CN107552826A - 一种数控钻床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控钻床，其包括电机、主轴及变频调速系统，主轴设置于电机的输出端，变频调速系统与电机连接，变频调速系统调整电机供电的交流电频率，进而调整电机转速。本发明的数控钻床通过采用变频调速系统，只需旋转旋钮，即可精确调整电机转速，而且转速平滑过渡，操作非常简便，大大降低了工人调速的时间，进而提高了工作效率。

Description

一种数控钻床

技术领域

本发明涉及钻床技术领域，具体为一种数控钻床。

背景技术

钻床在人们的生活中用途非常广泛，特别是近年来随着工业现代化的发展和人们生活水平的提高，工厂企业甚至普通的家庭都会用到。钻床也从最初的简单功能发展到目前的适合人们各种加工要求的复杂的操作要求。但是作为钻床的核心，传动变速系统仍然是皮带变速，或者稍微先进一点的机械变速。这些变速系统存在诸多的缺点，导致操作复杂和效率降低。越来越不能适应人们越来越快的生活节奏。

国内外目前的钻床最普遍的变速方式是皮带变速，只能实现点到点的变速，不能实现平滑的过渡，并且每一次变速都要用工具打开罩壳调整皮带，费时费力，非常麻烦。有的通过两片带轮的涨紧调速能够实现相对平滑的机械变速效果，但是对皮带的要求较高，并且机械式调压不精确，操作不方便，不能适应现代社会灵活多变的需要，给使用者造成极大的不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻床，特别是提供一种操作简便、精确、平滑调速的钻床。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种数控钻床，其包括电机、主轴及变频调速系统，主轴设置于电机的输出端，变频调速系统与电机连接，变频调速系统调整电机供电的交流电频率，进而调整电机转速；

其中变频调速系统包括变频器、编码器及滤波器，变频器与电机连接，用于调整电机供电的交流电频率，滤波器的一端与交流电连接，另一端通过整流滤波电路与功率逆变单元连接，功率逆变单元的输出端输出交流电，为电机提供电源；控制单元，与功率逆变单元连接，对功率逆变单元进行控制；电源，分别与功率逆变单元和控制单元连接，为二者供电，编码器连接控制单元，用于设定电机转速以使转速平滑过渡，变频器对交流电频率调节最小值为3Hz。

根据本发明的一实施方式，上述的变频调速系统还包括：传动机构，与电机的电机轴和主轴连接，用于将电机轴输出的扭矩传递给主轴。

根据本发明的一实施方式，上述的变频器对交流电频率的调整范围为：3Hz～300Hz。

根据本发明的一实施方式，上述的变频调速系统包括转速传感器，与变频器连接，用于检测电机的实际转速，并将实际转速反馈给变频器。

根据本发明的一实施方式，上述的转速传感器为光栅传感器。

根据本发明的一实施方式，上述的变频调速系统包括数码管，与编码器连接，用于显示设定转速。

根据本发明的一实施方式，上述的传动机构包括小带轮和大带轮，小带轮安装在电机轴上，大带轮安装在主轴上，大、小带轮之间设置有皮带。

根据本发明的一实施方式，上述的传动机构包括两个塔轮，分别安装在电机轴和主轴上，塔轮之间设置有皮带。

根据本发明的一实施方式，上述的电机为三相电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的数控钻床通过采用变频调速系统，只需旋转旋钮，即可精确调整电机转速，而且转速平滑过渡，操作非常简便，大大降低了工人调速的时间，进而提高了工作效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成本发明说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明实施例的数控钻床的结构示意图。

图2是本发明实施例的变频器的原理结构示意图。

附图标记

1：底座；2：工作台；3：电机；4：小带轮；5：大带轮；6：面板；7：数码管。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

结合图1，本实施例的数控钻床包括现有钻床的基本结构，如底座1、工作台2、电机3等，另外还包括与电机3连接的变频调速系统，通过调整给电机3供电的交流电的频率，来调整电机3的转速，该变频调速系统包括面板6、变频器、安装盒、数码管7、转速传感器、传动机构。变频器安装在安装盒内，与安装盒一起插入钻床机箱内。面板6作为安装盒盖露在外面。面板6上设置有与变频器连接的编码器，需设定一转速时，旋转此编码器的旋钮，编码器连接有数码管7，数码管7同时显示设定转速，编码器将编码传到变频器处理。交流电接入变频器，经整流，滤波，逆变，并根据设定的转速编码，将单相交流电转换为与转速相对应频率的交流电，供给电机3。电机3优选采用三相电机。转速传感器用于检测电机3的实际转速，并将测得的实际转速反馈到变频器。变频器与设定转速比较，再调整，直至输出转速与设定转速相同，转速传感器优选采用光栅传感器。变频器输出3相交流电源，其频率范围在3Hz～300Hz之间。

