CN209327856U - 数控机床模拟主轴做c轴使用的位置反馈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置，由位置数据检测单元和信号放大单元构成，位置数据检测单元是由检测齿轮和位置传感器构成，检测齿轮安装在主轴上，与主轴电机同步转动，传感器安装在与检测齿轮相对的位置处，传感器与信号放大单元连接，传感器将检测的位置信号即齿轮齿数输出至信号放大单元，经信号放大单元处理后输出位置信号至与其连接的数控机床的控制系统。其特点是：增加了C轴控制功能，主轴齿轮与电机轴端齿轮之比N:M≠1的定位和刚性攻丝功能。硬件成本降低，型号配置灵活，具有分辨率高，数据更精确、精细，抗干扰能力强。

Description

数控机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置

技术领域

本实用新型涉及一种机床位置反馈装置，特别是一种将数控机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置。

背景技术

主轴做C轴控制用是数控机床应该具有的基本功能，但是一般只能通过串行主轴来实现，但是串行主轴的检测装置一般和系统有通讯协议，受数控系统厂家限制，必须选择系统厂家提供的主轴，可选余地太小，当要用第三方主轴时，串行主轴就没法用了，必须要采用模拟量控制的主轴，但是对采用模拟主轴的机床，无法实现用模拟主轴做C轴使用，这就需要一套主轴位置处理装置，并且把信号数据送给数控系统，做到C轴控制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、可靠性高的机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置，其特征在于位置反馈装置是由位置数据检测单元和信号放大单元构成，位置数据检测单元是由检测齿轮和位置传感器构成，检测齿轮安装在主轴上，与主轴电机同步转动，传感器安装在与检测齿轮相对的位置处，传感器与信号放大单元连接，传感器将检测的位置信号即齿轮齿数输出至信号放大单元，信号放大单元再把采集到的位置信号细分，把每个齿分成若干份，再经过滤放大、修正信号波形偏移、设定相关增益、储存校正数据处理，由信号放大单元输出位置信号至与其连接的数控机床的控制系统，提供机床模拟主轴做C轴控制时的位置数据。

数控机床的模拟主轴作为C轴控制时，模拟主轴的旋转不仅要实现速度控制，而且还要实行位置控制，从而实现多种类、高效率的加工要求。本实用新型提供的用于实现数控机床模拟主轴作为C轴使用的位置反馈装置，利用传感器采集安装在电机轴端检测齿轮上的标记齿、齿数和齿形，把采集到的标记齿和齿数的数据信息反馈到信号放大单元（PCB），信号放大单元把信号细分处理后，反馈至数控机床的控制系统CNC，从而实现模拟主轴做C轴使用的控制、主轴刚性攻丝控制、主轴齿轮与电机轴端齿轮之比 N:M≠1的定位和刚性攻丝、模拟主轴的定位控制(1024p/rev)，控制精度最高可达90000p/rev。

本实用新型的特点是：与串行主轴控制方式相比，硬件成本降低，型号配置灵活，适合任何一种不同规格的模拟主轴，适用范围广，用户可选余地大大提高。与普通方式的模拟主轴控制方式相比，数控机床的控制系统增加了C轴控制功能，主轴齿轮与电机轴端齿轮之比不是1比1情况下的定位和刚性攻丝功能，本反馈装置具有分辨率高，数据经过细分放大处理，更精确、精细，抗干扰能力强，效果好，没有机械连接的误差，性价比高，效能显著，硬件安装方便，调试简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型使用状态的方框原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：

如图1、2所示，机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置主要是由位置数据检测单元和信号放大单元两部分构成。位置数据检测单元是由检测齿轮1和传感器2构成，检测齿轮安装在模拟主轴3上，通常采用1024齿，其中一个齿为标记齿，作为Z相信号用，也就是旋转一圈出现的一个不同信号，检测齿轮与模拟主轴电机同步转动，传感器采用的是电磁式位置传感器（PSD），传感器读取数据面分布着密集的电磁感应点，能读取金属铁齿轮的齿数、齿宽。传感器安装在与检测齿轮相对的位置即机床上主轴外的支撑架7上。传感器表面与齿轮间隙距离为0.15±0.01mm，传感器通过数据线4、插接头5与信号放大单元连接，传感器将检测的标记齿即Z相信号和齿数输出至信号放大单元（PCB），信号放大单元6为具备相位调节、脉冲宽度调节、波形调节、滤波功能的集成电路，集成电路的型号为90M9919或4CR1A或74HC04或LM489或MN6168VIF等，通过信号放大单元对信号细分放大过滤、修正信号波形偏移、设定相关增益、储存校正数据处理后，输出精准的位置数据至数控机床的控制系统CNC，见图2，控制系统与主轴变频器、主轴变频器与主轴电机相互连接，编码器用于主轴的速度反馈。

本实用新型的工作过程是：位置传感器将检测的位置信号即齿轮标记齿和齿数、齿宽输出至信号放大单元（PCB），信号放大单元再把采集到的位置信号细分，把每个齿分成若干份，再经过滤放大、修正信号波形偏移、设定相关增益、储存校正数据处理，由信号放大单元输出位置信号至与其连接的数控机床的控制系统，提供机床模拟主轴做C轴控制时的位置数据，形成闭环控制，从而做到精确控制模拟主轴的旋转位置，实现C轴控制功能。

Claims (1)

1.一种机床模拟主轴做C轴使用的位置反馈装置，其特征在于位置反馈装置是由位置数据检测单元和信号放大单元构成，位置数据检测单元是由检测齿轮和位置传感器构成，检测齿轮安装在主轴上，与主轴电机同步转动，传感器安装在与检测齿轮相对的位置处，传感器与信号放大单元连接，传感器将检测的位置信号即齿轮齿数输出至信号放大单元，信号放大单元再把采集到的位置信号细分，把每个齿分成若干份，再经过滤放大、修正信号波形偏移、设定相关增益、储存校正数据处理，由信号放大单元输出位置信号至与其连接的数控机床的控制系统，提供机床模拟主轴做C轴控制时的位置数据。