专利名称：用于水切割机床上的单片机控制装置的制作方法
专利说明 所属领域 本发明属于机械加工领域，特别是一种应用于高压水射流切割机床上的单片机控制装置。
背景技术：
在我国的机械加工行业中，很多机床厂家采用多个中间继电器、时间继电器的互锁来完成机床的控制，但采用继电器太多，接线繁琐，故障率高，而且不便维修。还有的机床厂家为了提高可靠性，采用进口的PLC(可编程序控制器)，如西门子、三菱、欧姆龙等品牌。但这些品牌的PLC的价格昂贵，且核心技术都控制在外国人手里，一旦出了故障需寄回原厂维修，不仅维修周期长，而且费用也很可观。目前国内还没有机床厂家使用单片机技术来进行机床电器的自动化控制。而国产单片机芯片的性能越来越稳定，功能也越来越强大，而价格越来越便宜。而且基于单片机开发的机床控制电路程序可随时更新，响应速度快，工作可靠，是今后机床控制的方向。
发明目的 本实用新型的目的在于设计一种单片机控制装置，降低机床的故障率，减少电器控制的中间环节，提高机床的响应速度，降低机床的生产成本。
技术方案 水切割机床控制装置，分别由数控系统1、水切割机床4、高压水发生装置5、水切割机床电器控制装置3组成，在数控系统1和水切割机床电器控制装置3之间有一个单片机控制装置2，数控系统1与水切割机床4以及高压水发生装置5之间的信号处理由单片机控制装置2完成。
单片机控制装置2的硬件由输入接口电路7、输入光耦隔离电路8、上电复位电路12、晶体振荡电路13、AT89C51单片机9、输出光耦隔离电路10、放大电路11、输出接口电路组成14组成，开发专门用于水切割机床的单片机程序，使各硬件电路发挥各自的功能。
本单片机控制装置的工作原理是这样的晶体振荡电路13产生12M时钟脉冲信号供单片机9使用，上电复位电路12保证单片机9在通电瞬间产生可靠的复位脉冲，使单片机9上电时能可靠复位。输入接口电路7将外部的输入信号处理后送到输入光耦隔离电路10进行信号隔离，然后送AT89C51单片机9进行处理。单片机程序根椐各个输入口信号的定义，输出机床需要的信号，输出信号经输出光耦隔离电路进行隔离后，再送入放大电路进行放大，去驱动机床完成各种动作。
优点及效果 本单片机控制装置用于水切割机床运行稳定可靠，控制灵活，柔性化程度高。而且此方案成本低廉，硬件电路总成本不过百元左右，而采用进口品牌PLC需要4000多元，每台机床可节约4000元。不仅减少了对进口产品的依赖，而且提高了水切割机床的国产化程度。
图1本实用新型的方框图 图2单片机控制装置的方框图 图3单片机控制装置的输入电路接口、输出电路接口连线图 实施方法
以下结合附图和具体实施方法对本实用新型作详细说明 如图1、图2所示，水切割机床控制装置分别由数控系统1、水切割机床电器控制装置3、高压水发生装置5、水切割机床4组成。在图1中的数控系统1和水切割机床电器控制装置3之间有一个单片机控制装置2。数控系统1和水切割机床电器控制装置3之间的信息交换处理都是由单片机控制装置2来完成的。单片机控制装置2分别由输入接口电路7、输入光耦隔离电路8、上电复位电路12、AT89C51单片机9、晶体振荡电路13、输出 光耦隔离电路10、放大电路11和输出接口电路14组成。单片机控制装置2内的输入接口电路7和输出接口电路14的接线方法如图3所示数控系统1的接插件8J1的2、3、4脚分别接至输入接口电路7的I0.2、I1.2、I1.3；5J2的3、4、5、10、12、14、16、13分别接至I1.0、I0.6、I0.7、I1.1、I0.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6；5J3的1、2、5、12、14分别接至Q2.7、I0.0、I0.1、I0.5、I0.4。输出接口电路14的1-18脚分别接至Q0.3、Q0.0、Q0.1、OF、AIR、SAND、Q1.4、Q1.5、Q1.0、Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6、Q2.7、Q0.2、Q0.4。水切割电器控制装置3和输入接口电路7的X+、X-、Y+、Y-、Z+、Z-、I2.4、I2.5、I2.6、I2.7相互对连。
各个线号的定义见附图4。
本实用新型的工作原理表述如下 当数控系统发出油泵启动信号I0.0，此信号被送入单片机控制装置，单片机程序经过处理，输出信号Q1.0、Q1.1、Q1.2使油泵电机进行星三角启动。油泵启动完毕后，如果数控系统再给出一个开高压水信号I0.3，单片机处理后，输出OF信号使溢流阀开启，同时单片机程序会根椐左右换向接近开关的信号，输出左右换向阀的开启信号，这样液压系统的活塞会不断地循环往复，产生高压水，机床就可对工件进行准确的切割加工。
权利要求1.一种用于水切割机床上的单片机控制装置，由数控系统(1)、水切割机床(4)、高压水发生装置(5)、水切割机床电器控制装置(3)组成，其特征在于在数控系统(1)和水切割机床电器控制装置(3)之间有一个单片机控制装置(2)，数控系统(1)与水切割机床(4)以及高压水发生装置(5)之间的信号处理由单片机控制装置(2)完成。
2.根椐权利要求1所述的用于水切割机床上的单片机控制装置，其特征在于单片机控制装置(2)由输入接口电路(7)、输入光耦隔离电路(8)、上电复位电路(12)、晶体振荡电路(13)、AT89C51单片机(9)、输出光耦隔离电路(10)、放大电路(11)、输出接口电路(14)组成。
3.根根椐权利要求1所述的用于水切割机床上的单片机控制装置，其特征在于单片机控制装置(2)内的输入接口电路(7)的接线方法是数控系统(1)的接插件8J1的2、3、4脚分别接至输入接口电路(7)的I1.2、I1.3、I0.25J2的3、4、5、10、12、14、16、13分别接至I1.0、I0.7、I0.6、I1.1、I0.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6；5J3的1、2、5、12、14分别接至Q2.7、I0.0、I0.1、I0.5、I0.4。
4.根根椐权利要求1所述的一种用于水切割机床上的单片机控制装置，其特征在于单片机控制装置(2)内的输出接口电路(14)的接线方法是输出接口电路(14)的1-18脚分别接至Q0.3、Q0.0、Q0.1、OF、AIR、SAND、Q1.4、Q1.5、Q1.0、Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6、Q2.7、Q0.2、Q0.4，水切割机床电器控制装置(3)和输入接口电路(7)的X+、X-、Y+、Y-、Z+、Z-、I2.4、I2.5、I2.6、I2.7相互对接。
专利摘要一种水切割机床控制装置，由数控系统1、水切割机床4、高压水发生装置5、水切割机床电器控制装置3组成，在数控系统1和水切割机床电器控制装置3之间有一个单片机控制装置2，数控系统1与水切割机床4以及高压水发生装置5之间的信号处理由单片机控制装置2来完成。
文档编号B26D5/00GK201436161SQ20082023833
公开日2010年4月7日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者李晓田, 徐亚 申请人:江苏旭升水射流科技有限公司