專利名稱：一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)床的數(shù)控領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
圖1是一種現(xiàn)有的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括電源模塊10、控制模塊11和絕對(duì)式編碼器12。其中，電源模塊10用于給控制模塊11和絕對(duì)式編碼器12提供電源，控制模塊11用于獲取絕對(duì)式編碼器12的數(shù)字編碼值。絕對(duì)式編碼器12是直接輸出數(shù)字量的傳感器，因其每個(gè)角度位置對(duì)應(yīng)唯一的數(shù)字編碼器而得名，且?guī)в须姵匦钅芄δ埽梢栽陔娫茨K10掉電時(shí)保存當(dāng)前的數(shù)字編碼值。當(dāng)電源模塊掉10掉電并重新上電后，控制模塊11獲取絕對(duì)式編碼器對(duì)應(yīng)機(jī)床掉電時(shí)的數(shù)字編碼值，并轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床掉電并重新上電后機(jī)床的加工坐標(biāo)的免找零功能。采用絕對(duì)式編碼器實(shí)現(xiàn)免找零功能，因絕對(duì)式編碼器的碼盤(pán)的制作工藝的復(fù)雜性以及相對(duì)于增量式編碼器多余的電池，其相對(duì)于增量式編碼器的價(jià)格會(huì)高出很多，不利于節(jié)省機(jī)床的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)掉電前機(jī)床的加工坐標(biāo)的保存，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床掉電并重新上電后免找零功能。本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊、增量式編碼器和電源模塊；電源模塊用于給掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊和增量式編碼器提供電源；掉電監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)電源模塊的輸出電壓，當(dāng)電源模塊的輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，掉電監(jiān)測(cè)模塊輸出掉電信號(hào)至控制模塊；控制模塊接收掉電信號(hào)后從增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存。本實(shí)用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到電源模塊掉電時(shí)，通知控制模塊從增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床掉電并重新上電后，能準(zhǔn)確獲知機(jī)床掉電前的加工坐標(biāo)而實(shí)現(xiàn)機(jī)床上電免找零功能。進(jìn)一步，本實(shí)用新型采用增量式編碼器實(shí)現(xiàn)機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存，相對(duì)于采用絕對(duì)式編碼器，大大節(jié)省機(jī)床的成本。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是一種現(xiàn)有的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中控制模塊的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2中掉電監(jiān)測(cè)模塊的第一實(shí)施例的電路原理圖；圖5是圖2中掉電監(jiān)測(cè)模塊的第二實(shí)施例的電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存方法的第一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊、增量式編碼器和電源模塊；電源模塊用于給掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊和增量式編碼器提供電源；掉電監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)電源模塊的輸出電壓，當(dāng)電源模塊的輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，掉電監(jiān)測(cè)模塊輸出掉電信號(hào)至控制模塊；控制模塊接收掉電信號(hào)后從增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存。本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到電源模塊掉電時(shí)，通知控制模塊從增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床掉電并重新上電后，能準(zhǔn)確獲知機(jī)床掉電前的加工坐標(biāo)而實(shí)現(xiàn)機(jī)床上電免找零功能。進(jìn)一步，本實(shí)用新型采用增量式編碼器實(shí)現(xiàn)機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存，相對(duì)于采用絕對(duì)式編碼器，大大節(jié)省機(jī)床的成本。