CN209657647U - 一种机电教学用数控机床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机电教学用数控机床，包括床身、液压动力卡盘和控制机构，所述床身的上表面固定安装有滑块支架，所述滑块支架的内壁上设置有滑槽，所述滑槽的内壁上设置有X滑块，所述X滑块的内壁上卡接有Y滑块，所述床身的上表面上还设置有液压动力卡盘，所述液压动力卡盘的上表面设置有控制机构，所述液压动力卡盘包括回转液压缸、双液控单向阀和电磁换向阀，所述回转液压缸的下部连接有电磁换向阀，所述电磁换向阀的下部连接有压力传感器，所述压力传感器的信号端连接有PLC控制器，整个装置具备测量、控制、误差补偿等功能，实现了机床教学操作功能一体化，有效提高设备的集成度和可靠度，提高了系统的动态性能和响应速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控机床应用技术领域，特别涉及一种机电教学用数控机床。
背景技术
随着制造业快速发展，市场对数控机床需求越来越大的同时对其精度和性能要求也不断提高，特别是对大型、高档数控机床。滑枕是其主要部件，结构尺寸大、加工精度要求高，同时需要承受冲击等复杂载荷，这就需要滑枕具备很好的耐磨性、抗冲击性、足够的强度和刚度。目前，在实际教学的生产制造过程中，从制件原材料到成形件，存在废品率高的问题，而且机床本体操作也比较复杂，不熟悉机床的学生在使用机床的过程中容易造成轴间距离较大的现象，从而增加了制造误差，并且，目前教学用的机床上的液压动力卡盘在工件的切削过程中容易受到外界扰动以及装夹不当导致的切削力不稳定的影响，系统会呈现出时变性、时滞性以及不确定性，从而导致系统响应速度慢、动态性能差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种机电教学用数控机床，具备测量、控制、误差补偿等功能，实现了机床教学操作功能一体化，有效提高设备的集成度和可靠度，提高了系统的动态性能和响应速度，这样可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种机电教学用数控机床，包括床身、液压动力卡盘和控制机构，所述床身的上表面固定安装有滑块支架，所述滑块支架的内壁上设置有滑槽，所述滑槽的内壁上设置有X滑块，所述X滑块的内壁上卡接有Y滑块，所述床身的上表面上还设置有液压动力卡盘，所述液压动力卡盘的上表面设置有控制机构，所述液压动力卡盘包括回转液压缸、双液控单向阀和电磁换向阀，所述回转液压缸镶嵌在液压动力卡盘的内壁上，所述回转液压缸的下部通过双液控单向阀连接有电磁换向阀，所述电磁换向阀的下部连接有压力传感器，所述压力传感器的信号端连接有PLC控制器，所述PLC控制器的控制端连接有伺服电机，所述伺服电机的轴向输出端连接有齿轮泵，所述齿轮泵的上部与电磁换向阀相连接，所述电磁换向阀的输出端还连接有溢流阀。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述所述PLC控制器的信号端与控制机构相连接，所述控制机构的内部设置有运动控制卡和伺服信号转换板，所述运动控制卡的总线端口与PLC控制器相连接，所述运动控制卡的信号端与伺服信号转换板交互连接，所述伺服信号转换板的控制端与伺服电机相连接。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述运动控制卡的I/O端口还连接有检测限位开关。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制机构的上部还设置有Z滑块，所述Z滑块的上部轴向连接有转轴A。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述转轴A的内侧轴向端垂直连接有转轴B。
采用上述技术方案，通过数控系统硬件结构，然后对数控系统进行调试，能够更好的帮助学生检测机床各轴的定位精度和重复定位精度，并利用PMAC的误差补偿原理进行误差补偿，整个系统具备测量、控制、误差补偿等功能，实现了机床教学操作功能一体化，有效提高设备的集成度和可靠度，提高了系统的动态性能和响应速度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型液压动力卡盘结构示意图；
图3为本实用新型控制机构模块结构示意图；
图中，1-床身；2-滑块支架；3-滑槽；4-X滑块；5-Y滑块；6-液压动力卡盘；7-控制机构；8-Z滑块；9-转轴A；10-转轴B；
601-回转液压缸；602-双液控单向阀；603-电磁换向阀；604-压力传感器；605-PLC控制器；606-伺服电机；607-齿轮泵；608-溢流阀；
