[发明专利]伺服动力刀塔控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种装备制造业的机床上的伺服动力刀塔，特别是一种伺服动力刀塔控制装置。

背景技术

目前，纯电动刀塔主要问题是结构复杂、故障率高、不易维修、刀盘锁紧力小不适宜重切削、驱动电机易过载烧损、译码系统在车削振动下易损坏、分度转位速度不易提高；纯液压刀塔存在刀塔对液压油源的质量要求较高、刀塔转位速度受油温的影响产生波动、调整维护较复杂，且价格较高的缺点。

发明内容

为解决已有技术存在的缺点，本发明的目的在于提出一种伺服动力控制定位时间、转位速度、精度的伺服动力刀塔控制装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：1.伺服动力刀塔控制装置，包括：嵌入式DSP主控模块、刀塔逻辑DSP控制模块、CAN总线、功率驱动模块、控制电源模块、动力电源模块、伺服电机。该控制装置应用全数字DSP处理芯片，采用双CPU两大控制模块，两大模块分别是嵌入式DSP主控模块和刀塔逻辑DSP控制模块，刀塔逻辑控制模块用于接收用户的输入信号并将该信号译码成转位信号，并将转位信号通过CAN总线发送到嵌入式DSP主控模块，并实时输出刀塔状态信号与故障检测结果，嵌入式DSP主控模块接收到刀塔逻辑DSP控制模块发出的转位信号后驱动伺服电机运转到目的位置，同时嵌入式DSP主控模块也将刀塔位置到达信号与故障检测结果以CAN总线发送到刀塔逻辑控制模块；

所述的嵌入式DSP主控模块，包括：主处理器、CAN总线通信模块、电流采样模块、RS232通信模块、编码器信号接收模块、故障检测模块、SPWM驱动模块，嵌入式DSP主控模块是以TMS320LF2407为主处理器的伺服电机位置控制单元，在电机控制上采用电流、位置、速度进行三大闭环；

所述的刀塔逻辑DSP控制模块，以TMS320LF2406为协处理器的用户输入输出管理模块，总线驱动芯片采用74HC573，采用了MOFET的推挽式输出电路；

所述的控制电源模块输入为两相AC220V，一级隔离变压分别为DC5V、DC15V、DC24V，二级变压为三路隔离DC15V；

总线驱动芯片采用八进制三态非反转透明74HC573锁存器；功率驱动器件采用集控制电源欠压锁定、过热、过流、短路等保护功能与一体的IPM30CSJ060智能功率驱动模块，该模块输出各桥臂的报警信号。

本发明的优点是：伺服控制刀塔转位速度快，可减小刀塔的换刀时间，提高了机床的加工效率、转位精度、换刀准确率。采用8421译码通讯形式，提高控制的灵活性和通用性。增加机械使用寿命，减少了机床的故障率，设定自动回零搜索，使刀塔零位定位更准确，可靠性更高。

附图说明

图1是本发明伺服动力刀塔控制装置的控制系统示意方框图；

图2是本发明中控制电源模块示意方框图；

图3是本发明中动力电源模块示意方框图；

图4是本发明中DSP主控模块示意方框图；

图5是本发明中刀塔逻辑控制模块示意方框图；

图6是本发明中功率驱动模块示意方框图。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

具体实施方式

如图1所示，本发明伺服动力刀塔控制装置的控制系统包括：控制电源模块、动力电源模块、嵌入式DSP主控模块、刀塔逻辑DSP控制模块、驱动模块。其中控制电源模块与动力电源模块分别给嵌入式DSP主控模块提供控制电源和动力电源。刀塔逻辑DSP控制模块负责接收用户的输入信号并将该信号译码成转位信号，然后将转位信号通过CAN总线方式发送到嵌入式DSP主控模块，并实时输出刀塔状态信号与故障检测结果。嵌入式DSP主控模块接收到刀塔逻辑DSP控制模块发出的转位信号后驱动伺服电机运转到目的位置。同时嵌入式DSP主控模块也将刀塔位置到达信号与故障检测结果等以CAN总线方式发送到刀塔逻辑控制模块。

如图2所示，控制电源模块主要负责为总系统的各个控制模块提供电源。控制电源模块输入为两相AC220V，经干扰抑制模块过滤了噪声、共模等干扰后输出给两相整流桥，整流桥整流后即可得到直流电源，这种情况输出的直流电源纹波比较大，经过下一级的电容滤波后就可以得到纹波极小的直流电源了。该直流电源经一级隔离变压后可以得到三种电源，分别为DC5V、DC15V、DC24V。其中DC24V经二级隔离变压后可以得到三路隔离DC15V，给功率驱动器的上桥臂供电。这样总个系统的控制电源就搭建完成。