[实用新型]一种电火花小孔加工用步进电机驱动主轴伺服控制系统

说明书

本实用新型涉及一种电火花小孔加工用步进电机驱动主轴伺服控制系统，它包括用于采集放电间隙电压信号的采样电路、PID调节电路、电压给定电路、绝对值电路、鉴相电路、电压比较电路、细分码变换电路以及输入端与所述细分码变换电路的输出端相连接的步进电机驱动器，采用调整步进电机细分数的方式，从而使主轴在手动操作模式时实现快速进给或回退，在伺服控制模式时能自动变换步进电机驱动细分数，实现小步当量进给、大步当量回退，满足电火花小孔加工机不同工作状态下对主轴运行的不同需求。

技术领域

本实用新型涉及机加工设备领域，特别涉及一种电火花小孔加工用步进电机驱动主轴伺服控制系统。

背景技术

伺服主轴（Z轴）是电火花小孔加工机床的主要控制轴，其主要作用是实现加工过程中的伺服运动，其次是在人工操作下，带动电极作定速的向上/向下运动，以便于电极的更换、装夹以及加工过程中的电极位置调整等，其伺服性能以及定速运动速度对加工结果和操作的便利性具有直接影响。

目前，用于主轴驱动的执行部件通常采用交流伺服电机、直流伺服电机和步进电机，鉴于新型细分混合式步进电机的价格优势、良好的运动特性以及控制电路的简洁性，混合式细分步进电机在三轴数控以下的电火花小孔加工机床上的应用愈来愈普遍。

一般情况下，加工过程中，在满足最大加工速度相对应的主轴伺服进给速度的情况下，要求伺服控制的步当量要尽量小，以实现放电间隙的微量调整，这样才能使电极的伺服进给速度与工件的蚀除速度相匹配，维持放电加工的持续、稳定。

在手动操作以及一个孔加工结束后主轴需快速回退至上限位情况下，为了缩短空运行时间，要求主轴的上/下运动速度较快，以此提高机床的整体工作效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能实现小步当量进给且大步当量回退的电火花小孔加工用步进电机驱动主轴伺服控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种电火花小孔加工机床用步进电机驱动主轴伺服控制系统，它包括放电加工开关、用于采集放电间隙电压信号的采样电路、输入端与所述采样电路输出电压信号的输出端相连接的PID调节电路、输出端与所述PID调节电路的电压信号输入端相连接的电压给定电路、与所述PID调节电路的输出端相连接的绝对值电路、输入端与所述PID调节电路的输出端相连接的鉴相电路、输入端与所述绝对值电路输出正电压幅值信号的输出端相连接的电压比较电路、输出端与所述电压比较电路的输出端相连接的细分码变换电路以及输入端与所述细分码变换电路的输出端相连接的步进电机驱动器，鉴相电路的输出端分别与所述步进电机驱动器的输入端以及细分码变换电路的输入端相连接，所述放电加工开关的信号输出端与所述细分码变换输入端相连接,所述步进电机驱动器为混合式细分步进电机驱动器。

优化的，所述控制系统还包括手动操作开关、连接于所述PID调节电路与所述绝对值电路之间的选择电路、多个输入端分别与所述绝对值电路输出正电压幅值信号的输出端相连接的压频变换电路、输入端与所述压频变换电路的输出端相连接的电子开关电路、输出端与所述电子开关的输入端相连接的手动主轴回升开关，所述电子开关电路的输出端与所述步进电机驱动器的输入端相连接，所述手动操作开关的输出端分别与所述电子开关电路的输入端以及选择电路相连接，当手动操作开关未动作时，所述选择电路使PID调节电路和绝对值电路接通，当手动操作开关动作时，所述选择电路使手动开关和绝对值电路接通。

优化的，所述电子开关与所述步进电机驱动器之间还连接有用于对压频变换电路输出的脉冲信号进行整形的整形电路。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用双频驱动方式以及调整步进电机细分数的方式，从而使主轴在手动操作模式时实现快速进给或回退，在伺服控制模式时能自动变换步进电机驱动细分数，实现小步当量进给、大步当量回退，满足电火花小孔加工机不同工作状态下对主轴运行的不同需求。

附图说明

附图1为本实用新型的原理框图；