专利名称：随机改变输入设定的剪切类机床数字控制系统的利记博彩app
技术领域：
本发明属于工业程序控制系统领域。
在工业程序控制系统领域里，易传录编的“工业程序控制装置”，机械工业出版社1987年版第23页至24页中介绍的控制装置是一种简易程控装置，其主要部件是四位二进制计数器用于决定加工一个零件需要几步操作，此方案最多步数是16步。当需要修改操作步数时，必须停机，修改二极管的联接方法，不能随机修改加工要求。
本发明打破了上述的控制装置的控制方法，采用了随机改变输入设定方案，在剪切类机床上实现了数字控制，系统采用输入设定，数控装置，启停控制，安全保护，显示电路，脉冲分配器，驱动电路和执行机构。为了实现加工要求在时间配合和抗干绕方面设计了完整的电路。整机电路如图2、图3，特别是十进制步长，步数计数器预置电路，及波段开关编码规则，以及位移量与数字量转换办法都有其特殊优越性。
本设计方案在传统的剪切类机床上进行技术改造，改变了手摇、尺量、眼看、脚踩的工作程序实现的。因此在我国中小企业中有广泛的开发应用前景。
本发明工作原理如下一.系统总框图如图1所示。
1为输入设定用于设定加工要求。输入设定包括步长设定和步数设定由多刀多投波段开关和特定编码规则组成。
2为数控装置为系统核心，用于进刀尺寸的量测及控制，以及连续加工多个工件数目的计量、控制见附图2，系统逻辑框图中由1步长计数器、2步数计数器、5分频电路组成。
3数据显示用于显示正在加工工件数目，由译码电路和两位十进制荧光数码管组成。
4启停控制用于控制系统的运行，由启停触发器、单稳延时电路、单脉冲发生器、控制门电路、停机控制信号、启动控制信号、自动启动信号等组成。
5工作台驱动部件用于推动进料，由步进电机及其驱动电路，蜗轮蜗杆及齿轮减速传动系统组成。
6刀床控制用于控制刀床起落的时间，由控制刀床落刀时间的电子线路和灵敏继电器、交流接触器、牵引电磁铁组成。
7.为安全保护电路，具有人身设备两种保护功能。
8.为步数设定9.为步长设定10.为启停信号8.9.10为面板控制，连续加工工件数目通过步数设定8，进行人工设定，每次进料尺寸通过步长设定9进行人工设定，10为启动和停止系统的操作按键。
二.系统总框图1所示各部分之间的关系。
本系统的核心是部件2数控装置。根据输入要求，在加工过程中进行量测，比较，发出各种控制信号，输入加工要求是由部件1输入设定实现的，输入要求包括加工工件个数和加工工件尺寸，分别通过面板控制信号8步数设定和9步长设定来指定，输入要求应该在系统启动前预置好。
当系统工作时，装好工件，加上电源，由面板控制部件10发出启动机器运行的信号，控制部件4启停控制发出各种工作脉冲和控制命令使系统工作，这时工作脉冲分别送给部件2数控装置和部件5工作台驱动，由部件5推动步进电机旋转驱动工作台送料。同时部件2数控装置进行位移的量测和计数并同时与输入设定要求进行比较，当工作台进料尺寸与加工要求尺寸符合时，部件6刀床控制，发出控制刀床信号，这时，刀床切下一刀，此时部件2数控装置中步数计数器计数，同时部件3数据显示电路指出已加工工件数，当加工工件数小于事先设定值时，部件4启停控制电路自动启动系统工作直到达到预定要求后自动停机为止，4启停控制还完成手动，保护及各种紧急情况下的停机和启动工作，在系统工作过程中操作人员可能不小心将手伸到刀床下整理原材料，为了确保工作人员人身安全，系统设置了安全保护电路7，保证在紧急情况下禁止刀床落下，同时也保证了设备安全。
本发明的最佳实施例，整个数字控制系统由输入设定、数控装置、驱动部件、刀床控制、数据显示、安全保护等组成。
