本發(fā)明涉及一種機(jī)床主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法，可以利用于重型數(shù)控立車工作臺(tái)靜壓導(dǎo)軌及高速鏜銑床主軸靜壓導(dǎo)軌的斷電保護(hù)之中。

背景技術(shù)：

數(shù)控立車工作臺(tái)，特別是重型數(shù)控立車工作臺(tái)，目前多采用慣性飛輪結(jié)構(gòu)形式或液壓蓄能器來(lái)完成在異常斷電時(shí)對(duì)主軸靜壓油的持續(xù)供給，保證在斷電后還能維持一段時(shí)間，以起到對(duì)主軸靜壓導(dǎo)軌的保護(hù)；現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)靜壓主軸的鏜銑床采用液壓蓄能器在異常斷電時(shí)對(duì)靜壓導(dǎo)軌持續(xù)供油，使得對(duì)主軸靜壓導(dǎo)軌形成有效的保護(hù)。但鑒于目前靜壓主軸轉(zhuǎn)速的提升，如仍然采用慣性飛輪結(jié)構(gòu)，則理論上需做的非常龐大，與靜壓油泵難于匹配，因此如果不增加靜壓油泵電機(jī)功率，靜壓油泵根本就不能起動(dòng)；如果采用液壓蓄能器，還需要高壓高流量，安裝占地面積過(guò)大，成本昂貴維護(hù)難，也不現(xiàn)實(shí)。因此，需要尋求一種新的方法，解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，尤其是對(duì)數(shù)控立車工作臺(tái)靜壓導(dǎo)軌保護(hù)、以及高速鏜銑床靜壓主軸導(dǎo)軌保護(hù)的不足，提出一種適用于機(jī)床主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)的方法。

本發(fā)明所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法，采用變頻(伺服)調(diào)速裝置能在電動(dòng)調(diào)速模式及制動(dòng)發(fā)電模式工作的原理，利用現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、工作電源裝置，將本發(fā)明所述的方法嵌入控制器內(nèi)，組成一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)。所組成的保護(hù)系統(tǒng)包括，電源裝置、電源檢測(cè)裝置、 調(diào)速裝置、控制器、DC/DC工作電源裝置。所說(shuō)的電源裝置，既可以是變頻電源裝置，也可以是伺服電源裝置；所說(shuō)的調(diào)速裝置，既可以是變頻調(diào)速裝置，也可以是伺服調(diào)速裝置，并有兩個(gè)以上調(diào)速裝置。所說(shuō)的電源檢測(cè)裝置與電源裝置相連接，電源檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端與控制器相連接；控制器與調(diào)速裝置相連接；調(diào)速裝置用于控制主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)或靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作狀態(tài)。

其工作方式為：當(dāng)數(shù)控機(jī)床在正常外部供電時(shí)，主軸驅(qū)動(dòng)裝置、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置、靜壓油泵驅(qū)動(dòng)裝置按照控制器指令正常工作，電源裝置、DC/DC工作電源給所有設(shè)備提供動(dòng)力電源及工作電源。當(dāng)外部供電發(fā)生異常斷電時(shí)，其工作流程及步驟方法如下：

1、檢測(cè)外部電源：

1)將外部電源檢測(cè)信號(hào)送到控制器；

2)當(dāng)外部電源正常時(shí)，循環(huán)運(yùn)行監(jiān)控外部電源信號(hào)；

2、當(dāng)外部電源發(fā)生斷電時(shí)，進(jìn)入保護(hù)控制；

3、判斷靜壓主軸是否運(yùn)轉(zhuǎn)；

1)若靜壓主軸停止運(yùn)轉(zhuǎn)，則到步驟6；

2)若靜壓主軸正在運(yùn)轉(zhuǎn)，則到步驟4；

4、將機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能；

1)將主軸驅(qū)動(dòng)控制裝置電動(dòng)調(diào)速方式切換到制動(dòng)發(fā)電方式；

2)將電能存儲(chǔ)到變頻(伺服)電源裝置、各個(gè)變頻(伺服)調(diào)速裝置；

3)繼續(xù)給靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電；

5、判斷靜壓主軸是否停止運(yùn)轉(zhuǎn)？

1)若靜壓主軸未停止運(yùn)轉(zhuǎn)，則返回到步驟4；

2)若靜壓主軸停止運(yùn)轉(zhuǎn)，則到步驟6；

6、完成靜壓導(dǎo)軌保護(hù)工作。

本發(fā)明所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法，其保護(hù)系統(tǒng)在外部供電異常斷電時(shí)，能將機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，對(duì)靜壓油泵電機(jī)持續(xù)供電，直到靜壓主軸運(yùn)轉(zhuǎn)停止，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行有效的保護(hù)。所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法，既可以組成包括一個(gè)電源裝置和兩個(gè)調(diào)速裝置構(gòu)成的最簡(jiǎn)單的保護(hù)系統(tǒng)，也可以組成包括一個(gè)電源裝置和兩個(gè)以上調(diào)速裝置構(gòu)成的拓展的保護(hù)系統(tǒng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單、成本低、能源循環(huán)利用、無(wú)污染、可靠性、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1：組成主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)系統(tǒng)最小裝置原理示意圖；

