一種基于can總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)；該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集單元、擴(kuò)展單元、CAN總線接口電路、CAN總線、CAN模塊、控制器單元；擴(kuò)展單元連接在CAN總線上，每一個(gè)擴(kuò)展單元作為CAN總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)采集單元將采集到的信號(hào)傳遞至擴(kuò)展單元，擴(kuò)展單元內(nèi)部系統(tǒng)預(yù)處理后，經(jīng)CAN總線、CAN總線模塊將信號(hào)傳輸?shù)娇刂破鲉卧刂破鲉卧獙?duì)信號(hào)分析處理后輸出對(duì)機(jī)床的控制信號(hào)；本實(shí)用新型的有益效果：模塊化的設(shè)計(jì)，維護(hù)方便，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)之間的通信。
【專利說(shuō)明】
一種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型涉及機(jī)電一體化精密科學(xué)儀器領(lǐng)域，特別涉及一種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的日趨成熟，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量與精度提出了更高的要求。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備磨加工主動(dòng)量?jī)x應(yīng)運(yùn)而生，它能夠在磨削加工過(guò)程中對(duì)工件的尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將測(cè)量結(jié)果反映給磨床控制系統(tǒng)。由于國(guó)內(nèi)外磨加工主動(dòng)量?jī)x受體積限制，測(cè)量通道數(shù)目均有限。因此，研究一種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)是一項(xiàng)緊迫性的工作。
[0005]【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)。它可以通過(guò)一臺(tái)主動(dòng)量?jī)x實(shí)現(xiàn)多臺(tái)磨床的在線加工測(cè)量控制;通過(guò)CAN總線技術(shù)擴(kuò)展磨加工主動(dòng)量?jī)x測(cè)量通道，實(shí)現(xiàn)了 CAN總線多測(cè)量通道與磨加工主動(dòng)量?jī)x之間的數(shù)據(jù)通信;實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)磨床在線加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，包括:數(shù)據(jù)采集單元、擴(kuò)展單元、CAN總線接口電路、CAN總線模塊、主控制器單元;數(shù)據(jù)采集單元將采集到的信號(hào)傳遞至擴(kuò)展單元，擴(kuò)展單元內(nèi)部系統(tǒng)初處理后，經(jīng)CAN總線、CAN總線模塊輸入到主控制器單元，分析處理后輸出對(duì)機(jī)床的控制信號(hào)。
[0009]所述數(shù)據(jù)采集單元是通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序控制實(shí)現(xiàn)串口的初始化;實(shí)現(xiàn)各個(gè)測(cè)量通道數(shù)據(jù)信號(hào)的采集。
[0010]所述擴(kuò)展單元包括信號(hào)處理、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、CAN模塊，信號(hào)采集后經(jīng)信號(hào)處理電路處理，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能夠處理的數(shù)字量。
[0011 ]所述CAN總線模塊包括控制器、高速光耦和CAN總線驅(qū)動(dòng)器。
[0012]所述微控制器一單片機(jī)，單片機(jī)上附有RS232串口和USB接口，RS232串口用于向單片機(jī)下載程序以及與主動(dòng)量?jī)x連接，USB接口用于向單片機(jī)進(jìn)行供電。
[0013]所述CAN總線接口電路包括CAN控制器和CAN總線驅(qū)動(dòng)器，CAN總線驅(qū)動(dòng)器用于CAN控制器與總線的連接，CAN總線驅(qū)動(dòng)器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為高低兩種電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)在CAN總線上的傳輸，將總線電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行接收。
[0014]所述CAN接口電路與CAN總線進(jìn)行通訊，并將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯成串行數(shù)據(jù)通過(guò)串口與控制器連接。
[0015]所述控制器，完成擴(kuò)展通道的數(shù)據(jù)采集與顯示控制，根據(jù)數(shù)值判斷當(dāng)前加工狀態(tài)，及時(shí)發(fā)送信號(hào)給磨床控制系統(tǒng)，從而控制工件的磨削過(guò)程。
[0016]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:模塊化的設(shè)計(jì)，維護(hù)方便，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)之間的通信;簡(jiǎn)單可靠、擴(kuò)展性好、操作方便、性能穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)磨床在線加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，降低了產(chǎn)品加工的成本，提高了生產(chǎn)的效率，便于統(tǒng)一式管理，滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求;本實(shí)用新型對(duì)微電子技術(shù)、精密儀器、超精密加工技術(shù)和國(guó)防軍工等領(lǐng)域?qū)⑵鸬酵苿?dòng)促進(jìn)作用。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明
