本實用新型涉及伺服攻絲機的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種伺服攻絲機控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

攻絲是在已經(jīng)打好底孔的物件上，用一定的扭矩將絲錐旋入底孔中加工出內(nèi)螺紋的過程。常規(guī)攻絲主要采用手動攻絲、啟動攻絲、電動攻絲的方式。手動攻絲主要靠人力旋轉(zhuǎn)絲錐進行攻絲操作，生產(chǎn)效率低下，同時要求工人的熟練度非常高，稍有不慎即可將絲錐擰斷。氣動攻絲主要采用氣動馬達(dá)驅(qū)動絲錐旋轉(zhuǎn)進而攻絲，但是必須依賴氣源作為動力，使用不方便，同時轉(zhuǎn)速及扭力無法方便控制，對工件的加工不能做到良好的一致性。電動攻絲主要采用臺式的交流異步電動機驅(qū)動絲錐旋轉(zhuǎn)攻絲，該方式只是在動力上將氣動變成了電動，同樣具有氣動攻絲的缺點，攻絲的模式單一，使用不便。而通過采用PLC控制伺服電機的方式雖然可實現(xiàn)多種攻絲模式改進的功能，但是該方式控制復(fù)雜，線路繁多，而且部分實用功能無法實現(xiàn)。因此需要提出一種改進的伺服攻絲控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種伺服攻絲機控制系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種伺服攻絲機控制系統(tǒng)，包括：

用于顯示所述攻絲機的狀態(tài)信息及接收設(shè)置參數(shù)的人機交互單元；

與所述人機交互單元連接，用于接收所述人機交互單元傳輸?shù)脑O(shè)置參數(shù)并根據(jù)所述設(shè)置參數(shù)輸出驅(qū)動信號的伺服驅(qū)動器；

與所述伺服驅(qū)動器連接，接收所述伺服驅(qū)動器輸出的驅(qū)動信號并根據(jù)所述驅(qū)動信號輸出電力信號給所述攻絲機提供動力，同時實時檢測所述攻絲機的攻絲狀況輸出反饋信號至所述伺服驅(qū)動器的伺服電機。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，還包括與所述伺服驅(qū)動器連接的攻絲控制單元，所述攻絲控制單元用于根據(jù)不同的攻絲模式控制所述攻絲機進行攻絲、退絲或者停止。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述攻絲模式包括手動攻絲模式、自動攻絲模式以及間歇攻絲模式。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述攻絲控制單元包括攻絲按鈕和退絲按鈕，其中，

在手動攻絲模式下，所述攻絲按鈕用于控制所述攻絲機進行正轉(zhuǎn)攻絲，所述退絲按鈕用于控制所述攻絲機進行反轉(zhuǎn)退絲；

在自動攻絲模式或間歇攻絲模式下，所述攻絲按鈕用于控制所述攻絲機開啟自動或間歇攻絲功能，所述退絲按鈕用于控制所述攻絲機在攻絲過程中緊急停止攻絲。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述人機交互單元為LCD觸摸屏。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述人機交互單元為LED顯示屏。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，還包括與所述伺服電機相連的減速機、與所述減速機相連的絲錐夾頭、以及絲錐；

所述減速機用于根據(jù)所述伺服電機輸出的電力信號，調(diào)節(jié)所述攻絲機的扭矩；

所述絲錐夾頭用于實現(xiàn)所述減速機與所述絲錐的連接。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述伺服電機包括無刷電機和編碼器；

所述編碼器用于實時檢測所述伺服電機的轉(zhuǎn)動角度及速度并輸出反饋信號至所述伺服驅(qū)動器；

所述無刷電機用于根據(jù)所述伺服驅(qū)動器輸出的驅(qū)動信號進行運轉(zhuǎn)輸出電力信號。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述無刷電機為永磁無刷電機。

在本實用新型所述的伺服攻絲機控制系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述伺服驅(qū)動器包括分別與所述人機交互單元、所述編碼器連接的控制模塊；

所述控制模塊根據(jù)所述編碼器輸出的反饋信號控制所述伺服電機的電流以實現(xiàn)對所述攻絲機扭矩的閉環(huán)控制，同時根據(jù)所述反饋信號輸出狀態(tài)信息返回至所述人機交互單元。