圖2是本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該系統(tǒng)包括電源模塊20、掉電監(jiān)測(cè)模塊21、控制模塊22和增量式編碼器23。電源模塊20用于給掉電監(jiān)測(cè)模塊21、控制模塊22和增量式編碼器23提供電源。在本實(shí)施例中，電源模塊20提供220伏特的交流電。掉電監(jiān)測(cè)模塊21用于監(jiān)測(cè)電源模塊20的輸出電壓，當(dāng)電源模塊20的輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，掉電監(jiān)測(cè)模塊21輸出掉電信號(hào)至控制模塊22。具體來(lái)說(shuō)，電源模塊20從開(kāi)始掉電至徹底掉電大概需要持續(xù)幾百毫秒的時(shí)間，其輸出電壓是逐步下降的。當(dāng)?shù)綦姳O(jiān)測(cè)模塊21監(jiān)測(cè)到電源模塊20的輸出電壓發(fā)生波動(dòng)且低于閾值電壓時(shí)，掉電監(jiān)測(cè)模塊21輸出掉電信號(hào)以通知控制模快22進(jìn)行保存機(jī)床的加工坐標(biāo)的操作。當(dāng)然，不排除存在因?yàn)橥饨绲母蓴_而導(dǎo)致電源模塊20的輸出電壓發(fā)生波動(dòng)且低于閾值電壓的情況發(fā)生，此時(shí)，控制模塊22可在進(jìn)行保存機(jī)床的加工坐標(biāo)的操作之前，監(jiān)測(cè)掉電監(jiān)測(cè)模塊21是否在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)輸出掉電信號(hào)，也即監(jiān)測(cè)電源模塊20的輸出電壓是否在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)一直低于閾值電壓。如果掉電監(jiān)測(cè)模塊21在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)輸出掉電信號(hào)，則控制模塊22判定電源模塊20正在掉電，進(jìn)行保存機(jī)床的加工坐標(biāo)的操作；如果掉電監(jiān)測(cè)模塊21在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)間斷性地輸出掉電信號(hào)，則控制模塊22判定電源模塊20不是真正掉電，不進(jìn)行任何操作。例如，假設(shè)掉電信號(hào)為低電平信號(hào)，預(yù)定時(shí)間為10毫秒，則控制模塊22可以在10毫秒的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)掉電監(jiān)測(cè)模塊21是否一直輸出低電平信號(hào)。如果掉電監(jiān)測(cè)模塊21在10毫秒內(nèi)一直輸出低電平信號(hào)，則控制模塊22進(jìn)行保存機(jī)床的加工坐標(biāo)的操作；如果掉電監(jiān)測(cè)模塊21在10毫秒內(nèi)間斷性地輸出低電平信號(hào)，則控制模塊22不進(jìn)行任何操作。并一并參考圖3，圖3是圖2中控制模塊的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，控制模塊22包括坐標(biāo)生成單元221和坐標(biāo)恢復(fù)單元222。坐標(biāo)生成單元221用于接收掉電信號(hào)后從增量式編碼器23獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存。坐標(biāo)恢復(fù)單元222用于在電源模塊20掉電并重新上電后，提供機(jī)床的加工坐標(biāo)并恢復(fù)至機(jī)床的加工坐標(biāo)系中，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床上電后免找零功能。增量式編碼器23是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小的一種裝置。坐標(biāo)生成單元221通過(guò)獲取增量式編碼器23輸出的脈沖的個(gè)數(shù)，并根據(jù)脈沖的個(gè)數(shù)與機(jī)床的加工坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到機(jī)床的加工坐標(biāo)。其中，脈沖的個(gè)數(shù)與機(jī)床的加工坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況來(lái)確定。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)1024脈沖/轉(zhuǎn)的增量式編碼器23安裝在機(jī)床的絲杠轉(zhuǎn)軸上，已知絲杠的螺距為2毫米，增量式編碼器23在10秒內(nèi)輸出了 307200個(gè)脈沖。坐標(biāo)生成單元221通過(guò)計(jì)算增量式編碼器23輸出的脈沖數(shù)可以得到在10秒內(nèi)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)了 300轉(zhuǎn)，進(jìn)一步，通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)與絲杠的螺距可以得到機(jī)床移動(dòng)的位移為600毫米。