附图2为系统逻辑框图。其中1为步长计数器，用于反映加工过程中的进料尺寸。2为步数计数器，用于记录已加工的工件数。3为步长预置电路，设定加工工件的尺寸。4为步数预置电路，设定一次连续加工的工件数目。5为分频电路，用于工作脉冲当量的转换。6为脉冲分配器，产生步进电机所需六相六拍信号。7为步进电机器驱动电路，用于把脉冲分配器输出信号进行功率放大，以便驱动步进电机工作。8为六相步进电机，为驱动工作台进料的原动力。9为齿轮变速装置，把步进电机的转速减下来，变速比为1∶8。10为工作台规矩，带动工作台前进。11为光电保护电路用于保证操作人员在刀床下操作的手的安全。12为刀床行程开关，用来保证工作台移动的最大尺寸在自动工作情况下不超过规定。13为显示电路，显示已经加工过的工件数目。14为启动按键，启动系统运行时使用。15为停机电路，在紧急或需要时可人工停机。16为继续工作按键，用于人工停机后启动系统接续工作，与启动按键作用不同。17为步数符合信号，用于加工工件数目达到预定要求后自动停机用。
系统中的数控装置，采用MOS集成电路，电源电压±12V，信号幅度大、干扰能力强。数控装置主要包括下列部分(见附图2系统逻辑框图)，其中1为步长计数器，2为步数计数器，5为分频电路，17为步数符合信号。分频电路的输入为启停控制送来的工作脉冲，其输出送给步长计数器。分频电路的作用是与步进电机和传动机构配合实现每输出一个脉冲相当于工作台移动0.1mm。步长计数器用于控制剪切加工的宽度，为四位十进制计数器。最大进刀量可达999.9mm。步数计数器用于控制剪切加工的工件数目。其输入为步长计数器高位进位脉冲，加工一个工件，步长计数器最高位触发器输出一个脉冲，步数计数器加一，步数计数器由二位十进制计数器构成，一次自动连续加工工件数最多可达99件，在工作过程中，当进料尺寸未达到步长设定的要求时，工作脉冲继续驱动步进电机送料;当步长计数器的值与设定的步长要求符合时，则产生符合信号控制刀床动作，切下合格工件，并再次自动启动系统送料。每切下一个工件，步数计数器自动加一，并与设定的步数要求比较，当二者相同时，通过符合电路17，发出一个步数符合控制信号，自动停机。步长计数器、步数计数器与输入设定开关的关系是独立的。加工过程中需要改变步数或步长时，可以不停机、不停电随机进行修改，实现操作者的要求。
显示电路如附图2中13显示电路，用于指示已加工工件数目，由译码电路和两位十进制荧光数码管实现。步长设定如附图2中3步长预置电路，由多刀多投波段开关组成，设计特定编码表示加工尺寸要求，每次加工一个工件，系统均自动向步长计数器预置。步数设定如附图中4步数预置电路，用多刀多投波段开关按8-4-2-1BCD码表示要求加工的工件数目，每加工一个工件，步数计数都要与步数设定值进行比较，判断加工是否已经完毕。
关于位移量与数字量的转换方法和工作台驱动动部件之间关系。工作台驱动部件是系统进料机构，用于控制进料尺寸。它由五部分组成，见附图2，其中8为六拍步进电机，用于驱动工作台规矩。6为步进电机脉冲分配器，采用六拍环形移位寄存器控制，产生AB-BC-CD-DE-EF-FA六相脉冲，经过功率放大，驱动步进电机转动。脉冲分配器的输入信号来自启停控制输出之工作脉冲。7为步进电机驱动电路，把脉冲分配器输出的信号进行功率放大，输出2.5A电流，以便驱动步进电机绕组工作，9为齿轮变速装置，步进电机的输出经过蜗轮蜗杆和齿轮两级减速，驱动工作台规矩前进。传送系统的变速比为1∶8。10为工作台规矩，用于驱动工件进料。带动工作台规矩运动的丝杠螺距为6mm，因此，该机每发出240个工作脉冲，步进电机旋转一圈，丝杠转动1/8圈，相当于工作规矩前进6mm×1/8＝0.75mm，因而系统工作脉冲的脉冲当量为1/320mm。另外数控装置中的分频电路，完成32分频的设计要求，即系统每发出32个工作脉程，工作台规矩移动0.1mm，分频电路输出一个进位信号，作为步长计数器0.1mm的位计数输入脉冲使用，实现位移量与数字量的转换要求。
刀床控制部件，见附图2，由六部分组成。其中18为灵敏继电器，当进料尺寸达到预定要求时，步长计数器的高位输出信号经过单稳驱动灵敏继电器工作。19为中间继电器，20为交流接触器。都是作为中间驱动部分使用的，交流接触器闭合时，控制牵引电磁铁22吸合，牵引电磁铁控制刀床落下，切下工件。牵引电磁铁的闭合时间由灵敏继电器输入端的单稳电路DWZ进行控制。
