[发明专利]一种重切削立式加工中心

说明书

本发明公开了一种重切削立式加工中心，其包括底座，设于底座上的Y轴驱动组件，设于底座后端的立柱，设于Y轴驱动组件上的鞍座，设于鞍座上的X轴驱动组件，设于X轴驱动组件上的工作台，设于立柱上的Z轴驱动组件和设于立柱一侧的刀库组件，于Z轴驱动组件上设有机头组件，以及控制所述Y轴驱动组件、X轴驱动组件、Z轴驱动组件、刀库组件和机头组件运动的控制系统；所述控制系统内设有伺服驱动控制器；于所述伺服驱动控制器中设有伺服控制芯片，于该伺服控制芯片内，嵌入有伺服控制算法，通过该伺服控制算法，分别实现对Y轴伺服电机，X轴伺服电机，Z轴伺服电机进行控制，进而控制Y、X、Z三个方向的精确移动。

技术领域

本发明涉及数控加工中心领域，具体涉及一种重切削立式加工中心。

背景技术

目前对于数控加工中心，其加工精度的高低，直接影响了其加工出来的工件的好坏。而影响数控加工中心的加工精度的因素有很多，其中，最主要的就是加工中心在加工过程中，由于各个方向上的传动机构及运动执行机构，在运动过程中，由于自身或者外界环境因素的影响，导致了其在运行时，会出现误差，进而导致了加工精度的降低。

另外，在各轴的伺服控制方面，当伺服电机运行在最大负载时，会导致伺服控制器内部硬件也处于较高的功耗中，从而导致了伺服控制器的温度大幅升高，而当硬件长时间处于高温环境中时，则会导致硬件的稳定性下降，进而会影响加工中心的工作精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种重切削立式加工中心，解决现有重切削立式加工中心，加工精度受到传动机构及运动执行机构的影响，以及控制器的温度影响，导致精度降低的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种重切削立式加工中心，其包括底座，设于底座上的Y轴驱动组件，设于底座后端的立柱，设于Y轴驱动组件上的鞍座，设于鞍座上的X轴驱动组件，设于X轴驱动组件上的工作台，设于立柱上的Z轴驱动组件和设于立柱一侧的刀库组件，于Z轴驱动组件上设有机头组件，以及控制所述Y轴驱动组件、X轴驱动组件、Z轴驱动组件、刀库组件和机头组件运动的控制系统；所述Y轴驱动组件包括Y轴传动组件以及设于Y轴传动组件两侧的Y轴线轨和Y轴滑块，其中，所述Y轴传动组件包括Y轴伺服电机，与Y轴伺服电机连接的Y轴联轴器，Y轴丝杆轴承，Y轴丝杆和鞍座驱动螺母；所述X轴驱动组件包括X轴传动组件以及设于X轴传动组件两侧的X轴线轨和X轴滑块，其中，所述X轴传动组件包括X轴伺服电机，与X轴伺服电机连接的X轴联轴器，X轴丝杆轴承，X轴丝杆和工作台驱动螺母；所述Z轴驱动组件包括Z轴传动组件以及设于Z轴传动组件两侧的Z轴线轨和Z轴滑块，其中，所述Z轴传动组件包括Z轴伺服电机，与Z轴伺服电机连接的Z轴联轴器，Z轴丝杆轴承，Z轴丝杆和机头组件驱动螺母；所述控制系统内设有伺服驱动控制器，该伺服驱动控制器包括伺服主控电路，与伺服主控电路电连接的信号放大电路，电流采样电路，电流保护电路，指令脉冲接口电路和调试接口电路；于所述伺服主控电路中设有伺服控制芯片，于该伺服控制芯片内，嵌入有伺服控制算法，该伺服控制算法为：

式中：为丝杆输出位移，为伺服电机角位移，为丝杆转矩，为扭转刚度，为转动惯量，为等效粘性阻尼系数，为直线轨迹轮廓误差；

通过该伺服控制算法，分别实现对Y轴伺服电机，X轴伺服电机，Z轴伺服电机进行控制，进而控制Y、X、Z三个方向的精确移动。

所述直线轨迹轮廓误差：

式中：为理想轨迹与X轴的夹角，为跟踪误差在X方向的误差分量，为跟踪误差在Y方向的误差分量。

所述信号放大电路包括三相功率放大电路以及MOS管驱动电路，于三相功率放大电路连接有伺服电机工作电流采集电路，所述电流采样电路与该伺服电机工作电流采集电路电连接。

通过采用三相功率放大电路配合MOS管驱动电路，能够在保证伺服电机在最大负载的条件下，产生较小的温升，从而保证硬件的稳定性和安全性。