專(zhuān)利名稱(chēng)：一種機(jī)床操作面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)床操作面板，特別是一種數(shù)控機(jī)床操作面板。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床操作面板都是通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)所帶的PLC控制卡(可編程邏輯控制器)對(duì)波段開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)矩陣和顯示燈矩陣進(jìn)行連接和控制的，如圖4所示。而機(jī)床面板每一個(gè)按鈕/指示燈都要占用PLC的一個(gè)I/O(輸入/輸出)點(diǎn)。這種連接技術(shù)缺點(diǎn)是由使PLC的I/O點(diǎn)增加而造成PLC控制卡成本上升，連接電纜繁雜，連接的工作量大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床操作面板間的連接結(jié)構(gòu)，減少操作面板對(duì)PLC的I/O點(diǎn)的占用數(shù)量。
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)床操作面板，由鍵盤(pán)控制器分別與可編程邏輯控制器、鍵盤(pán)矩陣、顯示燈矩陣和波段開(kāi)關(guān)電連接。
本實(shí)用新型所述的機(jī)床操作面板，鍵盤(pán)控制器分別與可編程邏輯控制器、鍵盤(pán)矩陣、顯示燈矩陣和波段開(kāi)關(guān)電連接，由于鍵盤(pán)控制器采用串行通訊方式，減少了對(duì)PLC控制卡的I/O的占用，使連接電纜更緊湊和簡(jiǎn)約，連接的工作量更小。從而降低了數(shù)控機(jī)床面板成本。在鍵盤(pán)控制器與PLC控制卡之間連有串行通訊電平轉(zhuǎn)換器，操作面板通訊更可靠。


圖1為本實(shí)用新型原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型工作方框流程圖；圖3為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例；圖4為背景技術(shù)原理方框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，鍵盤(pán)控制器分別與鍵盤(pán)矩陣和波段開(kāi)關(guān)電連接，波段開(kāi)關(guān)可有二個(gè)。鍵盤(pán)控制器還分別與顯示燈矩陣和PLC控制卡電連接。由于鍵盤(pán)控制器采用了串行通訊方式，降低了鍵盤(pán)對(duì)PLC控制卡的I/O點(diǎn)的占用。為提高通訊可靠度，在鍵盤(pán)控制器與PLC控制卡之間還連接有串行通訊電平轉(zhuǎn)換器。
如圖3所示，鍵盤(pán)控制器上的編碼器采用芯片89C51的P1口作輸出鎖存，從P0口讀入鍵盤(pán)矩陣1上的鍵盤(pán)狀態(tài)，按鍵位于P0口和P1口各位線的交叉點(diǎn)上，形成鍵盤(pán)矩陣，P0口帶一上拉電阻。機(jī)床操作鍵盤(pán)通過(guò)擴(kuò)展可達(dá)到256個(gè)鍵，外加兩個(gè)16位的波段開(kāi)關(guān)。兩片芯片74HC245作為兩個(gè)16位波段開(kāi)關(guān)的編碼輸入緩沖接口。串行通訊電平轉(zhuǎn)換器3采用RS422標(biāo)準(zhǔn)的26LS31和26LS32作信號(hào)轉(zhuǎn)換器。串行通訊電平轉(zhuǎn)換器與PLC控制卡的連接口為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DB15的連接器。機(jī)床控制面板顯示燈最多設(shè)計(jì)為共64個(gè)顯示燈矩陣(由于地址0AAH被用作鍵值奇偶錯(cuò)誤返回)，顯示燈矩陣依次與由74HC373作為掃描片選芯片的鎖存器和由ULN2803芯片的電流驅(qū)動(dòng)器相接，這樣的連接方式有兩組。
如圖2所示，先將圖1所示各元件初始化，再由鍵盤(pán)控制器掃描鍵盤(pán)。掃描鍵盤(pán)的方式是先將P1口各位置為0，即低電平，然后讀取P0口狀態(tài)，由于P0口各位有上拉，則在沒(méi)有按鍵按下的情況下是1；而當(dāng)某位上有按鍵按下時(shí)，該位被拉到0。通過(guò)這樣的方法掃描是否有鍵按下。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下后，讀取P0口被拉低的位，得到掃描列號(hào)，再順序上拉P1口各位，掃描P0口該位是否恢復(fù)為1，若恢復(fù)則對(duì)應(yīng)P1口的位為掃描行號(hào)。這樣就得到鍵碼。
