CN205336088U - 机床主轴换挡变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机床主轴换挡变频器，主要在机床主轴换挡过程中使用。本实用新型采用的技术方案是：机床主轴换挡变频器，包括电路板，电路板安装在保护罩中，保护罩包括带有底面的三侧面互连的底罩和带有上侧面的两侧面互连的盖板，保护罩的无侧面板的面留有电路板的端子排安装位，电路板的端子排在上述无侧面板的面伸出保护罩，盖板的两侧面设有散热孔。在机床换挡时使用主轴换挡变频器，接通SB按钮，此变频器即输出频率为2HZ的三相交流电，带动主轴电机以很低的转速旋转，从而使齿轮咬合，以便完成换挡动作。

Description

机床主轴换挡变频器

技术领域

本实用新型涉及电子自动化和电气传动技术领域，主要在机床主轴换挡过程中使用。

背景技术

对于普通机床，主轴是由一台交流电机通过齿轮箱带动卡盘运转，并且电机的转速是固定的。要改变卡盘或工件的转速只能靠改变齿轮箱的转数比即换挡来实现。由于换挡是通过改变不同齿轮的啮合来完成，但齿轮的啮合不一定到位，因此需要主轴电机点动一下，以便齿轮啮合。以往人们在换挡时需要点动一下主轴电机或人为手动转一下卡盘来使齿轮啮合。但这种方式很费时费力，而且对机械结构有冲击、对人身安全存在隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机床主轴换挡变频器，能够自动控制的、能和数控系统结合起来代替人工换挡的主轴专用换挡变频器，并且具有成本低、体积小、噪声小、输出电压低、额定功率小等特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

机床主轴换挡变频器，包括电路板，电路板安装在保护罩中，保护罩包括带有底面的三侧面互连的底罩和带有上侧面的两侧面互连的盖板，保护罩的无侧面板的面留有电路板的端子排安装位，电路板的端子排在上述无侧面板的面伸出保护罩，盖板的两侧面设有散热孔。

作为优选，盖板上侧板的外侧面设螺孔，底罩底侧板的内侧面设螺孔柱，电路板上设螺钉孔，螺钉在盖板的上侧板外侧面螺孔处贯穿电路板上的螺钉孔后固定在底罩上的螺孔柱上，所述底罩两侧板的内侧面设定位盖板上侧板的凸起。

作为优选，底罩在设端子排的一侧的两侧板凸出形成延伸板，电路板端子下部接触延伸板。

作为优选，保护罩的底罩底部面和侧面留有安装孔，并通过螺钉将保护罩安装于机床电柜箱内。

作为优选，所述的电路板中包括：电源处理电路、输出单元a、输出单元b、输出单元c和控制电路，所述控制电路中使用的主芯片为AVR单片机，AVR单片机通过PF0-PF7端口连接驱动与光电隔离电路，驱动与光电隔离电路信号输出端连接输出单元a、输出单元b和输出单元c，并控制接输出单元a、输出单元b和输出单元c。

该实用新型外部输入直流24V，输出三相交流24V给三相同步电动机或三相异步电动机供电，频率为2HZ，促使电机低速稳定旋转以完成换挡功能。

在机床换挡时使用主轴换挡变频器，接通SB按钮（如图4），此变频器即输出频率为2HZ的三相交流电，带动主轴电机以很低的转速旋转，从而使齿轮咬合，以便完成换挡动作。主轴换挡变频器输入电压为直流24V，输出为三相交流24V，频率2HZ，所以与其他变频器相比它具有体积小、功率低、成本低、电磁干扰与噪声小等特点。因此适合各种机床在换挡中使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型中电路板示意图；

图3为本实用新型中盖板结构示意图；

图4为本实用新型中底罩结构示意图；

图5为本实用新型电路原理框图；

图6为本实用新型输出单元A的原理图；

图7为本实用新型控制电路原理图；

图8为本实用新型应用电路原理图；

附图标记：1、电路板，2、盖板，3、端子排，4、底罩，5、输出单元a，6、输出单元b，7、输出单元c，8、控制电路，9、散热孔，10、延伸板，11、螺钉孔，12、螺孔柱，13、凸起，14、安装孔，15、电源处理电路，16、AVR单片机，17、驱动与光电隔离。

