[發(fā)明專利]一種用于折彎機床的定位數(shù)控裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910056515.2
• 申請日: 2009-08-14
• 公開（公告）號: CN101623827A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 張中煒;林文卿
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B23Q3/00
• 分類號: B23Q3/00;H02P25/00;H02P3/24
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發(fā)明屬機械制造技術領域，特別是涉及一種用于折彎機床的定位數(shù)控裝置及方法。

背景技術

利用位置反饋信號實現(xiàn)快速、精確的定位是數(shù)控折彎機床的基本任務。這是一類應用 非常廣泛的數(shù)控機床，目前比較常見的方法是通過電動機調速裝置，在后擋料接近目標時 降低運行速率，然后在低速運行中實現(xiàn)精確定位，這種定位方法的缺陷是成本高，本發(fā)明 為解決這個問題提供了一條新的途徑。

專利公開號CN1848664利用直流無刷電機內(nèi)部的霍爾傳感器發(fā)出的信號計算電動機的 運行圈數(shù)并控制其運轉速度，須事先測出電動機滑行圈數(shù)，然后根據(jù)該圈數(shù)提前切斷電動 機供電，這種方法的局限在于無法應用到成本低廉的交流異步電動機上。

專利公開號CN1694344利用直流電動機的剩余電動勢進行短接制動，其局限是制動效果有 限，且沒有描述具體的定位方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種動態(tài)制動方法實現(xiàn)快速精準定位的用于折彎機 床的定位數(shù)控裝置及方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種用于折彎機床的定位數(shù)控裝 置，包括交流電動機、絲桿、后擋料、工作平臺、接近開關即標定傳感器、金屬片以及皮 帶傳動機構，所述定位數(shù)控裝置的主軸的一端與光電編碼器相連，在所述的交流電動機和 光電編碼器之間串聯(lián)控制器和驅動模塊。

在所述的交流電動機和驅動模塊之間聯(lián)有切換繼電器，正轉交流接觸器和反轉交流接 觸器并聯(lián)后與切換繼電器并聯(lián)，電源變壓器通過兩個串聯(lián)的行程開關及另一組與上述連接 關系相同的切換繼電器，正轉交流接觸器和反轉交流接觸器與控制器相連。

所述的驅動模塊由整流模塊、降壓電阻、二極管、穩(wěn)壓管、電容、光耦、MOSFET、限 流電阻以及續(xù)流二極管組成，所述的續(xù)流二極管的負極通過限流電阻與整流模塊相連，整 流模塊通過降壓電阻、二極管與相互并聯(lián)的穩(wěn)壓管和電容及光耦相接，光耦與MOSFET相 連。

所述的控制器由8位單片機實現(xiàn)，配以LED顯示和操作鍵盤以及適當?shù)腎/O接口，內(nèi) 置開關電源。

一種使用用于折彎機床的定位數(shù)控裝置的方法，包括下列步驟：

(1)主軸光電編碼器輸出信號，經(jīng)過控制器的處理來識別后擋料的當前位置、速度 和加速度；

(2)控制器根據(jù)設定的位置目標發(fā)出指令使交流電機按規(guī)定的方向運轉；

(3)當后擋料到達預期位置后，控制器發(fā)出電動機失電信號；

(4)由于慣性作用，后擋料將繼續(xù)滑行，此時，控制器根據(jù)后擋料當前的速度及位 置信息，預測其將要滑行的距離，并以此為依據(jù)來發(fā)出適當大小的制動信號；

(5)當運動對象十分接近目標時，控制器發(fā)出最終制動信號，完成一次性精確定位。

所述的一種使用用于折彎機床的定位數(shù)控裝置的方法中所述的后擋料上的金屬片經(jīng) 過標定傳感器時就進行一次自動位置標定。

本發(fā)明的發(fā)明原理：

(1)本發(fā)明采用一種獨特的動態(tài)制動方法實現(xiàn)快速精準定位。當電動機失電后，后 擋料有一個慣性滑行階段，本發(fā)明根據(jù)其滑行的狀態(tài)，發(fā)出適當?shù)闹苿有盘枺? 該信號經(jīng)過驅動模塊后轉化成相應大小的制動力作用于電動機，使后擋料在接 近目標位置時的速率降到一定的范圍之內(nèi)，然后再根據(jù)目標位置發(fā)出最終制動 信號，從而確保后擋料定位的快速性和準確性。本發(fā)明相比以往采用電機調速 定位的方法省卻了昂貴的電動機調速裝置，且采用普通的鼠籠式異步三相交流 電機，大大降低了制造成本。

(2)本發(fā)明采用的是一種獨特的受控直流制動方式。當在異步電動機定子繞組施加 直流電壓時，定子產(chǎn)生靜止的恒定磁場，旋轉的轉子切割此磁場產(chǎn)生制動力矩， 迫使電動機轉子較快地停止。相對于能耗制動、反接制動等其它制動方式，直 流制動的響應速度快，制動力矩大，控制更靈活。正是利用直流制動的這些優(yōu) 點，本發(fā)明設計了制動力矩的智能動態(tài)控制方法，達到了低成本、快速、精確 定位的目的。