CN107866695B - 一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及伺服刀塔技术领域，尤其是一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法，包括伺服刀塔和驱动器，所述伺服刀塔包括由所述驱动器控制的伺服电机、由所述伺服电机驱动的传动装置和由所述传动装置驱动的刀盘，所述传动装置包括内置在箱体内的主轴齿轮以及与主轴齿轮刚性连接的传动齿盘，所述传动齿盘与所述刀盘刚性连接，所述伺服电机依次通过主轴齿轮、传动齿盘驱动所述刀盘转动。本实施例的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置通过驱动器自动计算零点偏置自动进行校准，省去人工估算、修改零点偏置参数等繁琐的工作，而且对于某一系列的刀塔，一台驱动器可以和任意刀塔进行搭配。

Description

一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法
技术领域
本发明涉及伺服刀塔技术领域，尤其是一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法。
背景技术
伺服刀塔在零点调试时，需要手动测试、调整电机零点与刀塔零点之间的零点偏置。由于安装过程的随机性，不同刀塔的偏置值差异较大。对于生产调试较为不便，用户应用也较为复杂，且驱动器必须与刀塔一一对应，无法实现刀塔与驱动之间的任意搭配。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法，解决现有的伺服刀塔零点偏置校准效率低且刀塔与驱动器之间无法任意搭配的问题。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
本发明的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，包括伺服刀塔和驱动器，所述伺服刀塔包括由所述驱动器控制的伺服电机、由所述伺服电机驱动的传动装置和由所述传动装置驱动的刀盘，所述传动装置包括内置在箱体内的主轴齿轮以及与主轴齿轮刚性连接的传动齿盘，所述传动齿盘与所述刀盘刚性连接，所述伺服电机依次通过主轴齿轮、传动齿盘驱动所述刀盘转动，所述箱体内还安装有扭矩调控组件，所述扭矩调控组件包括滑动安装在箱体内部的锁紧齿盘和固定在所述箱体的轴孔端部的固定齿盘，所述固定齿盘的齿面、传动齿盘的齿面均与所述锁紧齿盘的齿面相对，所述锁紧齿盘在驱动装置的作用下同时与所述固定齿盘和传动齿盘相啮合。
本发明所述主轴齿轮可转动地安装在所述箱体内，所述主轴齿轮包括主动齿轮和固定在主动齿轮上的主轴，所述伺服电机的主轴上安装有驱动齿轮，所述主动齿轮由所述驱动齿轮驱动，所述主轴远离所述主动齿轮的一端固定连接所述传动齿盘。
本发明所述锁紧齿盘套设在所述主轴上且相对于所述主轴自由滑动，所述驱动装置为中空液压油缸，所述中空液压油缸套设在所述主轴上，所述中空液压油缸的伸缩杆固定连接所述锁紧齿盘。
本发明所述主动齿轮的一侧安装有箱盖，所述主动齿轮朝向所述箱盖的一侧设有挡块，所述箱盖上设有与所述挡块位置相对应的接近开关。
本发明所述伺服电机的尾轴上设有编码器，所述编码器发送电机信号给所述驱动器。
本发明还提供一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法，使用上述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，包括以下步骤：
S01确定驱动零点：当驱动器接到上位机发送来的校准信号时，驱动器控制伺服电机开始高速运行，伺服电机驱动主轴齿轮旋转，当所述驱动器接收到零点信号时，所述驱动器控制伺服电机减速并寻找第一个电机Z信号，当驱动器接收到第一个电机Z信号时，驱动器驱动伺服电机继续运行“零点偏置”设定的距离然后停止，至此驱动回零完成，此位置为驱动零点；
S02零点偏置校准：驱动回零完成后，驱动装置驱动锁紧齿盘进行锁紧，伺服驱动器进入扭矩缩减状态，直至锁紧齿盘同时与传动齿盘以及固定齿盘完全啮合，此时刀塔零点的位置由箱体、固定齿盘、传动齿盘、锁紧齿盘和刀盘共同确定，若刀塔零点有偏差，则在锁紧过程中传动齿盘会偏转，而伺服电机会随之偏转，偏差值在驱动器中诊断出来，驱动器自动将此偏差值更新入“零点偏置”中；
S03：伺服刀塔零点校准：再次执行步骤S01，步骤S01完成后驱动零点与刀塔零点重合，完成伺服刀塔零点校准。
本发明所述主动齿轮的一侧安装有箱盖，所述主动齿轮朝向所述箱盖的一侧设有挡块，所述箱盖上设有与所述挡块位置相对应的接近开关，当接近开关检测到挡块时，接近开关发送零点信号给所述驱动器。
本发明所述伺服电机的尾轴上设有编码器，所述编码器发送电机信号给所述驱动器。