假設(shè)機(jī)床在10秒前位于機(jī)床的加工坐標(biāo)的原點(diǎn)，且I毫米的位移對(duì)應(yīng)加工坐標(biāo)的I單位長(zhǎng)度，則10秒后的加工坐標(biāo)為600。在本實(shí)施例中，機(jī)床為多軸機(jī)床，以機(jī)床包括八個(gè)軸來(lái)說(shuō)，則機(jī)床的加工坐標(biāo)包括八個(gè)軸的加工坐標(biāo)。進(jìn)一步，每個(gè)軸的加工坐標(biāo)在控制模塊22中用四個(gè)字節(jié)來(lái)進(jìn)行保存，則機(jī)床的加工坐標(biāo)總共為32個(gè)字節(jié)。當(dāng)電源模塊20開(kāi)始掉電，坐標(biāo)生成單元221獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存。具體來(lái)說(shuō)，坐標(biāo)生成單元221以預(yù)定的頻率不斷地重復(fù)地獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存直至電源模塊20徹底掉電為止。其中，預(yù)定的頻率可以根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，例如，每10毫秒保存一次機(jī)床的加工坐標(biāo)。同時(shí)，因?yàn)殡娫茨K20開(kāi)始掉電至電源模塊20徹底掉電大約持續(xù)幾百毫秒的時(shí)間，因此，坐標(biāo)生成單元221將保存不止一組的32個(gè)字節(jié)的機(jī)床的加工坐標(biāo)。在本實(shí)施例中，當(dāng)電源模塊20掉電并重新上電后，坐標(biāo)恢復(fù)單元222依次判斷已保存的不止一組的32個(gè)字節(jié)的機(jī)床的加工坐標(biāo)是否對(duì)應(yīng)機(jī)床的絕對(duì)停止位置；若否，進(jìn)行下一次判斷，若是，則恢復(fù)機(jī)床的加工坐標(biāo)至機(jī)床的加工坐標(biāo)系中并不再繼續(xù)判斷。具體來(lái)說(shuō)，坐標(biāo)恢復(fù)單元222按照最后保存機(jī)床的加工坐標(biāo)最先讀取的原則讀取機(jī)床的加工坐標(biāo)，并判斷機(jī)床的加工坐標(biāo)中是否存在某個(gè)軸的加工坐標(biāo)為零；若是，則丟棄該機(jī)床的加工坐標(biāo)，進(jìn)行下一輪讀取和判斷，若否，則恢復(fù)該機(jī)床的加工坐標(biāo)至機(jī)床的加工坐標(biāo)系中。當(dāng)機(jī)床的軸停止時(shí)，該軸對(duì)應(yīng)的四個(gè)字節(jié)的加工坐標(biāo)為零，因機(jī)床為八個(gè)軸的機(jī)床，其八個(gè)軸不會(huì)同時(shí)停止，則不止一組的32個(gè)字節(jié)的機(jī)床的加工坐標(biāo)中，在接近電源模塊徹底掉電時(shí)保存的機(jī)床的加工坐標(biāo)中會(huì)存在某個(gè)軸的加工坐標(biāo)為零的情況。在本實(shí)施例中，按照從最后保存的機(jī)床的加工坐標(biāo)到最先保存的順序查找，查找到所有軸的加工坐標(biāo)都非零的機(jī)床的加工坐標(biāo)即為對(duì)應(yīng)機(jī)床的絕對(duì)停止位置的坐標(biāo)。圖4是圖2中掉電監(jiān)測(cè)模塊的第一實(shí)施例的電路原理圖。如圖4所示，掉電監(jiān)測(cè)模塊21包括整流分壓?jiǎn)卧?11和基準(zhǔn)比較單元212。整流分壓?jiǎn)卧?11用于將電源模塊20的輸出電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓并輸出給基準(zhǔn)比較單元212 ;基準(zhǔn)比較單元212提供基準(zhǔn)電壓并比較第一電壓和基準(zhǔn)電壓，當(dāng)?shù)谝浑妷旱陀诨鶞?zhǔn)電壓時(shí)，輸出電壓低于閾值電壓。整流分壓?jiǎn)卧?11包括整流二極管D1、整流二極管D2、電阻Rl和電阻R2，整流二極管Dl的陽(yáng)極與電源模塊20的火線L連接，整流二極管D2的陽(yáng)極與電源模塊20的零線N連接，整流二極管Dl的陰極、整流二極管D2的陰極均與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端連接且該連接節(jié)點(diǎn)視為第一節(jié)點(diǎn)A，電阻R2的另一端接地，第一節(jié)點(diǎn)A與基準(zhǔn)比較單元212連接。優(yōu)選地，整流分壓?jiǎn)卧?11進(jìn)一步包括電容Cl、電阻R8和電阻R9，電容Cl的一端與整流二極管D1、D2的陰極連接，電容Cl的另一端接地，電阻R8的一端與整流二極管D1、D2的陰極連接，電阻R8的另一端與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端接地。電容Cl的電容值為0.1微法，用于對(duì)電源模塊20經(jīng)整流二極管D1、D2整流后得到的直流電進(jìn)行平滑濾波。電阻R8和電阻R9的阻值為215千歐，用于掉電時(shí)對(duì)電容Cl放電，已達(dá)到快速檢測(cè)掉電，快速輸出掉電信號(hào)的目的。在本實(shí)施例中，整流二極管Dl、D2為1N4007，電阻Rl的阻值為990千歐，電阻R2的阻值為15千歐。其中，電阻Rl采用3個(gè)330千歐的電阻串聯(lián)得到。在本實(shí)施例中，整流二極管Dl、D2用于將電源模塊20輸出的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，電阻Rl和電阻R2為分壓電阻，用于將電源模塊20的輸出電壓轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)比較單元212可以接受的第一電壓，也即第一節(jié)點(diǎn)A處的電壓,第一電壓=輸出電壓*15/(15+990)?