專利名稱：水晶研磨機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水晶研磨機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種水晶研磨機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
水晶研磨工藝雖復(fù)雜，整個(gè)流程上水晶一研磨一退出換面一研磨一至完成，但在裝上水晶塊到定型至完成整個(gè)研磨過(guò)程中如何控制其準(zhǔn)確到位地完成整個(gè)流程成了此流程的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的機(jī)械水晶研磨的缺陷就在于無(wú)法做到精確以及自動(dòng)化，研磨過(guò)程中研磨不均勻就會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量的難以保證；且傳統(tǒng)機(jī)械研磨過(guò)程中人工的長(zhǎng)時(shí)間和機(jī)器接觸， 也就容易造成工傷事故，不僅導(dǎo)致人員浪費(fèi)，增加成本，還會(huì)增加安全因素的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有現(xiàn)有的水晶研磨工藝通常采用人工操作、勞動(dòng)強(qiáng)度較大、安全性較差、均勻性較差和成本高的不足，本發(fā)明提供一種降低勞動(dòng)強(qiáng)度、安全性較好、均勻性好和成本較低的水晶研磨機(jī)控制裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種水晶研磨機(jī)控制裝置，所述控制裝置包括用以控制夾持水晶的力臂夾塊上下升降的力矩電機(jī)，用以控制所述力臂夾塊旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)換面的步進(jìn)電機(jī)，以及安裝在機(jī)架上用以檢測(cè)所述力臂夾塊位于初始工位或加工工位的位置傳感器，所述力矩電機(jī)與力矩電機(jī)控制電路連接，所述步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制電路連接，所述步進(jìn)電機(jī)控制電路、力矩電機(jī)控制電路和位置傳感器均與接口電路連接，所述接口電路與用以實(shí)現(xiàn)水晶研磨控制過(guò)程的單片機(jī)連接。進(jìn)一步，所述單片機(jī)與移位寄存器連接，所述移位寄存器與LED數(shù)碼管連接。所述移位寄存器具有驅(qū)動(dòng)功能。再進(jìn)一步，所述單片機(jī)與存儲(chǔ)器連接。所述單片機(jī)與控制按鍵連接。各個(gè)控制按鍵分別設(shè)定其特定的控制功能。所述單片機(jī)包括初始化單元，用以根據(jù)位置傳感器的反饋信號(hào)檢測(cè)力臂夾塊的狀態(tài)，并控制力矩電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)返回到初始工位；單面研磨控制單元，用以控制力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使力臂夾塊下移至磨盤，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后再控制力矩電機(jī)上移至初始工位；換面控制單元；用以當(dāng)檢測(cè)到一面加工完成的水晶位于初始工位，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)完成換面；雙面研磨控制單元，用以當(dāng)換面工序完成后，再次控制力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使力臂夾塊下移至磨盤， 經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后再控制力矩電機(jī)上移至初始工位。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)水晶研磨機(jī)的自動(dòng)控制。采用51系列單片機(jī)為核心模塊化控制整套水晶研磨機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅解決了研磨過(guò)程中的研磨不均勻、不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，還極大地減少了工人與設(shè)備的接觸時(shí)間，保障了作業(yè)安全，還提高了產(chǎn)品質(zhì)量以及作業(yè)的效率。


