专利名称：数控机床的一种pc平台应用方法及应用装置的制作方法
技术领域：
本发明属于机床控制领域，具体涉及数控机床的一种PC平台应用方法及应用装置。
背景技术：
装备了微型计算机作为控制系统的数控机床，因其具有高自动化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的特点而广泛应用于机械加工领域。常见的如数控车床、数控铣床、数控电火花线切割机等。
数控机床的组成框图如附一所示，由CNC(计算机数字控制)系统、机床主机及其他一些辅助装置组成。按照CNC系统中所用的CNC装置，可分为专用型和通用型两种，其中通用型以工业标准PC机作为CNC装置的支撑平台，再根据被控对象的需要配以相应的控制板和相应的数控软件构成相应的CNC系统。这种通用型CNC装置在对先进技术的适应性及应用范围的广泛性方面比制造厂家专门设计、制造的专用型CNC装置要好，因而得到了越来越广泛的应用。
PC机平台与控制板、控制板与机床之间要进行I/O连接进行数据传输，当PC机向控制板写数据时(数据包括键盘指令码、加工参数、加工指令集等)，通过PC机向控制板发出中断指令，控制板响应中断，应答传输，并对数据进行奇偶、总和校验准确完成数据接收，再由控制板实时控制机床动作。当PC机需要读取控制板的工作状态并显示在显示器上便于操作人员监管机床动作时，也是由PC机发出中断指令引起控制板的中断、辨识、应答及传输过程，PC机需要读取控制板的工作状态包括多开关量的值、多机械坐标的值，以及正在加工工件的图形以及出错信息等。
PC平台与控制板之间的I/O连接，传统的做法是使用PC机主板上的I/O扩展插座，直接插入一块或多块实时控制板。这种方法有下列不足1、PC机的抗干扰能力较差，即使是工业级的主板抗干扰强度也只达到二级强度，当主板受到干扰时，I/O槽卡也受到干扰，影响机械动作。
2、有些PC机无适用的I/O槽，如笔记本电脑。
3、由于PC机、槽卡共用同一电源，当PC机关闭时控制卡也失电，不能够在PC机关闭情况下工作。
发明内容
本发明的目的之一是提供数控机床的一种PC平台应用方法，使数控机床具有较强的抗干扰能力，并于PC机无适用I/O槽的情况也能正常工作，而且当PC机关闭时控制卡不会因此而失电。
本发明的目的之二是提供一种可以适用以上应用方法的数控机床的一种PC平台应用装置。
为实现目的一，本发明所采用的技术方案是数控机床的一种PC平台应用方法，包括PC机从控制板读取数据以及PC机向控制板写入数据两大部分其特征在于利用PC机的并行打印口作为PC机和控制卡的传输接口，并对控制卡提供独立电源供电，
PC机从控制板读取数据包括以下步骤a、PC机将地址值放入打印口的IO0～IO7；b、PC机将打印口C0置高，选通地址寄存器，利用C0上升沿将地址锁存入地址寄存器U43c、PC机置打印口C1为选通双口RAM状态；d、PC机将打印口C2置为读有效状态，指令双口RAM按地址值将相应数据放入数据总线；e、PC机检测表示双口RAM是否忙碌状态的打印口S3，若S3示为忙碌则插入一段时间等待周期待双口RAM处理完；f、利用打印口C3选通多路转换器U47选读低四位数据S4～S7对应I/O0L～I/O3L；g、pC机改变打印口C3电平状态，选读高四位数据S4～S7对应I/O4L～I/O7L；PC机向控制板写入数据包括以下步骤a、PC机将地址值放入打印口的IO0～IO7；b、PC机将打印口C0置为选通地址寄存器状态，利用C0上升沿将地址锁存入地址寄存器U43；c、PC机将打印口C0置为选通数据寄存器U44状态；d、PC机将数据放入打印口的IO0～IO7，将数据锁存入数据寄存器U44；e、PC机检测表示双口RAM是否忙碌状态的打印口S3，若S3示为忙碌则插入一段时间等待周期待双口RAM处理完后再传输下批数据；f、PC机将打印口C1置为选通双口RAM状态，指令双口RAM按地址值读取相应数据。
