CN203141208U - 数控机床重力轴断电拉升装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数控机床重力轴断电拉升装置，其包括用于驱动数控机床重力轴升降的伺服电机、断电信号转换器和PLC控制器，伺服电机的伺服电源供应器设置有断电信号侦测器，断电信号侦测器与断电信号转换器电连接，断电信号转换器的信号输出端与PLC控制器电连接，PLC控制器与伺服电机的伺服电源供应器电连接。本实用新型的数控机床重力轴断电拉升装置能够在意外断电时，利用伺服电源供应器的残留电力驱动数控机床的重力轴拉升，避免刀具与工件碰撞，造成刀具和工件的损坏，制造成本较现有技术中的UPS装置大幅度削减，更适宜推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及精密机床和仪器领域，特别是一种用于较大型且Z轴较重之加工中心精密机床设备的数控机床重力轴断电拉升装置。
背景技术
在较大型数控机床，因为其Z轴也较为厚重，通常在机械加工，特别是模具加工时，为了提高Z轴的动态特性，都将在主轴两边增加油压配重，但是如果在加工过程中因为种种原因，不可预知的外部断电，此时油压压力消失，即支撑主轴的力量也消失，重力的影响导致螺杆伸长△L1，另外，断电后，Z轴马达断电，虽然能够快速抱轴，但仍然有时间上的延迟，因此Z轴重力轴也会下坠△L2，整体表现为Z轴下沉造成刀具与工件碰撞，损伤工件与刀具，特别在切削大型模具时，损失较重。当220V-AC外部电源断电时，24V-DC控制电源供应器会稳压延后电压下降，而Z轴马达解除煞车电源就是靠24V-DC控制电源，再加上马达煞车器本身有背隙，所以往往Z轴马达来不及煞车。实验检测证明，在Z轴马达抱轴前，会有24毫秒的时间，会导致Z轴下坠。现有技术中，断电后重力轴Z轴拉升是通过FANUC-UPS来提供Z轴拉升电能来实现的，但相对而言成本很高，因大机器容量不同，大约需要的成本也随容量增大而增大，且采购周期较长，使用不便。
发明内容
本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有的大型机械断电拉升通过FANUC-UPS来实现成本过高的问题，提供一种能够解决前述问题的数控机床重力轴断电拉升装置。
能够实现本实用新型的发明目的的技术方案如下：
一种数控机床重力轴断电拉升装置，其包括用于驱动数控机床重力轴升降的伺服电机、断电信号转换器和PLC控制器，伺服电机的伺服电源供应器设置有断电信号侦测器断电信号转换器，断电信号侦测器与断电信号转换器电连接，断电信号转换器的信号输出端与PLC控制器电连接，PLC控制器与伺服电机的伺服电源供应器断电信号转换器电连接。
所述的断电信号侦测器为机床FANUC系统电源供应器PSM。
所述的断电信号转换器包括NPN型的三极管、基纳二极管，固态继电器、及固态继电器的辅助常开开关，机台急停回路常闭开关，三极管的集电极通过第一电阻连接直流电源正极，三极管的基极通过第二电阻连接固态继电器、机台急停回路常闭开关、固态继电器的辅助常开开关组成的并联回路，该并联回路通过第三电阻及机床FANUC系统电源供应器PSM的常开开关与直流电源正极连接，该并联回路三极管的射连接直流电源的负极，三极管的集电极作为信号输出端与PLC控制器连接。数控机床上电初始化时，PSM得电，常开开关PSM-CX37闭合处于通路状态，代表PSM工作正常，*ESPM常闭开关处于通路状态，代表机床急停回路正常，此时固态继电器线圈得电，固态继电器的辅助常开开关闭合自锁，当机器打开急停启动机器，开始正常工作时，*ESPM常闭开关处于断开状态，但因固态继电器的辅助常开开关K1闭合自锁，因此NPN型三极管基极与电源正极接通，此时NPN型三极管的集电极为低电平，PLC接受不到信号，机床正常工作。当数控机床突然断电时，PSM-CX37快速断开，三极管基极与电源正极断开，此时NPN型三极管的集电极为高电平。当集电极为高电平时，PLC收到信号，经过PLC处理，控制伺服电机驱动数控机床重力轴拉升，避免刀具与工件相撞，造成工件和刀具的损坏。
本实用新型的数控机床重力轴断电拉升装置的优点在于： 本实用新型的数控机床重力轴断电拉升装置，当数控机床突然断电时，驱动数控机床重力轴升降的伺服电机的伺服电源供应器的脉冲跨周期调制器PSM会侦测到断电信号，通过断电信号转换器将断电信号转换为PLC信号，发送至PLC控制器，PLC发出指令控制伺服电源供应器将剩余电力全部用于数控机床重力轴的拉升，通过这种设置，仅需要添加断电信号转换器和PLC控制器即可实现数控机床重力轴的断电拉升，与现有技术中采用FANUC-UPS来实现断电拉升的方案相比，成本大幅度降低，实验证明，采用本实用新型的数控机床重力轴断电拉升装置后，断电后，Z轴不仅不会下降，而且会向上拉升0.01-0.02mm，可以有效防止刀具与工件的碰撞，很好的实现断电保护的功能。
