官方微信
為了解決以上的不足，我們研制了實用新型配套裝置，目的是提供給用戶對數(shù)控機床進行手持操作的用戶接口。顯示CNC工作狀態(tài)的同時把操作者的意愿傳達給CNC,從而實現(xiàn)對機床運動及其加工過程進行控制。本實用新型屬于三維激光手持終端控制裝置，是針對激光數(shù)控切割機而設計，同時也適合在數(shù)控機床領域使用，控制各類機床進行機械加工。三維表面的切割一般需要五軸[4]，激光束的姿態(tài)對于三維激光切割的質量有著重要的影響[5]，而且零件加工往往有特定的形狀且不規(guī)則，為更好的解決以上問題，提高加工精度和效率我們開發(fā)了三維激光控制器手持操作站實用新型。
1、三維激光手持站的外觀結構
本設備操作界面上有開機鑰匙、設備急停開關、操作鍵盤、手搖脈沖編碼發(fā)生器。顯示由三個狀態(tài)顯示燈和LED多點數(shù)碼顯示燈等組成。結構如圖1所示。通過手持站我們可以對三維激光切割機進行手動控制并時時監(jiān)控切割機的工作狀態(tài)。
圖1
2. 三維激光手持站的控制電路
本設備采用單片機（89C51），控制電路如圖2所示。其中由單片機P0口組成了3對4x5共20鍵鍵盤掃描電路；由單片機的P1口組成的多點點陣LED數(shù)碼顯示，顯示LED點陣為5x8點陣構成，可完成0—9數(shù)碼與A,B……X,Y,Z等34字符顯示；P2口又同時完成蜂鳴器，告警控制和三種狀態(tài)顯示控制；單片機P3口完成單片機通訊（RS232）；手搖脈沖發(fā)生器，急停、鑰匙開關，直接指向激光數(shù)控設備的CNC系統(tǒng)。
圖2
3. 三維激光手持站的供電系統(tǒng)
本設備的電源供電系統(tǒng)是直接使用CNC系統(tǒng)提供的+5V電源，電源有過壓和欠壓檢測電路，指向脈沖整形系統(tǒng)，脈沖發(fā)生器對CPU進行復位，并發(fā)出警告，如圖3電源告警示意圖所示。
圖3
4. 三維激光手持站的鍵盤掃描電路
由單片機的P0口中P00—P07與P1口中的P10完成CPU對鍵盤輸入的掃描。如圖4所示的鍵盤掃描電路，其掃描速度以20ms速度對鍵盤進行掃描。掃描程序中沒有防抖動的功能程序。系統(tǒng)操作由糾錯功能。當掃描電路掃描出有一按鍵輸入時，把輸入的字符通過RS232送入到CNC主機，得到CNC的確認后轉會來確認后，則通過手操器CPU單片機在通過點陣LED顯示出按鍵字符，否則不予以顯示和操作處理。
圖4
5. 三維激光手持站的復位電路
復位電路采用了3HA4095的4比較器做電源檢測電路。其中U4-1做4.5V檢測，U4-2做5.5V檢測，U3-1為單穩(wěn)電路，如圖5所示。當其中有任一發(fā)生警告時則電路由單穩(wěn)發(fā)出一個高脈沖復位脈沖，脈沖時寬大約為10ms，使CPU單片機重新執(zhí)行工作，同時觸發(fā)另一半單穩(wěn)電路，脈沖時寬大約為1秒，發(fā)出一秒時寬蜂鳴告警。告警電路由高低電平告警控制外，還有CPU單片機控制，由CPU的P17完成。如圖6所示。其中，單穩(wěn)脈沖完成1秒時長的告警，由CPU的P17口完成輸入的按鍵提醒0.5秒時長的蜂鳴。當發(fā)出0.5秒蜂鳴時，說明有按鍵成功按下。
圖5
圖6
6.總結
本手持操作器，是針對進口激光數(shù)控切割機而設計的手工操作工具。其結構是采用89C5單片機而控制的，由控制操作鍵盤和手搖控制脈沖編碼發(fā)生器和LED狀態(tài)顯示器組成。與激光數(shù)控切割機的通訊聯(lián)絡采用232異步通訊接口連接方式，是激光數(shù)控切割機與人機控制操作界面的一種重要的控制連接工具，可完成對五軸運動操作控制和多種激光設備的開啟和關閉控制。其外形采用了鋁型材結構殼體，結構簡單美觀。其操作控制簡單方便，具有自身設備故障檢測報警功能，是激光數(shù)控切割機不可缺少的人工操作界面、不可缺少的設備。
