專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及珩磨機(jī)的行程控制裝置，尤其是數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制 裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)控絎磨機(jī)的往復(fù)行程精度控制一直是制約珩磨機(jī)高速化發(fā)展的瓶頸，現(xiàn)有數(shù)控珩磨機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)采用可編程控制器(PLC)控制液壓驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)的主軸啟動(dòng)電磁閥來(lái)啟動(dòng)/停止主軸的移動(dòng)，但主軸的換向還是通 過(guò)機(jī)械方式控制相應(yīng)液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)有珩磨機(jī)采用多個(gè) 機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)來(lái)間接檢測(cè)主軸的位置，行程控制是靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如機(jī)械 鏈輪將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)撞塊的碰撞或滑塊的碰撞來(lái)改變絎磨機(jī)往復(fù) 的換向，往復(fù)的行程是靠調(diào)整滑塊、撞塊的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利 《汽車(chē)電子轉(zhuǎn)向器》(授權(quán)公告號(hào)CN 2695319Y，授權(quán)公告日2005年4 月27日，申請(qǐng)?zhí)?00420041812.2)公開(kāi)了一種通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)汽 車(chē)方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向和角度，輸出至控制電路，再通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制齒輪 箱以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的裝置。然而現(xiàn)有數(shù)控珩磨機(jī)的往復(fù)行程控制裝置也存在一些缺陷1、 改變行程需要手動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)的安裝位置，既不方便又容易造成較 大誤差；2、 機(jī)械式開(kāi)關(guān)在使用過(guò)程中容易發(fā)生磨損、松動(dòng)、甚至損壞，影響 定位精度； 3、 為保持精度，需要經(jīng)常校正開(kāi)關(guān)的位置；4、 由于開(kāi)關(guān)有一定的外形尺寸，導(dǎo)致要求過(guò)小的行程時(shí)無(wú)法安裝
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)整靈活，效率高，采用非接觸式、無(wú)撞塊 控制，精度高并且可用于小行程控制的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特別之處在于，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 和旋轉(zhuǎn)編碼器，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與珩磨機(jī)主軸連接，其輸出端與旋 轉(zhuǎn)編碼器的輸入軸連接從而將珩磨機(jī)主軸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)編 碼器輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)上可控制主 軸運(yùn)動(dòng)的控制器的輸入端電氣聯(lián)通。
進(jìn)一步的，其中主軸的驅(qū)動(dòng)裝置是液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上 分別設(shè)有主軸啟動(dòng)電磁閥和主軸換向電磁閥，所述珩磨機(jī)上的控制器的輸 出端分別與主軸啟動(dòng)電磁閥和主軸換向電磁閥的控制端電氣聯(lián)通。
更進(jìn)一步的，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一連接桿，該連接桿的一端通過(guò)軸承 與珩磨機(jī)主軸連接從而僅在主軸沿軸向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)同步移動(dòng)，連接桿的另 一端固定在一傳動(dòng)帶上，該傳動(dòng)帶的帶輪的軸與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入軸固定 連接。
其中傳動(dòng)帶的帶輪的軸與旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器連接。 其中傳動(dòng)帶是同步齒型帶、三角帶、或"0"型帶。其中在傳動(dòng)帶上固定有一感應(yīng)塊，在傳動(dòng)帶旁固定安裝有一可與該感 應(yīng)塊配合的零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)，該零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)的控制器 輸入端電氣聯(lián)通，從而為控制器提供珩磨機(jī)主軸位置的零點(diǎn)參考坐標(biāo)。其中在傳動(dòng)帶旁的零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)上方固定安裝有一也可與所述感應(yīng)
