一種電子凸輪控制器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種電子凸輪控制器，包括ARM控制器和電源，所述ARM控制器分別與解碼電路、人機界面單元和光耦隔離電路連接，所述解碼電路的輸入端與角度傳感器的輸出端連接，所述光耦隔離電路分別與輸入電路和輸出電路連接，所述輸入電路外接凸輪的信號輸出端，輸出電路外接凸輪的信號輸入端，所述光耦隔離電路、輸入電路和輸出電路設計在同一塊電路上，所述人機界面單元包括按鍵輸入單元、數碼管顯示單元、跑馬燈顯示單元和OLED顯示單元，所述電源分別為ARM控制器、解碼電路和人機界面單元供電。解決了現有的電子凸輪控制器不具備實時位置校準功能、抗干擾性能差、人機界面不友好、設定操作不直觀的問題。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
—種電子凸輪控制器
本技術涉及一種電子凸輪控制器，器廣泛應用于自動化機械設備中，作為控制和監(jiān)視工作過程的器件使用。
技術介紹
凸輪作為控制和監(jiān)視工作過程的器件廣泛應用于壓力機、沖床等設備中，大部分傳統(tǒng)的自動化機械設備采用凸輪作為傳動和控制元件，凸輪因固有的機械結構和現有的工藝水平，存在相位角調整不方便，易產生振動、易磨損、精度低、運行速度低等缺點。今年來利用PLC或通用工控計算機或可編程邏輯器件等帶旋轉編碼器開發(fā)出了電子凸輪，這種控制器一般都是自行開發(fā)并使用，存在軟硬件開發(fā)費用高，開發(fā)周期長，通用性差，質量不易保證等缺點。南京澤榮自動化系統(tǒng)有限責任公司生產出的一種沖床用電子凸輪，其控制器采用Microchip公司的PIC18F252。帶旋轉變壓器解碼，并有數碼管顯示和按鍵等，具有速度值/角度值顯示，生產計數顯示，頂點定位，凸輪設定，生產計數到達輸出，下死點設定，角度傳感器正/反轉設定，系統(tǒng)參數密碼保護，系統(tǒng)異常報警等功能。解決了現有電子凸輪存在的諸多問題，但該電子凸輪運行時由編碼器打滑而導致位置偏移時無法檢出；且IO板距離主機較遠通過電纜連接后導致抗干擾性能差；單一傳統(tǒng)的數碼管顯示方式導致人機界面不友好，設定操作不直觀等缺點。
技術實現思路
專利技術目的:為了克服現有技術中存在的不足，本技術提供一種電子凸輪控制器，解決了現有的電子凸輪控制器不具備實時位置校準功能的問題，同時解決了抗干擾性能差、人機界面不友好、設定操作不直觀的問題。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是:一種電子凸輪控制器，包括ARM控制器和電源，所述ARM控制器分別與解碼電路、人機界面單元和光耦隔離電路連接，所述解碼電路的輸入端與角度傳感器的輸出端連接，所述光I禹隔尚電路分別與輸入電路和輸出電路連接，所述輸入電路外接凸輪的信號輸出端，輸出電路外接凸輪的信號輸入端，所述光耦隔離電路、輸入電路和輸出電路設計在同一塊電路上,所述人機界面單元包括按鍵輸入單元、數碼管顯示單元、跑馬燈顯示單元和OLED顯示單元，所述電源分別為ARM控制器、解碼電路和人機界面單元供電；所述解碼電路用以解碼角度傳感器輸出的角度信息；所述光耦隔離電路用以防止輸入電路和輸出電路之間的相互干擾；所述ARM控制器用以接收并處理解碼電路輸出的角度值；控制人機界面單元的顯示；接收并處理按鍵輸入單元設定的參數；向輸出電路輸出的控制外接凸輪的控制信號；接收并存儲輸入電路輸入的實時信號。所述ARM控制器設有兩個RS485通訊端口，其中一個端口與人機界面單元通訊連接，另一個用于外接PLC或計算機。以上所述的一種電子凸輪控制器，先通過人機界面單元的按鍵輸入單元設定參數，在凸輪運行時，角度傳感器檢測凸輪角度，然后通過解碼電路解碼角度信息，ARM控制器接收角度信息，通過設定算法獲得轉動的圈數和速度并在人機界面單元中顯示，ARM控制器接收按鍵輸入單元設定的參數并通過設定算法與現在的圈數和速度對比，ARM控制器根據對比信息調整輸出控制信號，通過輸出電路控制凸輪，同時在置下死點后的第一行程中凸輪將信號傳輸給輸入電路，ARM控制器存儲該信號作為校準信號，并在后續(xù)行程中將凸輪的實時信號與校準信號比較，用以校準實時位置。本技術的有益效果:1、通過將光耦隔離電路、輸入電路和輸出電路設計在同一塊電路上，減少了 IO板和IO電纜的連接，增強了抗干擾性能；2、本技術的人機界面單元包括按鍵輸入單元、數碼管顯示單元、跑馬燈顯示單元和OLED顯示單元,具有速度值/角度值顯示，生產計數顯示，頂點定位，凸輪設定，生產計數到達輸出，下死點設定，打滑校準設定、角度傳感器正/反轉設定，系統(tǒng)參數密碼保護，系統(tǒng)異常報警等功能，人機界面友好、設定操作直觀；3、本技術通過輸入電路輸出凸輪的實時信號，并且ARM控制器記憶在置下死點后的第一行程中的信號，將其作為校準信號，并在后續(xù)行程中以此位置為參考進行校準，具有實時位置校準功能?！靖綀D說明】圖1為本技術的結構框圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術作更進一步的說明。