專利名稱：精簡式cnc機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CNC機器，特別涉及一種精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位
直ο
背景技術(shù)：
一般CNC機器(計算機數(shù)值控制Computer Numerical Control)，利用NC程序由計算機控制的工作工具(母)機，業(yè)界統(tǒng)稱為CNC機器，通過數(shù)值控制工具機各軸向間的距離，最常應(yīng)用的CNC工具機包括CNC車床、CNC銑床及加工中心等工作母機。CNC機器具有連續(xù)更換使用不同刀具及進(jìn)行不同程序工作特性，因此CNC加工機器通常會配置一臺刀塔、刀庫或自動刀具交換器等換刀機構(gòu)，該換刀機構(gòu)中一般設(shè)置有一轉(zhuǎn)盤或刀架，轉(zhuǎn)盤或刀架上呈放射狀排列有復(fù)數(shù)各種刀具、鉆頭或加工具，該換刀機構(gòu)主司由轉(zhuǎn)盤或刀架內(nèi)復(fù)數(shù)刀具中選擇或交換下次欲使用的正確刀具并交予CNC加工機。但因刀具交換涉及精密的程序及指令，尤其是對換刀機構(gòu)馬達(dá)轉(zhuǎn)子定位的控制要求甚為嚴(yán)格，其轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)周數(shù)及停止角度定位精確與否將影響刀具交換的正確性，因此， 如圖7、圖8及圖9所示，傳統(tǒng)如上換刀機構(gòu)馬達(dá)的作業(yè)方式，是于換刀機構(gòu)外部，除了必備的CNC控制器外，額外設(shè)有動作控制器(主要內(nèi)含控制器)及伺服放大器[變頻器或剎車?yán)^電器](主要內(nèi)含驅(qū)動器)，另于刀具交換器的運動機構(gòu)或馬達(dá)轉(zhuǎn)子上設(shè)有編碼器或剎車器，通過動作控制器傳輸訊號給伺服放大器、變頻器或剎車?yán)^電器，并由運動機構(gòu)或馬達(dá)的轉(zhuǎn)子上的編碼器回饋譯碼給伺服放大器、變頻器或剎車?yán)^電器，而發(fā)出驅(qū)動或剎車指令予驅(qū)動馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或停止動作。如上所述，目前控制刀具交換器定位方式，其伺服放大器、變頻器或剎車?yán)^電器與刀具交換器馬達(dá)本體或伺服馬達(dá)間的電源線及訊號線的復(fù)雜連接，對已相當(dāng)復(fù)雜的換刀機構(gòu)而言，甚感累贅，且造成刀具交換機構(gòu)、電控設(shè)計人員及制造人員相當(dāng)?shù)睦_，也增加不少人工與材料費用。另外，泛用伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)子上所設(shè)編碼器，是由精密光學(xué)玻璃鏡面制成，易受震動或觸碰而損壞，若使用一般感應(yīng)馬達(dá)定位，必須依賴感應(yīng)馬達(dá)急速剎車的方式達(dá)成，除易造成擾人的噪音外，對馬達(dá)與剎車組件損耗甚大，因此，業(yè)者如何精簡CNC機器刀具交換定位控制裝置、路線連接及轉(zhuǎn)子定位偵測方式，實為一值得研究的課題。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，包含一永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體，其一端延伸有一容納腔體，其內(nèi)固設(shè)有控制板及驅(qū)動板，容納腔體另一端封閉一外蓋，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體上包含連接電源端的電源輸入線及連接于 CNC控制器的訊號輸出入連接線，其轉(zhuǎn)子延伸至上述容納腔體一側(cè)，轉(zhuǎn)子端緣上固定有一位
3置檢知磁石；一控制板，其鄰近轉(zhuǎn)子端固設(shè)于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的容納腔體內(nèi)，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的訊號輸出入連接線另一端電性連接于控制板，控制板上設(shè)有控制電路，且對應(yīng)于轉(zhuǎn)子的位置檢知磁石處設(shè)有轉(zhuǎn)子位置譯碼器；一驅(qū)動板，固設(shè)于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的容納腔體內(nèi)，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的電源輸入線另一端電性連接于驅(qū)動板輸入電源，驅(qū)動板上設(shè)有控制電路及驅(qū)動電路，且驅(qū)動板輸出連接于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的驅(qū)動線圈，其輸出驅(qū)動電流啟動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同時具備一般CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置中等同馬達(dá)的永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體、等同動作控制器的控制板及等同伺服放大器的驅(qū)動板。其控制永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)或停止，通過永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的電源輸入線輸入電源于驅(qū)動板，驅(qū)動板按CNC控制器的指令輸出電源予永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的驅(qū)動線圈而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。