[發明專利]伺服動力刀塔控制裝置

有效

• 申請號: 201010185301.8
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101846990A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 劉華;高雪冰
• 申請（專利權）人: 沈陽盛暉測控技術有限公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所 21232
• 代理人: 黃玉杰

技術領域

本發明涉及一種裝備制造業的機床上的伺服動力刀塔，特別是一種伺服動力刀塔控制裝置。

背景技術

目前，純電動刀塔主要問題是結構復雜、故障率高、不易維修、刀盤鎖緊力小不適宜重切削、驅動電機易過載燒損、譯碼系統在車削振動下易損壞、分度轉位速度不易提高；純液壓刀塔存在刀塔對液壓油源的質量要求較高、刀塔轉位速度受油溫的影響產生波動、調整維護較復雜，且價格較高的缺點。

發明內容

為解決已有技術存在的缺點，本發明的目的在于提出一種伺服動力控制定位時間、轉位速度、精度的伺服動力刀塔控制裝置。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：1.伺服動力刀塔控制裝置，包括：嵌入式DSP主控模塊、刀塔邏輯DSP控制模塊、CAN總線、功率驅動模塊、控制電源模塊、動力電源模塊、伺服電機。該控制裝置應用全數字DSP處理芯片，采用雙CPU兩大控制模塊，兩大模塊分別是嵌入式DSP主控模塊和刀塔邏輯DSP控制模塊，刀塔邏輯控制模塊用于接收用戶的輸入信號并將該信號譯碼成轉位信號，并將轉位信號通過CAN總線發送到嵌入式DSP主控模塊，并實時輸出刀塔狀態信號與故障檢測結果，嵌入式DSP主控模塊接收到刀塔邏輯DSP控制模塊發出的轉位信號后驅動伺服電機運轉到目的位置，同時嵌入式DSP主控模塊也將刀塔位置到達信號與故障檢測結果以CAN總線發送到刀塔邏輯控制模塊；

所述的嵌入式DSP主控模塊，包括：主處理器、CAN總線通信模塊、電流采樣模塊、RS232通信模塊、編碼器信號接收模塊、故障檢測模塊、SPWM驅動模塊，嵌入式DSP主控模塊是以TMS320LF2407為主處理器的伺服電機位置控制單元，在電機控制上采用電流、位置、速度進行三大閉環；

所述的刀塔邏輯DSP控制模塊，以TMS320LF2406為協處理器的用戶輸入輸出管理模塊，總線驅動芯片采用74HC573，采用了MOFET的推挽式輸出電路；

所述的控制電源模塊輸入為兩相AC220V，一級隔離變壓分別為DC5V、DC15V、DC24V，二級變壓為三路隔離DC15V；

總線驅動芯片采用八進制三態非反轉透明74HC573鎖存器；功率驅動器件采用集控制電源欠壓鎖定、過熱、過流、短路等保護功能與一體的IPM30CSJ060智能功率驅動模塊，該模塊輸出各橋臂的報警信號。

本發明的優點是：伺服控制刀塔轉位速度快，可減小刀塔的換刀時間，提高了機床的加工效率、轉位精度、換刀準確率。采用8421譯碼通訊形式，提高控制的靈活性和通用性。增加機械使用壽命，減少了機床的故障率，設定自動回零搜索，使刀塔零位定位更準確，可靠性更高。

附圖說明

圖1是本發明伺服動力刀塔控制裝置的控制系統示意方框圖；

圖2是本發明中控制電源模塊示意方框圖；

圖3是本發明中動力電源模塊示意方框圖；

圖4是本發明中DSP主控模塊示意方框圖；

圖5是本發明中刀塔邏輯控制模塊示意方框圖；

圖6是本發明中功率驅動模塊示意方框圖。

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

具體實施方式

如圖1所示，本發明伺服動力刀塔控制裝置的控制系統包括：控制電源模塊、動力電源模塊、嵌入式DSP主控模塊、刀塔邏輯DSP控制模塊、驅動模塊。其中控制電源模塊與動力電源模塊分別給嵌入式DSP主控模塊提供控制電源和動力電源。刀塔邏輯DSP控制模塊負責接收用戶的輸入信號并將該信號譯碼成轉位信號，然后將轉位信號通過CAN總線方式發送到嵌入式DSP主控模塊，并實時輸出刀塔狀態信號與故障檢測結果。嵌入式DSP主控模塊接收到刀塔邏輯DSP控制模塊發出的轉位信號后驅動伺服電機運轉到目的位置。同時嵌入式DSP主控模塊也將刀塔位置到達信號與故障檢測結果等以CAN總線方式發送到刀塔邏輯控制模塊。

如圖2所示，控制電源模塊主要負責為總系統的各個控制模塊提供電源。控制電源模塊輸入為兩相AC220V，經干擾抑制模塊過濾了噪聲、共模等干擾后輸出給兩相整流橋，整流橋整流后即可得到直流電源，這種情況輸出的直流電源紋波比較大，經過下一級的電容濾波后就可以得到紋波極小的直流電源了。該直流電源經一級隔離變壓后可以得到三種電源，分別為DC5V、DC15V、DC24V。其中DC24V經二級隔離變壓后可以得到三路隔離DC15V，給功率驅動器的上橋臂供電。這樣總個系統的控制電源就搭建完成。