塊配合的上極限接近開(kāi)關(guān)，該上極限接近開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)的控制 器輸入端電氣聯(lián)通，從而為珩磨機(jī)控制器提供主軸位置的上極限參考坐標(biāo)。進(jìn)一步的，其中控制器是可編程控制器。更進(jìn)一步的，其中可編程控制器配有作為人機(jī)界面的觸摸屏或工控機(jī)。本發(fā)明采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將珩磨機(jī)主軸沿軸向的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)脈沖信號(hào)將珩磨機(jī)主軸的運(yùn)動(dòng)方向和位置傳送至珩磨機(jī)上的PLC中，PLC據(jù)此與觸摸屏或 工控機(jī)設(shè)定的目標(biāo)數(shù)值進(jìn)行比較發(fā)出指令信號(hào)去控制電磁閥從而控制主 軸往復(fù)及換向的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸的往復(fù)行程進(jìn)行精確的控制。 本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中采用機(jī)械檢測(cè)主軸位置的方式替換為采用旋轉(zhuǎn)編碼 器檢測(cè)主軸位置的方式，提高了控制精度和靈敏度，并且通過(guò)PLC和觸摸 屏人機(jī)界面數(shù)據(jù)設(shè)定，就能夠方便的改變主軸的行程和換向點(diǎn)，更可以實(shí) 現(xiàn)極小的往復(fù)行程。


附圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3為本發(fā)明中背景技術(shù)的示意圖；附圖4為本發(fā)明的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明如圖1所示，本發(fā)明包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)編碼器5，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的
輸入端與珩磨機(jī)主軸1連接，其輸出端與旋轉(zhuǎn)編碼器5的輸入軸連接，從 而將主軸1的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)編碼器5輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而旋 轉(zhuǎn)編碼器5的信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)的控制器輸入端電氣聯(lián)通，其中珩磨機(jī) 主軸1的驅(qū)動(dòng)裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別設(shè)有控制主 軸啟動(dòng)/停止的主軸啟動(dòng)電磁閥和控制主軸換向的主軸換向電磁閥，珩磨 機(jī)上控制器的輸出端分別與主軸啟動(dòng)電磁閥和主軸換向電磁閥的控制端 電氣聯(lián)通，該控制器可通過(guò)相應(yīng)電磁閥來(lái)控制用于驅(qū)動(dòng)主軸1往復(fù)、換向 的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而控制主軸1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具體控制方式和過(guò)程均為 現(xiàn)有數(shù)控珩磨機(jī)中使用的常規(guī)技術(shù)。如圖1所示，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一連接桿2，該連接桿2的一端通過(guò)軸承 與主軸1連接，從而僅在主軸l沿軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)同步移動(dòng)，而在主軸l沿軸 向旋轉(zhuǎn)時(shí)保持不動(dòng)，連接桿2的另一端固定在一傳動(dòng)帶3上，該傳動(dòng)帶3 的帶輪4的軸與旋轉(zhuǎn)編碼器5的輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器或以其它方式固定連 接，以使二者同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)帶3可以采用同步齒型帶、三角帶、或"0" 型帶。如圖2所示，在傳動(dòng)帶3上固定有一感應(yīng)塊6，其通常為一鐵體，在 傳動(dòng)帶3旁固定安裝有一可與該感應(yīng)塊6配合的零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)7，該零點(diǎn) 接近開(kāi)關(guān)7信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)的控制器輸入端電氣聯(lián)通，從而為控制器 提供一主軸1位置的零點(diǎn)參考坐標(biāo)。如圖2所示，在傳動(dòng)帶3旁的零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)7上方固定安裝有一也可 與感應(yīng)塊6配合的上極限接近開(kāi)關(guān)8，該上極限接近開(kāi)關(guān)8信號(hào)輸出端同 樣與珩磨機(jī)的控制器輸入端電氣聯(lián)通，從而為控制器提供一主軸1位置的 上極限參考坐標(biāo)。數(shù)控珩磨機(jī)的控制器采用可編程控制器PLC, PLC還可配有作為人機(jī) 界面的觸摸屏或工控機(jī)。
