CN203003600U - 插床自动控制系统 - Google Patents

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黄和平
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Abstract

一种插床自动控制系统,用于用插床进行自动加工。三相交流电源接入三相交流电抗器输入端,其输出端分别与数控机床的控制单元、驱动器电源模块连接;横、纵向、旋转运动交流伺服电机带有编码器,驱动器电源模块分别经各伺服驱动器与各交流伺服电机连接;手持操作单元接入机床控制面板。控制信号经数控单元在接收主轴插刀、抬刀到位信号后,发出驱动控制信号,分别经控制器驱动各伺服驱动器,带动各交流伺服电机运转,编码器输出信号再反馈至数控单元。本实用新型分度精确,操作简便,节时省力,稳定可靠。

Description

插床自动控制系统
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及自动控制技术领域,具体是一种实现插床数控自动化的电气控制系统。
背景技术
[0002]目前,插床传统性的原始设计加工方法是采用手工机械分度,加工方法落后,精度差,手工操作难度大,生产效率低,无法满足现代化大批量生产的需求。
发明内容
[0003] 为克服现有技术的不足,本实用新型的发明目的在于提供一种插床自动控制系统,采用现代数控技术和交流伺服驱动系统相结合,以满足大批量生产的需要,实现提高生产效率的目的。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型控制系统的三相交流电源接入三相交流电抗器的输入端,三相交流电抗器的输出端分别与数控机床的数控单元的输入端、驱动器电源模块的输入端连接;横向运动交流伺服电机、纵向运动交流伺服电机、旋转运动交流伺服电机分别带有横向运动编码器、纵向运动编码器、旋转运动编码器,驱动器电源模块分别经横向运动伺服驱动器、纵向运动伺服驱动器、旋转运动伺服驱动器与横向运动交流伺服电机、纵向运动交流伺服电机、旋转运动交流伺服电机连接,横向运动伺服驱动器、纵向运动伺服驱动器、旋转运动伺服驱动器接入数控机床的控制单元;数控机床的控制单元内置可编程控制单元,手持操作单元接入数控机床的数控单元的数控单元控制面板、机床控制面板的输入端,数控单元控制面板、机床控制面板发出的控制信号经数控机床的控制单元的可编程控制单元输出控制信号通过主轴变频器控制主轴交流伺服电机旋转,可编程控制单元的输入端接收主轴交流伺服电机的旋转信号及主轴插刀、抬刀到位信号后,发出驱动控制信号给数控机床的控制单元,驱动横向运动伺服驱动器、纵向运动伺服驱动器、旋转运动伺服驱动器,带动横向运动交流伺服电机、纵向运动交流伺服电机、旋转运动交流伺服电机运转,横向运动编码器、纵向运动编码器、旋转运动编码器的输出信号再反馈至数控机床的数控单元。
[0005] 所述控制系统的三相交流电源经断路器接入带有主轴变频器的主轴交流伺服电机,数控机床的控制单元将输出的运转指令、速度指令传输给主轴变频器,带动主轴交流伺服电机运转。
[0006] 本实用新型与现有技术相比,通过软件开发将Sinumerik、802C现代数控技术和交流伺服驱动系统成功地应用到B5032型系列插床的设计开发中,可实现插削的全自动控制,分度精确,操作简便,节时省力,整个控制系统稳定可靠,分度定位和插削进给量等技术指标完全达到了设计要求,能够充分满足插床生产业现代化大批量生产作业的需求。
附图说明[0007] 图1是本实用新型的系统框图。
[0008] 图2是本实用新型的系统连接原理图。
[0009] 图3是本实用新型的电气原理图。
具体实施方式
[0010] 如图1、图2、图3所示,本实用新型主要部分的功能如下:
[0011] 驱动器电源模块2:为数控机床和驱动装置提供控制和动力电源,产生母线电压,同时监测电源和模块状态。
[0012] 数控机床的数控单元4:是控制系统的核心,这一部分主要包括微处理器CPU、存储器、逻辑输入输出控制单元以及数控机床系统编码器的采样输入端口,其本质是根据输入的数据段,控制各伺服轴插补出理想的运动轨迹,输出到交流伺服电机。
[0013] 横向运动伺服驱动器5、纵向运动伺服驱动器6、旋转运动伺服驱动器7:其伺服单元接收来自数控机床的数控单元4的进给指令,经变换和放大后通过交流伺服电机,转变为机床横向轴、纵向轴、旋转轴的位移和速度,将来自数控机床的数控单元4的数控单元控制面板、机床控制面板指令信号放大成控制交流伺服电机的大功率信号。
[0014] 横向运动交流伺服电机8、纵向运动交流伺服电机9、旋转运动交流伺服电机10:将伺服驱动器的指令信号变为机械运动,通过机械连接部件驱动机床进给轴,使各伺服进给轴精确定位,按规定的轨迹,加工出符合图纸要求的零件。
[0015] 横向运动编码器11、纵向运动编码器12、旋转运动编码器13:信号通过编码器反馈到数控机床的数控单元4,通过检测旋转编码器的旋转角度,在数控机床的数控单元4内对反馈量与输入量进行比较,若有差值,则数控机床的数控单元4控制机床向消除误差的方向运动,以获得满意的精度。
[0016] 手持操作单元14:主要是输出脉冲到数控机床的数控单元4,与面板控制功能结合,在加工零件时,操作者可以方便控制机床的位移量。
[0017] 主轴交流伺服电机17:通过主轴变频器19控制主轴交流伺服电机17旋转,以控制插床机械插刀的往复抬刀、落刀运动。
[0018] 本实用新型主回路的三相交流输入电压为AC380V,频率50HZ,控制系统的三相交流电源接入三相交流电抗器I的输入端,三相交流电抗器I的输出端分别与数控机床的数控单元4的输入端、驱动器电源模块2的输入端连接,三相交流电源可为数控机床的数控单元4和驱动器电源模块2提供电源;在电源模块的输入端串接入三相交流电抗器,保证在电力系统发生短路时能够增大短路阻抗,限制短路电流,同时抑制电流的波动,保证数控驱动伺服系统的动态稳定性;横向运动交流伺服电机8、纵向运动交流伺服电机9、旋转运动交流伺服电机10分别带有横向运动编码器11、纵向运动编码器12、旋转运动编码器13,驱动器电源模块2分别经横向运动伺服驱动器5、纵向运动伺服驱动器6、旋转运动伺服驱动器7与横向运动交流伺服电机8、纵向运动交流伺服电机9、旋转运动交流伺服电机10连接,横向运动伺服驱动器5、纵向运动伺服驱动器6、旋转运动伺服驱动器7接入数控机床的数控单元4 ;数控机床的数控单元4内置可编程控制单元,手持操作单元14接入数控机床的数控单元4的数控单元控制面板、机床控制面板的输入端,数控单元控制面板、机床控制面板的显示屏无报警和故障信号,各项准备工作就绪后,通过编制加工程序,各电机按程序指令运动;数控单元控制面板、机床控制面板发出的控制信号经数控机床的控制单元4的可编程控制单元,将输出的运转指令16、速度指令18传输给主轴变频器19,带动主轴交流伺服电机17运转,可编程控制单元的输入端接收主轴交流伺服电机17的旋转信号及主轴插刀、抬刀到位信号后,发出驱动控制信号,分别经驱动横向运动伺服驱动器5、纵向运动伺服驱动器6、旋转运动伺服驱动器7,带动横向运动交流伺服电机8、纵向运动交流伺服电机9、旋转运动交流伺服电机10运转,横向运动编码器11、纵向运动编码器12、旋转运动编码器13的输出信号再反馈至数控机床的数控单元4。
[0019] 控制系统的三相交流电源经断路器15接入带有主轴变频器19的主轴交流伺服电机17,数控机床的数控单元4将输出的运转指令16、速度指令18传输给主轴变频器19,带动主轴交流伺服电机17运转。本实用新型为保证机床精度,横向与纵向进给轴的普通丝杠更换为四级滚珠丝杠。