本发明的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法的有益效果是：本发明的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置包括伺服刀塔和驱动器，伺服刀塔包括由驱动器控制的伺服电机、由伺服电机驱动的传动装置和由传动装置驱动的刀盘，传动装置包括内置在箱体内的主轴齿轮以及与主轴齿轮刚性连接的传动齿盘，传动齿盘与刀盘刚性连接，伺服电机依次通过主轴齿轮、传动齿盘驱动刀盘转动。本实施例的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置及方法通过驱动器自动计算零点偏置自动进行校准，省去人工估算、修改零点偏置参数等繁琐的工作，而且对于某一系列的刀塔，一台驱动器可以和任意刀塔进行搭配通过驱动器自动计算自动进行校准，省去人工估算、修改零点偏置参数等繁琐的工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本实施例的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置的爆炸图；
图2是本实施例的刀盘安装结构示意图；
图3是本实施例的接近开关安装结构示意图；
图4是本实施例的固定齿盘的结构示意图；
图5是本实施例的传动齿盘的结构示意图；
图6是本实施例的锁紧齿盘的结构示意图；
图7是本实施例的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法的回零时序图。
其中：固定齿盘1、传动齿盘2、锁紧齿盘3、箱体4、主轴齿轮5、挡块51、箱盖6、接近开关61、伺服电机7、刀盘8。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示，本实施例的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置包括伺服刀塔和驱动器(图中未示出)，伺服刀塔包括由驱动器(图中未示出)控制的伺服电机7、由伺服电机7驱动的传动装置和由传动装置驱动的刀盘8，传动装置包括内置在箱体4内的主轴齿轮5以及与主轴齿轮5刚性连接的传动齿盘2，传动齿盘2与刀盘8刚性连接，伺服电机7依次通过主轴齿轮5、传动齿盘2驱动刀盘8转动。
为了实现伺服刀塔零点的自动校准，箱体4内还安装有扭矩调控组件，扭矩调控组件包括滑动安装在箱体4内部的锁紧齿盘3和固定在箱体4的轴孔端部的固定齿盘1，固定齿盘1的齿面、传动齿盘2的齿面均与锁紧齿盘3的齿面相对，锁紧齿盘3在驱动装置的作用下同时与固定齿盘1和传动齿盘2相啮合，进一步地，主轴齿轮5通过轴承可转动地安装在箱体4内，主轴齿轮5包括主动齿轮和固定在主动齿轮上的主轴，伺服电机7的主轴上安装有驱动齿轮，主动齿轮由驱动齿轮驱动，主轴远离主动齿轮的一端固定连接传动齿盘2，具体可以将传动齿盘2螺接在主轴的端面上，锁紧齿盘3套设在主轴上且相对于主轴自由滑动，锁紧齿盘3由驱动装置(图中未示出)驱动。
优选的，本实施例的驱动装置(图中未示出)为中空液压油缸，中空液压油缸套设在所述主轴上，中空液压油缸的伸缩杆固定连接所述锁紧齿盘3，中空液压油缸驱动锁紧齿盘3在主轴上往复运动，本实施例中的驱动装置还可以是笔形气缸，笔形气缸固定在主轴的外周面上，笔形气缸的活塞杆与锁紧齿盘3固定连接，当然驱动装置(图中未示出)还可以采用其他形式的直线模组，对此不作限制。
进一步地，本实施例的主动齿轮的一侧安装有箱盖6，主动齿轮朝向箱盖6的一侧设有挡块51，箱盖6上设有与挡块51位置相对应的接近开关61，接近开关61用于检测挡块51并发送零点信号给驱动器，触发驱动器寻找伺服电机7的零点。
进一步地，伺服电机7的尾轴上设有编码器，编码器发送检测信号给驱动器，驱动器根据编码器的检测信号确定伺服电机7转动过的距离。
当需要伺服刀塔零点的自动校准时，驱动装置驱动锁紧齿盘3滑向传动齿盘2，锁紧齿盘3同时与传动齿盘2以及固定齿盘1啮合，当完全啮合时，刀塔零点确定，然后校准零点偏置。
如图1-7所示，本实施例还提供一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法，包括以下步骤：
S01确定驱动零点：当驱动器接到上位机发送来的校准信号时，驱动器控制伺服电机7开始高速运行，伺服电机7驱动主轴齿轮5旋转，当接近开关61检测到挡块51时，接近开关61发送零点信号给驱动器，驱动器控制伺服电机7减速并寻找编码器发来的第一个电机Z信号，当驱动器接收到第一个电机Z信号时，驱动器驱动伺服电机7继续运行“零点偏置”设定的距离然后停止，至此驱动回零完成，此位置为驱动零点，其中，电机Z信号为作为电机的原点信号，当驱动器检测到第一电机Z信号时说明伺服电机7已经回到原点，而伺服电机7和刀塔之间会存在零点偏差，所以伺服电机7需要继续运行“零点偏置”设定的距离再停止，此位置作为驱动零点。
S02零点偏置校准：驱动回零完成后，驱动装置驱动锁紧齿盘3进行锁紧，伺服驱动器进入扭矩缩减状态，直至锁紧齿盘3同时与传动齿盘2以及固定齿盘1完全啮合，此时刀塔零点的位置由箱体4、固定齿盘1、传动齿盘2、锁紧齿盘3和刀盘8共同确定，刀塔零点是伺服刀塔固有的位置，若刀塔零点有偏差，则在锁紧过程中传动齿盘2会偏转，而伺服电机7会随之偏转，而偏转的距离通过编码器可以检测到，编码器将电机信号发送给驱动器，偏差值在驱动器中诊断出来，驱动器自动将此偏差值更新入“零点偏置”中；