上述数控机床的一种PC平台应用方法，其特征在于所述PC机检测表示口RAM是否忙碌状态的打印口S3，若S3示为忙碌则插入一段时间等待周期通过以下步骤实现a、若PC机读写地址值为FFH且口RAM在这之前向控制板发出的中断指令尚未被响应，则在逻辑电路U49B的输出端上产生一个高电平；b、若PC机与控制板恰好同时访问双口RAM的同一地址则在逻辑电路U49B的输出端上产生一个高电平；c、若上述a或b两种情况出现，则通过逻辑电路U49B的输出端上产生的高电平置打印口S3为忙碌状态，PC机必须插入一段等待周期。
为实现目的二，本发明所采用的技术方案是数控机床的一种PC平台应用装置，主要包括PC机，及控制板4，所述控制板4的数据输出口与机床及其外围设备单元6的控制数据输入口连接，所述控制板4的数据输入口与机床及其外围设备单元6的反馈数据输出口连接，其特征在于所述PC机通过其打印口1、数据地址分离单元2和DPRAM双口随机存储器3与控制板4联接，并通过逻辑运算电路实现对双口RAM是否忙碌的检测，所述的数据地址分离单元2、DPRAM双口随机存储器3和控制板4由控制板独立电源5供电。
所述PC机打印口1的I/O0～I/O7与数据地址分离单元2的数据及地址输入口I/O0～I/O7连接，所述PC机打印口1的S4～S7与数据地址分离单元2的数据输出口S4～S7连接，所述PC机打印口1的C0与数据地址分离单元2的地址/数据状态信号输入口AS/DS连接，所述PC机打印口1的C1与双口随机存储器3的选通信号输入口CEL连接，所述PC机打印口1的C2与双口随机存储器3的读/写状态信号输入口R/WL连接，所述PC机打印口1的C3与数据地址分离单元2的高/低四位数据输出转换信号输入口SEL连接，所述PC机打印口1的S3与逻辑运算单元7的信号输出端连接；所述数据地址分离单元2的地址输出口A0～A7与双口随机存储器3的地址输入口A0L～A7L连接，所述数据地址分离单元2的数据输入输出口I/O0～I/O7与双口随机存储器3的数据输入输出口I/O0L～I/O7L连接；所述双口随机存储器3的地址输入口A0R～A9R与控制板4的地址输出口A0～A9连接，所述双口随机存储器3的数据输入输出口I/O0R～I/O7R与控制板4的数据输入输出口D0～D7连接，所述双口随机存储器3的中断信号输出口INTR与控制板4的中断信号输入口/INT0连接；所述逻辑运算单元7的输入端与双口随机存储器3的忙碌状态输出端BUSYL、控制板4的中断信号输入端/INT0、双口随机存储器3的地址输入端A0L～A7L连接，所述逻辑运算单元7的输出端与PC机打印口1的S3连接；所述控制板独立电源5的电源输出端与数据地址分离单元2，DPRAM双口随机存储器3，控制板4的电源输入端连接。
本发明带来如下有益效果1、利用PC机并行打印口作为PC机和控制板的传输接口，能够避免因PC机直接感受到震动而引起的控制板的误动作，可以提高系统的稳定性和抗干扰性；2、任何类型电脑都带有打印机标准输出接口，即使无适用I/O槽也能完成控制工作；3、由于打印接口上的控制板自带电源，PC机完成运算及发送控制指令后即可脱机，即使关闭PC机电源，打印接口上的控制板也能正常工作。
图1数控机床的组成框2本发明的原理3本发明实施例的接口逻辑4本发明实施例的PC机从控制板读取数据流程框5本发明实施例的PC机向控制板写入数据流程框图
具体实施例方式参见图2、图3，由于利用PC机并行打印口1作为PC机和控制板4的传输接口，在PC机与控制板之间设计了由多个寄存器组成的数据地址分离单元2，并使用一片DPRAM双口随机存储器3作为PC机和控制板之间通讯之用，从而达到利用打印口作为并行通信接口的目的，并为数据地址分离单元2、DPRAM双口随机存储器3和控制板4设置独立电源。
所述数据地址分离单元2由一地址寄存器U43、一数据寄存器U44、一多路转换器U47组成，所述地址寄存器U43的地址输入口D1～D8接PC机打印口的I/O0～I/O7，所述地址寄存器U43的地址输出口Q1～Q8接双口随机存储器的地址输入口A0L～A7L，所述地址寄存器U43的锁存信号输入口AS接PC机打印口的C0；所述数据寄存器U44的数据输入口A0～A7接PC机打印口的数据输出口I/O0～I/O7，所述数据寄存器U44的数据输出口B0～B7接双口随机存储器的数据输入输出口I/O0L～I/O7L，所述数据寄存器U44的锁存信号输入口DS接PC机打印口的C0；所述多路转换器U47的数据输入口1A～4A、1B～4B接双口随机存储器的数据输入输出口I/O0L～I/O7L，所述多路转换器U47的数据输出口1Y～4Y接PC机打印口的数据输入口S4～S7，所述多路转换器U47的高/低四位数据输出转换信号输入口SEL接PC机打印口的C3。