701-运动控制卡；702-伺服信号转换板；703-检测限位开关。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：一种机电教学用数控机床，包括床身1、液压动力卡盘6和控制机构7，所述床身1的上表面固定安装有滑块支架2，所述滑块支架2的内壁上设置有滑槽3，所述滑槽3的内壁上设置有X滑块4，所述X滑块4的内壁上卡接有Y滑块5，所述床身1的上表面上还设置有液压动力卡盘6，所述液压动力卡盘6的上表面设置有控制机构7，所述控制机构7的上部还设置有Z滑块8，所述Z滑块8的上部轴向连接有转轴A9，所述转轴A9的内侧轴向端垂直连接有转轴B10，所述液压动力卡盘6包括回转液压缸601、双液控单向阀602和电磁换向阀603，所述回转液压缸601镶嵌在液压动力卡盘6的内壁上，所述回转液压缸601的下部通过双液控单向阀602连接有电磁换向阀603，所述电磁换向阀603的下部连接有压力传感器604，所述压力传感器604的信号端连接有PLC控制器605，所述PLC控制器605的控制端连接有伺服电机606，所述伺服电机606的轴向输出端连接有齿轮泵607，所述齿轮泵607的上部与电磁换向阀603相连接，所述电磁换向阀603的输出端还连接有溢流阀608，所述PLC控制器605的信号端与控制机构7相连接，所述控制机构7的内部设置有运动控制卡701和伺服信号转换板702，所述运动控制卡701的总线端口与PLC控制器605相连接，所述运动控制卡701的信号端与伺服信号转换板702交互连接，所述伺服信号转换板702的控制端与伺服电机606相连接，所述运动控制卡701的I/O端口还连接有检测限位开关703。
本实施例中，伺服电机606采用型号为SGM7J-04A3A21的交流伺服电机。
本实施例中，PLC控制器605采用型号为DVP32EH00T3-L的可编程控制器。
本实施例中，控制机构7是数控机床的核心，也是数控机床运动控制的基础，本实用以PMAC多轴运动控制卡701为核心，基于PMAC中自带的I/O输入端口作为输入/输出设备，以PC机作为控制的上位机，X滑块4和Y滑块5的主轴驱动装置靠VFD-B变频器和电主轴完成，Z滑块8的进给驱动装置由伺服电机606以及PLC控制器605完成，数控系统的硬件结构设计的主要任务包括：电气控制电路设计与搭建、机床控制系统调试和数控系统设计完成后的机床精度检测与补偿。
本实用新型的工作原理：系统工作时，伺服电机606驱动齿轮泵607旋转，通过调节电机606转速来控制从齿轮泵607输送到回转液压缸中的压力和流量，控制部分将压力传感，604检测到的压力信号与设定压力比较得到压力偏差，PLC控制器605根据此偏差信号，调整泵输送到回转液压缸中的压力与流量，实现液压卡盘预设夹紧力在加工过程中保持稳定的目的，通过改变电磁换向阀603的工位来改变回转液压缸活塞的运动方向，实现卡盘的夹紧或者松开，其中，两个液控单向，602组成的液压锁可以保证回转液压缸活塞位置及高压腔压力在系统因发生故障而停机后保持不变，从而避免工件飞出发生事故。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种机电教学用数控机床，包括床身(1)、液压动力卡盘(6)和控制机构(7)，其特征在于：所述床身(1)的上表面固定安装有滑块支架(2)，所述滑块支架(2)的内壁上设置有滑槽(3)，所述滑槽(3)的内壁上设置有X滑块(4)，所述X滑块(4)的内壁上卡接有Y滑块(5)，所述床身(1)的上表面上还设置有液压动力卡盘(6)，所述液压动力卡盘(6)的上表面设置有控制机构(7)，所述液压动力卡盘(6)包括回转液压缸(601)、双液控单向阀(602)和电磁换向阀(603)，所述回转液压缸(601)镶嵌在液压动力卡盘(6)的内壁上，所述回转液压缸(601)的下部通过双液控单向阀(602)连接有电磁换向阀(603)，所述电磁换向阀(603)的下部连接有压力传感器(604)，所述压力传感器(604)的信号端连接有PLC控制器(605)，所述PLC控制器(605)的控制端连接有伺服电机(606)，所述伺服电机(606)的轴向输出端连接有齿轮泵(607)，所述齿轮泵(607)的上部与电磁换向阀(603)相连接，所述电磁换向阀(603)的输出端还连接有溢流阀(608)。
2.根据权利要求1所述的一种机电教学用数控机床，其特征在于：所述PLC控制器(605)的信号端与控制机构(7)相连接，所述控制机构(7)的内部设置有运动控制卡(701)和伺服信号转换板(702)，所述运动控制卡(701)的总线端口与PLC控制器(605)相连接，所述运动控制卡(701)的信号端与伺服信号转换板(702)交互连接，所述伺服信号转换板(702)的控制端与伺服电机(606)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种机电教学用数控机床，其特征在于：所述运动控制卡(701)的I/O端口还连接有检测限位开关(703)。
4.根据权利要求1所述的一种机电教学用数控机床，其特征在于：所述控制机构(7)的上部还设置有Z滑块(8)，所述Z滑块(8)的上部轴向连接有转轴A(9)。
5.根据权利要求4所述的一种机电教学用数控机床，其特征在于：所述转轴A(9)的内侧轴向端垂直连接有转轴B(10)。
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2018
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