本實(shí)施例采用的旋轉(zhuǎn)編碼器5發(fā)出的脈沖分A相脈沖和B相脈沖，有 了 A、 B兩相脈沖，PLC的CPU高速計(jì)數(shù)端就可以根據(jù)兩相脈沖到來(lái)的順序， 判斷旋轉(zhuǎn)編碼器5的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，如設(shè)定正向旋轉(zhuǎn)為加計(jì)數(shù)，則反向旋轉(zhuǎn)為 減計(jì)數(shù)。本實(shí)施例中的數(shù)控絎磨機(jī)使用的是歐姆龍CJ1M可編程控制器，自帶 有一個(gè)100 KHz的高速計(jì)數(shù)單元。 一般珩磨機(jī)的往復(fù)速度在3_30米/分， 即最大往復(fù)速度為500毫米/秒，假設(shè)編碼器由帶輪4直聯(lián)帶動(dòng)，帶輪4 直徑為60毫米，周長(zhǎng)L二188.4毫米，則編碼器最高轉(zhuǎn)速為(500/188.4) 轉(zhuǎn)/秒，約為2. 65轉(zhuǎn)/秒，如編碼器每轉(zhuǎn)輸出脈沖10000P/R，則編碼器 最高頻率為26.5 KHz，遠(yuǎn)小于100 KHz，本實(shí)施例選用的旋轉(zhuǎn)編碼器5為 0RM0N E6B2—CWZ6C — 2000P/R，每轉(zhuǎn)能輸出2000個(gè)A、 B脈沖，而歐姆 龍CJ1M的CPU對(duì)高速輸入端的脈沖取上升沿和下降沿的跳變信號(hào)作為計(jì) 數(shù)信號(hào)，相當(dāng)于對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器5發(fā)出的脈沖信號(hào)有四倍頻的作用，即旋轉(zhuǎn) 編碼器5旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，CPU的高速計(jì)數(shù)單元按8000P/R計(jì)數(shù)，即使這樣也不 會(huì)超出CPU的最高計(jì)數(shù)頻率，無(wú)需另加高速計(jì)數(shù)硬件單元。本發(fā)明的工作原理是將數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)全行程的上、下?lián)Q向點(diǎn)，零點(diǎn)參考坐標(biāo)數(shù)值分別以 十進(jìn)制數(shù)放置在CJ1M數(shù)據(jù)寄存區(qū)不同的DM地址當(dāng)中，以這些數(shù)值為目標(biāo)值，而高速計(jì)數(shù)輸入端經(jīng)旋轉(zhuǎn)編碼器傳送來(lái)的累加計(jì)數(shù)或累減計(jì)數(shù)為當(dāng)前 值，用當(dāng)前值與幾個(gè)目標(biāo)值進(jìn)行比較，就能夠計(jì)算出主軸的位置，比較的 結(jié)果可發(fā)出中斷，控制主軸往復(fù)是向下?lián)Q向還是向上換向。如前所述，設(shè)帶輪直徑為60毫米，周長(zhǎng)L=188.4毫米，ORMON E6B2 一CWZ6C—2000P/R旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈發(fā)出的脈沖數(shù)為8000個(gè)，旋轉(zhuǎn)編 碼器的每個(gè)脈沖代表往復(fù)移動(dòng)的距離即脈沖當(dāng)量，計(jì)算得脈沖當(dāng)量= 188.4/8000=0.02356毫米/轉(zhuǎn)，根據(jù)這一脈沖當(dāng)量可計(jì)算出從零點(diǎn)參考
坐標(biāo)分別到上、下?lián)Q向點(diǎn)以及上極限參考坐標(biāo)的距離(脈沖數(shù))，這些距 離的數(shù)值可作為它們的坐標(biāo)，上下?lián)Q向點(diǎn)的坐標(biāo)之差即為往復(fù)行程的距 離。當(dāng)主軸的往復(fù)行程確定后，改變上、下?lián)Q向點(diǎn)的坐標(biāo)值，即可改變主 軸往復(fù)的行程區(qū)間，這些數(shù)值的設(shè)定可通過(guò)觸摸屏或工控機(jī)等人機(jī)界面來(lái)直接進(jìn)行，然后根據(jù)相應(yīng)的通訊協(xié)議傳送到CJ1M的DM區(qū)寄存器中。本發(fā)明的工作過(guò)程就是將主軸的直線位移通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，供旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行檢測(cè)，首先通過(guò)零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)和感應(yīng)塊的配合確 定零點(diǎn)參考坐標(biāo)，再根據(jù)加工要求計(jì)算出上下?lián)Q向點(diǎn)的坐標(biāo)，并通過(guò)人機(jī) 界面輸入PLC中作為目標(biāo)值，旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)的結(jié)果按照位移量的多少和 方向按比例發(fā)出正向或負(fù)向脈沖信號(hào)，輸出至數(shù)控珩磨機(jī)的PLC中，經(jīng)高 速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)及CPU處理后即可得到主軸位置的當(dāng)前值，再通過(guò)與PLC中 的目標(biāo)值進(jìn)行比較，PLC將比較結(jié)果通過(guò)輸出繼電器輸出，控制相應(yīng)電磁 閥，進(jìn)而控制用于驅(qū)動(dòng)主軸往復(fù)、換向的液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸的往 復(fù)行程進(jìn)行精確的自動(dòng)控制。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)編碼器(5)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與珩磨機(jī)主軸(1)連接，其輸出端與旋轉(zhuǎn)編碼器(5)的輸入軸連接從而將珩磨機(jī)主軸(1)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)編碼器(5)輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)編碼器(5)的信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)上可控制主軸(1)運(yùn)動(dòng)的控制器的輸入端電氣聯(lián)通。
