[发明专利]一种数控定制化机床操作面板USB接口装置

说明书

本发明提供一种通过设置USB接口模块，利用808D数控系统的USB接口，并且重新构建IO协议，采用矩阵输入、扫描输出方式实现808D数控系统与定制化MCP的连接的数控定制化机床操作面板USB接口装置，通过USB接口模块将808D数控USB接口、MCP机床操作面板接口、主轴驱动器接口整合在一起，增加了定制化MCP运行的可靠性，提高了系统资源利用率，减小了安装空间要求，降低了成本。

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及数控机床的操作面板，特别是一种数控定制化机床操作面板USB接口装置。

背景技术

传统808D数控定制化机床操作面板MCP的实现方案是使用808D数控系统的IO接口资源与定制化MCP连接，使用IO接口的DO信号，并增加相应的模拟输出模块AO，用于多主轴驱动的控制，在808D系统的PLC程序里对MCP的IO信号进行编码/解码，之后才由应用程序使用这些信号。这种方案闲置了USB接口，占用了数控宝贵的IO接口资源，造成资源浪费，并外加了模拟输出模块AO增加了成本，占用了额外的空间，MCP信号的编码/解码在808D数控的PLC中编程实现，增加了现场编程的复杂度，由于PLC扫描周期是不确定的，因此机床面板的信号响应也出现不确定性，面板的响应性能不佳。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种通过设置USB接口模块，利用808D数控系统的USB接口，并且重新构建IO协议，采用矩阵输入、扫描输出方式实现808D数控系统与定制化MCP的连接的数控定制化机床操作面板USB接口装置，其工作原理为MCP机床操作面板的按钮信号是矩阵信号DI，指示灯信号则是扫描数字输出信号DO，这些信号通过所述的机床操作面板接口电路以及所述隔离电路映射到所述MCU电路中，再由MCU中的微处理器内的软件进行解码/编码处理，变成点对点的输入输出信号，再由808D数控USB通讯协议作为载体，经由所述USB电路与808D数控中相应的DB块变量一一映射对应，808D数控中，各主轴模拟量给定信号和起停信号实时地在特定的DB块变量中循环刷新，这些变量的值经由USB通讯下发给所述的MCU电路，在MCU中的微处理器内的软件进一步处理，其中模拟量给定信号转由SPI通讯发送给所述6AO/6DO电路中的DAC芯片作数/模转换，最后向主轴驱动器输出模拟量信号；而6DO数字信号则直接点到点输出至主轴驱动器。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种数控定制化机床操作面板USB接口装置，包括数控机床操作面板MCP、808D数控系统、主轴驱动器、USB接口模块，其特征在于：所述USB接口模块由机床操作面板接口电路、模拟及数字信号输出电路6AO/6DO、隔离电路、微控制单元电路MCU、USB电路、一号电源电路、二号电源电路组成，所述机床操作面板接口电路与一号电源电路通过50Pin接口与所述数控机床操作面板MCP连接，所述数控机床操作面板MCP通过所述一号电源电路给所述的机床操作面板接口电路以及所述模拟及数字信号输出电路6AO/6DO供电，所述的模拟及数字信号输出电路6AO/6DO通过螺丝端子接口与外部的主轴驱动器连接，所述隔离电路将所述微控制单元电路MCU与所述机床操作面板接口电路以及所述模拟及数字信号输出电路6AO/6DO通过光耦隔离，所述USB电路一端与所述微控制单元电路MCU连接，另一端通过USB接口与所述808D数控系统相连接，所述808D数控系统与二号电源电路通过USB接口与所述USB电路连接，所述808D数控系统通过所述二号电源电路给所述微控制单元电路MCU及所述USB电路供电。

进一步地，所述的模拟及数字信号输出电路6AO/6DO提供了最多6路的主轴驱动控制接口，每路控制接口包含一路0~10V电压给定信号以及一路数字量输出启停控制信号。

进一步地，所述的模拟及数字信号输出电路6AO/6DO采用了安全监听措施，当其与所述微控制单元电路MCU通讯异常时，会强制所有控制接口输出信号0。