圖1是本發(fā)明水晶研磨機(jī)控制裝置的原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1，一種水晶研磨機(jī)控制裝置，包括用以控制夾持水晶的力臂夾塊上下升降的力矩電機(jī)，用以控制所述力臂夾塊旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)換面的步進(jìn)電機(jī)，以及安裝在機(jī)架上用以檢測(cè)所述力臂夾塊位于初始工位或加工工位的位置傳感器，所述力矩電機(jī)與力矩電機(jī)控制電路5連接，所述步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制電路4連接，所述步進(jìn)電機(jī)控制電路5、力矩電機(jī)控制電路4和位置傳感器均與接口電路3連接，所述接口電路3與用以實(shí)現(xiàn)水晶研磨控制過(guò)程的單片機(jī)2連接。所述單片機(jī)2與移位寄存器7連接，所述移位寄存器7與LED數(shù)碼管6連接。所述移位寄存器7具有驅(qū)動(dòng)功能。所述單片機(jī)2與存儲(chǔ)器8連接。所述單片機(jī)2與控制按鍵 1連接。各個(gè)控制按鍵1分別設(shè)定其特定的控制功能。本發(fā)明采用移位寄存器作為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，大大節(jié)省了主控芯片的I/O 口資源；采用24C02存儲(chǔ)器作為主控芯片的外擴(kuò)存儲(chǔ)單元進(jìn)行系統(tǒng)掉電時(shí)的參數(shù)保護(hù)；采用由 HEF40106施密特觸發(fā)器和ULN2003A構(gòu)成的電路作為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；采用51系列單片機(jī)作主控芯片，具有較高的成本優(yōu)勢(shì)。上述主控芯片采用ATMEL公司的AT89CM芯片，驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼顯示的移位寄存器采用74HC595D芯片、24C02存儲(chǔ)器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由HEF40106施密特觸發(fā)器和 ULN2003A達(dá)林頓陣列構(gòu)成、力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由3個(gè)固態(tài)繼電器構(gòu)成。7個(gè)獨(dú)立按鍵和LED數(shù)碼顯示構(gòu)成人機(jī)交互，完成相關(guān)參數(shù)的設(shè)定與數(shù)碼顯示；主控芯片根據(jù)相關(guān)參數(shù)設(shè)定驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以及力矩電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器反饋信號(hào)以實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)作的精確到位，完成研磨機(jī)的控制。本發(fā)明水晶研磨機(jī)控制裝置包括按鍵控制(1)、51系列單片機(jī)( 、步進(jìn)電機(jī)控制電路(4)、力矩電機(jī)控制電路(5)、數(shù)碼顯示(6)。51系列單片機(jī)通過(guò)移位寄存器(7)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。51系列單片機(jī)(2)與步進(jìn)電機(jī)控制電路⑷和力矩電機(jī)控制電路(5)通過(guò)接口電路(3)進(jìn)行隔離連接。步進(jìn)電機(jī)控制電路⑷與力矩電機(jī)控制電路(5)分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)與力矩電機(jī)。51系列單片機(jī)(2)連接有7個(gè)獨(dú)立按鍵控制(1)、移位寄存器(7)、24C02存儲(chǔ)器 (8)、接口電路(3)。51系列單片機(jī)優(yōu)選ATMEL公司的89CM單片機(jī)，其主要功能包括完成 7個(gè)獨(dú)立按鍵的掃描以及鍵值的譯碼執(zhí)行對(duì)應(yīng)分支程序、待顯示數(shù)據(jù)串行發(fā)送至74HC595D 移位寄存器驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)、根據(jù)控制要求發(fā)送控制脈沖信號(hào)至接口電路、相關(guān)重要參數(shù)至MC02進(jìn)行保存以及提取、相關(guān)傳感信號(hào)檢測(cè)等等。接口電路(3)連接到步進(jìn)電機(jī)控制電路以及力矩電機(jī)控制電路(5)。步進(jìn)電機(jī)控制電路由HEF40106施密特觸發(fā)器和ULN2003A達(dá)林頓陣列構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)等控制。力矩電機(jī)控制電路由3個(gè)固態(tài)繼電器構(gòu)成，通過(guò)控制3個(gè)固態(tài)繼電器控制力矩電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等控制。以下詳述本發(fā)明水晶研磨機(jī)控制裝置的控制方法