所述双口随机存储器DPRAM的地址输入口A0R～A9R与控制板4的地址输出口A0～A9连接，所述双口随机存储器的数据输入输出口I/O0R～I/O7R与控制板4的数据输入输出口D0～D7连接，所述双口随机存储器的中断信号输出口INTR与控制板MPU的中断信号输入口/INT0连接；双口随机存储器的选通信号输入口CEL连接PC机打印口的C1；双口随机存储器的读/写状态信号输入口R/WL连接PC机打印口的C2；双口随机存储器的OEL输入口通过反相器U45C连接PC机打印口的C2。
所述逻辑运算电路由三个与非门U48、U49A、U49B以及两个反相器U45A、U45B组成，与非门U48的输入端接地址寄存器U43的地址输出口，与非门U48的输出端接反相器U45B的输入端，反相器U45A的输入端接控制板的中断信号输入端/INT0，反相器U45A、U45B的输出端接与非门U49A的输入端，与非门U49A的输出端以及双口随机存储器DPRAM的忙碌状态输出端BUSYL接与非门U49B的输入端，与非门U49B的输出端接PC机打印口的S3。
并通过逻辑运算电路的设置，若下列a或b两种情况出现时，则通过逻辑电路U49B的输出端上产生的高电平置打印S3为忙碌状态，PC机必须插入一段等待周期。
a、若PC机读写地址值为FFH且双口RAM在这之前向控制板发出的中断指令尚未被响应，则在逻辑电路U49B的输出端上产生一个高电平；b、若PC机与控制板恰好同时访问双口RAM的同一地址则在逻辑电路U49B的输出端上产生一个高电平。
参见图4，该具体实施例中，PC机从控制板读取数据包括以下步骤A、PC机将地址值放入打印口的IO0～IO7；B、PC机将打印口C0置高，利用C0上升沿将地址锁存入地址寄存器U43；C、PC机将打印口C2置高，并检测S3，若S3为高电平，则双口RAM状态正忙，则PC机插入等待周期TESTS3时间段，至双口RAM处理结束，PC机将C1置低，选通双口RAM，指令双口RAM按地址值将相应数据放入数据总线，D、利用打印口C3低电平选通多路转换器U47选读低四位数据S4～S7对应I/O0L～I/O3L；E、PC机将打印口C3变高，选读高四位数据S4～S7对应I/O4L～I/O7L。
参见图5，PC机向控制板写入数据包括以下步骤A、PC机将地址值放入打印口的IO0～IO7；B、PC机将打印口C0置高，利用C0上升沿将地址锁存入地址寄存器U43；C、PC机将打印口C0置低，选通数据寄存器U44；D、PC机将数据放入打印口的IO0～IO7，将数据锁存入数据寄存器U44；E、检测S3，若S3为高电平，则双口RAM状态正忙，则PC机插入等待周期TESTS3时间段，待双口RAM处理完后S3变低；F、PC机将C1置低，选通双口RAM，指令双口RAM按地址值读取相应数据。
权利要求
1.数控机床的一种PC平台应用方法，包括PC机从控制板读取数据以及PC机向控制板写入数据两大部分其特征在于利用PC机的并行打印口作为PC机和控制卡的传输接口，并对控制卡提供独立电源供电，PC机从控制板读取数据包括以下步骤a、PC机将地址值放入打印口的IO0～IO7；b、PC机将打印口C0置高，选通地址寄存器，利用C0上升沿将地址锁存入地址寄存器U43c、PC机置打印口C1为选通双口RAM状态；d、PC机将打印口C2置为读有效状态，指令双口RAM按地址值将相应数据放入数据总线；e、PC机检测表示双口RAM是否忙碌状态的打印口S3，若S3示为忙碌则插入一段时间等待周期待双RAM处理完；f、利用打印口C3选通多路转换器U47选读低四位数据S4～S7对应I/O0L～I/O3L；g、PC机改变打