[實用新型]高速加工中心伺服控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620091748.8
• 申請日: 2006-06-27
• 公開（公告）號: CN200983105Y
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王健
• 申請（專利權(quán)）人: 大連機床集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 大連非凡專利事務(wù)所
• 代理人: 閃紅霞

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及一種機床電氣控制裝置，尤其是一種可兼顧高轉(zhuǎn)速切削和低速大功率切削，且具有高精度、高速度的高速加工中心伺服控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

加工中心機床是現(xiàn)有的通用型機床，其Z滑枕、Y滑架、X滑架三坐標(biāo)單元采用箱中箱結(jié)構(gòu)，X軸采用雙絲杠驅(qū)動，刀庫有鏈?zhǔn)降稁旌捅P式刀庫兩種，主要適應(yīng)于鋁制零件及鑄鐵零件的加工，尤其適合于加工缸發(fā)動機缸體、缸蓋。目前加工中心伺服控制裝置都設(shè)有與電源相接的電源箱及主軸驅(qū)動器、Y軸驅(qū)動器、X軸驅(qū)動器、X1軸驅(qū)動器、Z軸驅(qū)動器、B軸驅(qū)動器、A/C軸驅(qū)動器，主軸電機與主軸驅(qū)動器相接，驅(qū)動Y滑架、X滑架及Z滑枕的Y軸電機、X軸電機、X1軸電機、Z軸電機分別與主軸驅(qū)動器、Y軸驅(qū)動器、X軸驅(qū)動器、X1軸驅(qū)動器、Z軸驅(qū)動器相接，驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的B軸電機與B軸驅(qū)動器相接、控制刀庫的A軸電機及C軸電機分別與A/C軸驅(qū)動器相接。由于現(xiàn)有的普通加工中心多采用半閉環(huán)控制方式，主軸電機直接與主軸驅(qū)動器相接，難以兼顧高轉(zhuǎn)速切削和低速大功率切削；機床精度因受絲杠精度、齒輪間隙及熱變形等因素影響而難以保證；機床的啟動電流難以抑制，無法實現(xiàn)高速度、高加速度；每個坐標(biāo)軸都必須設(shè)置回零開關(guān)和極限開關(guān)，刀庫也要設(shè)置回零開關(guān)，因此機械結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，同時也接線量、維修量也較大。

發(fā)明內(nèi)容：

本實用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的線路復(fù)雜、精度低、難以兼顧高轉(zhuǎn)速切削和低速大功率切削的技術(shù)問題，提供一種可兼顧高轉(zhuǎn)速切削和低速大功率切削、具有高精度、高速度的高速加工中心伺服控制系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)解決方案是：一種高速加工中心伺服控制系統(tǒng)，有電源模塊及主軸驅(qū)動器、Y軸驅(qū)動器、X軸驅(qū)動器、X1軸驅(qū)動器、Z軸驅(qū)動器、B軸驅(qū)動器、A/C軸驅(qū)動器，與主軸驅(qū)動器、Y軸驅(qū)動器、X軸驅(qū)動器、X1軸驅(qū)動器、Z軸驅(qū)動器、B軸驅(qū)動器、A/C軸驅(qū)動器分別接有主軸電機1、Y軸電機2、X軸電機3、X1軸電機4、Z軸電機5、B軸電機6、A軸電機7及C軸電機8，設(shè)有數(shù)控系統(tǒng)主操作終端BTV40及PLCI/O擴展模塊，數(shù)控系統(tǒng)主操作終端BTV40與軸驅(qū)動器、Y軸驅(qū)動器、X軸驅(qū)動器、X1軸驅(qū)動器、Z軸驅(qū)動器、B軸驅(qū)動器、A/C軸驅(qū)動器之間由光纜相串接，在主軸驅(qū)動器與主軸電機之間相接有主軸電機星角轉(zhuǎn)化電路KM△/KMY。

所述的主軸驅(qū)動器與主軸電機星角轉(zhuǎn)化電路KM△/KMY之間接有三相中頻電抗器TDK。

所述的主軸電機星角轉(zhuǎn)換電路KM△/KMY設(shè)有中間繼電器KS1、KS2，與中間繼電器KS1、KS2分別接有二極管D1、D2，中間繼電器KS1、KS2的電接點KS1-1、KS2-2分別與主軸電機星形啟動接觸器KMSY、主軸電機角形啟動接觸器KMS△相接，同時分別與主軸電機角形啟動接觸器KMS△的常閉電接點KMS△-1、主軸電機星形啟動接觸器KMSY的常閉電接點KMSY-1相接，主軸電機星形啟動接觸器KMSY的常開電接點KMSY-2、主軸電機角形啟動接觸器KMS△的常開電接點KMS△-2與主軸驅(qū)動器相接，主軸電機星形啟動接觸器KMSY的常開電接點KMSY-3、主軸電機角形啟動接觸器KMS△的常開電接點KMS△-3與主軸電機1相接。

與Y軸驅(qū)動器、X軸驅(qū)動器、X1軸驅(qū)動器、Z軸驅(qū)動器分別相接有光柵尺9、10、11、12，與主軸驅(qū)動器相接有齒輪編碼器13，與A/C軸驅(qū)動器相接有旋轉(zhuǎn)編碼器14。

與所述電源模塊相接有電阻模塊及直流電抗器GLD20。

本實用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1.所設(shè)置的主軸電機星角轉(zhuǎn)化電路可以通過星或角方式運行電主軸，既可使電主軸在低速狀態(tài)下的大扭矩(306Nm)切削，也可使電主軸高速切削(最高轉(zhuǎn)速達到12000轉(zhuǎn))，因此本實用新型既能適應(yīng)鑄鐵件的大功率銑削，又能高速加工鋁質(zhì)工件；

2.在主軸驅(qū)動器到主軸電機之間加入三相中頻電抗器TDK，可以平抑主軸的啟動和剎車電流，從而降低電主軸的溫升，延長電主軸使用壽命；

3.與電源模塊相接的直流電抗器和電阻模塊，可增加電源模塊的輸出功率，抑制啟動電流，為機床能夠達到高速動態(tài)響應(yīng)提供硬件保障，從而實現(xiàn)高速度及高加速度；

4.由于三坐標(biāo)使用絕對光柵尺，省略了三個回零開關(guān)和六個極限開關(guān)，另外與兩個刀庫也分別安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，編碼器線數(shù)為2048，由于編碼器和刀盤之間是1∶1的傳動關(guān)系，排除了從電機到刀盤之間高降速比所帶來的誤差，保證了刀盤的定位精度，使主軸從刀盤上取刀放刀變得容易，省略了回零開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便；