[發明專利]一種碳刷曲面研磨數控機床的控制電路

在審

• 申請號: 201711396961.9
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107953241A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 皇豐輝;柳彬;姚川;夏元;袁輝輝;蘇文印;曾祥孔
• 申請（專利權）人: 武漢華海通用電氣有限公司
• 主分類號: B24B37/005
• 分類號: B24B37/005;B24B37/34
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 方可

技術領域

本發明屬于碳刷數控研磨加工控制技術領域，更具體地，涉及一種碳刷曲面研磨數控機床的控制電路。

背景技術

碳刷作為主變流機組中電能傳遞的樞紐，其狀態好壞直接影響主變流機組的工作是否正常，進而決定了全船電力系統的可靠等級，一旦碳刷出現磨損過度、斷裂等現象，需要立即對相應碳刷進行更換，新碳刷更換前必須通過一定研磨，使碳刷與機組換向器的接觸面達到最充分的弧度吻合，一是保證機組重新啟動后能在最短時間內在換向器表面形成均勻氧化薄膜，減小換向器表面的異常磨損；二是通過合理研磨，延長單個碳刷的使用壽命。

目前，常用的方法是采用砂輪機，人工研磨，但人工研磨方法存在一些缺點和不足，比如(1)研磨刀具是整個裝置的核心部件，其直接影響到碳刷的研磨精度及研磨效果，碳刷工作面弧度完全取決于砂輪的半徑，研磨精度及研磨面光滑度無法保證；(2)單次研磨的碳刷數量少，耗時長、研磨效率低；(3)砂輪表面極易附著碳粉，且不易清理，會造成砂輪失效；(4)碳刷與機組換向器的接觸面吻合度不夠、碳粉揚塵等弊端，極大影響主變維護保養效率。

現有技術中，也有采用數控雕刻機、電腦操作的方法，該方法的缺點有(1)需要連接電腦并編程控制，操作復雜；(2)需要配置水路、氣動等外圍設備，使用不便；雕刻加工周期長，效率低。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種碳刷曲面研磨數控機床的控制電路；碳刷曲面研磨數控機床主要用于碳刷的固定和研磨加工，主要包括碳刷托盤和研磨主軸；碳刷托盤包括底座和碳刷夾具；研磨主軸用于安裝電機及研磨刀具，通過控制電機帶動刀具運轉實現對碳刷工作面的旋轉研磨；其電機包括主軸電機和步進電機；

該控制電路用于碳刷曲面研磨數控機床的運行控制，包括傳感器、PLC控制器、主軸電機變頻器、步進電機驅動器和輔助電源；

其中，傳感器設置在機床研磨主軸上，用于檢測機床研磨主軸的移動位置，并將檢測結果以電信號形式發送到PLC控制器；PLC控制器是控制電路的核心部件，用于根據傳感器信號以及人機交互界面輸入的操控信號生成驅動控制脈沖；

步進電機驅動器用于對PLC發送的驅動控制脈沖進行計數以控制步進電機運轉，帶動研磨刀具左右移動，精確定位；

主軸電機變頻器根據接收的啟停信號來控制主軸電機運轉；

輔助電源用于接入外部交流電源為主軸電機變頻器、PLC控制器供電，并用于將外部接入的交流電源轉換為24V直流電源為步進電機驅動器供電。

優選的，上述的控制電路包括多個傳感器，分別用于進行零位檢測和右極限位檢測；通過零位檢測獲得研磨刀具初始位信息，通過右極限位檢測獲得研磨刀具終止位信息。

優選的，上述的控制電路，其輔助電源包括斷路器、第一接觸器、變壓器和開關電源模塊；通過斷路器接入外部380V的交流電源，并在外部電力設備或線路發生故障時，將故障部分從電網中迅速切除以對控制電路以及數控機床進行保護；

通過第一接觸器接通或切斷對該控制電路的供電并具有欠電壓釋放保護、零壓保護的作用；

通過變壓器將接入的380V交流轉換為220V；進而通過開關電源模塊轉換為24V直流電源，為步進電機驅動器供電。

優選的，上述的控制電路，其輔助電源還包括依次串聯的熔斷器、電源開關和第二接觸器；熔斷器的非串聯端與斷路器的第六端相連，第二接觸器的非串聯端與斷路器的第四端相連。

優選的，上述的控制電路，外部輸入的啟動信號經過一個繼電器接入到主軸電機變頻器。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

(1)通過本發明提供的控制電路對碳刷曲面研磨數控機床研磨刀具位置進行實時采集，并將采集到的傳感信號結合預設的PLC控制程序進行運算生成用于控制主軸電機變頻器和步進電機驅動器的信號，通過主軸電機變頻器驅動主軸電機帶動研磨刀具的旋轉并同步地由步進電機驅動器驅動步進電機帶動特制的曲面研磨刀具平移以及左右移動，在多個自由度上對碳刷進行研磨，實現碳刷曲面研磨一次成型，有效保證碳刷的研磨精度，提高研磨良品率；

(2)在本發明提供的碳刷曲面研磨數控機床的控制電路的控制下，實現待研磨碳刷自動定位及運行控制，無需外接電腦；實現碳刷研磨自動化，加工過程中無需手動控制，在操控性方面具有顯著優化；并且單次運行可研磨多只碳刷，極大縮短碳刷研磨所需時間，進而提高主變維護保養效率。

附圖說明