；鶞?zhǔn)比較單元212包括基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件U1、第一直流電源VCl和電阻R3，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的參考端與第一節(jié)點(diǎn)A連接，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陽(yáng)極接地，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與第一直流電源VCl連接。優(yōu)選地，基準(zhǔn)比較單元212進(jìn)一步包括電容C2，電容C2的一端與第一節(jié)點(diǎn)A連接，電容C2的另一端接地。電容C2的電容值為0.1微法，用于濾除第一節(jié)點(diǎn)A處的高頻干擾信號(hào)。在本實(shí)施例中，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul為芯片AZ431AZ，其提供的基準(zhǔn)電壓為2.5伏特，誤差可控制在0.4%以內(nèi)；電阻R3的阻值為5.1千歐，第一直流電源VCl的電壓值為10伏特至20伏特之間。在本實(shí)施例中，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul用于比較第一電壓和基準(zhǔn)電壓，當(dāng)?shù)谝浑妷旱陀诨鶞?zhǔn)電壓時(shí)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極輸出高電平；當(dāng)?shù)谝浑妷捍笥诨鶞?zhǔn)電壓時(shí)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極輸出低電平。電阻R3為限流電阻，用于當(dāng)基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極和陽(yáng)極導(dǎo)通時(shí)，減少流經(jīng)基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的電流，防止損壞基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul。具體來(lái)說(shuō)，第一電壓等于2.5伏特時(shí)對(duì)應(yīng)的電源模塊20的輸出電壓為閾值電壓，根據(jù)第一電壓和輸出電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以計(jì)算出閾值電壓為167.5伏特。[0041]在本實(shí)施例中，當(dāng)電源模塊20開(kāi)始掉電且掉電至輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，也即與輸出電壓對(duì)應(yīng)的第一電壓低于2.5伏特的基準(zhǔn)電壓時(shí)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極呈現(xiàn)高阻態(tài)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極輸出掉電信號(hào)至控制模塊22，也即高電平信號(hào)。當(dāng)電源模塊20正常工作,輸出電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閾值電壓時(shí)，也即輸出電壓對(duì)應(yīng)的第一電壓大于2.5伏特的基準(zhǔn)電壓時(shí)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極和陽(yáng)極導(dǎo)通，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極輸出低電平。圖5是圖2中掉電監(jiān)測(cè)模塊的第二實(shí)施例的電路原理圖。如圖5所示，掉電監(jiān)測(cè)模塊21包括整流分壓?jiǎn)卧?11、基準(zhǔn)比較單元212、隔離單元213和穩(wěn)壓輸出單元214。由于掉電監(jiān)測(cè)模塊21需要將掉電信號(hào)輸出至控制模塊22，而控制模塊22包括中央處理器(Central Processing Unit，CPU)，掉電監(jiān)測(cè)模塊21輸出的掉電信號(hào)一般直接連接至CPU管腳上，例如，CPU的中斷管腳、CPU的輸入/輸出管腳。為了有效地防止掉電監(jiān)測(cè)模塊21產(chǎn)生的高壓干擾信號(hào)以及電壓波動(dòng)的高電平信號(hào)被傳遞至CPU而損壞CPU，掉電監(jiān)測(cè)模塊21與圖2所示的實(shí)施例相比，進(jìn)一步包括隔離單元213和穩(wěn)壓輸出單元214。隔尚單兀213包括三級(jí)管Q1、光稱隔尚兀件U2、穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R4、電阻R5、電阻R6、第二直流電源VC2和第三直流電源VC3，電阻R4的一端與基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極連接，電阻R4的另一端與穩(wěn)壓二極管ZDl的陽(yáng)極連接，穩(wěn)壓二極管ZDl的陰極與三極管U2的基極連接，三極管Ql的發(fā)射極與第二直流電源VC2連接，三極管Ql的集電極與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端與光耦隔離元件U2的陽(yáng)極連接，光耦隔離元件U2的陰極接地，光耦隔離元件U2的集電極與第三直流電源VC3連接，光耦隔離元件U2的發(fā)射極與電阻R6的一端連接且該連接節(jié)點(diǎn)視為第二節(jié)點(diǎn)B，電阻R6的另一端接地。