2、 如權(quán)利要求1所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于 其中主軸(1)的驅(qū)動(dòng)裝置是液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別設(shè)有 主軸啟動(dòng)電磁閥和主軸換向電磁閥，所述珩磨機(jī)上的控制器的輸出端分別 與主軸啟動(dòng)電磁閥和主軸換向電磁閥的控制端電氣聯(lián)通。
3、 如權(quán)利要求2所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一連接桿(2)，該連接桿(2)的一端通過(guò)軸承與珩磨機(jī)主軸(1)連接從而僅在主軸(1)沿軸向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)同步移動(dòng)，連接桿(2)的另一端固定在一傳動(dòng)帶(3)上，該傳動(dòng)帶(3)的帶輪(4)的軸 與旋轉(zhuǎn)編碼器(5)的輸入軸固定連接。
4、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于 其中傳動(dòng)帶(3)的帶輪(4)的軸與旋轉(zhuǎn)編碼器(5)的輸入軸通過(guò)聯(lián)軸 器連接。
5、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于: 其中傳動(dòng)帶(3)是同步齒型帶、三角帶、或"0"型帶。
6、 如權(quán)利要求3所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于: 其中在傳動(dòng)帶(3)上固定有一感應(yīng)塊(6)，在傳動(dòng)帶(3)旁固定安裝有 一可與該感應(yīng)塊(6)配合的零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)(7)，該零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)(7)信 號(hào)輸出端與珩磨機(jī)的控制器輸入端電氣聯(lián)通，從而為控制器提供珩磨機(jī)主軸(1)位置的零點(diǎn)參考坐標(biāo)。
7、 如權(quán)利要求6所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于:其中在傳動(dòng)帶(3)旁的零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)(7)上方固定安裝有一也可與所述 感應(yīng)塊(6)配合的上極限接近開(kāi)關(guān)(8)，該上極限接近開(kāi)關(guān)(8)信號(hào)輸 出端與珩磨機(jī)的控制器輸入端電氣聯(lián)通，從而為珩磨機(jī)控制器提供主軸 (1)位置的上極限參考坐標(biāo)。
8、 如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝 置，其特征在于其中控制器是可編程控制器。
9、 如權(quán)利要求8所述的數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，其特征在于: 其中可編程控制器配有作為人機(jī)界面的觸摸屏或工控機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及珩磨機(jī)的行程控制裝置，尤其是數(shù)控珩磨機(jī)往復(fù)行程控制裝置，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)編碼器(5)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與珩磨機(jī)主軸(1)連接，其輸出端與旋轉(zhuǎn)編碼器(5)的輸入軸連接從而將珩磨機(jī)主軸(1)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)編碼器(5)輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)編碼器(5)的信號(hào)輸出端與珩磨機(jī)上可控制主軸(1)運(yùn)動(dòng)的控制器的輸入端電氣聯(lián)通，本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中采用機(jī)械檢測(cè)主軸位置的方式替換為采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)主軸位置，提高了控制精度和靈敏度，并且能夠通過(guò)PLC的人機(jī)界面進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定，方便的改變主軸的行程和換向點(diǎn)，更可以實(shí)現(xiàn)極小的往復(fù)行程。
文檔編號(hào)B24B33/06GK101391396SQ200810175179
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者劉延明, 呂玉清, 左光耀, 景兆才 申請(qǐng)人:寧夏中衛(wèi)大河機(jī)床有限責(zé)任公司