[实用新型]用模拟变频器实现刚性攻丝的装置

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刚性攻丝的装置。

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，用于实现刚性攻丝功能。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，不具备刚性攻丝功能，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刚性攻丝的装置，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刚性攻丝和其他主轴功能。

本实用新型的技术解决方案是：一种用模拟变频器实现刚性攻丝的装置，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、主轴电机和主轴电机编码器、Z轴伺服驱动器、Z轴伺服电机和Z轴伺服电机编码器构成；数控系统设置有刚攻位置输出、输入模拟接口CNSC，与模拟变频器输入接口连接，模拟变频器输出接口与主轴电机连接，将数控系统插补运算器发出的刚攻位置指令Pz传送到模拟变频器控制主轴电机工作，在数控系统与模拟变频器、主轴电机之间构成用模拟电压控制模拟变频器和主轴电机工作的刚性攻丝位置控制回路；数控系统设置可编程控制器PLC输出、输入接口，分别与模拟变频器控制信号输入和应答信号输出接口连接，将数控系统PLC可编程序控制器发出的主轴使能、加减速切换、紧急停止、报警复位、增益切换信号传送到模拟变频器，同时接收模拟变频器主轴报警、主轴运行的应答信号，在数控系统与模拟变频器之间构成模拟变频器工作方式控制回路；

数控系统设置主轴电机编码器反馈输入接口CNSP，与模拟变频器编码器PG-X3速度检测信号端及主轴电机编码器输出端连接，接收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、主轴电机编码器之间构成位置、速度、电流闭环的主轴位置反馈回路；数控系统设置有Z轴位置输出接口CNSV3，与Z轴伺服驱动器连接，将插补运算器发出的Z轴位置移动信号传送至Z轴伺服驱动器，输出控制Z轴伺服电机工作，数控系统设置有Z轴位置反馈接口CNFB3，与Z轴伺服电机编码器连接，将伺服电机位置信号反馈至数控系统插补运算器，在数控系统与伺服驱动器、伺服电机和编码器之间构成Z轴位置移动、反馈控制回路。

本实用新型通过上述控制回路的相互配合，实现用模拟变频器完成刚性攻丝功能。

所述的刚性攻丝位置控制回路，其数控系统主轴模拟输出、输入接口CNSC包括有5个端子，其中端子GND和SPDA为模拟指令输出端子，分别与模拟变频器输入端子A1和AC连接，将数控系统输出的刚性攻丝位置指令Pi通过CNSC接口转变成±10V的电压信号传送给模拟变频器，端子FG为屏蔽接地端，端子AIN和GND为负载反馈输入端子，分别与模拟变频器输出端子FM和AC连接，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，实现对控制模拟变频器主轴电机的正转、反转及转速、转角控制和负载监控。

所述的变频器工作方式控制回路，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刚性攻丝时的主轴使能、加减速、增益切换；可编程控制器PLC应答信号输入接口X28、X29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运行M1和主轴报警MB信号传送给可编程控制器PLC。

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输出端A+、A-、B+、B-、Z+、Z-连接，模拟变频器接收主轴电机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CNSP1-14连接，将主轴电机编码器反馈的位置脉冲信号传送给数控系统，形成主轴位置闭环控制。

所述Z轴位置移动、反馈控制回路是数控系统Z轴数字输出接口CNSV3通过数据总线连接到Z轴驱动器的CNSV3数字输入接口，Z轴伺服电机编码器PG通过电缆连接到数控系统的Z轴位置反馈CNFB3接口，传送Z轴位置Pz移动指令和接收Z轴反馈的当前实际位置信号。