[实用新型]用模拟变频器实现主轴定向的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数控机床，特别是一种应用于中高档加工中心机床的用模拟变频器实现主轴定向的装置。

背景技术

目前，国内中高档加工中心机床绝大多数都是配置进口的数控系统和数字伺服主轴驱动器及主轴电机，用于实现主轴定向功能。但进口设备及关键部件的价格昂贵，导致生产成本增加，且受制于国外。虽然国产的模拟主轴变频器和主轴电机价格低廉，但其仅仅是一个速度控制装置，没有位置控制环节，不具备换刀主轴定向功能，不能应用到加工中心机床设备上。因此，应用范围受到了限制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种造价低、性能可靠的用模拟变频器实现主轴定向的装置。它是用模拟变频器替代数字伺服实现加工中心机床所需的换刀主轴定向和其他主轴功能。

本实用新型的技术解决方案是：一种用模拟变频器实现主轴定向的装置，包括数控系统、主轴控制装置，其特征在于主轴控制装置是由模拟变频器、主轴电机和编码器连接构成；数控系统设置有主轴定向输出输入模拟接口CNSC，与模拟变频器输入输出端连接，将数控系统插补运算器发送的主轴定向位置指令Pi送入到模拟变频器，同时接受模拟变频器的负载反馈信号，在数控系统与模拟变频器之间构成主轴定向位置控制回路；数控系统设置可编程控制器PLC，其控制信号输出、输入接口与模拟变频器控制信号输入、输出接口连接，将数控系统PLC发送的主轴使能、加减速切换、紧急停止、报警复位、增益切换信号送入到模拟变频器，同时接受模拟变频器的主轴报警、主轴运行的应答信号，在数控系统与模拟变频器之间构成主轴电机工作方式控制回路；数控系统设置编码器反馈输入接口CNSP，与模拟变频器编码器速度检测信号端相连接，模拟变频器的速度检测信号端还与主轴电机编码器输出端连接，接受由主轴电机编码器发出的速度反馈信号，在数控系统与模拟变频器和主轴电机变频器之间构成一组闭环的主轴位置反馈回路，通过三组回路的设置，实现主轴定向功能。

所述的主轴定向位置控制回路，其数控系统主轴定向模拟输出/输入接口CNSC设有5个端子，其中端子GND和SPDA为模拟指令输出端，分别与模拟变频器输入端子A1和AC连接，将数控系统输出的主轴定向命令即主轴正转、反转及转速的数字信号通过CNSC接口转变成±10V的电压信号传送给模拟变频器，端子AIN和GND为负载反馈输入口，分别与模拟变频器输出端子FM和AC连接，FG为屏蔽接地端子，接收由模拟变频器反馈的+10V、主轴电机实际运转速度和负载状态信号，实现控制模拟变频器主轴电机的正转、反转及转速控制和负载监控。

所述的主轴电机工作方式控制回路，其数控系统可编程控制器PLC输出接口的Y50-54端子即主轴使能、加减速切换、紧急停止、报警复位、增益切换信号与模拟变频器输入接口的S1-5端子一一对应连接，通过输出的Y50、Y51、Y54信号可以控制模拟变频器主轴定向时的加减速、增益切换及定向到位的扭矩；可编程控制器PLC应答信号输入接口X28／29端子与模拟变频器应答输出接口M1／MB端子一一对应连接，将模拟变频器输出的主轴报警和主轴运行信号传送给可编程控制器PLC作应答用。

所述主轴位置反馈回路，其模拟变频器转接板PG-X3的TB1端子与主轴电机编码器PG连接，模拟变频器接收编码器反馈的主轴速度信号；模拟变频器的转接板PG-X3的TB2端子即反馈输出端与数控系统的接口CNSP反馈输入端连接，把编码器反馈的位置脉冲传送给数控系统，构成主轴位置闭环控制。

本实用新型的特点是：用国产模拟变频器替代进口的数字主轴伺服装置实现主轴定向，不但完成了中高档加工中心机床所有的主轴功能，还保证了特殊的换刀主轴定向。由于国产模拟主轴变频器造价仅为数字伺服装置的1／2，因而大大降低了加工中心机床的配套设备成本，同时解决了加工中心机床依赖进口部件的问题，利用该结构原理还可以实现其他主轴功能。

附图说明：

图1是本实用新型的原理图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是本实用新型主轴定向模拟输出输入接口示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：