CN106078337A - 一种车铣复合机床的冗余手动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车铣复合机床的冗余手动控制系统。当数控系统受外界干扰信号影响而不能正常工作时，提供一种手动操作方式来替代系统控制方式，使数控机床依然能实现机床的基本加工要求。本发明采用的技术方案为：包括数控系统控制单元，还包括冗余手动控制系统，冗余手动控制系统通过进给轴伺服驱动器与伺服电机连接，冗余手动控制系统通过主轴变频器与主轴电机连接；冗余手动控制系统集成有主轴变频器的控制面板、各个进给轴的脉冲发生器以及控制按钮。本发明是在已有的控制系统加装一套“冗余手动控制系统”，提供一种手动操作方式来替代系统控制方式，使数控机床在数控系统出现故障或瘫痪的紧急情况下，依然能实现机床的基本加工要求。

Description

一种车铣复合机床的冗余手动控制系统
技术领域
本发明属于机械工程中的数控机床技术领域，尤其涉及一种车铣复合机床冗余手动控制系统。
背景技术
在对舰船、特种车辆等装备进行在线维护时，仅需一台数控车铣复合机床即可完成对小型零件进行车、铣、磨、钻、铰、镗、螺纹等加工，可快速完成易损零件的加工，大大节省维护设备所占用的装备空间。但舰船、特种车辆实际野外作业或战备中可能遇到振动、颠簸及磁爆、脉冲等电磁干扰的复杂状况，可能造成数控系统出现故障或瘫痪，导致机床无法工作。
针对以上情况，在该复合机床上加装了一套冗余手动控制系统来实现与数控系统控制的快速切换，来确保机床在数控系统出现故障或瘫痪的紧急情况下，依然能通过手动操作，来完成机床基本的车、铣、磨、钻等加工。
发明内容
本发明是在上述数控复合机床上加装一套“冗余手动控制系统”，一旦数控系统受外界干扰信号影响，不能正常工作时，能提供一种手动操作方式来替代系统控制方式，使数控机床在数控系统出现故障或瘫痪的紧急情况下，依然能实现机床的基本加工要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种车铣复合机床的冗余手动控制系统，包括数控系统控制单元，还包括冗余手动控制系统，冗余手动控制系统通过进给轴伺服驱动器与伺服电机连接，冗余手动控制系统通过主轴变频器与主轴电机连接；
冗余手动控制系统集成有主轴变频器的控制面板、各个进给轴的脉冲发生器以及控制按钮。
根据所述的车铣复合机床的冗余手动控制系统，冗余手动控制系统通过滤波器与进给轴伺服驱动器连接，进给轴伺服驱动器与各自的进给轴电机连接。
根据所述的车铣复合机床的冗余手动控制系统，每一个进给轴配有一套控制单元，控制单元包括使能开关和手摇脉冲发生器。
根据所述的车铣复合机床的冗余手动控制系统，控制按钮包括手动系统生效开关SB1、急停开关SB0，急停开关SB0常闭触点、系统生效开关SB1常开触点、并联在一起的两个继电器依次串联；
X轴驱动指令接口的PULS-、SIGN-、PULS+、SIGN+管脚分别通过继电器KA1常开触点与X轴脉冲发生器接口的HA、HB、+5V、+5V接口连接，X轴驱动指令接口上述四个管脚分别通过KA1继电器常闭触点与数控系统侧驱动指令接口的XCP-、XDIR-、XCP+、XDIR+端口连接，X轴驱动指令接口SON 管脚分别通过继电器KA2常闭触点、继电器KA2常开触点与数控系统侧驱动指令接口XMRDY1、X轴脉冲发生器接口的0V接口连接，X轴驱动指令接口的V/P管脚通过X轴使能开关HX与+24V电源连接。Y轴、Z1轴、Z2轴的驱动指令接口连接方式与X轴相同。
本发明是在已有的控制系统加装一套“冗余手动控制系统”，一旦数控系统受外界干扰信号影响，不能正常工作时，提供一种手动操作方式来替代系统控制方式，使数控机床在数控系统出现故障或瘫痪的紧急情况下，依然能实现机床的基本加工要求。
使用手摇脉冲控制方式因为控制回路简单，信号少，比复杂的数控系统抗干扰能力强许多，为了进一步增强抗干扰能力，加装了滤波器等抗干扰电气元件。
附图说明
图1为车铣复合机床的各轴分布情况。
图2数控机床的数控系统+冗余手动控制系统总体控制连接示意图。