Claims (2)

1.一种插床自动控制系统,其特征在于:控制系统的三相交流电源接入三相交流电抗器(I)的输入端,三相交流电抗器(I)的输出端分别与数控机床的数控单元(4)的输入端、驱动器电源模块(2)的输入端连接;横向运动交流伺服电机(8)、纵向运动交流伺服电机(9)、旋转运动交流伺服电机(10)分别带有横向运动编码器(11)、纵向运动编码器(12)、旋转运动编码器(13),驱动器电源模块(2)分别经横向运动伺服驱动器(5)、纵向运动伺服驱动器(6)、旋转运动伺服驱动器(7)与横向运动交流伺服电机(8)、纵向运动交流伺服电机(9)、旋转运动交流伺服电机(10)连接,横向运动伺服驱动器(5)、纵向运动伺服驱动器(6)、旋转运动伺服驱动器(7)接入数控机床的控制单元(4);数控机床的控制单元(4)内置可编程控制单元,手持操作单元(14)接入数控机床的数控单元(4)的数控单元控制面板、机床控制面板的输入端,数控单元控制面板、机床控制面板发出的控制信号经数控机床的控制单元(4)的可编程控制单元输出控制信号通过主轴变频器(19)控制主轴交流伺服电机(17)旋转,可编程控制单元的输入端接收主轴交流伺服电机(17)的旋转信号及主轴插刀、抬刀到位信号后,发出驱动控制信号给数控机床的控制单元(4),驱动横向运动伺服驱动器(5)、纵向运动伺服驱动器(6)、旋转运动伺服驱动器(7),带动横向运动交流伺服电机(8)、纵向运动交流伺服电机(9)、旋转运动交流伺服电机(10)运转,横向运动编码器(11)、纵向运动编码器(12)、旋转运动编码器(13)的输出信号再反馈至数控机床的数控单元⑷。
2.根据权利要求1所述的插床自动控制系统,其特征在于:所述控制系统的三相交流电源经断路器(15)接入带有主轴变频器(19)的主轴交流伺服电机(17),数控机床的控制单元(4)将输出的运转指令(16)、速度指令(18)传输给主轴变频器(19),带动主轴交流伺服电机(17)运转。
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