在本實(shí)施例中，三極管Ql為PNP型三極管；光耦隔離元件U2為芯片PC817，該芯片可耐5KV的隔離防護(hù)電壓，滿足機(jī)床實(shí)際需求；穩(wěn)壓二極管ZDl為ZMM3V0 ;電阻R4的阻值為10千歐，電阻R5的阻值為5.1千歐，電阻R6的阻值為2千歐；第二直流源VC2的電壓值為10伏特至20伏特之間，其可使用單獨(dú)的電流源，也可與第一直流源VCl相連接而使用同一電流源；第三直流源VC3的電壓值為5伏特。在本實(shí)施例中，三極管Ql用于通過(guò)自身的導(dǎo)通和截止控制光耦隔離元件U2的導(dǎo)通與斷開(kāi)。光耦隔離元件U2用于避免掉電監(jiān)測(cè)模塊21產(chǎn)生的高電壓干擾信號(hào)傳遞給CPU而造成CPU的損壞。穩(wěn)壓二極管ZDl用于提升三極管Ql導(dǎo)通時(shí)的門(mén)檻電壓，減少三極管Ql發(fā)生誤導(dǎo)通的概率。電阻R4、電阻R5和電阻R6為限流電阻。穩(wěn)壓輸出單元214包括電阻R7和穩(wěn)壓二極管ZD2，電阻R7的一端與第二節(jié)點(diǎn)B連接，電阻R7的另一端與穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極連接，穩(wěn)壓二極管ZD2的陽(yáng)極接地。優(yōu)選地，穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)一步包括電容C3，電容C3的一端與穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極連接，電容C3的另一端接地。電容C3的電容值為0.1微法，用于濾除穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極處的高頻干擾信號(hào)。在本實(shí)施例中，穩(wěn)壓二極管ZD2為ZMM3V0 ；電阻R7的阻值為I千歐。其中，穩(wěn)壓二極管ZD2用于將高電平信號(hào)的電壓值穩(wěn)定在2.8伏特至3.2伏特之間，用于有效防止高電平信號(hào)的電壓波動(dòng)太大而損壞CPU ;電阻R7為限流電阻。承接前述，當(dāng)電源模塊20開(kāi)始掉電且掉電至輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極呈現(xiàn)高阻態(tài)，此時(shí)，三極管Ql截至，光耦隔離元件U2的陽(yáng)極和陰極之間無(wú)正向壓降，光耦隔離元件U2不導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極輸出掉電信號(hào)至CPU的管腳上，也即低電平信號(hào)。當(dāng)電源模塊20正常工作時(shí)，基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件Ul的陰極為低電平，此時(shí)，三極管Ql導(dǎo)通，光耦隔離元件U2的陽(yáng)極和陰極在第二直流源VC2的作用下導(dǎo)通進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)光耦隔離元件U2的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，則第三直流源經(jīng)穩(wěn)壓輸出單元214在穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極輸出電壓值在2.8伏特至3.2伏特之間的高電平信號(hào)至CPU的管腳上。在本實(shí)施例中，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，從電源模塊20開(kāi)始掉電至控制模塊22中的CPU無(wú)法正常工作，掉電監(jiān)測(cè)模塊21共輸出大約200毫秒的掉電信號(hào)，也即低電平信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)本實(shí)用新型掉電監(jiān)測(cè)模塊21實(shí)現(xiàn)的功能做電路上的修改。例如，利用變壓器耦合元件代替光電耦合元件U2，利用電壓比較器代替基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件U1，設(shè)計(jì)不同的電源模塊20掉電時(shí)的閾值電壓，設(shè)計(jì)不同電平的掉電信號(hào)等等。本實(shí)用新型并不僅僅限于圖4和圖5所示的掉電檢測(cè)模塊21的具體的電路實(shí)現(xiàn)形式，只需滿足掉電監(jiān)測(cè)模塊21的功能即可。圖6是本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存方法的第一實(shí)施例的流程圖。如圖6所示,該方法包括步驟:Sll:判斷電源模塊的輸出電壓是否低于閾值電壓；若是，則執(zhí)行步驟S12 ；在本實(shí)施例中，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)以一定的頻率判斷電源模塊的輸出電壓是否低于閾值電。