图3为冗余手动控制系统装置结构图。
图4为X轴详细控制连接图。
附图中：1、X轴伺服电机； 2、Y轴伺服电机； 3、Z1轴伺服电机； 4、Z2轴伺服电机；5、X轴伺服驱动器； 6、Y轴伺服驱动器； 7、Z1轴伺服驱动器； 8、Z2轴伺服驱动器； 9、数控系统控制单元； 10、冗余手动控制系统； 11、滤波器； 12、主轴变频器；13、车削主轴电机；14、铣削主轴电机。
具体实施方式
实施例
下面结合控制连接示意图对本发明具体实施做进一步描述。
下面以进给轴X轴为例，详细说明手动控制装置与数控系统两者怎样做到主控制与冗余控制之间自动切换的，详细控制连接图如图4所示。
当数控系统出现故障或瘫痪失效后，只需将“手动控制系统”上的急停开关SB0松开，系统生效开关SB1打到ON状态，继电器KA1、KA2得电常开触点吸合，完成了由数控系统模式切换为冗余手动控制模式的控制过程，冗余手动控制系统生效，从而实现了控制方式的快速有效切换。
进给轴Y轴、Z1轴、Z2轴驱动指令接口与数控系统控制单元、冗余手动控制系统的连接方式与X轴的方式相同。
3.主轴控制实现方法的说明
在冗余手动控制模式下，通过操作车削和铣削主轴变频器控制面板来给定电机运转频率，从而实现主轴启停及转速调整控制。主轴变频器控制面板通过专用电缆连接到主轴变频器12上，具体连接与操作方法属于已有公知技术。
4. 进给轴控制实现方法的说明
在冗余手动控制模式下，通过使用手摇脉冲发生器实现对各个进给轴的进给控制。例如运动X轴，只需将X轴使能开关HX打到ON的状态，X轴驱动指令接口的V/P接口得电，摇动X轴手摇脉冲发生器，即实现X轴的进给。其它轴以此类推。另外，Y轴和Z2轴除了要打开使能开关HY,HZ2外，还要将电机抱闸开关SB2,SB3打开，摇动相应的手摇脉冲发生器，才能实现进给轴的进给。
机床数控系统模式失效后，机床各进给轴的软限位功能失效，故在机床各轴导轨侧加装了机械硬限位装置，避免机床进给超程时损坏机床。使用手摇脉冲控制方式因为控制回路简单，信号少，比复杂的数控系统抗干扰能力强许多，为了进一步增强抗干扰能力，加装了滤波器等抗干扰电气元件。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种车铣复合机床的冗余手动控制系统，包括数控系统控制单元（9），其特征在于：还包括冗余手动控制系统（10），冗余手动控制系统（10）通过进给轴伺服驱动器与伺服电机连接，冗余手动控制系统（10）通过主轴变频器与主轴电机连接；
冗余手动控制系统（10）集成有主轴变频器（12）的控制面板、各个进给轴的脉冲发生器以及控制按钮。
2.根据权利要求1所述的车铣复合机床的冗余手动控制系统，其特征在于：冗余手动控制系统（10）通过滤波器(11)与进给轴伺服驱动器连接，进给轴伺服驱动器与各自的进给轴电机连接。
3.根据权利要求2所述的车铣复合机床的冗余手动控制系统，其特征在于：每一个进给轴配有一套控制单元，控制单元包括使能开关和手摇脉冲发生器。
4.根据权利要求1所述的车铣复合机床的冗余手动控制系统，其特征在于：控制按钮包括手动系统生效开关SB1、急停开关SB0，急停开关SB0常闭触点、系统生效开关SB1常开触点、并联在一起的两个继电器依次串联；
X轴驱动指令接口的PULS-、SIGN-、PULS+、SIGN+管脚分别通过继电器KA1常开触点与X轴脉冲发生器接口的HA、HB、+5V、+5V接口连接，X轴驱动指令接口上述四个管脚分别通过KA1继电器常闭触点与数控系统侧驱动指令接口的XCP-、XDIR-、XCP+、XDIR+端口连接，X轴驱动指令接口SON 管脚分别通过继电器KA2常闭触点、继电器KA2常开触点与数控系统侧驱动指令接口XMRDY1、X轴脉冲发生器接口的0V接口连接，X轴驱动指令接口的V/P管脚通过X轴使能开关HX与+24V电源连接；
Y轴、Z1轴、Z2轴的驱动指令接口连接方式与X轴相同。
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