專利名稱：經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)濟型數(shù)控車床，尤其是經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動 控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
普通經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸是由異步電機帶動齒輪變速箱4油缸16級 液壓變速來傳動和調(diào)速的。其傳動控制系統(tǒng)包括CNC控制界面、PCU控制單 元、主軸電機、電磁閥單元、油缸機構(gòu)單元、齒輪變速箱、手動轉(zhuǎn)閥、變 速按^&和旋轉(zhuǎn)編碼器，通過CNC控制界面向PCU控制單元編寫加工指令， PCU控制單元通過總線輸出控制信號連接主軸電機，控制主軸電機的運轉(zhuǎn)。 調(diào)速時需手動旋動手動轉(zhuǎn)閥選擇所需的檔位，再按下相應(yīng)的變速按鈕，接 通相應(yīng)的電石茲閥，由此電》茲閥控制相應(yīng)的油缸開始工作，推動相應(yīng)齒4侖進 行變速，最終實現(xiàn)主軸工作臺的變速。旋轉(zhuǎn)編碼器連接于主軸工作臺的輸 出端與PCU控制單元的輸入端之間，將主軸的速度信號時時反饋至PCU控 制單元。
這種主軸傳動控制系統(tǒng)，其齒輪變速箱有16檔轉(zhuǎn)速，分別為5、 6.3、 8、 10、 12.5、 16、 20、 25、 32、 40、 50、 63、 80、 100、 125、 160r/min。 由于齒輪變速箱的相鄰檔位的速度差小，主軸無法進行寬范圍調(diào)速，當車 床要車削大直徑的圓類平面時，由于刀尖的線速度(主軸轉(zhuǎn)速)無法跟隨
3切削直徑的變化而改變，主軸無法進行無級調(diào)速，工件的加工表面粗糙度不一致，無法實現(xiàn)大直徑工件車削工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種主軸調(diào)速范圍較廣，可實現(xiàn)無級調(diào)速、可實現(xiàn)大直徑工件車削工藝的經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)，包括CNC控制界面、PCU控制單元、主軸電機、電》茲閥單元、油缸單元、齒輪變速箱和旋轉(zhuǎn)編碼器，CNC控制界面連接于PCU控制單元的設(shè)定輸入端，PCU控制單元的輸出端依次連接主軸電機和齒輪變速箱，PCU控制單元的另一輸出端依次連接電磁閥單元、油缸單元和齒輪變速箱，旋轉(zhuǎn)編碼器連接于主軸工作臺的輸出端與PCU控制單元的輸入端之間；上述齒輪變速箱為采用滑移齒輪且?guī)в袚懿娴凝X輪變速箱；還包括變頻器和制動單元，上述變頻器連接于上述PCU控制單元的模擬量輸出端與上述主軸電機的輸入端之間用于控制上述主軸電機，上述制動單元連接于上述變頻器的制動控制輸出端。
上述變頻器為富士通變頻器500G11S/P11S。
采用上述方案后，本發(fā)明的經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)，CNC數(shù)控系統(tǒng)PCU控制單元發(fā)出的模擬信號通過變頻器端子傳輸?shù)阶冾l器，實現(xiàn)數(shù)字量設(shè)定轉(zhuǎn)速對模擬量變頻器輸出的控制，變頻器輸出頻率調(diào)速信號驅(qū)動主軸電機，實現(xiàn)主軸連續(xù)可控變速。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用變頻器來實現(xiàn)主軸的調(diào)速，變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)范圍很廣， 一般通用型變頻器都可以實現(xiàn)(T400Hz范圍內(nèi)無級調(diào)速，可以滿足數(shù)控系統(tǒng)恒速切削、主軸轉(zhuǎn) 速無級變速的要求，主軸轉(zhuǎn)速跟隨著當前加工工件直徑變化而變化，從而 始終保證刀具切削點處切削線速度為常數(shù)，能實現(xiàn)大直徑工件的車削工藝。 本發(fā)明中，采用滑移齒輪和撥叉來替代原有復雜的機械拖動機構(gòu)，具有自 動化程度高，操作簡單，維修方便的優(yōu)點。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)，如圖l所示，包括CNC 控制界面l、 PCU控制單元2、變頻器3、制動單元4、主軸電機5、電磁閥 單元6、油缸單元7、齒輪變速箱8和旋轉(zhuǎn)編碼器9。 CNC控制界面1連接 于PCU控制單元2的設(shè)定輸入端，PCU控制單元2的控制輸出端依次連接變 頻器3、主軸電機5和齒輪變速箱8,制動單元4 (制動單元主要起主軸停 止能耗制動)連接于變頻器3的制動控制輸出端，PCU控制單元2的模擬量 輸出端與變頻器3模擬量輸入端進行雙向連接，以實現(xiàn)控制信號的輸入輸 出；PCU控制單元2的另一輸出端依次連接電;茲閥單元6、油缸單元7和齒 輪變速箱8,旋轉(zhuǎn)編碼器9連接于主軸工作臺10的輸出端與PCU控制單元 2的輸入端之間。
