[实用新型]机械设备的微机控制装置

说明书

本实用新型涉及一种应用插座式换接板、矩阵电路的程序控制装置。

目前机械设备控制系统采用单板机、主板与显示器、键盘合为一体，主板容易受到加工过程中的金属粉尘及其他物质的污染，另外、键盘的频繁敲击，主板振动会造成各种故障，使系统的可靠性大大降低；另外由于仅由程序控制，使得控制较繁杂，降低了设备的灵活性。

本实用新型提供一种采用分箱式结构的由控制箱，驱动箱和功能扩展组成的机械设备微机控制装置，能根据不同功能和功率需要进行组合，并由于矩阵电路的设置，使程控更为有效可靠和简化。

本实用新型包括由微型计算机组成的控制部分，逻辑电路和前置放大电路组成的驱动部分，功能扩展部分。其特征在于：

a、如图所示的功能扩展部分，由两个译码器ZIC5、ZIC6作为输入端，将信号送至由SR1——SR14与非门、SC1——SC14构成的矩阵电路，并且根据需要在矩阵电路中SR1——SR14与SC1——SC14之间接有二极管D，在输出端设有xK1——xK4的传感器与二个光电耦合器2BG9、2BG10组成矩阵电路，在传感器与光电耦合器的矩阵电路中根据需要接有二极管D。

b、驱动部份的前置放大电路后设置有恒流斩波电路，在恒流斩电路的输出端接有一可单向导通低压构成制动电路的二极管。

本实用新型的工作原理是：

控制部分由STD总线作为智能部件，它由Z80、CPU和专用软件，用户软件组成，向驱动部份或功能扩展部份送指令脉冲信号，驱动部分通过逻辑电路、前置放大和功率放大驱动步进电动机，从而控制机械设备的座标位移。

功率放大器采用微机控制高低压供电。为了解决步进电动机运行频率提高，每相绕组通电时间减少、使电流的平均值变小，造成电机运行时的平均输出转矩下降，运行频率越高，电机矩频特性越软的问题。本实用新型采用高110V运行供电和低压6V制动供电，同时采用恒流斩波技术，严格控制通过步进电机的电流不超过额定值，即从控制箱送来的步进电机驱动信号PB1（高电平有效）经D1、D2反相后控制V1导通，低压电流经V3、L、V1、Re向步进电机绕组L供电，这时电机处于制动状态。当要控制步进电机运行时，控制部份同时发出解除封高压信号PB6（高电平有效）送至D4、A端，D4、B端同时接收驱动信号PB1、D4、C端送入高电平，这时D4输出高电平，V2导通，高压经V2、L、V1、Re向步电机绕组供电，这时电机运行。在电机运行中通过电机绕组的电流按规定值严格控制。这是由Re、D3、D5、R等元件实现。即Re为电流检测原件，当Re检测出过电流信号D3输出高电平，经D5反相输出低电平，D4输出低地平，V2截止高电压电源停止向步进电机绕组供电，当Re检测出电流信号没有超过额定的数值，D3输出低电平，P5反相输出高电平，D4输出高电平，V2导通，高压电源向步电机绕组供电。上述过程周而复始，保证了通过步进电机绕组的电流被控制在额定电流之内。另外微机控制高低压切换，PB6发出解除封高压信号，D4输出高电平V2导通当控制箱PB6送出封高压信号，D4输出低电平，V2截止，步进电机停止运行。

功能扩展部份接到控制部分送来的控制信号由用户软件设定的，用户可以根据控制对象进行设定，然后经矩阵电路的译码器ZIC5、ZIC6（74LS138）译码输出至输入电路SR1——14，信号O电平有效。其编码如下表