印口C3电平状态，选读高四位数据S4～S7对应I/O4L～I/O7L；PC机向控制板写入数据包括以下步骤a、PC机将地址值放入打印口的IO0～IO7；b、PC机将打印口C0置为选通地址寄存器状态，利用C0上升沿将地址锁存入地址寄存器U43；c、PC机将打印口C0置为选通数据寄存器U44状态；d、PC机将数据放入打印口的IO0～IO7，将数据锁存入数据寄存器U44；e、PC机检测表示双口RAM是否忙碌状态的打印口S3，若S3示为忙碌则插入一段时间等待周期待双口RAM处理完后再传输下批数据；f、PC机将打印口C1置为选通双口RAM状态，指令双口RAM按地址值读取相应数据。
2.按照权利要求1所述的一种PC平台应用方法，其特征在于所述PC机检测表示双RAM是否忙碌状态的打印口S3，若S3示为忙碌则插入一段时间等待周期通过以下步骤实现a、若PC机读写地址值为FFH且双口RAM在这之前向控制板发出的中断指令尚未被响应，则在逻辑电路U49B的输出端上产生一个高电平；b、若PC机与控制板恰好同时访问口RAM的同一地址则在逻辑电路U49B的输出端上产生一个高电平；c、若上述a或b两种情况出现，则通过逻辑电路U49B的输出端上产生的高电平置打印口S3为忙碌状态，PC机必须插入一段等待周期。
3.数控机床的一种PC平台应用装置，主要包括PC机，及控制板4，所述控制板4的数据输出口与机床及其外围设备单元6的控制数据输入口连接，所述控制板4的数据输入口与机床及其外围设备单元6的反馈数据输出口连接，其特征在于所述PC机通过其打印口1、数据地址分离单元2和DPRAM双口随机存储器3与控制板4联接，并通过逻辑运算电路实现对双RAM是否忙碌的检测，所述的数据地址分离单元2、DPRAM双口随机存储器3和控制板4由控制板独立电源5供电。
4.按照权利要求3所述的数控机床的一种PC平台应用装置，PC机打印口1的I/O0～I/O7与数据地址分离单元2的数据及地址输入口I/O0～I/O7连接，所述PC机打印口1的S4～S 7与数据地址分离单元2的数据输出口S4～S7连接，所述PC机打印口1的C0与数据地址分离单元2的地址/数据状态信号输入口AS/DS连接，所述PC机打印口1的C 1与双口随机存储器3的选通信号输入口CEL连接，所述PC机打印口1的C2与双口随机存储器3的读/写状态信号输入口R/WL连接，所述PC机打印口1的C3与数据地址分离单元2的高/低四位数据输出转换信号输入口SEL连接，所述PC机打印口1的S3与逻辑运算单元7的信号输出端连接；所述数据地址分离单元2的地址输出口A0～A7与双口随机存储器3的地址输入口A0L～A7L连接，所述数据地址分离单元2的数据输入输出口I/O0～I/O7与双口随机存储器3的数据输入输出口I/O0L～I/O7L连接；所述双口随机存储器3的地址输入口A0R～A9R与控制板4的地址输出口A0～A9连接，所述双口随机存储器3的数据输入输出口I/O0R～I/O7R与控制板4的数据输入输出口D0～D7连接，所述双口随机存储器3的中断信号输出口INTR与控制板4的中断信号输入口/INT0连接；所述逻辑运算单元7的输入端与双口随机存储器3的忙碌状态输出端BUSYL、控制板4的中断信号输入端/INT0、双口随机存储器3的地址输入端A0L～A7L连接，所述逻辑运算单元7的输出端与PC机打印口1的S3连接；所述控制板独立电源5的电源输出端与数据地址分离单元2，DPRAM双口随机存储器3，控制板4的电源输入端连接。
全文摘要
本发明属于机床控制领域，提供了数控机床的一种PC平台应用方法及应用装置。本发明利用PC机并行打印口作为PC机和控制板的传输接口，使数控机床具有较强的抗干扰能力，并于PC机无适用I/O槽的情况也能正常工作，而且当PC机关闭时控制卡不会因此而失电。
文档编号G05B19/414GK1790207SQ200410093038
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月15日 优先权日2004年12月15日
发明者王小柘 申请人:上海通用控制自动化有限公司