如圖1所示:一種電子凸輪控制器，包括ARM控制器I和電源4，所述ARM控制器I分別與解碼電路2、人機界面單元3和光耦隔離電路6連接，所述解碼電路2的輸入端與角度傳感器5的輸出端連接，所述光耦隔離電路6分別與輸入電路7和輸出電路8連接，所述輸入電路7外接凸輪的信號輸出端，輸出電路8外接凸輪的信號輸入端,所述光I禹隔離電路6、輸入電路7和輸出電路8設計在同一塊電路上，所述人機界面單元3包括按鍵輸入單元301、數碼管顯示單元302、跑馬燈顯示單元303和OLED顯示單元304,所述電源4分別為ARM控制器1、解碼電路2和人機界面單元3供電。角度傳感器5為上海贏雙電機所生產的旋轉變壓器，具有結構簡單，動作靈敏，對環(huán)境無特殊要求，維護方便，輸出信號幅度大，抗干擾能力強，工作可靠等優(yōu)點。解碼電路2用以解碼角度傳感器5輸出的角度信息，解碼電路2為專用芯片AD2S1205，此芯片最高速度可達1250轉每秒，通過SPI串行接口與ARM控制器I相連。ARM控制器I為ST公司的STM32F103R8T6，為ARM_CrotexM3架構。32位的控制器不但運算速度快，集成功能強大，而且價格便宜。所述ARM控制器I設有兩個RS485通訊端口，其中一個端口與人機界面單元3通訊連接，另一個用于外接PLC或計算機，所述通訊連接采用工業(yè)通訊協(xié)議為MODBUS。ARM控制器I通過SPI 口從角度解碼芯片(AD2S1205)讀取角度值，并進行數據濾波以獲得精確的角度值，ARM控制器I的生產計數程序根據角度變化判斷是否跑了一圈，如果是則相應的進行計數;ARM控制器的速度計算部分程序根據每轉動一圈所用的時間計算出速度，并對速度值進行去抖動處理；ARM控制器I控制人機界面單元3的顯示，接收并處理按鍵輸入單元301設定的參數并通過設定算法與現在的圈數和速度對比，根據對比信息調整向輸出電路8輸出的控制外接凸輪的控制信號；接收并存儲輸入電路7輸入的實時信號。輸入電路7和輸出電路8均采用光耦隔離，輸入隔離光耦采用PC817，輸出隔離光耦選用C0SM04010，由ARM控制器I的GPIO 口直接掃描驅動并且被其控制。人機界面單元3采用ARM控制器I與主機通訊獲得主機數據，再通過數碼管顯示單元302、跑馬燈顯示單元303和OLED顯示單元304進行顯示，通過按鍵輸入單元301設定參數。其中OLED顯示單元304采用華凌光電股份有限公司的OLED顯示模塊WEX012864GLPP3N10000,具有功耗低，壽命長，視角廣等特點，通過該顯示器動態(tài)顯示工作畫面和數據；數碼管顯示單元302采用共陰極數碼管，陽極由ARM控制器1GP10 口加限流電阻連接控制，陰極由芯片74LS145 (4-10譯碼器)驅動。數碼管為動態(tài)顯示，顯示判斷角度或速度，頻率IOOHz ;跑馬燈顯示單元303的跑馬燈指示由數碼管8個復用管腳經芯片74LS574 (8位鎖存驅動器)給另一個74LS145驅動。根據角度值算出該顯示的燈，并動態(tài)顯示，頻率為IOOOHz。所述電源4采用+24V輸入，輸出為+5V和+3.3V兩組。電子凸輪控制器采用實時存儲方案，而且具有速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子凸輪控制器，其特征在于：包括ARM控制器（1）和電源（4），所述ARM控制器（1）分別與解碼電路（2）、人機界面單元（3）和光耦隔離電路（6）連接，所述解碼電路（2）的輸入端與角度傳感器（5）的輸出端連接，所述光耦隔離電路（6）分別與輸入電路（7）和輸出電路（8）連接，所述輸入電路（7）外接凸輪的信號輸出端，輸出電路（8）外接凸輪的信號輸入端，所述光耦隔離電路（6）、輸入電路（7）和輸出電路（8）設計在同一塊電路上，所述人機界面單元（3）包括按鍵輸入單元（301）、數碼管顯示單元（302）、跑馬燈顯示單元（303）和OLED顯示單元（304），所述電源（4）分別為ARM控制器（1）、解碼電路（2）和人機界面單元（3）供電；所述解碼電路（2）用以解碼角度傳感器（5）輸出的角度信息；所述光耦隔離電路（6）用以防止輸入電路（7）和輸出電路（8）之間的相互干擾；所述ARM控制器（1）用以接收并處理解碼電路（2）輸出的角度值；控制人機界面單元（3）的顯示；接收并處理按鍵輸入單元（301）設定的參數；向輸出電路（8）輸出的控制外接凸輪的控制信號；接收并存儲輸入電路（7）輸入的實時信號。

【技術特征摘要】
1.一種電子凸輪控制器，其特征在于:包括ARM控制器(I)和電源(4)，所述ARM控制器(I)分別與解碼電路(2)、人機界面單元(3)和光耦隔離電路(6)連接，所述解碼電路(2)的輸入端與角度傳感器(5)的輸出端連接，所述光耦隔離電路(6)分別與輸入電路(7)和輸出電路(8)連接，所述輸入電路(7)外接凸輪的信號輸出端，輸出電路(8)外接凸輪的信號輸入端，所述光耦隔離電路(6 )、輸入電路(7 )和輸出電路(8 )設計在同一塊電路上，所述人機界面單元(3 )包括按鍵輸入單元(301 )、數碼管顯示單元(302 )、跑馬燈顯示單元(303 )和OLED顯示單元(304)，所述電源(4)分別為AR...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：郭俊，
申請(專利權)人：南京澤榮自動化系統(tǒng)有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：