在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，若電源模塊的輸出電壓一直低于閾值電壓，則判定電源模塊開(kāi)始掉電，執(zhí)行步驟S12，若電源模塊的輸出電壓未低于閾值電壓或間歇低于閾值電壓，則判斷電源模塊在正常工作中，不執(zhí)行任何操作。其中，預(yù)定的時(shí)間和一定的頻率可以根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，例如:設(shè)定在10毫秒的時(shí)間內(nèi)每2毫秒判斷一次電源模塊的輸出電壓是否低于閾值電壓。S12:獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存，并執(zhí)行步驟S13 ;當(dāng)判定電源模塊開(kāi)始掉電后，重復(fù)地從增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)，并將根據(jù)位置脈沖信號(hào)計(jì)算得到的機(jī)床的加工坐標(biāo)保存至存儲(chǔ)設(shè)備中，例如:閃存、移動(dòng)硬盤(pán)、U盤(pán)中。S13:電源模塊再次上電后，讀取機(jī)床的加工坐標(biāo)，并執(zhí)行步驟S14 ；當(dāng)電源模塊掉電并再次上電后，從存儲(chǔ)設(shè)備中按照最后存儲(chǔ)的機(jī)床的加工坐標(biāo)最先讀取的原則讀取機(jī)床的加工坐標(biāo)。采用這種讀取原則的原因是:一般來(lái)說(shuō)，最后存儲(chǔ)的機(jī)床的加工坐標(biāo)最接近機(jī)床的絕對(duì)停止位置。具體來(lái)說(shuō)，例如，設(shè)定存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)有4組機(jī)床的加工坐標(biāo):A1，A2，A3和A4，其中Al為最先存入存儲(chǔ)設(shè)備中的機(jī)床的加工坐標(biāo)，然后依次為A2、A3，A4為最后存入的加工坐標(biāo)。當(dāng)電源模塊再次上電后，最先讀取A4，然后依次為A3、A2，最后讀取Al。S14:判斷機(jī)床的加工坐標(biāo)是否對(duì)應(yīng)機(jī)床的絕對(duì)停止位置；若是，執(zhí)行步驟S15 ；在本實(shí)施例中，機(jī)床的加工坐標(biāo)包括多個(gè)軸的加工坐標(biāo)，例如，八個(gè)軸，在電源模塊徹底掉電前，八個(gè)軸的加工坐標(biāo)會(huì)出現(xiàn)某些軸的加工坐標(biāo)為真實(shí)值而某些軸的加工坐標(biāo)為零的情況。按照上述讀取原則讀取并判斷保存在存儲(chǔ)設(shè)備中的機(jī)床的加工坐標(biāo)中是否存在某個(gè)軸的加工坐標(biāo)為零，若是，則丟棄該機(jī)床的加工坐標(biāo)，若不是，則判定該機(jī)床的加工坐標(biāo)對(duì)應(yīng)機(jī)床的絕對(duì)位置，執(zhí)行步驟S15。S15:恢復(fù)機(jī)床的加工坐標(biāo)至機(jī)床的加工坐標(biāo)系中。[0064]將對(duì)應(yīng)機(jī)床的絕對(duì)停止位置的機(jī)床的加工坐標(biāo)恢復(fù)至機(jī)床的加工坐標(biāo)系中，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床上電免找零功能。本實(shí)用新型的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到電源模塊掉電時(shí)，通知控制模塊從增量式編碼器獲取機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床掉電并重新上電后，能準(zhǔn)確獲知機(jī)床掉電前的加工坐標(biāo)而實(shí)現(xiàn)機(jī)床上電免找零功能。進(jìn)一步，本實(shí)用新型采用增量式編碼器實(shí)現(xiàn)機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存，相對(duì)于采用絕對(duì)式編碼器，大大節(jié)省機(jī)床的成本。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊、增量式編碼器和電源模塊；所述電源模塊用于給所述掉電監(jiān)測(cè)模塊、所述控制模塊和所述增量式編碼器提供電源；所述掉電監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)所述電源模塊的輸出電壓，當(dāng)所述電源模塊的所述輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，所述掉電監(jiān)測(cè)模塊輸出掉電信號(hào)至所述控制模塊；所述控制模塊接收所述掉電信號(hào)后從所述增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將所述位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為所述機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，其特征在于，所述掉電監(jiān)測(cè)模塊包括整流分壓?jiǎn)卧突鶞?zhǔn)比較單元，所述整流分壓?jiǎn)卧糜趯⑺鲭娫茨K的所述輸出電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓并輸出給所述基準(zhǔn)比較單元；所述基準(zhǔn)比較單元提供基準(zhǔn)電壓并比較所述