专利名称：步进电机数控系统回零定位电子码盘的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于控制步进电机的数控装置，特别是步进电机数控系统回零定位电子码盘。
背景技术：
目前，用于控制机床步进电机工作的数控系统存在的问题是没有回机械参考点的功能，无法完成机床机械的准确定位。加工工件时，通常是靠试切削或测量的方法来确定临时参考点，即加工的起始点。在断电或紧急停止的情况下，工件坐标被破坏后，无法找回加工起始点，影响加工的精确度，使用不够方便。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能准确地进行机械定位的步进电机数控系统回零定位电子码盘。其技术解决措施是在已有的数控系统的基础上又增设了一电子码盘，这样便解决了步进电机数控机床的精确定位的问题。本实用新型提供的电子码盘是由计数电路、信号输入电路、电源电路、信号输出电路组成。由门电路构成的信号输入电路，其输入端分别与数控系统及电源电路相连接，输出端与计数电路相连接，计数电路的输出信号经信号输出电路送入数控系统和控制步进电机工作的环型分配器。
所述的电源电路，其电压监视器的一输入端与系统电源相连，另一输入端与断电保护电源相连接，电压监视器输出端分别与计数电路和信号输入电路相连接，为其提供工作电源和基准电压。
还包括一开关电路，该电路的控制端与电源电路相连接，由电源电路控制开关电路的通断，开关电路的输出端与计数电路的八位三态总线缓存器的输入脚相连接。
本实用新型是在数控系统与步进电机之间设置了与步进电机同步、同轴转动电子码盘。电子码盘接受由数控系统发出的各轴控制脉冲信号，它将该信号送入用于驱动步进电机的环型分配器，同时计数器开始工作。步进电机转动一圈相应的脉冲数是根据脉冲当量、机床的螺距以及驱动器细分数确定的，步进电机每转动一圈电子码盘输出一脉冲信号，即零脉冲信号，也就是机床回机械参考点的定位信号。
本实用新型提供的电子码盘解决了使用步进电机数控系统的机床精确定位问题，方便了用户的操作，提高了机床的加工精度。电子码盘的结构简单，性能稳定可靠。
图1为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图作进一步说明如图1、2所示，电子码盘1接受数控系统2发出的脉冲信号，并将其送入用于控制步进电机3的环型分配器细分电路，同时它还为数控系统提供机床回机械参考点的定位信号。电子码盘主要由计数电路4、信号输入电路5、电源电路6、信号输出电路7组成。信号输入电路是由四个与非门IC1A-D连接构成，元件的型号为74HC00。其中与非门IC1D12脚、IC1A1脚为电机正、反转脉冲信号的输入端，IC1D的11脚与IC1C的10脚相连接，IC1A的3脚与IC1B的4脚相连接。IC1C9脚、IC1B5脚与电源电路的电压监视器的7脚相连接，电压监视器为其提供基准电压。IC1C8脚、IC1B6与计数电路中的计数器IC2的5、4脚相连接。计数电路是由4个十进制可逆计数器组成，采用串行计数方式，输出8、4、2、1码。计数从0000到9999计满，当从9999复位到0000时，发出一个进位脉冲/CO，/CO脉冲经处理后用作回零定位脉冲。信号输出电路是由八位三态总线缓存器IC5、IC6、单稳态电路IC9、施密特触发器IC10组成，各部件的型号已在图中示出。其中IC5的2、3、4、5、6、7、8、9脚分别与计数器IC3的3、2、6、7脚、IC2的3、2、6、7脚相连接。IC6的2、3、4、5脚与IC4的3、2、6、7脚相连接，IC6的6脚与IC8的12脚相连接。IC6、IC5的输出经接插件CN71、CN8、CN9与环型分配器细分电路相连接。IC6的14脚与单稳态电路IC9的5脚连接，单稳态电路IC9的13脚经串接的施密特触发器IC10F、IC10E、光电隔离器与接插件连接，它将输出回零定位脉冲信号至数控系统。电源电路是主要由电压监视器IC7、断电保护电源(充电电池)构成，IC7的输入端2脚与系统电源VCC连接，IC7的输出端1脚为计数器、信号输出电路提供工作电压。系统电源VCC还经二极管D1、电阻R6与断电保护电源连接，由系统电源供电时，断电保护电源为充电状态，当系统电源断电时，断电保护电源将为计数器、信号输出电路供电，以保持计数器的原工作状态，这样便能保证电子码盘始终与步进电机处在同步工作状态，从而保证回机械参考点的精度。电压监视器IC7的7脚还与开关电路8的三极管的基极相连接，三极管的集电极与八位三态总线缓存器IC5、IC6的1脚相连接，该电路的设置可以在系统断电时为IC5、IC6的1脚提供高电平，使信号被禁止，总线为高阻态，减少电池的工作电流，延长电池的使用时间。
数控系统通电后，电压监视器的7脚为高电平，使IC1C、IC1B的5、9脚为高电平，IC1C、IC1B保持在工作状态。当IC1D或IC1A的输入端有电机正转或反转信号输入时，信号经IC1C或IC1B送入到计数器IC2的5脚或4脚，计数器做加法或减法计数。计数从0000到9999计满后，发出一个进位脉冲，该脉冲信号进入IC6，再经单稳态触发电路IC9A整形，由施密特触发电路IC10输出CP脉冲。该脉冲信号为机床回机械参考点信号。当机床进行回参考点动作时，机床移动压下减速开关，机床减速，系统开始寻找回参考点脉冲，接受到CP脉冲信号后，机床停止，即回到机械参考点(回零)的位置。数控系统工作时，输入信号经Ic5、IC6输出至环型分配器细分电路，驱动步进电机。系统断电时，计数器、信号输出电路由断电保护电源供电。
权利要求1.一种步进电机数控系统回零定位电子码盘，其特征在于电子码盘是由计数电路、信号输入电路、电源电路、信号输出电路组成，由门电路构成的信号输入电路，其输入端分别与数控系统及电源电路相连接，输出端与计数电路相连接，计数电路的输出信号经信号输出电路送入数控系统和控制步进电机工作的环型分配器。
2.根据权利要求1所述的步进电机数控系统回零定位电子码盘，其特征在于所述的电源电路，其电压监视器的一输入端与系统电源相连，另一输入端与断电保护电源相连接，电压监视器输出端分别与计数电路和信号输入电路相连接，为其提供工作电源和基准电压。
3.根据权利要求1所述的步进电机数控系统回零定位电子码盘，其特征在于还包括一开关电路，该电路的控制端与电源电路相连接，由电源电路控制开关电路的通断，开关电路的输出端与计数电路的八位三态总线缓存器的输入脚相连接。
专利摘要一种步进电机数控系统回零定位电子码盘，其特征在于电子码盘是由计数电路、信号输入电路、电源电路、信号输出电路组成，由门电路构成的信号输入电路，其输入端分别与数控系统及电源电路相连接，输出端与计数电路相连接，计数电路的输出信号经信号输出电路送入数控系统和控制步进电机工作的环型分配器。该码盘的设置解决了使用步进电机数控系统的机床精确定位问题，方便了用户的操作，提高了机床的加工精度。电子码盘的结构简单，性能稳定可靠。
文档编号H02P8/00GK2571067SQ0227544
公开日2003年9月3日 申请日期2002年9月24日 优先权日2002年9月24日
发明者杨玉洪, 徐宗华, 童阿琴 申请人:大连大森数控技术发展中心