S03：伺服刀塔零点校准：再次执行步骤S01，步骤S01完成后驱动零点与刀塔零点重合，完成伺服刀塔零点校准。
本实施例的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法通过驱动器自动计算自动进行校准，省去人工估算、修改零点偏置参数等繁琐的工作，而且对于某一系列的刀塔，一台驱动器可以和任意刀塔进行搭配。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，包括伺服刀塔和驱动器，所述伺服刀塔包括由所述驱动器控制的伺服电机(7)、由所述伺服电机(7)驱动的传动装置和由所述传动装置驱动的刀盘(8)，所述传动装置包括内置在箱体(4)内的主轴齿轮(5)以及与主轴齿轮(5)刚性连接的传动齿盘(2)，所述传动齿盘(2)与所述刀盘(8)刚性连接，所述伺服电机(7)依次通过主轴齿轮(5)、传动齿盘(2)驱动所述刀盘(8)转动，其特征在于：所述箱体(4)内还安装有扭矩调控组件，所述扭矩调控组件包括滑动安装在箱体(4)内部的锁紧齿盘(3)和固定在所述箱体(4)的轴孔端部的固定齿盘(1)，所述固定齿盘(1)的齿面、传动齿盘(2)的齿面均与所述锁紧齿盘(3)的齿面相对，所述锁紧齿盘(3)在驱动装置的作用下同时与所述固定齿盘(1)和传动齿盘(2)相啮合。
2.根据权利要求1所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，其特征在于：所述主轴齿轮(5)可转动地安装在所述箱体(4)内，所述主轴齿轮(5)包括主动齿轮和固定在主动齿轮上的主轴，所述伺服电机(7)的主轴上安装有驱动齿轮，所述主动齿轮由所述驱动齿轮驱动，所述主轴远离所述主动齿轮的一端固定连接所述传动齿盘(2)。
3.根据权利要求2所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，其特征在于：所述锁紧齿盘(3)套设在所述主轴上且相对于所述主轴自由滑动，所述驱动装置为中空液压油缸，所述中空液压油缸套设在所述主轴上，所述中空液压油缸的伸缩杆固定连接所述锁紧齿盘(3)。
4.根据权利要求2所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，其特征在于：所述主动齿轮的一侧安装有箱盖(6)，所述主动齿轮朝向所述箱盖(6)的一侧设有挡块(51)，所述箱盖(6)上设有与所述挡块(51)位置相对应的接近开关(61)。
5.根据权利要求1所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，其特征在于：所述伺服电机(7)的尾轴上设有编码器，所述编码器发送电机信号给所述驱动器。
6.一种伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法，使用如权利要求1所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准装置，其特征在于：包括以下步骤：
S01确定驱动零点：当驱动器接到上位机发送来的校准信号时，驱动器控制伺服电机(7)开始高速运行，伺服电机(7)驱动主轴齿轮(5)旋转，当所述驱动器接收到零点信号时，所述驱动器控制伺服电机(7)减速并寻找第一个电机Z信号，当驱动器接收到第一个电机Z信号时，驱动器驱动伺服电机(7)继续运行“零点偏置”设定的距离然后停止，至此驱动回零完成，此位置为驱动零点；
S02零点偏置校准：驱动回零完成后，驱动装置驱动锁紧齿盘(3)进行锁紧，伺服驱动器进入扭矩缩减状态，直至锁紧齿盘(3)同时与传动齿盘(2)以及固定齿盘(1)完全啮合，此时刀塔零点的位置由箱体(4)、固定齿盘(1)、传动齿盘(2)、锁紧齿盘(3)和刀盘(8)共同确定，若刀塔零点有偏差，则在锁紧过程中传动齿盘(2)会偏转，而伺服电机(7)会随之偏转，偏差值在驱动器中诊断出来，驱动器自动将此偏差值更新入“零点偏置”中；
S03：伺服刀塔零点校准：再次执行步骤S01，步骤S01完成后驱动零点与刀塔零点重合，完成伺服刀塔零点校准。
7.根据权利要求6所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法，其特征在于：所述主轴齿轮(5)包括主动齿轮和固定在主动齿轮上的主轴，所述主动齿轮的一侧安装有箱盖(6)，所述主动齿轮朝向所述箱盖(6)的一侧设有挡块(51)，所述箱盖(6)上设有与所述挡块(51)位置相对应的接近开关(61)，当接近开关(61)检测到挡块(51)时，接近开关(61)发送零点信号给所述驱动器。
8.根据权利要求6所述的伺服刀塔驱动零点偏置自动校准方法，其特征在于：所述伺服电机(7)的尾轴上设有编码器，所述编码器发送电机信号给所述驱动器。
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