格雷维修助手巧用开关二极管实现电子手轮为
一个用户反映，他们一台沈阳GTC10080数控立式车的手持式电子手轮不好用，就急匆匆的带了一个手持式电子手轮去更换。
更换手轮接线时，发现原手持电子手轮倍率只有×10和×100两根线，轴选开关为X、Z、C三根线，如下图：
手摇脉冲发生器信号标签
轴选信号标签
倍率信号标签
新手轮倍率和轴选都是三根线，机床又没有倍率×1的接线端子，只好暂时不接。当接线完毕，通电试机，轴选开关掷X档，倍率掷×1档，使用正常，倍率掷×10档，跟×1档一样，无变化。又掷×100档，使用正常。轴选开关掷Z档，倍率掷×1档，Z轴没有动作。轴选开关掷C档，倍率掷×1档，使用正常，倍率掷×10档，跟×1档一样，又掷×100档，使用正常。感觉比较奇怪，又反复检查接线没有问题。只好在数控系统检查轴选和倍率开关输入信号是否正常（西门子828D数控系统）。由于没有图纸，一个信号一个信号的检查，整理如下表：
轴选
I16.0
I15.4
倍率
I16.3
I16.2
X
0
1
×1
0
1
Z
1
0
×10
0
1
C
1
0
×100
1
0
通过上表看出，轴选和倍率信号应该不对，不像点对点的信号处理方法，这个新电子手轮就没法使用，又把旧手轮（没有完全损坏，只是不太好用，有时没有反应）安装还原。还原后通电，再次检查输入信号，信号表如下：
.轴选
I16.0
I15.4
倍率
I16.3
I16.2
X
0
1
×1
0
1
Z
1
1
×10
1
1
C
1
0
×100
1
0
轴选X，I15.4=1
轴选Z，I15.4=1，I16.0=1
轴选C，I16.0=1
倍率×1，I16.2=1
倍率×10，I16.2=1，I16.3=1
倍率×100，I16.3=1
通过上表和截图看出，轴选和倍率开关输出是采用了格雷码方式，难怪不得新手轮不能正常使用，通常的手持式电子手轮的波段开关为点对点输出信号，如下图：
手持式电子手轮接线图与信号表
新手轮没法更换，其实可以修改梯形图满足要求，但是对西门子数控系统不太熟悉，只好放弃。如果是FANUC数控系统，还可以修改梯形图来达到使用要求，曾经改过一例《GX710 Plus加工中心-加装手持式电子手轮》。目前只好让用户先将就使用旧的，重新购买格雷码的手持电子手轮，再来更换。
格雷码波段开关信号表如下：
格雷码波段开关真值表
根据上表格雷码信号输出规则，回去又大致研了解了一下格雷码，通过了解，完全可以利用开关二极管单向导电的特性，实现格雷码信号功能，如下图所示：
IN4148高速开关二极管参数
具有格雷码功能的手持式电子手轮接线图与真值表
按下使能开关，触点闭合导通，轴选X，24V电压流经使能开关、轴选开关X触点，X输出为1高电平，因V1二极管反向特性呈阻断状态，Y没有电压，依然0低电平。轴选Y时，Y输出1高电平，同时V1二极管正向导通，X输出1高电平，以此类推，其输出电平符合格雷码状态。
购买高速二极管IN4148按图焊接，再次拿去更换，接线完成无误后，通电试机，当前手轮轴选X，控制X轴，轴选Y，实际控制Z轴，轴选Z控制C轴，倍率各档也能对应，均使用正常。
本次维修，用极低的元件成本实现了原来手持电子手轮功能，效果还不错，用户也认可。
格雷码
高速开关二极管1N4148