附图说明
图1为本实用新型的数控机床重力轴断电拉升装置的示意图；
图2为断电信号转换器的电路图；
图中，1为伺服电机，2为断电信号转换器，3为PLC控制器，4为伺服电源供应器，PSM为机床FANUC系统电源供应器，K1为固态继电器的辅助常开开关，*ESPM-K2为机台急停回路常闭开关，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻，PSM-CX37为机床FANUC系统电源供应器PSM的常开开关，ZD1为基纳二极管。
具体实施方式
下面结合图1图2对本实用新型的具体实施方式进行进一步阐述：
如图1和图2所示的一种数控机床重力轴断电拉升装置，其包括用于驱动数控机床重力轴升降的伺服电机1、断电信号转换器2和PLC控制器3，伺服电机1的伺服电源供应器4设置有断电信号侦测器，断电信号侦测器与断电信号转换器2电连接，断电信号转换器2的信号输出端与PLC控制器3电连接，PLC控制器3与伺服电机1的伺服电源供应器4电连接。
上述方案中机床FANUC系统电源供应器PSM5。
上述方案中所述的断电信号转换器2包括NPN型的三极管、基纳二极管ZD1，固态继电器、及固态继电器的辅助常开开关K1，机台急停回路常闭开关*ESPM-K2,三极管的集电极通过第一电阻连接直流电源正极，三极管的基极通过第二电阻R2连接固态继电器、机台急停回路常闭开关*ESPM-K2、固态继电器的辅助常开开关并K1联回路，该并联回路通过第三电阻R3及机床FANUC系统电源供应器PSM5常开开关PSM-CX37与直流电源正极连接，该并联回路三极管的射连接直流电源的负极，三极管的集电极作为信号输出端与PLC控制器3连接。数控机床上电初始化时，PSM得电，常开开关PSM-CX37闭合处于通路状态，代表PSM工作正常，*ESPM常闭开关处于通路状态，代表机床急停回路正常，此时固态继电器线圈得电，固态继电器的辅助常开开关闭合自锁，当机器打开急停启动机器，开始正常工作时，*ESPM常闭开关处于断开状态，但因固态继电器的辅助常开开关K1闭合自锁，因此NPN型三极管基极与电源正极接通，此时NPN型三极管的集电极为低电平，PLC接受不到信号，机床正常工作。当数控机床突然断电时，PSM-CX37快速断开，三极管基极与电源正极断开，此时NPN型三极管的集电极为高电平。当集电极为高电平时，PLC收到信号，经过PLC处理，控制伺服电机1驱动数控机床重力轴拉升，避免刀具与工件相撞，造成工件和刀具的损坏。
Claims (3)
1.一种数控机床重力轴断电拉升装置，其特征在于：其包括用于驱动数控机床重力轴升降的伺服电机、断电信号转换器和PLC控制器，伺服电机的伺服电源供应器设置有断电信号侦测器，断电信号侦测器与断电信号转换器电连接，断电信号转换器的信号输出端与PLC控制器电连接，PLC控制器与伺服电机的伺服电源供应器电连接。
2.根据权利要求1所述的数控机床重力轴断电拉升装置，其特征在于：所述的断电信号侦测器为机床FANUC系统电源供应器PSM。
3.根据权利要求1所述的数控机床重力轴断电拉升装置，其特征在于：所述的断电信号转换器包括NPN型的三极管、基纳二极管，固态继电器、及固态继电器的辅助常开开关，机台急停回路常闭开关，三极管的集电极通过第一电阻连接直流电源正极，三极管的基极通过第二电阻连接固态继电器、机台急停回路常闭开关、固态继电器的辅助常开开关组成的并联回路，该并联回路通过第三电阻及机床FANUC系统电源供应器PSM的常开开关与直流电源正极连接，该并联回路三极管的射连接直流电源的负极，三极管的集电极作为信号输出端与PLC控制器连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN105785916A (zh) * | 2014-12-15 | 2016-07-20 | 上海通用汽车有限公司 | 提供机床重力轴下坠保护的方法和装置 |
| CN106094720A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-09 | 广汉快速铁路设备有限公司 | 不落轮车床断电退刀系统及其退刀方法 |
| CN112975551A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-18 | 江苏海默森智能科技有限公司 | 一种带有断电后自动提升功能的机床 |
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