[0018]圖1為本實(shí)用新型的基于CAN總線測(cè)量通道擴(kuò)展系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的CAN通信控制器硬件電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型的CAN總線硬件電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖所示進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容及其【具體實(shí)施方式】。
[0022]參見(jiàn)圖1，基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集單元、擴(kuò)展單元、CAN總線接□電路、CAN總線模塊、主控制器單元，其中所述的擴(kuò)展單元包括信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、CAN模塊，其中擴(kuò)展單元經(jīng)CAN總線接口電路與CAN總線連接。
[0023]參見(jiàn)圖2至圖3，所述的CAN總線模塊通過(guò)SJA1000控制器、高速光耦6N137和CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250集成，CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為高低兩種電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)在CAN總線上的傳輸，將總線電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行接收。
[0024]參見(jiàn)圖2，所述的STC89C52RC單片機(jī)上附有RS232串口和USB接口，RS232串口向單片機(jī)下載程序，連接主動(dòng)量?jī)x;USB接口向單片機(jī)供電。單片機(jī)通過(guò)內(nèi)部程序控制實(shí)現(xiàn)串口的初始化;實(shí)現(xiàn)對(duì)各測(cè)量通道數(shù)據(jù)的采集。
[0025]參見(jiàn)圖3，CAN控制器與驅(qū)動(dòng)器之間采用高速光耦6N137進(jìn)行光電隔離，增強(qiáng)總線節(jié)點(diǎn)之間的抗干擾能力，消除線路之間的串?dāng)_。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原創(chuàng)之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集單元、擴(kuò)展單元、CAN總線接□電路、CAN總線模塊、主控制器單元組成，其特征在于:數(shù)據(jù)采集單元將采集到的信號(hào)傳遞至擴(kuò)展單元，擴(kuò)展單元內(nèi)部系統(tǒng)初處理后，經(jīng)CAN總線、CAN總線模塊輸入到主控制單元，分析處理后輸出對(duì)機(jī)床的控制信號(hào)。2.按照權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于:單片機(jī)作為測(cè)量通道擴(kuò)展系統(tǒng)的微控制器，單片機(jī)通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)串口的初始化以及對(duì)各測(cè)量通道的數(shù)據(jù)的采集。3.按照權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于:CAN模塊由控制器、高速光耦、CAN總線驅(qū)動(dòng)器集成，CAN模塊的排針直接插到單片機(jī)上的孔槽里面，實(shí)現(xiàn)CAN模塊與單片機(jī)之間的連接，減少了導(dǎo)線的數(shù)目，使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單緊湊。4.按照權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于:單片機(jī)電路板上帶有RS232串口和USB接口，RS232串口用于向單片機(jī)下載程序以及與主動(dòng)量?jī)x連接，USB接口用來(lái)向單片機(jī)進(jìn)行供電。5.按照權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于:CAN總線接口電路包括CAN控制器和CAN總線驅(qū)動(dòng)器，為了增強(qiáng)總線節(jié)點(diǎn)之間的抗干擾能力，消除線路之間的串?dāng)_，在CAN控制器與CAN總線驅(qū)動(dòng)器之間采用高速光耦進(jìn)行光電隔離。6.按照權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的磨加工主動(dòng)量?jī)x通道擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于:CAN總線驅(qū)動(dòng)器用于CAN控制器與總線的連接，CAN總線驅(qū)動(dòng)器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為高低兩種電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)在CAN總線上的傳輸，將總線電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行接收。
【文檔編號(hào)】B24B49/00GK205438216SQ201620178825
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】賈英鋒, 薛兵, 劉昱范, 薛靖雯, 常廣峰, 雷川川, 田金坤
【申請(qǐng)人】鄭州大學(xué)