传动机构有两种，一种为一级减速传动，电机轴上固定有小带轮4，主轴(本实施例中的主轴是指钻床中带动钻头旋转的轴)固定有大带轮5，两带轮通过皮带连接。通过皮带减速，使主轴运转平稳。另一种为两级塔轮配合传动。电机轴和主轴上都装有塔轮，塔轮间同样采用皮带传动，用户在使用时，需要先调整皮带位置，确认传动比，可根据塔轮的直径选用不同的变比。从而满足不同输出转矩的要求。

结合图2，本实施例的变频器包括滤波器、整流滤波电路、功率逆变单元、电源、控制单元，滤波器一端与交流电连接，另一端通过整流滤波电路与功率逆变单元连接，功率逆变单元的输出端输出交流电，为电机3提供电源。控制单元与功率逆变单元连接，对功率逆变单元进行控制。电源分别与功率逆变单元和控制单元连接，为二者供电。控制单元还与面板6上的编码器连接，根据编码器输入的转速编码对功率逆变单元进行控制。编码器连接有数码管7，用于显示设定的转数。另外，控制单元还连接有转数传感器，用于检测电机3的实际转速，并将实际转速对应的信息传递给控制单元，控制单元将实际转速与设定转速进行比较，进而对电机3的转数进行调整。

当对电机3进行调频时，打开开关，交流电经过滤波器进行滤波，并经整流滤波电路整流和滤波后，输入到功率逆变单元。同时旋动编码器的旋钮，通过观察数码管7，设定电机3的设定转速，编码器将设定转速的信息发送给控制单元，控制单元根据该信息通过脉宽调制控制功率逆变单元，使其输出相应频率的交流电，为电机3供电，电机3启动，以设定转速旋转。但有时，电机3的实际转速并不一定是设定转速，需要调整。转速传感器对电机3的实际转速进行检测，并将实际转速对应的信息传递给控制单元，控制单元将实际转速与设定转速进行比较，进而对电机3转数进行调整。即：当实际转速大于设定转速时，控制单元传递控制信息给功率逆变单元，使其控制电机3转数降低，直至电机3的实际转速与设定的转速相同；若实际转速小于设定转速时，控制单元传递控制信息给功率逆变单元，使其控制电机3转数增加，直至电机3的实际转速与设定的转速相同。另外，为了保证电路以及电路中的元器件的安全，还通常在交流电与滤波器之间设置过电压保护电路。当然，为了保护电机，在功率逆变单元与电机之间还接入过流过载检测电路，以保证供给电机的电流大小适合。

综上所述，在本发明的一或多个实施例中，本发明的数控钻床通过采用变频调速系统，只需旋转旋钮，即可精确调整电机转速，而且转速平滑过渡，操作非常简便，大大降低了工人调速的时间，进而提高了工作效率。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种数控钻床，其特征在于，包括：电机、主轴及变频调速系统，所述主轴设置于所述电机的输出端，所述变频调速系统与所述电机连接，所述变频调速系统调整所述电机供电的交流电频率，进而调整所述电机转速；

其中所述变频调速系统包括变频器、编码器及滤波器，所述变频器与所述电机连接，用于调整所述电机供电的交流电频率，所述滤波器的一端与交流电连接，另一端通过整流滤波电路与功率逆变单元连接，所述功率逆变单元的输出端输出交流电，为所述电机提供电源；控制单元，与所述功率逆变单元连接，对所述功率逆变单元进行控制；电源，分别与所述功率逆变单元和控制单元连接，为二者供电，所述编码器连接所述控制单元，用于设定电机转速以使转速平滑过渡，所述变频器对交流电频率调节最小值为3Hz。

2.根据权利要求1所述的数控钻床，其特征在于，所述变频调速系统还包括：传动机构，与所述电机的电机轴和所述主轴连接，用于将所述电机轴输出的扭矩传递给所述主轴。

3.根据权利要求1所述的数控钻床，其特征在于，所述变频器对交流电频率的调整范围为：3Hz～300Hz。

4.根据权利要求1所述的数控钻床，其特征在于，所述变频调速系统包括转速传感器，与所述变频器连接，用于检测所述电机的实际转速，并将所述实际转速反馈给所述变频器。

5.根据权利要求4所述的数控钻床，其特征在于，所述转速传感器为光栅传感器。

6.根据权利要求1所述的数控钻床，其特征在于，所述变频调速系统包括数码管，与所述编码器连接，用于显示所述设定转速。

7.根据权利要求2所述的数控钻床，其特征在于，所述传动机构包括小带轮和大带轮，所述小带轮安装在所述电机轴上，所述大带轮安装在所述主轴上，所述大、小带轮之间设置有皮带。

8.根据权利要求2所述的数控钻床，其特征在于，所述传动机构包括两个塔轮，分别安装在所述电机轴和主轴上，所述塔轮之间设置有皮带。

9.根据权利要求1～8任一项所述的数控钻床，其特征在于，所述电机为三相电机。