[发明专利]利用交流伺服电机驱动三工位活塞环造型机定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及砂型制造技术以及机械设备技术领域，特别涉及三工位活塞环造型机，更具体地说，是涉及利用交流伺服电机驱动三工位活塞环造型机以实现定位造型的方法。

背景技术

三工位活塞环造型机是一种高效的活塞环毛坯浇注砂型制造设备。其三工位系指同一平面围绕同一转轴，互差120度对称分布的三套砂框托架。在砂型制造过程中，转轴带动载有砂框的托架，逐一快速转位到造型位置，注砂，压制，脱模，转出。每压制一砂型，只需数秒。为确保设备如此高效地稳定运行，三工位转位的快速性和到位的准确性至为关键。

通常，三工位活塞环造型机的转位动力源为液压马达或交流异步电机。其存在的主要问题是到位准确性难以保证，往往辅之于“插销定位”措施，常会因销钉或销孔磨损而定位失准，实际效果难尽如人意。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用交流伺服电机驱动三工位活塞环造型机定位的方法，能够解决现有技术采用液压马达或交流异步电机进行驱动所导致的准确性不能保证，以及定位失准的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

该利用交流伺服电机驱动三工位活塞环造型机定位的方法，包括下列步骤：

步骤1：以交流伺服电机作为三工位活塞环造型机的转位动力源，机床控制器向伺服驱动器发出转位的指令脉冲序列，驱动交流伺服电机进行旋转并带动变速机构驱动三工位旋转机构旋转，交流伺服电机的旋转始终跟随机床控制器的指令脉冲，即其旋转速度与脉冲频率成正比，其是否继续转动，取决于机床控制器是否停发脉冲，其中，从交流伺服电机通过变速机构到三工位旋转机构是一减速过程； 

步骤2：所述机床控制器采集相关信号，用于定位三工位旋转机构的旋转角度，当采集的信号表明三工位旋转结构已完成120度的旋转时，控制器立刻停发指令脉冲，交流伺服电机止转，转位机构准停，相应砂框托架正好处于造型位置。

进一步，所述步骤2还包括提前降速的步骤，即在采集的信号表明三工位旋转结构即将完成120度的旋转时，控制器降低指令脉冲频率，交流伺服电机降低转速，转位机构以合理低速转动，然后在采集到能够准确反映三工位旋转机构已到达完成120度旋转的位置的信号时，控制器立刻停发指令脉冲，交流伺服电极止转，转位机构准停，相应砂框托架正好处于造型位置。

作为其中的一种具体实施方式，步骤2是通过以下方式实现的；

机床控制器向伺服驱动器发出转位的指令脉冲序列，交流伺服电机开始旋转，旋转编码器向伺服驱动器发送角位移反馈信号，机床控制器发出的指令脉冲总数，恰好对应着转位机构所需旋转的120度角位移，通过程序设置，当发出脉冲数接近应发脉冲总数时，指令脉冲频率降低，转位机构降速，当发出脉冲数等于应发脉冲总数时，机床控制器停发指令脉冲，交流伺服电机止转，转位机构准停，相应砂框托架正好处于造型位置。

作为另外一种具体实施方式，步骤2是通过以下方式实现的；

在变速机构的力矩输入部位附近设置有不随力矩输入部位旋转的接近开关I作为计数位置发讯元件，与该接近开关I配对的感应发讯块I设置于力矩输入部位上且随力矩输入部位旋转，当变速机构的力矩输入部位转动一圈时，该接近开关I发出一个到位反馈信号I至机床控制器，机床控制器对到位反馈信号I进行计数，该到位反馈信号I的计数值与三工位旋转机构的旋转角度呈对应关系，当计数值表明转位机构的旋转已接近120度时，机床控制器降低指令脉冲频率，交流伺服电机降低转速，转位机构以合理低速转动；

同时在三工位旋转机构的适当部位设置有接近开关II作为造型位置发讯元件，接近开关II是固定不动的，与之相配对的感应发讯块II随转位机构旋转，当其中一个砂框托架正好到达造型位置时，该接近开关II发出一个到位反馈信号II至机床控制器，机床控制器立即停发指令脉冲，交流伺服电机止转，转位机构准停，相应砂框托架正好处于造型位置。

进一步，上述两种具体实施方式是可以合并进行使用的，即在设备开机、维修调整时，采用第二种具体实施方式来进行转位机构的“原位”初定位；在设备运行过程中，采用第一种具体实施方式进行转位定位。

本发明的有益效果是：

由于交流伺服电机具有高分辨率、高精确度角位移定位能力，故在三工位活塞环造型机上，用交流伺服电机取代传统的液压马达和三相异步电机进行转位驱动，勿需再用“插销定位”等辅助措施，可以实现较传统驱动方案更加可靠、稳定、高效的转位运行，使设备的技术性能和技术指标更为优异。