CN115673827A - 一种高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法，包括支撑装置；所述支撑装置，支撑装置固定连接在驱动结构上；防堵转控制结构，防堵转控制结构传动连接在驱动结构上；清理装置，清理装置传动连接在驱动结构上；保险降温装置，保险降温装置固定连接在支撑装置上；紧急断轴装置，紧急断轴装置滑动连接在支撑装置上；拂尘装置，拂尘装置固定连接在支撑装置上，设置了安装在支撑装置上的驱动结构，采用了在驱动结构上的机床电机轴端安装控制电磁铁实现控制传动套筒的移动，同时采用滑动连接的防堵转控制结构,在实现紧急断轴后仍可二次使用，更加实用。

Description

一种高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，更具体地说，特别涉及高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法。

背景技术

机械加工是指利用机械加工的方法，按照图纸的图样和尺寸，使毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质成为合格零件的全过程，加工工艺是工艺人员进行加工前所需要做的工作，避免在加工过程中发生加工失误，造成经济损失，进给电动机是用于实现进给运动的一类电动机，常用于机床中。进给电动机是通过进给变速机构带动工作台移动的,操纵相应的手柄和转盘,就可以获得需要的进给量，正因为步进电机在机床中广泛应用，所以一款好的高精度数控机床电机防堵转控制系统就显得尤为重要。

例如申请号：CN201811390934.5中涉及一种无感无刷电机，包括转子和定子，其特征在于：还包括用于防堵转检测的霍尔传感器，所述霍尔传感器设于定子上。还公开了一种无感无刷电机的防堵转控制方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在无感无刷电机的定子上设置霍尔传感器，使无感无刷电机在出现堵转时，根据找到能使电机发生变化的供电模块和霍尔传感器输出信号，判断出转子所在区域，从而选择最优的供电模式，使电机摆脱堵转状态，因此该无感无刷电机的结构简单，且能有效解决负载过重时电机出现的堵转情况，使电机进入正常的工作状态。

基于现有技术发现，现有的高精度数控机床电机防堵转控制系统未设置重力收紧结构未设置紧急断轴装置，在电机堵转时无法及时的断轴保护电机，导致电机迅速发热损坏，同时未设置更为稳定的联动降温装置，电机发热引起安全隐患，同时造成巨大损失，未设置切削清理保护装置，在电机驱动切削过程的碎屑不及时清理极易导致蹦刀堵停，从而导致电机堵转。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法，以解决高精度数控机床电机防堵转控制系统未设置重力收紧结构未设置紧急断轴装置，在电机堵转时无法及时的断轴保护电机，导致电机迅速发热损坏，同时未设置更为稳定的联动降温装置，电机发热引起安全隐患，同时造成巨大损失，未设置切削清理保护装置，在电机驱动切削过程的碎屑不及时清理极易导致蹦刀堵停，从而导致电机堵转。

本发明一种高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种高精度数控机床电机防堵转控制系统，包括支撑装置；