其控制永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)行程、周數(shù)及角度，由CNC控制器的程序設(shè)定指令加上轉(zhuǎn)子位置譯碼器偵測位置檢知磁石的結(jié)果并回饋給CNC控制器，經(jīng)邏輯運算發(fā)出的指令所執(zhí)行。本發(fā)明精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，將等同傳統(tǒng)動作控制器的控制板及等同傳統(tǒng)伺服放大器的驅(qū)動板設(shè)置于換刀機構(gòu)的馬達(dá)內(nèi)，并于馬達(dá)轉(zhuǎn)子端緣設(shè)有位置檢知磁石，另于相鄰設(shè)置的控制板對應(yīng)處設(shè)有轉(zhuǎn)子位置譯碼器，并由轉(zhuǎn)子位置譯碼器回饋訊號精確控制馬達(dá)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)周數(shù)及定位角度；本發(fā)明定位方式采用位置檢知磁石及轉(zhuǎn)子位置譯碼器，精確堅固不易損壞，通過調(diào)變馬達(dá)的速度與扭力達(dá)到定位功能，無急剎車噪音及馬達(dá)受損的憂慮；本發(fā)明中驅(qū)動馬達(dá)的交流電輸入連接于驅(qū)動板，而控制板受CNC控制器、訊號轉(zhuǎn)板及通訊裝置輸入或設(shè)定數(shù)據(jù)并由控制板的轉(zhuǎn)子位置譯碼器回饋訊號，據(jù)以精確控制馬達(dá)轉(zhuǎn)子的行程、旋轉(zhuǎn)周數(shù)及定位角度，進(jìn)而驅(qū)動CNC機器換刀機構(gòu)正確由刀具轉(zhuǎn)盤中選擇或交換所需刀具，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的泛用裝置。

[0013]圖1為本發(fā)明分解立體圖。[0014]圖2為本發(fā)明剖視圖。[0015]圖3為本發(fā)明組件正視圖及線路連接示意圖。[0016]圖4為本發(fā)明控制板側(cè)視圖。[0017]圖5為本發(fā)明控制板背視圖。[0018]圖6為本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)原理方塊示意圖。[0019]圖7為傳統(tǒng)服務(wù)器相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理方塊示意圖。[0020]圖8為傳統(tǒng)變頻器相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理方塊示意圖。[0021]圖9為傳統(tǒng)剎車器相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理方塊示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1及圖2所示，本發(fā)明精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，主要于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1 一端延伸有一容納腔體11，其內(nèi)固設(shè)有控制板2及驅(qū)動板3，容納
4腔體11另一端封閉一外蓋12。該永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1上包含電源輸入線13及訊號輸出入連接線14，其轉(zhuǎn)子15延伸至上述容納腔體11 一側(cè)，轉(zhuǎn)子15端緣上固定有一位置檢知磁石16。如圖3、圖4及圖5所示，該控制板2鄰近固定于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1的轉(zhuǎn)子15端，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1的訊號輸出入連接線14，其一端電性連接于CNC控制器，另一端電性連接于控制板2，控制板2上設(shè)有控制電路，且對應(yīng)于轉(zhuǎn)子15的位置檢知磁石處設(shè)有轉(zhuǎn)子位置譯碼器21。永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1的電源輸入線13電性連接于驅(qū)動板3輸入電源，驅(qū)動板3上設(shè)有控制電路及驅(qū)動電路，且驅(qū)動板3輸出連接于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1的驅(qū)動線圈17，其輸出驅(qū)動電流可啟動轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)。據(jù)上，本發(fā)明裝置即同時具備一般CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置中等同馬達(dá)的永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1、等同動作控制器的控制板2及等同伺服放大器的驅(qū)動板3 設(shè)計特征。本發(fā)明實施時，其控制永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)或停止，利用永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1的電源輸入線13輸入電源于驅(qū)動板3，驅(qū)動板3按CNC控制器的指令輸出電源予永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1的驅(qū)動線圈17而驅(qū)動轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明實施時，其控制永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體1轉(zhuǎn)子15的旋轉(zhuǎn)行程、周數(shù)及角度，由CNC控制器的程序設(shè)定指令加上轉(zhuǎn)子位置譯碼器21偵測位置檢知磁石16的結(jié)果并回饋給CNC控制器，經(jīng)邏輯運算發(fā)出的指令所執(zhí)行。