其中，齒輪變速箱8為采用滑移齒輪且?guī)в袚懿娴凝X輪變速箱。
其中，變頻器3采用富士通變頻器500G11S/P11S。本發(fā)明工作時，通過CNC控制界面1編寫加工指令和主軸速度指令，CNC控制界面1將此加工指令和主軸速度指令傳輸給PCU控制單元2, PCU控制單元2發(fā)出模擬信號通過變頻器端子送入變頻器3，實現(xiàn)數(shù)字量設(shè)定轉(zhuǎn)速對模擬量變頻器輸出的控制，變頻器3輸出頻率調(diào)速信號驅(qū)動主軸電機5。同時，PCU控制單元2控制電磁閥單元6閉合，啟動油缸單元6，由油缸單元6帶動齒輪變速箱8內(nèi)的撥叉，實現(xiàn)齒輪嚙合不同的傳動比。主軸電機5的傳動通過齒輪變速箱8再傳動至主軸工作臺10。旋轉(zhuǎn)編碼器9將主軸工作臺10的速度信號時時反饋至PCU控制單元2, PCU控制單元2將旋轉(zhuǎn)編碼器9反饋回來的速度信號與PCU控制單元2輸出的模擬量進行比較，比較結(jié)果可以對PCU控制單元2輸出的模擬量進行調(diào)整控制，從而實現(xiàn)主軸無級調(diào)速。由于主軸電機5轉(zhuǎn)速的高低由PCU控制單元2輸出的電壓信號的大小來控制，所以主軸工作臺可才艮據(jù)切削加工工件直徑變化的情況，實現(xiàn)恒速運轉(zhuǎn)。
采用上述方案后，本發(fā)明采用變頻器來實現(xiàn)主軸的調(diào)速，變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)范圍很廣， 一般通用型變頻器都可以實現(xiàn)0一400Hz范圍內(nèi)無級調(diào)速，可以滿足數(shù)控系統(tǒng)恒速切削、主軸轉(zhuǎn)速無級變速的要求，主軸轉(zhuǎn)速跟隨著當前加工工件直徑變化而變化，從而始終保證刀具切削點處切削線速度為常數(shù)，能實現(xiàn)大直徑工件的車削工藝。本發(fā)明中，釆用滑移齒輪和撥叉來替代原有復雜的機械拖動機構(gòu)，具有自動化程度高，操作簡單，維修方便的伊乙點。
權(quán)利要求
1、經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)，包括CNC控制界面、PCU控制單元、主軸電機、電磁閥單元、油缸單元、齒輪變速箱和旋轉(zhuǎn)編碼器，CNC控制界面連接于PCU控制單元的設(shè)定輸入端，PCU控制單元的輸出端依次連接主軸電機和齒輪變速箱，PCU控制單元的另一輸出端依次連接電磁閥單元、油缸單元和齒輪變速箱，旋轉(zhuǎn)編碼器連接于主軸工作臺的輸出端與PCU控制單元的輸入端之間；其特征在于上述齒輪變速箱為采用滑移齒輪且?guī)в袚懿娴凝X輪變速箱；還包括變頻器和制動單元，上述變頻器連接于上述PCU控制單元的模擬量輸出端與上述主軸電機的輸入端之間用于控制上述主軸電機，上述制動單元連接于上述變頻器的制動控制輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)，其特征在于上述變頻器為富士通變頻器500G11S/P11S。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種經(jīng)濟型數(shù)控車床的主軸傳動控制系統(tǒng)，其包括CNC控制界面、PCU控制單元、主軸電機、電磁閥單元、油缸單元、齒輪變速箱和旋轉(zhuǎn)編碼器；齒輪變速箱為采用滑移齒輪且?guī)в袚懿娴凝X輪變速箱，還包括變頻器和制動單元，變頻器連接于PCU控制單元的輸出端與主軸電機的輸入端之間，制動單元連接于變頻器的制動控制輸出端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用變頻器來實現(xiàn)主軸的調(diào)速，變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)范圍很廣，一般通用型變頻器都可以實現(xiàn)0-400Hz范圍內(nèi)無級調(diào)速，可以滿足數(shù)控系統(tǒng)恒速切削、主軸轉(zhuǎn)速無級變速的要求，主軸轉(zhuǎn)速跟隨著當前加工工件直徑變化而變化，從而始終保證刀具切削點處切削線速度為常數(shù)，能實現(xiàn)大直徑工件的車削工藝。
文檔編號B23B19/00GK101486106SQ200910111120
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者曹先強, 賴安業(yè) 申請人:福建成功機床有限公司