所述支撑装置，支撑装置固定连接在驱动结构上；

防堵转控制结构，防堵转控制结构传动连接在驱动结构上；

清理装置，清理装置传动连接在驱动结构上；

保险降温装置，保险降温装置固定连接在支撑装置上；

紧急断轴装置，紧急断轴装置滑动连接在支撑装置上；

拂尘装置，拂尘装置固定连接在支撑装置上。

进一步的，所述紧急断轴装置包括：

触发杆，触发杆滑动连接在电机安装箱上；触发杆上套装有弹簧；

挤压滑块，挤压滑块固定连接在触发杆底部。

进一步的，所述防堵转控制结构还包括：

驱动轴，驱动轴滑动套装在传动套筒上，且驱动轴上设有齿轮；驱动轴端部固定连接有卡盘；

复位支撑筒，复位支撑筒设有两个，均固定连接在电机安装箱上；

滑动支撑销，滑动支撑销滑动套装在复位支撑筒上，且滑动支撑销端部滑动卡装在传动套筒上；滑动支撑销上套装有弹簧。

进一步的，所述清理装置包括：

清理丝杠，清理丝杠通过轮带与齿轮传动连接在驱动轴上；

清理刷，清理刷螺纹旋转连接在清理丝杠上，且清理刷另一侧设有稳定轴。

进一步的，所述支撑装置包括：

电机安装箱，电机安装箱固定连接在驱动结构上；

铁屑滤板，铁屑滤板固定连接在电机安装箱的底板上。

进一步的，所述防堵转控制结构包括：

联动环，联动环固定套装在传动套筒外侧；

传动套筒，传动套筒旋转轴接在电机安装箱上，且传动套筒滑动连接在机床电机轴上；传动套筒背部设有环形槽。

进一步的，所述保险降温装置包括：

降温箱，降温箱固定连接在电机安装箱上；

挤压开关，挤压开关顶部贴合于挤压开关侧面；且挤压开关分别管接于降温箱和降温喷板

降温喷板，挤压开关固定连接在降温箱顶部。

进一步的，所述驱动结构包括

机床电机，机床电机通过支架固定连接在电机安装箱内部；

控制电磁铁，控制电磁铁固定套装在机床电机轴端。

进一步的，所述拂尘装置包括：

风箱，风箱固定连接在电机安装箱内部；

拂尘扇，拂尘扇啮合连接驱动轴，并旋转轴接风箱内部；

出风口，出风口固定连接在电机安装箱底部，并管接风箱。

进一步的，所述高精度数控机床电机防堵转控制系统的使用方法：

1)、如遇高温负载或堵转，设置的控制电磁铁会通电，推动传动套筒向后移动，使传动套筒与机床电机轴端脱离，完成防堵转操作。同时通过拍击触发杆带动挤压滑块推动联动环，亦可实现传动套筒与机床电机轴端脱离。

2)、传动套筒与机床电机轴端脱离过程中，联动环会带动挤压开关,挤压开关会控制降温箱通过控制降温喷板实现对设备内部机床电机降温。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、在本装置中，设置了安装在支撑装置上的驱动结构，采用了在驱动结构上的机床电机轴端安装控制电磁铁实现控制传动套筒的移动，同时采用滑动连接的防堵转控制结构,在实现紧急断轴后仍可二次使用，更加实用，采用滑动支撑销,在不影响传动套筒正常的转动的同时，可以通过滑动支撑销上的弹簧实现对传动套筒的实时定位，确保传动套筒可以稳定的插装在机床电机轴端，通过设置控制电磁铁可以更加稳定的实现传动套筒与机床电机之间的卡装，从而实现防止机床电机堵转后扭矩无法释放，进而导致发热损坏机床电机，造成巨大经济损失。

2、在本装置中，设置了清理装置与拂尘装置，通过使用机床电机在运行过程中带动清理装置与拂尘装置的方式，更加节能同时实现随着机床电机转速的调节，可以使清理装置与拂尘装置工作效率进行同步调节，更加便捷，设置拂尘装置可以有效的防止外部灰尘进入设备内部，同时又不会影响设备的正常散热，同时设置清理装置可以实时高效的将设备内部切削的碎屑通过清理丝杠带动清理刷往复运动实现清理，从根本上防止因切削碎屑堆积发生蹦刀堵塞，导致的电机堵转的问题。

3、在本装置中，设置了保险降温装置，同时配合设置的紧急断轴装置，通过用力挤压的方式使挤压滑块推动联动环实现断轴，实现二次紧急断轴，同时设置的保险降温装置采用的挤压开关贴合于联动环的方式，在联动环移动过程中带动挤压开关实现降温喷板对电机的降温，进步保证了设备使用的安全性，避免过热的安全隐患。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的内部结构示意图。

图3是本发明的电机连接结构示意图。

图4是本发明的剖面结构示意图。

图5是本发明的支撑装置结构示意图。

图6是本发明的驱动结构示意图。

图7是本发明的防堵转控制结构示意图。

图8是本发明的防堵转控制结构后侧示意图。

图9是本发明的清理装置结构示意图。

图10是本发明的保险降温装置结构示意图。

图11是本发明的紧急断轴装置结构示意图。

图12是本发明的拂尘装置示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1、支撑装置；

101、电机安装箱；102、铁屑滤板；

2、驱动结构；

201、机床电机；202、控制电磁铁；

3、防堵转控制结构；

301、联动环；302、传动套筒；303、驱动轴；304、复位支撑筒；305、滑动支撑销；

4、清理装置；

401、清理丝杠；402、清理刷；

5、保险降温装置；

501、降温箱；502、挤压开关；503、降温喷板；

6、紧急断轴装置；

601、触发杆；602、挤压滑块；

7、拂尘装置；

701、风箱；702、拂尘扇；703、出风口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

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；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“相连”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如附图1至附图12所示：

