[发明专利]用于机床保护的功率采集卡及机床保护装置

说明书

本发明实施例公开了一种用于机床保护的功率采集卡及机床保护装置，该功率采集卡包括电流电压采集电路、模数转换电路、功率处理电路以及通讯电路；所述功率采集卡还包括电源电路；所述电流电压采集电路包括电流采集电路和电压采集电路；通讯电路包括串行通讯模块、以太网模块以及IO隔离模块。本发明实施例提供的机床保护的功率采集卡的框架结构简洁，通过通讯电路可以实现多设备间的通讯访问，可扩展性强，可以实现机床主轴电机功率值的高速高精度采集，确保机床撞机保护装置能够准确迅速的判断机床是否发生撞机，从而减轻或避免机床撞机的损失。

技术领域

本发明实施例涉及机床监控保护技术领域，尤其涉及一种用于机床保护的功率采集卡及机床保护装置。

背景技术

机床加工精度高，加工零件质量稳定，生产效率高，能显著减轻工人劳动强度，调试好程序后基本上不再需要人员干预，便于现代化管理。然而，机床 (加工中心、车床、铣床、车铣复合、磨床及一些专用机床等)在加工过程中有时会出现机床撞机事故，其中，机床撞机是指由于误操作、程序设计错误、系统异常等各种各样的意外导致机床的加工部件发生碰撞，一旦出现机床撞机，轻则刀具损毁，重则工作台、主轴等核心部件报废，不仅会产生巨大的维修费用，而且停机维修影响企业正常生产。因此，亟需一种机床撞机保护方案，保护机床加工部件在发生撞机时不会被严重损坏，一种可行的机床撞机保护方案是监测机床主轴电机的实时功率值并将该功率值与预设的发生撞机时的功率边界值进行比较，判断机床是否发生撞机，并在机床发生撞机时第一时间控制机床停机，从而可以减轻或避免机床撞机的损失，显然，实现该方案的关键首先是如何完成机床主轴电机功率值的采集，该问题亟待解决。

发明内容

为解决相关技术问题，本发明提供一种用于机床保护的功率采集卡及机床保护装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于机床保护的功率采集卡，包括电流电压采集电路、模数转换电路、功率处理电路以及通讯电路；所述电流电压采集电路的输入端连接电流电压采集模块，输出端与所述模数转换电路的输入端连接，用于对电流电压采集模块采集的机床主轴电机供电电源线上的电压信号和电流信号进行采样、放大处理后输出给所述模数转换电路；所述模数转换电路的输出端与所述功率处理电路的输入端连接，用于对收到的信号进行模数转换后发送给功率处理电路；所述功率处理电路的输出端与通讯电路连接，用于对模数转换电路发送的数据进行处理获得机床主轴电机的电流值和电压值，并根据所述电流值和电压值计算出机床主轴电机的功率值；所述通讯电路用于实现所述功率采集卡与外部设备的通讯连接。

作为一种可选的实施方式，所述用于机床保护的功率采集卡还包括电源电路；所述电源电路与电流电压采集电路、模数转换电路、功率处理电路、通讯电路连接，用于提供所需各自所需工作电源。

作为一种可选的实施方式，所述电流电压采集电路包括电流采集电路和电压采集电路；所述电流采集电路包括电流采样电路、电流一级运放电路以及电流二极运放电路；所述电流采样电路与电流电压采集模块中的电流采集模块连接，用于对电流采集模块采集的机床主轴电机供电电源线上的电流信号进行采样，将收到的电流转换为电压后输出给电流一级运放电路；所述电流一级运放电路的输入端与电流采样电路的输出端连接，用于对收到的信号进行放大处理后输出给电流二极运放电路的输入端；所述电流二极运放电路的输入端与电流一级运放电路的输出端连接，用于对所述电流一级运放电路输入的信号进行处理使其能够被所述模数转换电路采样。