安全保护电路由两部分组成，见附图2，其中11为光电保护，保护人手在刀床下操作时，禁止刀床落下。12为刀床行程开关用于保护设备，在自动工作情况下，整个加工工作尚未完成，但工作台规矩已经运动到终点，如果继续驱动工作台规矩前进，可能造成设备事故，增加行程开关控制停机。
启停控制电路，除自动启动，自动停机外，在面板上的控制按键有清除、启动、停机、继续等操作，供操作人员操作使用。电路由启停触发器、单脉冲发生器、单稳延时电路等组成。图6启停电路框图当操作人员按下启动按键，给出启动控制信号[6]，通过单脉冲电路[3]和单稳电路[2]发出命令置启停触发器为“1”，与脉冲源[12]配合，通过控制门电路[4]发出系统工作的驱动工作脉冲[11]，系统即进入自动工作，每当进料达到规定尺寸，通过信号[9]，自动停机，停止进料。待刀床切完一刀后，再自动启动继续工作。当推纸器运动到极限位置时，通过信号[8]保护停机，停止发出工作脉冲。当发生紧急情况时，可通过信号[5]进行为手动停机，[8]为手动停机后需要继续工作时的继续工作控制信号。系统自动工作时自动停机、自动启动信号[9]为一个控制电位，当高电位时允许发出工作脉冲，系统自动工作;低电位时不再发出工作脉冲，系统暂时停止进料。
整机部分，详细框图如附图3数控装置逻辑图所示。其中1为步长计数器，2为步数计数器，3为步长预置电路，4为步数预置电路，5为步进电机脉冲分配器，6为显示电路，7为分频电路。附图3是系统核心部分的具体逻辑详框图。
随机改变输入设定的关键是采用多层多投波段开关，设计特定的编码规则与数字电路配合实现。步长计数器预置电路与步数计数器预置电路的方案也是不同的。关于步长计数器预置电路，现以一位十进制计数器为例说明如下，如附图4所示。
计数器采用8421MOS十进制计数器，波段开关为三层同轴十投波段开关。其电路设计与波段开关编码规则如下系统工作前总清计数器，启动后，根据波段开关设定状态(图4中设定为4)将其反码置入计数器中。置数规则计数器低位触发器C1，当波段开关状态处于0，2，4，6，8时置“1”。计数器第二位触发器C2，当波段开关状态处于2，3，6，7时置“1”。计数器第三位触发器C3，当波段开关状态处于2，3，4，5时置“1”。计数器高位触发器C4，当波段开关状态处于0，1时置“1”。
因此，波段开关设定位置为“4”时，在该位计数器中预置的数是0101。
每加工一个工件每切一刀，系统都要自动重新预置。因此在连续加工许多工件过程中，可随机改变加工要求，只要改变波段开关状态就可以了。
关于步数计数器预置电路现以一位十进制计数电路为例说明如下，如图5所示计数器采用MOS十进制计数电路，波段开关采用四层同轴十投波段开关，波段开关每层与8421计数器中一位二进制数相对应，波段开关编码规则如下低位波段开关B1与8421低位计数器C1对应，当波段开关状态为1，3，5，7，9时该层输出为C1状态，即C1为“1”时输出高电位，C1为零时输出为低电位。当波段开关状态为0，2，4，6，8时该层输出为高电位。
第二层波段开关B2与计数器C2对应;当波段开关为2，3，6，7时，该层输出C2状态，当不是2，3，6，7时，该层出现为高电位。
第三层波段开关B3与计数器C3对应，当波段开关为4，5，6，7时，该层输出C3状态，当不是4，5，6，7时该层输出高电位。
第四层波段开关B4与计数器C4对应，当波段开关状态为8，9时，B4输出C4状态;否则B4输出为高电压。
例如当波段开关状态为3时(图5)。若步数计数器计数值亦为3即0011时，C1，C2为“1”，其高电位通过波段开关B1B2滑动端输出;C3，C4均为“0”。为低电压，不连接B3，B4之滑动端，但电路设计保证B3，B4输出端为高电压。此时得到B1B2B3B4滑动端输出同时为高电压，说明该位十进制数与波段开关设定状态符合，给出该比较符合输出信号，再与其他位比较符合输出信号一起控制加工工件数目。
如果步数计数器不是0011，则B1B2B3B4之输出不同时为高电压，说明二者不等，则步数计数器继续计数，直到二者相等。