本发明提供一种高精度数控机床电机防堵转控制系统，包括支撑装置1；

支撑装置1，支撑装置1固定连接在驱动结构2上；

防堵转控制结构3，防堵转控制结构3传动连接在驱动结构2上；

清理装置4，清理装置4传动连接在驱动结构2上；

保险降温装置5，保险降温装置5固定连接在支撑装置1上；

紧急断轴装置6，紧急断轴装置6滑动连接在支撑装置1上；

拂尘装置7，拂尘装置7固定连接在支撑装置1上。

如附图5所示，支撑装置1包括：

电机安装箱101，电机安装箱101固定连接在驱动结构2上；

铁屑滤板102，铁屑滤板102固定连接在电机安装箱101的底板上。

驱动结构2包括

机床电机201，机床电机201通过支架固定连接在电机安装箱101内部；

控制电磁铁202，控制电磁铁202固定套装在机床电机201轴端。

防堵转控制结构3包括：

联动环301，联动环301固定套装在传动套筒302外侧；

传动套筒302，传动套筒302旋转轴接在电机安装箱101上，且传动套筒302滑动连接在机床电机201轴上；传动套筒302背部设有环形槽。

防堵转控制结构3还包括：

驱动轴303，驱动轴303滑动套装在传动套筒302上，且驱动轴303上设有齿轮；驱动轴303端部固定连接有卡盘；

复位支撑筒304，复位支撑筒304设有两个，均固定连接在电机安装箱101上；

滑动支撑销305，滑动支撑销305滑动套装在复位支撑筒304上，且滑动支撑销305端部滑动卡装在传动套筒302上；滑动支撑销305上套装有弹簧，设置了安装在支撑装置1上的驱动结构2，采用了在驱动结构2上的机床电机201轴端安装控制电磁铁202实现控制传动套筒302的移动，同时采用滑动连接的防堵转控制结构3,在实现紧急断轴后仍可二次使用，更加实用，采用滑动支撑销305,在不影响传动套筒302正常的转动的同时，可以通过滑动支撑销305上的弹簧实现对传动套筒302的实时定位，确保传动套筒302可以稳定的插装在机床电机201轴端，通过设置控制电磁铁202可以更加稳定的实现传动套筒302与机床电机201之间的卡装，从而实现防止机床电机201堵转后扭矩无法释放，进而导致发热损坏机床电机201。

如附图9所示，清理装置4包括：

清理丝杠401，清理丝杠402通过轮带与齿轮传动连接在驱动轴303上，皮带传动亦称“带传动”。机械传动的一种。由一根或几根皮带紧套在两个轮子(称为“皮带轮”)上组成。两轮分别装在主动轴和从动轴上。利用皮带与两轮间的摩擦，以传递运动和动力，皮带传动是用张紧的(环形的)皮带，套在两根传动轴的皮带轮上，它依靠皮带和皮带轮张紧时产生的摩擦力，将一轴的动力传给另一轴。皮带转动可用于两轴(工作机与动力机)之间大距离传动。由于皮带有弹性，可以缓和冲击、减少振动，传动平稳，但不能保持严格的传动比(主动轮每分钟的转数对从动轮每分钟转数的比值)。传动件遇到障碍或超载时，皮带会在皮带轮上打滑，因此可防止机件损坏。皮带传动简单易行，成本低，保养维护也简单，还便于拆换。但由于皮带在皮带轮上打滑，所以皮带传动的机械效率低，而且皮带本身耐久性也较差，使用久了会逐渐伸长，因此应随时调整，皮带传动在机械中应用得非常广泛，与啮合传动(齿轮、蜗轮传动)比较，皮带传动具有下列一些特点：结构简单，制造成本低，安装维护方便。皮带富于弹性，可以缓和冲击和振动，因此运转平稳，工作时噪声较低。适用于较大中心距的传动，但从另一方面看，传动外廓尺寸大，紧凑性差。皮带在皮带轮上的弹性滑动随负载的变化而变化，故传动比不准确。但是过载时，可以发生打滑。因此能防止其它传动件的损坏。但通常不用它来作过载保护装置。皮带必须张紧，使轴和轴承受到较大的作用力。皮带和皮带轮会摩擦生热、起电，因之不宜用在有爆炸危险的地方。皮带传动的效率和耐久性低。三角皮带与平皮带传动相比，有传动比i较大，中心距A较小，传动外廓尺寸较紧凑，皮带的滑动和张紧力较小等优点；

