，則對一內部寄存器值MPGC0UNT加一，如果B線為O，則對其進行減一操作。
[0037]一種數(shù)控系統(tǒng)，包括裝載有CNC程序的PC機、驅動電機和如上述的CNC協(xié)同控制裝置，所述CNC協(xié)同控制裝置分別與PC機以及所述驅動電機連接。
[0038]在其中一個實施例中，所述數(shù)控系統(tǒng)還包括外部電源，所述外部電源與所述驅動電機連接。
[0039]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，包括微處理器、整形電路、差分電路和PWM輸出電路； 所述整形電路的輸入端外接PC機，所述整形電路的第一輸出端與所述差分電路的輸入端連接，所述整形電路的第二輸出端與所述PWM輸出電路的輸入端連接，所述差分電路的輸出端以及所述PWM輸出電路的輸出端分別與外部驅動電機連接，所述微處理器的輸入端外接PC機，所述微處理器的輸出端與所述差分電路的使能端連接； 所述整形電路用于接收PC機的輸入信號，并將接收到的信號轉化為無抖動且清晰的主信號和主軸電機轉速控制信號，輸出無抖動且清晰的主信號至所述差分電路，輸出所述主軸電機轉速控制信號至所述PWM輸出電路，所述差分電路用于接收所述無抖動且清晰的主信號，將所述無抖動且清晰的主信號差分為多路信號，并當收到使能信號時，輸出多路信號至外部驅動電機，所述PWM輸出電路用于接收所述主軸電機轉速控制信號，并根據(jù)所述主軸電機轉速控制信號生成模擬電壓，輸出模擬電壓至外部驅動電機，所述微處理器用于監(jiān)測PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔，當PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔超過預設閾值時，停止輸出使能信號至所述差分電路，以使所述差分電路停止輸出多路信號至外部驅動電機； 其中，所述PC機為裝載有CNC程序的PC機。
2.根據(jù)權利要求1所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，還包括光耦驅動隔離電路，所述差分電路和所述PWM輸出電路分別通過所述光耦驅動隔離電路連接外部驅動電機。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，還包括1擴展電路，所述1擴展電路與所述微處理器連接。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，還包括使能電路，所述微處理器的輸出端通過所述使能電路與所述差分電路的使能端連接。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，還包括電源，所述電源與所述微處理器連接。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，還包括數(shù)字量輸出電路，所述數(shù)字量輸出電路與所述微處理器連接。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，所述整形電路包括斯密特觸發(fā)器。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的CNC協(xié)同控制裝置，其特征在于，所述微處理器為ARMcortex_M4 芯片。
9.一種數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，包括裝載有CNC程序的PC機、驅動電機和如權利要求1-8任意一項所述的CNC協(xié)同控制裝置，所述CNC協(xié)同控制裝置分別與PC機以及所述驅動電機連接。
10.根據(jù)權利要求9所述的數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括外部電源，所述外部電源與所述驅動電機連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種CNC協(xié)同控制裝置與數(shù)控系統(tǒng)，CNC協(xié)同控制裝置包括微處理器、整形電路、差分電路和PWM輸出電路，整形電路對外部PC機輸出的信號進行整形處理生成無抖動且清晰的主信號和主軸電機轉速控制信號，差分電路將無抖動且清晰的主信號差分為多路信號，并當收到使能信號時，輸出多路信號至外部驅動電機，PWM輸出電路根據(jù)主軸電機轉速控制信號生成模擬電壓輸出至外部驅動電機，微處理器監(jiān)測PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔，當PC機輸出MODBUS數(shù)據(jù)包的最小時間間隔超過預設閾值時，停止輸出使能信號至所述差分電路，以使所述差分電路停止輸出多路信號至外部驅動電機。
【IPC分類】G05B19-414
【公開號】CN104570958
【申請?zhí)枴緾N201510058217
【發(fā)明人】胡志坤, 羅山, 劉紹輝, 陳紅釗, 劉俊杰, 唐品利
【申請人】湖南天冠電子信息技術有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月4日