[發明專利]主軸馬達高速準停的控制方法及控制裝置

有效

• 申請號: 201610362029.3
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN107437914B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 魯國輝
• 申請（專利權）人: 樂星產電（無錫）有限公司
• 主分類號: H02P21/36
• 分類號: H02P21/36
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;章侃銥

本公開提供一種主軸馬達高速準停的控制方法及控制裝置，該控制方法包括：主軸馬達以第一速度運行過程中，在準停信號處于使能狀態時，所述主軸馬達由所述第一速度減速到第二速度；在所述主軸馬達以所述第二速度運行過程中找到零點并在達到準停目標時停止。通過在主軸馬達高速運行中準停使能后減速到低速運行找零點，找到零點后執行準停程序，該控制方法中準停動作連續，可以快速到達準停條件，減少主軸馬達高速準停所需時間，大大提高生產效率。

技術領域

本公開涉及機床控制技術領域，尤其涉及一種主軸馬達高速準停的控制方法及控制裝置。

背景技術

主軸準停又稱為主軸定位功能，即當主軸停止時，能夠準確地停于某一固定圓周位置。數控機床為了完成ATC(Automatic Tool Changer，刀具自動交換)裝置的動作過程，必須設置主軸準停機構。由于刀具裝在主軸上，切削時切削轉矩不可能僅靠錐孔的摩擦力來傳遞，因此在主軸前端設置一個突鍵，當刀具裝入主軸時，刀柄上的鍵槽必須與主軸上的突鍵對準，才能順利換刀，為此，主軸必須準確停在某固定的角度上才有利于換刀操作，由此可知主軸準停是實現ATC過程的重要環節。

目前主軸準停有兩種方式，即機械方式定位與電氣方式定位。機械方式就是利用機械凸輪機構或光電盤方式進行粗定位，然后有一個液動或氣動的定位銷插入主軸上的銷孔或銷槽實現精確定位，完成換刀后定位銷退出，主軸才開始旋轉。采用這種機械方式定位結構復雜，定位精度不高，在早期數控機床上及目前國內低端機床上使用較多。而現代數控機床則更多地采用電氣方式定位較多，電氣方式定位包括利用磁性傳感器檢測定位和主軸編碼器檢測定位。利用磁性傳感器檢測定位就是在主軸上安裝一個發磁體與主軸一起旋轉，在距離發磁體旋轉外軌跡1～2mm處固定一個磁傳感器，磁傳感器經過放大器與主軸控制單元相連接，當主軸需要定向時，便可停止在調整好的位置上。而主軸編碼器檢測定位就是通過主軸電動機內置安裝的位置編碼器或在機床主軸箱上安裝一個與主軸1∶1同步旋轉的位置編碼器來實現準停控制，準停角角度可任意設定。當前準停操作一般是將編碼器反饋的增量型編碼器的Z相方波脈沖給數控系統或主軸伺服驅動器作為零點，然后根據目標位置，進行運行到指定位置，完成準停。

但是，現有技術中對于主軸馬達在高速運轉過程中的準停，則需要高速停止后再進行準停動作，減速與準停過程不連續，準停時間較長，造成生產時效率低下。

公開內容

針對現有技術中存在的問題，本公開提供一種主軸馬達高速準停的控制方法及控制裝置，以解決現有技術主軸馬達在高速運轉過程中準停時減速與準停過程不連續，準停時間較長，造成生產時效率低下的技術問題。

為實現上述目的，一方面，

本公開提供了一種主軸馬達高速準停的控制方法，包括：

主軸馬達以第一速度運行過程中，在準停信號處于使能狀態時，所述主軸馬達由所述第一速度減速到第二速度；

在所述主軸馬達以所述第二速度運行過程中找到零點，并在達到準停目標時停止。

在本公開的一個實施方式中，將編碼器反饋的Z相方波作為所述零點。

在本公開的一個實施方式中，所述編碼器為增量型編碼器。

在本公開的一個實施方式中，所述準停目標根據編碼器脈沖數確定，準停位置的范圍為0～(4*Enc Num-1)，其中Enc Num為所述編碼器脈沖數，所述編碼器脈沖數為所述編碼器反饋的脈沖數。

在本公開的一個實施方式中，根據編碼器脈沖數確定準停目標的步驟包括：

將準停位置脈沖數與所述編碼器脈沖數進行負反饋運算以及比例-積分- 微分控制；

經過濾波以及限定的速度值轉換成頻率值；

根據所述頻率值進行矢量控制的速度環和電流環進行計算；