清理刷402，清理刷402螺纹旋转连接在清理丝杠401上，且清理刷402另一侧设有稳定轴。

拂尘装置7包括：

风箱701，风箱701固定连接在电机安装箱101内部；

拂尘扇702，拂尘扇702啮合连接驱动轴303，并旋转轴接风箱701内部，齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力的装置，它是现代各种设备中应用最广泛的一种机械传动方式。它的传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，在各种传动形式中，齿轮传动在现代机械中应用最为广泛。这是因为齿轮传动有如下特点：传动精度高。前面讲过，带传动不能保证准确的传动比，链传动也不能实现恒定的瞬时传动比，但现代常用的渐开线齿轮的传动比，在理论上是准确、恒定不变的。这不但对精密机械与仪器是关键要求，也是高速重载下减轻动载荷、实现平稳传动的重要条件。适用范围宽。齿轮传动传递的功率范围极宽，可以从0.001W到60000kW；圆周速度可以很低，也可高达150m/s，带传动、链传动均难以比拟。可以实现平行轴、相交轴、交错轴等空间任意两轴间的传动，这也是带传动、链传动做不到的。工作可靠，使用寿命长。传动效率较高，一般为0.94～0.99。制造和安装要求较高，因而成本也较高。对环境条件要求较严，除少数低速、低精度的情况以外，一般需要安置在箱罩中防尘防垢，还需要重视润滑。不适用于相距较远的两轴间的传动。减振性和抗冲击性不如带传动等柔性传动好；

出风口703，出风口703固定连接在电机安装箱101底部，并管接风箱701，设置了清理装置4与拂尘装置7，通过使用机床电机201在运行过程中带动清理装置4与拂尘装置7的方式，更加节能同时实现随着机床电机201转速的调节，可以使清理装置4与拂尘装置7工作效率进行同步调节，更加便捷，设置拂尘装置7上的拂尘扇702可以有效的防止外部灰尘进入设备内部，同时又不会影响设备的正常散热，同时设置清理装置4可以实时高效的将设备内部切削的碎屑通过清理丝杠401带动清理刷402往复运动实现清理，从根本上防止因切削碎屑堆积发生蹦刀堵塞，导致的电机堵转的问题。

如附图10所示，保险降温装置5包括：

降温箱501，降温箱501固定连接在电机安装箱101上；

挤压开关502，挤压开关502顶部贴合于挤压开关502侧面；且挤压开关502分别管接于降温箱501和降温喷板503

降温喷板503，挤压开关502固定连接在降温箱501顶部。

紧急断轴装置6包括：

触发杆601，触发杆601滑动连接在电机安装箱101上；触发杆601上套装有弹簧；

挤压滑块602，挤压滑块602固定连接在触发杆601底部，设置了保险降温装置5，同时配合设置的紧急断轴装置6，通过用力挤压的方式使挤压滑块602推动联动环301实现断轴，实现二次紧急断轴，同时设置的保险降温装置5采用的挤压开关502贴合于联动环301的方式，在联动环移动过程中带动挤压开关502实现降温喷板503对机床电机201的降温。

其中，高精度数控机床电机防堵转控制系统的使用方法：

1)、如遇高温负载或堵转，设置的控制电磁铁202会通电，推动传动套筒302向后移动，使传动套筒302与机床电机201轴端脱离，完成防堵转操作。同时通过拍击触发杆601带动挤压滑块602推动联动环301，亦可实现传动套筒302与机床电机201轴端脱离。

2)、传动套筒302与机床电机201轴端脱离过程中，联动环301会带动挤压开关502,挤压开关502会控制降温箱501通过控制降温喷板503实现对设备内部机床电机201降温。

实施例二：

在实施例一的基础上，其他结构不变，本实施例提供另一种拂尘扇702的结构形式，在拂尘扇702出风口处安装滤网，通过设置滤网可以有效的防止拂尘扇702内部落入铁屑，堵塞后影响拂尘效果。

使用时：首先，将设备放置地面安装，安装完成后即可投入使用，使用过程中，通过将加工件卡装夹紧在驱动轴303上的卡盘中，随后即可开始切削工作，过程中，机床电机201的电压情况会被实时监测，如遇高温负载或堵转时，设置的控制电磁铁202会通电，使传动套筒302与机床电机201轴端脱离，从而释放机床电机201上的负载，同时亦可通过用力按压触发杆601的方式，带动贴合在联动环301上的挤压滑块602移动，使传动套筒302与机床电机201轴端脱离，同时会带动挤压开关502实现控制降温喷板503对设备内部降温，在机床电机201正常工作过程中，设置的滑动支撑销305会配合弹簧实现实时对传动套筒302的定位，在驱动轴303运行过程中，也会通过齿轮带动拂尘扇702进行转动，对设备进行通风拂尘，同时带动清理丝杠401上的清理刷402移动进行清理，最终完成整体的防堵转系统。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种高精度数控机床电机防堵转控制系统及方法，其特征在于：高精度数控机床电机防堵转控制系统,包括支撑装置(1)；