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第一步，51系列單片機(jī)(2)根據(jù)水晶研磨工藝要求通過(guò)按鍵控制(1)完成相關(guān)參數(shù)的輸入。第二步，確認(rèn)輸入后單片機(jī)將相關(guān)參數(shù)存儲(chǔ)值MC02存儲(chǔ)器后根據(jù)傳感器反饋信號(hào)檢測(cè)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)并控制步進(jìn)電機(jī)和力矩電機(jī)返回至初始工位等待。第三步，進(jìn)入研磨狀態(tài)，控制芯片發(fā)送控制脈沖信號(hào)并通過(guò)接口電路(3)至力矩電機(jī)控制電路( 來(lái)驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使夾有水晶的力臂夾塊下移至磨盤，即到達(dá)加工工位，按設(shè)定參數(shù)完成磨面后再控制力矩電機(jī)反轉(zhuǎn)使夾有水晶的力臂夾塊上移至初始工位。第四步，進(jìn)入換面狀態(tài)，控制芯片根據(jù)設(shè)定換面參數(shù)發(fā)送控制脈沖信號(hào)并通過(guò)接口電路C3)至步進(jìn)電機(jī)控制電路(4)來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)完成水晶的換面工作。第五步，待顯示數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)以串行數(shù)據(jù)的方式發(fā)送至74HC595D移位寄存器轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后驅(qū)動(dòng)LED進(jìn)行數(shù)碼顯示。第六步，重復(fù)三、四、五步直到水晶研磨工作結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種水晶研磨機(jī)控制裝置，其特征在于所述控制裝置包括用以控制夾持水晶的力臂夾塊上下升降的力矩電機(jī)，用以控制所述力臂夾塊旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)換面的步進(jìn)電機(jī)，以及安裝在機(jī)架上用以檢測(cè)所述力臂夾塊位于初始工位或加工工位的位置傳感器，所述力矩電機(jī)與力矩電機(jī)控制電路連接，所述步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制電路連接，所述步進(jìn)電機(jī)控制電路、 力矩電機(jī)控制電路和位置傳感器均與接口電路連接，所述接口電路與用以實(shí)現(xiàn)水晶研磨控制過(guò)程的單片機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的水晶研磨機(jī)控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)與移位寄存器連接，所述移位寄存器與LED數(shù)碼管連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水晶研磨機(jī)控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)與存儲(chǔ)器連接。
4.如權(quán)利要求1或2水晶研磨機(jī)控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)與控制按鍵連接。
5.如權(quán)利1或2水晶研磨機(jī)控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)包括初始化單元，用以根據(jù)位置傳感器的反饋信號(hào)檢測(cè)力臂夾塊的狀態(tài)，并控制力矩電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)返回到初始工位；單面研磨控制單元，用以控制力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使力臂夾塊下移至磨盤，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后再控制力矩電機(jī)上移至初始工位；換面控制單元；用以當(dāng)檢測(cè)到一面加工完成的水晶位于初始工位，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)完成換面；雙面研磨控制單元，用以當(dāng)換面工序完成后，再次控制力矩電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使力臂夾塊下移至磨盤，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后再控制力矩電機(jī)上移至初始工位。
全文摘要
一種水晶研磨機(jī)控制裝置，所述控制裝置包括用以控制夾持水晶的力臂夾塊上下升降的力矩電機(jī)，用以控制所述力臂夾塊旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)換面的步進(jìn)電機(jī)，以及安裝在機(jī)架上用以檢測(cè)所述力臂夾塊位于初始工位或加工工位的位置傳感器，所述力矩電機(jī)與力矩電機(jī)控制電路連接，所述步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制電路連接，所述步進(jìn)電機(jī)控制電路、力矩電機(jī)控制電路和位置傳感器均與接口電路連接，所述接口電路與用以實(shí)現(xiàn)水晶研磨控制過(guò)程的單片機(jī)連接。本發(fā)明提供一種降低勞動(dòng)強(qiáng)度、安全性較好、均勻性好和成本較低的水晶研磨機(jī)控制裝置。
文檔編號(hào)B24B37/005GK102490110SQ20111039471
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者史偉民, 彭來(lái)湖, 陳春松 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)