具体实施方式

本实用新型如图所示：

机床主轴换挡变频器，包括电路板，电路板1安装在保护罩中，保护罩包括带有底面的三侧面互连的底罩4和带有上侧面的两侧面互连的盖板2，保护罩的无侧面板的面留有电路板的端子排3安装位，电路板1的端子排3在上述无侧面板的面伸出保护罩，盖板2的两侧面设有散热孔9。盖板2上侧板的外侧面设螺孔，底罩4底侧板的内侧面设螺孔柱12，电路板1上设螺钉孔11，螺钉在盖板2的上侧板外侧面螺孔处贯穿电路板1上的螺钉孔11后固定在底罩4上的螺孔柱12上，所述底罩4两侧板的内侧面设有凸起13，起到定位盖板2的作用。底罩4在设端子排3的一侧的两侧板凸出形成延伸板10，电路板1端子下部接触延伸板10。保护罩2的底罩4底部面和侧面留有安装孔14，并通过螺钉将保护罩安装于机床电柜箱内。

实施例：

电路板1中包括：电源处理电路15、输出单元a5、输出单元b6、输出单元c7和控制电路8，所述控制电路8中使用的主芯片为AVR单片机16，AVR单片机16通过PF0-PF7端口连接驱动与光电隔离电路17，驱动与光电隔离电路10信号输出端连接输出单元a5、输出单元b6和输出单元c7，并控制接输出单元a5、输出单元b6和输出单元c7。

电源处理电路输入端EA由外部控制按钮SB（如图5）提供直流24V，输出端分别接输出单元a、输出单元b、输出单元v和控制电路；所述的控制电路由AVR单片机主芯片控制，通过驱动与光电隔离与输出单元a、输出单元b、输出单元c相连（如图6），进而控制各输出单元中的开关管，实现三相交流输出。

主控芯片采用AVR单片机16，它是一款高性能、低功耗的微处理器，具有性价比高、运行速度快、稳定等优势。当主轴换挡变频器工作时，电源处理电路将输入电压变为直流18V和直流5V两路电源。18V电源供输出单元控制电路和继电器使用，5V电源供AVR单片机和其他控制芯片使用。AVR单片机16带电开始工作，然后把控制信号送给驱动芯片（如图3），驱动芯片输出控制信号送到光电隔离器。控制信号通过光电隔离器分配到每一个输出单元控制电路，然后控制场效应管稳定输出U、V、W三相交流电送到主轴电机。

各输出单元由两个场效应管及两个三极管组成，通过控制三极管的通断来控制场效应管的通断。如图7，当K1导通K2截止时，U相作为三相交流电的正向输入，当K2导通K1截止时，U相作为三相交流电的负向输入。同理通过在时序上准确的控制输出单元B和输出单元C的场效应管的通断来模拟出正弦的三相交流电。如图4，三相交流电通过交流接触器KM连接到主轴电机上，电机可以是三相异步电动机也可以是三相同步电动机。KM的吸合受继电器触点JC的控制，同时也受主轴正转、主轴反转和制动接触器的互锁接点控制。当SB按钮按下，控制电路控制继电器JC触点接通，若其他触点都是接通的，则KM接触器吸合，主轴电机就会由换挡变频器提供的三相交流电驱动而稳定运转起来。

Claims (5)

1.一种机床主轴换挡变频器，包括电路板，其特征是，电路板（1）安装在保护罩中，保护罩包括带有底面的三侧面互连的底罩（4）和带有上侧面的两侧面互连的盖板（2），保护罩的无侧面板的面留有电路板的端子排（3）安装位，电路板（1）的端子排（3）在上述无侧面板的面伸出保护罩，盖板（2）的两侧面设有散热孔（9）。

2.根据权利要求1所述的机床主轴换挡变频器，其特征是，盖板（2）上侧板的外侧面设螺孔，底罩（4）底侧板的内侧面设螺孔柱（12），电路板（1）上设螺钉孔（11），螺钉在盖板（2）的上侧板外侧面螺孔处贯穿电路板（1）上的螺钉孔（11）后固定在底罩（4）上的螺孔柱（12）上，所述底罩（4）两侧板的内侧面设定位盖板（2）上侧板的凸起（13）。

3.根据权利要求2所述的机床主轴换挡变频器，其特征是，底罩（4）在设端子排（3）的一侧的两侧板凸出形成延伸板（10），电路板（1）端子下部接触延伸板（10）。

4.根据权利要求3所述的机床主轴换挡变频器，其特征是，保护罩（2）的底罩（4）底部面和侧面留有安装孔（14），并通过螺钉将保护罩安装于机床电柜箱内。

5.根据权利要求4所述的机床主轴换挡变频器，其特征是，所述的电路板（1）中包括：电源处理电路（15）、输出单元a（5）、输出单元b（6）、输出单元c（7）和控制电路（8），所述控制电路（8）中使用的主芯片为AVR单片机（16），AVR单片机（16）通过PF0-PF7端口连接驱动与光电隔离电路（17），驱动与光电隔离电路（17）信号输出端连接输出单元a（5）、输出单元b（6）和输出单元c（7），并控制输出单元a（5）、输出单元b（6）和输出单元c（7）。