这种预置方案，因为波段开关状态对计数器是独立的，波段开关状态的改变不影响步数计数器之状态，因此加工过程中波段开关可以随机调整设定，不需停机停电，使用方便。
本发明的任务是设计一个数字控制系统，按照预置的加工要求，自动送料、自动量测、自动控制刀床起落、自动计数、自动停机，并且具备人身和设备安全保护电路。本发明的特点是在位移量的量测和转换方面设计了一套分频电路，可与步进电机的脉冲分配器和齿轮减速系统同步计数，实现每个工作脉冲当量为1/32毫米的转换要求。另外为了实现不停机不停电随机改变加工要求，设置一套独立的波段开关并按设计的特定编码向步长计数器置入加工量的反码值每加工一个工件都自动向步长计数器进行预置，因此在加工过程中可以实现不停机，不停电，随机改变输入设定加工尺寸要求，同样的道理也可以随机改变加工工件数目要求。
本发明有如下效果1.加工精度高，误差小于0.1mm，实际精度还可高于这个数值。
2.加工范围宽，下料尺寸可由0.1mm到999.9mm，任意指定。连续自动加工工件数，最多可达99个，可变。
3.自动化程度高，一次设定，启动机器，不需操作人员干预，即可自动地完成规定的全部操作。
4.使用方便，只在控制面板上设定操作要求即可，操作过程中，若需改变步长或步数，系统允许不停机修改设定量。
5.操作安全，具有人身及设备安全保护电路。
6.成品率高，通常手工操作废品率较高，效率低，本发明成品率在98%以上。与手工操作比效率提高一倍以上。特别适合于20mm以下窄条比手工操作效率提高的更多。
图1.系统总框图。
1.输入设定6.刀床控制2.数控装置7.安全保护电路3.数据显示8.步数设定4.启停控制9.步长设定5.工作台驱动10.启停信号图2.系统逻辑框图1.步长计数器2.步数计数器3.步长预置电路4.步数预置电路
5.分频电路6.脉冲分配器7.步进电机驱动电路8.六相步进电机9.齿轮变速装置10.工作台规矩11.光电保护电路12.刀床行程开关13.显示电路14.启动电路15.停机电路16.继续工作按键17.步数符合信号图3.数控装置逻辑图。
1.步长计数器2.步数计数器3.步长预置电路4.步数预置电路5.步进电机脉冲分配器6.显示电路7.分频电路图4.一位十进制步长计数器预置电路及波段开关编码规则原理图。
1.总清脉冲2.计数脉冲3.自动预置脉冲
4.高位进位脉冲B1B2B3B4为同轴波段开关C1C2C3C4为十进制计数器图5.一位十进制步数计数器预置电路及波段开关编码规则原理图。
4.比较输出5.总清脉冲6.计数脉冲7.高位进位脉冲B1B2B3B4为同轴波段开关C1C2C3C4为十进制计数器图6.启停电路框图。
启停触发器[2]稳延进时电路[3]单脉冲发生器[4]控制门电路[5]停机控制信号[6]启动控制信号[7]自动启动信号[8]继续工作控制电路[9]自动停机自动启动信号[10]保护停机[11]工作脉冲
权利要求
1.一种随机改变输入设定的剪切类机床数字控制系统由部件(1)输入设定，(2)数控装置，(3)数据显示，(4)启停控制，(5)工作台驱动，(6)刀床控制，(7)安全保护电路，(8)步数设定，(9)步长设定，(10)启停信号所组成，其特征在于，加工要求是由部件1输入设定实现的，输入要求通过面板控制由部件8步数设定和步件9步长设定来指定，输入要求在系统启动前预置好，当系统工作时装好工件，加上电源启动系统后由部件10发出各种脉冲和控制命令使系统工作，这时工作脉冲分别送给部件2数控装置和部件5工作台驱动部件，由部件5推动步进电机旋转驱动工作台送料，同时部件2数控装置进行位移的量测和计数并同时与部件1输入设定要求进行比较，当工作台进料尺寸与加工要求尺寸符合时，刀床控制发出控制刀床信号，这时刀床切下一刀，此时部件2数控装置中步数计数器计数，部件3数据显示电路指出已加工工件数，当加工工件数小于事先设定的值时，部件4启停控制电路自动启动系统工作直到达到预定要求后自动停机为止，系统设置了安全保护电路，保证在紧急情况下禁止刀床落下，同时也保证了设备安全。