如圖6所示，本發(fā)明技術(shù)特征，是將等同傳統(tǒng)動作控制器的控制板及等同傳統(tǒng)伺服放大器的驅(qū)動板設(shè)置于換刀機構(gòu)的馬達(dá)內(nèi)，并于馬達(dá)轉(zhuǎn)子端緣設(shè)有位置檢知磁石，另于相鄰設(shè)置的控制板對應(yīng)處設(shè)有轉(zhuǎn)子位置譯碼器(偵測IC)，并由轉(zhuǎn)子位置譯碼器(偵測IC) 回饋訊號精確控制馬達(dá)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)周數(shù)及定位角度。本發(fā)明定位方式采用位置檢知磁石及轉(zhuǎn)子位置譯碼器，精確堅固不易損壞，通過調(diào)變馬達(dá)的速度與扭力達(dá)到定位功能，無急剎車噪音及馬達(dá)受損的憂慮。本發(fā)明中驅(qū)動馬達(dá)的交流電輸入連接于驅(qū)動板，而控制板受CNC控制器、訊號轉(zhuǎn)板及通訊裝置輸入或設(shè)定數(shù)據(jù)并由控制板的轉(zhuǎn)子位置譯碼器回饋訊號，據(jù)以精確控制馬達(dá)轉(zhuǎn)子的行程、旋轉(zhuǎn)周數(shù)及定位角度，進(jìn)而驅(qū)動CNC機器換刀機構(gòu)正確由刀具轉(zhuǎn)盤中選擇或交換所需刀具，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的泛用裝置。
權(quán)利要求1.一種精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，其特征在于包含一永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體，其一端延伸有一容納腔體，其內(nèi)固設(shè)有控制板及驅(qū)動板， 容納腔體另一端封閉一外蓋，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體上包含連接電源端的電源輸入線及連接于CNC控制器的訊號輸出入連接線，其轉(zhuǎn)子延伸至上述容納腔體一側(cè)，轉(zhuǎn)子端緣上固定有一位置檢知磁石；一控制板，其鄰近轉(zhuǎn)子端固設(shè)于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的容納腔體內(nèi)，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的訊號輸出入連接線另一端電性連接于控制板，控制板上設(shè)有控制電路，且對應(yīng)于轉(zhuǎn)子的位置檢知磁石處設(shè)有轉(zhuǎn)子位置譯碼器；一驅(qū)動板，固設(shè)于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的容納腔體內(nèi)，永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的電源輸入線另一端電性連接于驅(qū)動板輸入電源，驅(qū)動板上設(shè)有控制電路及驅(qū)動電路，且驅(qū)動板輸出連接于永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的驅(qū)動線圈，其輸出驅(qū)動電流啟動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，其特征在于同時具備一般CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置中等同馬達(dá)的永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體、等同動作控制器的控制板及等同伺服放大器的驅(qū)動板。
3.如權(quán)利要求1所述精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，其特征在于其控制永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)或停止，通過永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的電源輸入線輸入電源于驅(qū)動板，驅(qū)動板按CNC控制器的指令輸出電源予永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體的驅(qū)動線圈而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置，其特征在于其控制永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)本體轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)行程、周數(shù)及角度，由CNC控制器的程序設(shè)定指令加上轉(zhuǎn)子位置譯碼器偵測位置檢知磁石的結(jié)果并回饋給CNC控制器，經(jīng)邏輯運算發(fā)出的指令所執(zhí)行。
專利摘要本實用新型公開了一種精簡式CNC機器的換刀機構(gòu)用伺服定位裝置。該定位裝置包含永磁式或感應(yīng)式馬達(dá)、驅(qū)動板及控制板，且于馬達(dá)轉(zhuǎn)子后端上設(shè)有位置檢知磁石及控制板上對應(yīng)位置檢知磁石處設(shè)有轉(zhuǎn)子位置譯碼器，通過外部設(shè)定器輸入訊號予控制板控制馬達(dá)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)周數(shù)及角度，驅(qū)動換刀機構(gòu)進(jìn)行刀具交換作業(yè)。以此設(shè)計，本實用新型不但具有將數(shù)裝置合為一體式裝置及免除各機構(gòu)間煩瑣配線的特征，而且，本實用新型定位方式采用位置檢知磁石及轉(zhuǎn)子位置譯碼器，精確堅固不易損壞，通過調(diào)變馬達(dá)的速度與扭力達(dá)到定位功能，無急剎車噪音及馬達(dá)受損的憂慮。
文檔編號G05B19/19GK202075594SQ20112005121
公開日2011年12月14日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者葉資圓 申請人:葉資圓