CN207780591U - 一种新型智能制造控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型智能制造控制器，在现有技术只设置有功率传感器的基础上，增设了设置扭矩传感器、电压传感器及电流传感器；扭矩传感器、电压传感器及电流传感器检测到的相应信号，传送至中央控制器，经过中央控制器进行分析并计算得出主轴的计算实时功率，与功率传感器检测得到的实时功率进行比较；中央控制器根据比较结果判定功率传感器检测得到主轴的实时功率是否准确；若准确，则中央控制器会对主轴的实时工作参数进行优化，得到最优的主轴工作参数，从而进一步提高工件加工质量；若不准确，中央控制器则会发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件作出检查和调整，直到判定结果有效，始终让机床在最优状态下才能加工工件。

Description

一种新型智能制造控制器

技术领域

本实用新型属于加工制造控制设备技术领域，具体涉及一种新型智能制造控制器。

背景技术

目前机械加工方面主要靠调机师傅的经验和打样测试来设定机床的加工参数，这样的弊端就是加工参数不够合理，有很大的优化空间。针对机床加工工艺优化，效率提升等方面的成熟方法或产品并不太多，主要有通过对机床主轴的电流测量或对机床震动测量来反应加工状态从而进行相关加工参数的优化，但是主轴电流并不能完全反应主轴的负载状态，震动信号又容易受到外界干扰容易产生误判断，并且这两种优化方法都还需要较多地依靠人为判断和操作，因而限制了工件加工质量，也限制了加工效率。

中国实用新型专利“一种智能制造控制器”(授权公告号：CN206671871U，授权日期：20171124)，公开了一种智能制造控制器，包括中央处理单元、通信模块和功率传感器，所述中央处理单元连接所述通信模块，所述通信模块连接所述功率传感器；功率传感器，用于获取机床主轴的实时功率；通信模块，用于与所述机床和所述功率传感器进行实时通信，获取机床实时工作参数和机床主轴的实时功率；中央处理单元，用于对所述机床实时工作参数和机床主轴的实时功率进行分析并计算出优化后的工作参数，将所述优化后的工作参数通过所述通信模块反馈给机床。该实用新型，虽然解决了现有技术中上述的技术问题，实现了提升工件加工质量，提高机械加工效率的目的，但是当机床出现故障或者由于其他原因，通过功率传感器获取的机床主轴的实时功率也不能反映主轴的真实载荷以及真实加工参数，对机床的安全使用以及零部件的使用寿命造成影响，同时也不能将加工参数最优化。

因此，本领域技术人员致力于设计一种能够准确判断机床主轴的实时功率是否真实的新型控制器，对进一步提升工件加工质量，保证机床长时间正常安全生产具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述缺陷提供了一种新型智能制造控制器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型智能制造控制器，包括可编程的中央控制器及与所述中央控制器电性连接的功率传感器；所述中央控制器与机床控制机构电性连接；还包括设置于机床主轴上的扭矩传感器、与机床主轴电性连接的电压传感器及电流传感器；所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均与所述中央控制器电性连接；所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器检测到的相应信号，传送至中央控制器，经过中央控制器进行分析并计算得出主轴的计算实时功率，与所述功率传感器检测得到的实时功率进行比较；中央控制器根据比较结果判定功率传感器检测得到主轴的实时功率是否准确。

进一步，所述中央控制器内设置有存储单元，所述功率传感器、所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均与所述存储单元电性连接；所述中央控制器将计算实时功率与实时功率进行比较后得到的主轴最佳工作参数存储在所述存储单元；加工同一批次的工件时，按照所述存储单元内存储的主轴最佳工作参数进行加工，保证产品的加工质量。

进一步，为了延长使用寿命，所述功率传感器、所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均进行防爆处理，其防护等级不低于IP56。

进一步，所述中央控制器内还设置有提醒模块；当中央控制器根据比较结果判定功率传感器检测得到主轴的实时功率无效时，所述提醒模块发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件进行检查调整。

进一步，所述中央控制器为PLC可编程控制器。

利用上述新型智能制造控制器来得到最优的主轴工作参数的控制方法，其具体包括以下步骤：

1)、利用功率传感器检测得到主轴的实时功率；

2)、利用扭矩传感器、电压传感器及电流传感器检测得到的相应信号，并将信号传送至中央控制器，经过中央控制器进行分析并计算得出主轴的计算实时功率；

3)、将步骤1得到的实时功率和步骤2得到的计算实时功率进行对比，判定步骤1得到的实时功率是否有效真实；

4)、如步骤3得出的判定结果为有效，则中央控制器会对主轴的实时工作参数进行优化，得到最优的主轴工作参数；

5)、如步骤3得出的判定结果无效，中央控制器则会发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件作出检查和调整，直到判定结果有效。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型的新型智能制造控制器，在现有技术只设置有功率传感器的基础上，增设了设置于机床主轴上的扭矩传感器、与机床主轴电性连接的电压传感器及电流传感器；所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均与所述中央控制器电性连接；所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器检测到的相应信号，传送至中央控制器，经过中央控制器进行分析并计算得出主轴的计算实时功率，与所述功率传感器检测得到的实时功率进行比较；中央控制器根据比较结果判定功率传感器检测得到主轴的实时功率是否准确；若准确，则中央控制器会对主轴的实时工作参数进行优化，得到最优的主轴工作参数，从而进一步提高工件加工质量；若不准确，中央控制器则会发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件作出检查和调整，直到判定结果有效，始终让机床保持在最优状态下才能加工工件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的新型智能制造控制器的控制原理框图。