2.按照权利要求1所说的部件5工作台驱动部件，其特征在于采用六相六拍步进电机，驱动工作台推纸器，步进电机脉冲分配器采用六拍环形移位寄存器实现，其相序为AB-BC-CD-DE-EF-FA，脉冲分配器推动大功率部件，输出2.5A电流，驱动步进机绕组工作，步进电机经过齿轮减速，变为原来的1/8，再带丝杠驱动工作台推纸器送料，丝杠螺距6mm，因此该机每发出240个工作脉冲步进电机转一圈，丝杠转动1/8圈，相当于工作台前进1/8×6mm＝0.75mm，因而脉冲当量为1/320mm，设置了一个32分频电路，系统每发出32个工作脉冲，分频电路输出一个进位脉冲，相当于工作台移动0.1mm，用这个脉冲作为步长计数器的0.1mm位移计数输入脉冲，实现了位移量与数字量的转换要求。
3.按照权利要求1所说的部件2数控装置，其特征在于采用了步长计数器和步数计数器，步长计数器采用8421MOS十进制计数器，按特定规则编码预置初值，波段开关为三层同轴十投波段开关，用于表示输入设定的加工要求，系统工作时，应按照加工要求进行输入预置。其置数规则是当某位波段开关状态为0，2，4，6，8时，计数器低位触发器置“1”，当波段开关状态为2，3，6，7时，计数器第二位触发器置“1”，当波段开关状态为2，3，4，5时，计数器第三位触发器置“1”，当波段开关为0，1时，计数器高位触发器置“1”。波段开关的状态对步长计数器是独立的，加工过程中，波段开关状态可以随机调整设定，做到不停机不停电随机改变输入加工要求，所说的步数计数器采用预置电路，计数器采用MOS十进制计数电路，波段开关采用四层同轴十投波段开关，波段开关每层与8421计数器中一位二进制数相对应，波段开关编码规则如下低位波段开关B1与8421低位计数器C1对应，当波段开关状态为1，3，5，7，9时该层输出为C1状态，即C1为“1”时输出高电位，C1为零时输出为低电位。当波段开关状态为0，2，4，6，8时该层输出为高电位，第二层波段开关B2与计数器C2对应;当波段开关为2，3，6，7时，该层输出C2状态，当不是2，3，6，7时，该层输出为高电位，第三层波段开关B3与计数器C3对应，当波段开关为4，5，6，7时，该层输出C3状态，当不是4，5，6，7时该层输出高电位，第四层波段开关B4与计数器C4对应，当波段开关状态为8，9时，B4输出C4状态，否则B4输出为高电压，这种预置方案，因为波段开关状态对计数器是独立的，波段开关状态的改变不影响步数计数器之状态，因此加工过程中波段开关可以随机调整设定，不需停机停电，使用方便。
4.按照权利要求1所说的部件4启停控制，其特征在于当操作人员按下启动按键时，给出启动控制信号[6]，通过单脉冲电路[3]和单稳电路[2]发出命令置启停触发器为“1”，与脉冲源[12]配合，通过控制门电路[4]发出驱动系统工作的工作脉冲[11]，系统进入自动工作状态，每当进料达到规定尺寸时，通过信号[9]自动停机，停止进料，等待刀床自动切完一刀后，再自动启动继续工作，当推纸器运动到极限位置时，通过信号[8]保护停机，停止发出工作脉冲，当发生紧急情况时，可通过信号[5]进行手动停机，当需要继续工作时，通过信号[8]继续工作控制按键，启动系统接续之前中止的工作继续运行。
全文摘要
随机改变输入设定的剪切类机床数字控制系统属于机床自动化技术领域。该系统包括数控装置、工作台驱动、刀床控制、输入设定、数据显示及安全保护等部件，构成一个完整的自动控制系统。具有自动进料、自动量测比较、自动落刀、自动计数、自动停机和自动保护等特点。该系统加工尺寸范围0.1mm-999mm，可变，连续自动加工工件数1-99件，可变，加工精度0.1mm脉冲当量1/320mm。
文档编号B23Q17/20GK1043654SQ8810887
公开日1990年7月11日 申请日期1988年12月31日 优先权日1988年12月31日
发明者谢树煜 申请人:清华大学