CN102398189A - 一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源，包括与电网电连接的整流器、与整流器直流侧电连接的逆变器、具有人机接口的MCU微控制单元、和用于控制电机运转的驱动电路，在整流器直流侧设有采用高速霍耳电流传感器的电流检测器，在MCU微控制单元与驱动电路之间串接有DSP微处理器，电流检测器的输出端分别与MCU微控制单元和DSP微处理器电连接，当电流检测器测得的电流值大于预设的空载电流值时，MCU微控制单元开始执行预设的加工程序，通过DSP微处理器、驱动电路和逆变器来控制电机按加工程序的要求转动。本发明能安全可靠地控制刀具与加工工件的快速趋近，提高数控机床的工作效率。

Description

一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源
技术领域
本发明涉及数控机床的驱动电源，尤其是一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源。
背景技术
以自动轴承磨床为例，砂轮在实际磨削时的进给速度是由工艺要求决定的，是不能随便提高的，但由于工件毛坯尺寸的分散性，在编制自动轴承磨床的工艺程序时，为了避免工件与砂轮的不合理碰撞，总是在工件还没有接触到砂轮时就提前进入磨削工序。为了最大限度地提高磨床的工作效率，理想的状态应是工件与砂轮快速趋近，一接触上立刻转入磨削工序。关于刀具快速趋近加工工件的技术方案，传统的声控快速趋近技术成本很高，还由于国内的声控传感器件尚待完善，实际使用的效果一直不好。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源，它能在准确地测得刀具与加工工件刚接触的那个时刻，快速使数控机床转入正常的加工程序，安全可靠地控制刀具与加工工件的快速趋近，提高数控机床的工作效率。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源，包括与电网电连接的整流器、与整流器直流侧电连接的用于为电机供电的逆变器、具有人机接口的MCU微控制单元、和与逆变器电连接用于控制电机运转的驱动电路，在整流器直流侧还设有采用高速霍耳电流传感器的电流检测器，在MCU微控制单元与驱动电路之间串接有DSP微处理器，所述电流检测器的输出端分别与MCU微控制单元和DSP微处理器电连接，当电流检测器测得的电流值大于预设的空载电流值时，MCU微控制单元开始执行预设的加工程序，通过DSP微处理器、驱动电路和逆变器来控制电机按加工程序的要求转动。
整流器直流侧并联有一组大容量滤波电容，用于提高功率因数，减少对电网的侵害；在所述大容量滤波电容的正极与整流器之间串接有限流电阻，用于限制上电瞬间对该大容量滤波电容的充电电流，所述限流电阻两端并接有继电器，当大容量滤波电容充电结束后，所述继电器吸合。
与现有技术相比本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，在整流器直流侧还设有采用高速霍耳电流传感器的电流检测器，在MCU微控制单元与驱动电路之间串接有DSP微处理器，所述电流检测器的输出端分别与MCU微控制单元和DSP微处理器电连接，当电流检测器测得的电流值大于预设的空载电流值时，MCU微控制单元开始执行预设的加工程序，通过DSP微处理器、驱动电路和逆变器来控制电机按加工程序的要求转动，这种电源，是采用高速霍耳电流传感器测量电流的，它的反应速度小于1μs，当刀具快速接触到加工工件时，负荷增加，整流器直流侧的电流必定会有反应，我们就用纯硬件电路将这个信号快速测出，并经过快速处理（例如进行硬件滤波处理），再与设定好的空载电流信号比较，及时发出指令，转入加工程序。这是一种低成本的技术方案，安全可靠地实现了刀具与加工工件的快速趋近，提高了数控机床的工作效率。
附图说明
图1是本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源，包括与电网电连接的整流器1、与整流器1直流侧电连接的用于为电机2供电的逆变器3、具有人机接口4的MCU微控制单元5、和与逆变器3电连接用于控制电机2运转的驱动电路6、以及控制电源10，在整流器1直流侧还设有采用高速霍耳电流传感器的电流检测器7，在MCU微控制单元5与驱动电路6之间串接有DSP微处理器8，所述电流检测器7的输出端分别与MCU微控制单元5和DSP微处理器8电连接，当电流检测器7测得的电流值大于预设的空载电流值时，MCU微控制单元5开始执行预设的加工程序，通过DSP微处理器8、驱动电路6和逆变器3来控制电机2按加工程序的要求转动。为了提高功率因数，减少对电网的侵害，在整流器1直流侧并联有一组大容量滤波电容C；为了限制上电瞬间对该大容量滤波电容C的充电电流，在所述大容量滤波电容C的正极与整流器1之间串接有限流电阻R，并在限流电阻R两端并接有继电器J，当大容量滤波电容C充电结束后，所述继电器J在驱动电路6的控制下吸合。为了判断大容量滤波电容C充电是否完成，可以在整流器1直流侧设置电压检测器，也可以采用延时的方式让继电器自动吸合。
为了提高精准性，优选当刀具开始进给时，MCU微控制单元5和/或DSP微处理器8接到信号进入对电流检测器7的信号捕捉状态，同时，MCU微控制单元5自动将此刻的电流值设定为空载电流值。

Claims (2)

1.一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源，包括与电网电连接的整流器（1）、与整流器（1）直流侧电连接的用于为电机（2）供电的逆变器（3）、具有人机接口（4）的MCU微控制单元（5）、和与逆变器（3）电连接用于控制电机（2）运转的驱动电路（6），其特征在于：在整流器（1）直流侧还设有采用高速霍耳电流传感器的电流检测器（7），在MCU微控制单元（5）与驱动电路（6）之间串接有DSP微处理器（8），所述电流检测器（7）的输出端分别与MCU微控制单元（5）和DSP微处理器（8）电连接，当电流检测器（7）测得的电流值大于预设的空载电流值时，MCU微控制单元（5）开始执行预设的加工程序，通过DSP微处理器（8）、驱动电路（6）和逆变器（3）来控制电机（2）按加工程序的要求转动。
2.根据权利要求1所述的一种刀具与加工工件快速趋近的驱动电源，其特征在于：整流器（1）直流侧并联有一组大容量滤波电容（C），用于提高功率因数，减少对电网的侵害；在所述大容量滤波电容（C）的正极与整流器（1）之间串接有限流电阻（R），用于限制上电瞬间对该大容量滤波电容（C）的充电电流，所述限流电阻（R）两端并接有继电器（J），当大容量滤波电容（C）充电结束后，所述继电器（J）吸合。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0077696A1 (fr) * 1981-10-19 1983-04-27 ACIERS ET OUTILLAGE PEUGEOT Société dite: Dispositif d'assistance de direction pour véhicule automobile
DE3507196A1 (de) * 1985-03-01 1986-09-04 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Stromversorgungseinrichtung
CN2490748Y (zh) * 2001-06-13 2002-05-08 中国科学院电工研究所 逆变器过电流快速保护装置
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