為消除按鍵引起的鍵碼抖動(dòng)，設(shè)置了一個(gè)去抖程序，如圖2所示。去抖的方式是鍵盤(pán)控制器讀取按鍵兩次，第一次將讀得的鍵碼存入鍵盤(pán)控制器緩沖，第二次讀取的鍵碼與上次比較，若相同則確認(rèn)，若不同則取消。在兩次掃描讀取期間，各有10ms的延時(shí)，共20ms，保證了消除抖動(dòng)的影響。掃描鍵盤(pán)得到鍵碼，通過(guò)程序查表得到相對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制鍵值，將鍵值由鍵盤(pán)控制器發(fā)送到PLC控制卡，也或?qū)㈡I值由鍵盤(pán)控制器經(jīng)串行通訊電平轉(zhuǎn)換器發(fā)送至PLC控制卡。
鍵盤(pán)控制器掃描鍵盤(pán)的同時(shí)，不斷掃描兩個(gè)波段開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，如圖2所示。每次掃描得到結(jié)果與上一次掃描的結(jié)果比對(duì)，若不同則表示波段開(kāi)關(guān)狀態(tài)已改變，并將此次掃描的結(jié)果發(fā)送到鍵盤(pán)控制器，并繼續(xù)掃描程序。機(jī)床狀態(tài)顯示燈由鍵盤(pán)控制器控制。鍵盤(pán)控制器通過(guò)串行口發(fā)送一個(gè)字節(jié)的控制與地址信號(hào)，最高位表示燈的亮與滅，低七位表示燈號(hào)地址。
在鍵盤(pán)掃描過(guò)程中，每1ms會(huì)產(chǎn)生一次中斷，如圖2虛線箭頭所示。中斷響應(yīng)后鍵盤(pán)控制器讀取顯示緩沖，刷新一次狀態(tài)顯示燈。由于刷新速度比較快，操作者不會(huì)感到明顯的閃爍。鍵盤(pán)控制器在PLC控制卡送來(lái)置燈信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生接收中斷，如圖2虛線箭頭所示，鍵盤(pán)控制器上的編碼器接收后對(duì)信號(hào)進(jìn)行奇校驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則丟棄接收信息并返回掃描程序；當(dāng)校驗(yàn)正確，則置相應(yīng)的顯示緩沖位于鍵盤(pán)控制器，并返回掃描程序。
串行通訊采用11位異步通訊方式，即一個(gè)起始位+八個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在前)+一個(gè)奇校驗(yàn)位+一個(gè)停止位，波特率設(shè)置為2400bps，校驗(yàn)位為奇校驗(yàn)。通訊結(jié)束后則返回鍵盤(pán)掃描狀態(tài)。為提高信號(hào)抗電磁干擾能力，使用RS422標(biāo)準(zhǔn)的26LS32和26LS31轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。為使通訊更可靠，通訊協(xié)議更設(shè)置了三次校驗(yàn)，即每一幀數(shù)據(jù)都連續(xù)發(fā)送三次。接收方將三次結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，若其中至少兩次接收到的幀是相同的，則確認(rèn)接收的結(jié)果；若三次接收的幀都不相同，則啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)床操作面板，其特征在于由鍵盤(pán)控制器分別與可編程邏輯控制器、鍵盤(pán)矩陣、顯示燈矩陣和波段開(kāi)關(guān)電連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床操作面板，其特征在于可編程邏輯控制器與鍵盤(pán)控制器之間連接有串行通訊電平轉(zhuǎn)換器。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床操作面板，其特征在于串行通訊電平轉(zhuǎn)換器為RS422轉(zhuǎn)換器。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床操作面板，其特征在于鍵盤(pán)矩陣有256個(gè)鍵。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床操作面板，其特征在于顯示燈矩陣有64個(gè)顯示燈。
專(zhuān)利摘要一種機(jī)床操作面板，鍵盤(pán)控制器分別與鍵盤(pán)矩陣、波段開(kāi)關(guān)、顯示燈矩陣和與可編程邏輯控制器相電連。在鍵盤(pán)控制器與可編程邏輯控制器之間還可連接有串行通訊電平轉(zhuǎn)換器。工作時(shí)，鍵盤(pán)控制器掃描鍵盤(pán)和波段開(kāi)關(guān)，并將掃描值或經(jīng)串行通訊電平轉(zhuǎn)換器發(fā)送至可編程邏輯控制器。由于鍵盤(pán)控制器與可編程邏輯控制器之間使用串行通訊方式，減少了對(duì)可編程邏輯控制器的輸入/輸出點(diǎn)的占用，從而降低了成本。
文檔編號(hào)G06F3/023GK2698511SQ20042004346
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者何英武, 梁漢彬 申請(qǐng)人:廣州數(shù)控設(shè)備有限公司