附图标记说明：1-中央控制器；11-存储单元；12-提醒模块；2-功率传感器；3-扭矩传感器；4-电压传感器；5-电流传感器；6-机床控制机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，一种新型智能制造控制器，包括可编程的中央控制器1及与所述中央控制器1电性连接的功率传感器2；所述中央控制器1与机床控制机构6电性连接；还包括设置于机床主轴上的扭矩传感器3、与机床主轴电性连接的电压传感器4及电流传感器5；所述扭矩传感器3、所述电压传感器4及所述电流传感器5均与所述中央控制器1电性连接；所述扭矩传感器3、所述电压传感器4及所述电流传感器5检测到的相应信号，传送至中央控制器1，经过中央控制器1进行分析并计算得出主轴的计算实时功率，与所述功率传感器2检测得到的实时功率进行比较；中央控制器1根据比较结果判定功率传感器2检测得到主轴的实时功率是否准确；如准确不大，则根据当前实时功率进行分析并计算出优化后的工作参数，将优化后的工作参数反馈给机床控制机构6；如偏差较大，则需检查机床的各部件并做出调整，重新检测，直到道偏差落入正常范围。

优选地，所述中央控制器1内设置有存储单元11，所述功率传感器2、所述扭矩传感器3、所述电压传感器4及所述电流传感器5均与所述存储单元11电性连接；所述中央控制器1将计算实时功率与实时功率进行比较后得到的主轴最佳工作参数存储在所述存储单元11；加工同一批次的工件时，按照所述存储单元11内存储的主轴最佳工作参数进行加工，保证产品的加工质量。

优选地，为了延长使用寿命，所述功率传感器2、所述扭矩传感器3、所述电压传感器4及所述电流传感器5均进行防爆处理，其防护等级不低于IP56。

优选地，所述中央控制器1内还设置有提醒模块12；当中央控制器1根据比较结果判定功率传感器2检测得到主轴的实时功率无效时，所述提醒模块12发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件进行检查调整。

优选地，所述中央控制器1为PLC可编程控制器。

利用上述新型智能制造控制器来得到最优的主轴工作参数的控制方法，其具体包括以下步骤：

1)、利用功率传感器2检测得到主轴的实时功率；

2)、利用扭矩传感器3、电压传感器4及电流传感器5检测得到的相应信号，并将信号传送至中央控制器1，经过中央控制器1进行分析并计算得出主轴的计算实时功率；

3)、将步骤1得到的实时功率和步骤2得到的计算实时功率进行对比，判定步骤1得到的实时功率是否有效真实；

4)、如步骤3得出的判定结果为有效，则中央控制器1会对主轴的实时工作参数进行优化，得到最优的主轴工作参数；

5)、如步骤3得出的判定结果无效，中央控制器1则会发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件作出检查和调整，直到判定结果有效。

使用时，扭矩传感器3、电压传感器4及电流传感器5检测到的相应信号，传送至中央控制器1，经过中央控制器1进行分析并计算得出主轴的计算实时功率，与所述功率传感器2检测得到的实时功率进行比较；中央控制器1根据比较结果判定功率传感器2检测得到主轴的实时功率是否准确；若准确，则中央控制器1会对主轴的实时工作参数进行优化，得到最优的主轴工作参数，从而进一步提高工件加工质量；若不准确，中央控制器1则会发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件作出检查和调整，直到判定结果有效，始终让机床保持在最优状态下才能加工工件。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种新型智能制造控制器，包括可编程的中央控制器及与所述中央控制器电性连接的功率传感器，该中央控制器用于对机床实时工作参数和机床主轴的实时功率进行分析并计算出优化后的工作参数，并将所述优化后的工作参数通过通信模块反馈给机床，该功率传感器用于获取机床主轴的实时功率，其特征在于，所述中央控制器与机床控制机构电性连接；还包括设置于机床主轴上的扭矩传感器、与机床主轴电性连接的电压传感器及电流传感器；所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均与所述中央控制器电性连接；所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器检测到的相应信号，传送至中央控制器，经过中央控制器进行分析并计算得出主轴的计算实时功率，与所述功率传感器检测得到的实时功率进行比较；中央控制器根据比较结果判定功率传感器检测得到主轴的实时功率是否准确。

2.根据权利要求1所述的新型智能制造控制器，其特征在于，所述中央控制器内设置有存储单元，所述功率传感器、所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均与所述存储单元电性连接；所述中央控制器将计算实时功率与实时功率进行比较后得到的主轴最佳工作参数存储在所述存储单元；加工同一批次的工件时，按照所述存储单元内存储的主轴最佳工作参数进行加工，保证产品的加工质量。

3.根据权利要求1或2所述的新型智能制造控制器，其特征在于，所述功率传感器、所述扭矩传感器、所述电压传感器及所述电流传感器均进行防爆处理，其防护等级不低于IP56。

4.根据权利要求1或2所述的新型智能制造控制器，其特征在于，所述中央控制器内还设置有提醒模块；当中央控制器根据比较结果判定功率传感器检测得到主轴的实时功率无效时，所述提醒模块发出提醒信号，提醒操作人员对机床的各个部件进行检查调整。

5.根据权利要求4所述的新型智能制造控制器，其特征在于，所述中央控制器为PLC可编程控制器。