所述支撑装置(1)，支撑装置(1)固定连接在驱动结构(2)上；

防堵转控制结构(3)，防堵转控制结构(3)传动连接在驱动结构(2)上；

清理装置(4)，清理装置(4)传动连接在驱动结构(2)上；

保险降温装置(5)，保险降温装置(5)固定连接在支撑装置(1)上；

紧急断轴装置(6)，紧急断轴装置(6)滑动连接在支撑装置(1)上；

拂尘装置(7)，拂尘装置(7)固定连接在支撑装置(1)上。

2.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述支撑装置(1)包括：

电机安装箱(101)，电机安装箱(101)固定连接在驱动结构(2)上；

铁屑滤板(102)，铁屑滤板(102)固定连接在电机安装箱(101)的底板上。

3.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述驱动结构(2)包括

机床电机(201)，机床电机(201)通过支架固定连接在电机安装箱(101)内部；

控制电磁铁(202)，控制电磁铁(202)固定套装在机床电机(201)轴端。

4.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述防堵转控制结构(3)包括：

联动环(301)，联动环(301)固定套装在传动套筒(302)外侧；

传动套筒(302)，传动套筒(302)旋转轴接在电机安装箱(101)上，且传动套筒(302)滑动连接在机床电机(201)轴上；传动套筒(302)背部设有环形槽。

5.如权利要求4所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述防堵转控制结构(3)还包括：

驱动轴(303)，驱动轴(303)滑动套装在传动套筒(302)上，且驱动轴(303)上设有齿轮；驱动轴(303)端部固定连接有卡盘；

复位支撑筒(304)，复位支撑筒(304)设有两个，均固定连接在电机安装箱(101)上；

滑动支撑销(305)，滑动支撑销(305)滑动套装在复位支撑筒(304)上，且滑动支撑销(305)端部滑动卡装在传动套筒(302)上；滑动支撑销(305)上套装有弹簧。

6.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述清理装置(4)包括：

清理丝杠(401)，清理丝杠(402)通过轮带与齿轮传动连接在驱动轴(303)上；

清理刷(402)，清理刷(402)螺纹旋转连接在清理丝杠(401)上，且清理刷(402)另一侧设有稳定轴。

7.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述保险降温装置(5)包括：

降温箱(501)，降温箱(501)固定连接在电机安装箱(101)上；

挤压开关(502)，挤压开关(502)顶部贴合于挤压开关(502)侧面；且挤压开关(502)分别管接于降温箱(501)和降温喷板(503)

降温喷板(503)，挤压开关(502)固定连接在降温箱(501)顶部。

8.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述紧急断轴装置(6)包括：

触发杆(601)，触发杆(601)滑动连接在电机安装箱(101)上；触发杆(601)上套装有弹簧；

挤压滑块(602)，挤压滑块(602)固定连接在触发杆(601)底部。

9.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统，其特征在于：所述拂尘装置(7)包括：

风箱(701)，风箱(701)固定连接在电机安装箱(101)内部；

拂尘扇(702)，拂尘扇(702)啮合连接驱动轴(303)，并旋转轴接风箱(701)内部；

出风口(703)，出风口(703)固定连接在电机安装箱(101)底部，并管接风箱(701)。

10.如权利要求1所述高精度数控机床电机防堵转控制系统的使用方法，其特征在于：其步骤如下：

1)、如遇高温负载或堵转，设置的控制电磁铁(202)会通电，推动传动套筒(302)向后移动，使传动套筒(302)与机床电机(201)轴端脱离，完成防堵转操作。同时通过拍击触发杆(601)带动挤压滑块(602)推动联动环(301)，亦可实现传动套筒(302)与机床电机(201)轴端脱离。

2)、传动套筒(302)与机床电机(201)轴端脱离过程中，联动环(301)会带动挤压开关(502),挤压开关(502)会控制降温箱(501)通过控制降温喷板(503)实现对设备内部机床电机(201)降温。

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