圖2：組成主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)系統(tǒng)原理示意圖；

圖3：主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)工作流程圖；

圖4：主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)工作時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法做進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1和圖2給出的是本發(fā)明所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法原理示意圖。圖1所示的為按照本發(fā)明所述的方法組成的斷電保護(hù)系統(tǒng)最小裝置示意圖；圖2所示的為按照本發(fā)明所述的方法組成的斷電保護(hù)系統(tǒng)示意圖。

本發(fā)明中的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)系統(tǒng)裝置包括：外部電源1；變頻(伺服)電源裝置2；電源檢測(cè)裝置3；兩個(gè)變頻(伺服)調(diào)速裝置，即主軸變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置4和靜壓油泵變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置5；PLC控制器6；以及DC/DC工作電源裝置7，主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8，靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)9。

其中：主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的功率應(yīng)≥兩倍靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的功率；主軸變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置4的功率應(yīng)≥兩倍靜壓油泵變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置5的功率；變頻(伺服)電源裝置2的功率應(yīng)≥1.2倍負(fù)載功率的總和。

本發(fā)明所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法中的保護(hù)系統(tǒng)裝置，當(dāng)為最小 組成的保護(hù)系統(tǒng)裝置時(shí)，僅包括兩個(gè)變頻(伺服)調(diào)速裝置(如圖1所示)；當(dāng)不為最小組成的保護(hù)系統(tǒng)裝置時(shí)，其變頻(伺服)調(diào)速裝置可以有兩個(gè)以上(如圖2所示)，即有一個(gè)以上的主軸變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置4₁、…、4_n，(n為自然數(shù))，和一個(gè)以上的靜壓油泵變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置5₁、…、5_m，(m為自然數(shù))。主軸變頻(伺服)調(diào)速裝置用于控制主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8；靜壓油泵變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置用于控制靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的工作狀態(tài)。

圖3為該本發(fā)明所說(shuō)的主軸靜壓導(dǎo)軌斷電保護(hù)方法的控制流程。在外部電源正常供電情況下，機(jī)床根據(jù)控制器指令正常工作，電源檢測(cè)裝置3監(jiān)控外部電源1并將信號(hào)傳送到控制器6，保護(hù)程序自循環(huán)運(yùn)行，不間斷地監(jiān)控電源檢測(cè)裝置3傳送給控制器6的外部電源1供電情況信號(hào)。當(dāng)外部電源異常斷電時(shí)，電源檢測(cè)裝置3向控制器6發(fā)送斷電信號(hào)，保護(hù)程序跳轉(zhuǎn)為保護(hù)執(zhí)行程序；首先檢查靜壓主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8是否運(yùn)行，即靜壓主軸是否在運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)沒(méi)有運(yùn)行時(shí)跳到程序結(jié)束；當(dāng)靜壓主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)9仍處在運(yùn)行工作模式，則將靜壓主軸變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置4從電動(dòng)調(diào)速模式切換到制動(dòng)發(fā)電模式，使靜壓主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8快速制動(dòng)，同時(shí)將機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換到電能傳送到變頻(伺服)電源裝置2存儲(chǔ)并向靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)9繼續(xù)供電，維持靜壓油的輸出，保證靜壓導(dǎo)軌的正常運(yùn)行，直到靜壓主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)8停止運(yùn)行后，關(guān)閉所有驅(qū)動(dòng)器，完成斷電時(shí)的靜壓導(dǎo)軌的保護(hù)任務(wù)，轉(zhuǎn)到程序末尾結(jié)束所有工作。

圖4為靜壓導(dǎo)軌工作的時(shí)序圖。從圖4中可見(jiàn)，當(dāng)靜壓主軸脫離正常運(yùn)行時(shí)開(kāi)始，主軸變頻(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置則快速地由電動(dòng)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以保證變頻(伺服)電源裝置有能量繼續(xù)向靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)繼續(xù)提供電能，使靜壓油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)能繼續(xù)運(yùn)行，維持靜壓油的輸出，以保證靜壓導(dǎo)軌的正常運(yùn)行，起到保護(hù)靜壓導(dǎo)軌的作用。