第一電壓和所述基準(zhǔn)電壓，當(dāng)所述第一電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述輸出電壓低于所述閾值電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，其特征在于，所述整流分壓?jiǎn)卧ㄕ鞫O管Dl、整流二極管D2、電阻Rl和電阻R2，所述整流二極管Dl的陽(yáng)極與所述電源模塊的火線連接，所述整流二極管D2的陽(yáng)極與所述電源模塊的零線連接，所述整流二極管Dl的陰極、所述整流二極管D2的陰極均與所述電阻Rl的一端連接，所述電阻Rl的另一端與所述電阻R2的一端連接且該連接節(jié)點(diǎn)視為第一節(jié)點(diǎn)，所述電阻R2的另一端接地，所述第一節(jié)點(diǎn)與所述基準(zhǔn)比較單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，其特征在于，所述基準(zhǔn)比較單元包括基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件、第一直流電源VCl和電阻R3，所述基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件的參考端與所述第一節(jié)點(diǎn)連接，所述基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件的陽(yáng)極接地，所述基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件的陰極與所述電阻R3的一端連接，所述電阻R3的另一端與第一直流電源VCl連接；當(dāng)所述第一電壓低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件的陰極輸出所述掉電信號(hào)至所述控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，其特征在于，所述掉電監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)一步包括隔離單元，所述隔離單元包括三極管、光耦隔離元件、穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R4、電阻R5、電阻R6、第二直流電源VC2和第三直流電源VC3，所述電阻R4的一端與所述基準(zhǔn)穩(wěn)壓元件的陰極連接，所述電阻R4的另一端與所述穩(wěn)壓二極管ZDl的陽(yáng)極連接，所述穩(wěn)壓二極管ZDl的陰極與所述三極管的基極連接，所述三極管的發(fā)射極與所述第二直流電源VC2連接，所述三極管的集電極與所述電阻R5的一端連接，所述電阻R5的另一端與所述光耦隔離元件的陽(yáng)極連接，所述光耦隔離元件的陰極接地，所述光耦隔離元件的集電極與所述第三直流電源VC3連接，所述光耦隔離元件的發(fā)射極與所述電阻R6的一端連接且該連接節(jié)點(diǎn)視為第二節(jié)點(diǎn)，所述電阻R6的另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)，其特征在于，所述掉電監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)一步包括穩(wěn)壓輸出單元，所述穩(wěn)壓輸出單元包括電阻R7和穩(wěn)壓二極管ZD2，所述電阻R7的一端與所述第二節(jié)點(diǎn)連接，所述電阻R7的另一端與所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極連接，所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陽(yáng)極接地；當(dāng)所述輸出電壓低于所述閾值電壓時(shí)，所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極輸出所述掉電信號(hào)至所述控制模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)床的加工坐標(biāo)掉電保存系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊、增量式編碼器和電源模塊；電源模塊用于給掉電監(jiān)測(cè)模塊、控制模塊和增量式編碼器提供電源；掉電監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)電源模塊的輸出電壓，當(dāng)電源模塊的輸出電壓低于閾值電壓時(shí)，掉電監(jiān)測(cè)模塊輸出掉電信號(hào)至控制模塊；控制模塊接收掉電信號(hào)后從增量式編碼器獲取位置脈沖信號(hào)進(jìn)一步將位置脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到電源模塊掉電時(shí)，通知控制模塊從增量式編碼器獲取機(jī)床的加工坐標(biāo)并保存，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床掉電并重新上電后，能準(zhǔn)確獲知機(jī)床掉電前的加工坐標(biāo)而實(shí)現(xiàn)機(jī)床上電免找零功能。
文檔編號(hào)G05B19/4067GK203164680SQ20122074750
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
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