[发明专利]一种车床控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种车床控制器，包括机壳（3），机壳（3）上设有面板（2）和按键（7），面板（2）上安装有LCD显示器（1）和矩阵键盘模块（5），矩阵键盘模块（5）后面安装有主板（6），其特征是：由矩阵键盘模块将机床参数、加工参数、开关命令输入到主板，主板处理后把显示内容发送给显示器，模拟电压信号发送到变频器；变频器连接车床主电机，变频器控制车床主电机转动，车床主电机带动主轴旋转，主轴带动主轴编码器旋转，主轴编码器将信号反馈到主板，主板将处理后的脉冲和方向信号发送至驱动器，驱动器按照主板的指令驱动驱动电机运动，主轴的运动和驱动电机的运动通过主板运算执行插补功能，控制驱动电机同主轴间实现车床的转进给车削和螺纹车削；I/O信号通过主板进行信号的输入输出。

2.根据权利要求1所述的车床控制器，其特征是：由矩阵键盘模块（5）将机床参数、加工参数、开关命令输入到主控制芯片ARM（16），主控制芯片ARM（16）芯片处理后分别发送给LCD显示器（1）；主控制芯片ARM（16）发送模拟电压到变频器（33），变频器（33）控制车床主电机（41），车床主电机（41）带动主轴（35）旋转，主轴（35）带动主轴编码器（37）旋转，主轴编码器（37）将信号发送到接口扩展控制芯片FPGA（19）芯片，接口扩展控制芯片FPGA（19）芯片将主轴编码器（37）信号处理后反馈给主控制芯片ARM（16）芯片，主控制芯片ARM（16）芯片将处理后的脉冲和方向信号通过接口扩展控制芯片FPGA（19）芯片发送至驱动器（32），驱动器（32）按照主控制芯片ARM（16）芯片的指令控制驱动电机（38）运动；主轴（35）的运动和驱动电机（38）的运动通过主控制芯片ARM（16）芯片运算执行插补功能，实现驱动电机（38）相对于主轴（35）的插补功能，控制驱动电机（38）同主轴（35）间实现车床的转进给车削和螺纹车削；I/O信号通过接口扩展控制芯片FPGA（19）芯片和主控制芯片ARM（16）通信，实现信号的输入输出。

3.根据权利要求1或2所述的车床控制器，其特征是：面板（2）上安装有LCD显示器（1）和矩阵键盘模块（5），矩阵键盘模块（5）后面安装有主板（6），主板（6）上连接有电源接口（11）、电压转换芯片EUP3482模块（12）、电压转换芯片AS1117-1.5模块（13）、电压转换芯片MC34063模块（14）、电压转换芯片ICL7660模块（15）、主控制芯片ARM  （16）、运算放大器0P07模块（17）、主轴控制接口（18）、接口扩展控制芯片FPGA （19）、IO输入模块（20）、IO输出模块（21）、输入输出接口（22）、驱动器接口（23）、主轴编码器接口（24）、编码器MAX490芯片（25）、SPI协议通信总线（26）、按键（27）、并口总线（28）和电压转换芯片AS1117-3.3模块（29）；

主板（6）中的电源接口（11）连接到电压转换芯片EUP3482模块（12）的电源输入端，电压转换芯片EUP3482模块（12）的电压输出端分别接到电压转换芯片AS1117-3.3模块（29）、电压转换芯片AS1117-1.5模块 （13）、电压转换芯片MC34063模块（14）的电源输入端，电压转换芯片AS1117-3.3模块（29）电压输出端接到主控制芯片ARM（16）的电源端；电压转换芯片AS1117-1.5模块（13）的电压输出端接到接口扩展控制芯片FPGA （19）的电源端；电压转换芯片MC34063模块（14）的电源输出端接到ICL7660模块（15）的电压输入端和运算放大器OP07模块 （17），ICL7660模块（15）的电压输出端接到运算放大器OP07模块（17）；

主控制芯片ARM  STM32F103VE模块通过信号线SPI协议通信总线 （26）与接口扩展控制芯片FPGA （19）相连，主控制芯片ARM STM32F103VE模块通过并口总线（28）与LCD显示器（1）相连，矩阵键盘模块（5）与主控制芯片ARM  STM32F103VE模块相连，主控制芯片ARM  STM32F103VE模块的DA信号输出端接到运算放大器OP07 模块（17）的DA信号输入端，运算放大器OP07模块（17）的DA信号输出端接到主轴控制接口（18）上；

接口扩展控制芯片FPGA  （19）与IO输入模块（20）、IO输出模块（21）相连；IO输入模块（20）、IO输出模块（21）与输入输出接口（22）相连，接口扩展控制芯片FPGA 模块（19）与编码器MAX490芯片（25）的信号输入端相连；编码器MAX490芯片（25）的输出信号接到驱动器接口（23）；主轴编码器接口（24）与编码器MAX3490芯片（25）的信号输入端相连。