實施本實用新型的伺服攻絲機控制系統(tǒng)，具有以下有益效果：本實用新型的伺服攻絲機控制系統(tǒng)包括用于顯示攻絲機的狀態(tài)信息及接收設(shè)置參數(shù)的人機交互單元；與人機交互單元連接，用于接收人機交互單元傳輸?shù)脑O(shè)置參數(shù)并根據(jù)設(shè)置參數(shù)輸出驅(qū)動信號的伺服驅(qū)動器；與伺服驅(qū)動器連接，接收伺服驅(qū)動器輸出的驅(qū)動信號并根據(jù)驅(qū)動信號輸出電力信號給攻絲機提供動力，同時實時檢測攻絲機的攻絲狀況輸出反饋信號至伺服驅(qū)動器的伺服電機。本實用新型的伺服驅(qū)動器不僅可以驅(qū)動伺服電機運轉(zhuǎn)還可以根據(jù)顯示單元發(fā)送的工作參數(shù)進行處理運算，實時控制伺服電機工作，節(jié)省了設(shè)計空間及成本，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在實時控制攻絲機系統(tǒng)的同時可將系統(tǒng)的狀態(tài)信息實時展示給用戶，實現(xiàn)了很好的人機交互，提高了工作效率，使系統(tǒng)更加智能化。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型伺服攻絲機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，為本實用新型伺服攻絲機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該伺服攻絲機控制系統(tǒng)包括用于顯示攻比機的狀態(tài)信息及接收設(shè)置參數(shù)的人機交互單元1；與人機交互單元1連接，用于接收人機交互單元1傳輸?shù)脑O(shè)置參數(shù)并根據(jù)設(shè)置參數(shù)輸出驅(qū)動信號的伺服驅(qū)動器3；與伺服驅(qū)動器3連接，接收伺服驅(qū)動器3輸出的驅(qū)動信號并根據(jù)驅(qū)動信號輸出電力信號給攻絲機提供動力，同時實時檢測攻絲機的攻絲狀況輸出反饋信號至伺服驅(qū)動器3的伺服電機4。

在本實用新型的實施例中，伺服攻絲機控制系統(tǒng)還包括與伺服驅(qū)動器3連接的攻絲控制單元2。可以理解地，攻絲控制單元2用于根據(jù)不同的攻絲模式控制攻絲機進行攻絲、退絲或者停止。進一步地，在本實用新型的實施例中，攻絲機的攻絲模式包括手動攻絲模式、自動攻絲模式以及間歇攻絲模式。

在本實用新型的實施例中，攻絲控制單元2包括攻絲按鈕和退絲按鈕。當(dāng)攻絲機處于不同的攻絲模式下時，攻絲按鈕和退絲按鈕將起到不同的作用。例如，在手動攻絲模式下，當(dāng)按下攻絲按鈕時，攻絲機系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的速度正轉(zhuǎn)攻絲；當(dāng)按下退絲按鈕時，攻絲機系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的速度反轉(zhuǎn)退絲。在自動攻絲模式或間歇攻絲模式下，當(dāng)按下攻絲按鈕時，即可觸發(fā)自動攻絲功能或間歇攻絲功能，攻絲機系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的轉(zhuǎn)速及深度自動或間歇向下攻絲，待攻絲深度達(dá)到設(shè)定值時，攻絲機系統(tǒng)自動退絲完畢后停止；當(dāng)在攻絲進行過程中，按下退絲按鈕，則觸發(fā)攻絲機系統(tǒng)自動停止攻絲。

在本實用新型的實施例中，人機交互單元1為LCD觸摸屏或LED顯示屏。

可以理解，人機交互單元1具有可調(diào)的動態(tài)畫面，即人機交互單元可用于顯示相關(guān)信息及數(shù)據(jù)，也可以用于供用戶進行參數(shù)設(shè)置。具體地，當(dāng)人機交互單元1在顯示界面時，其可以顯示攻絲機的實時工作狀況，如可將攻絲的速度、攻絲的數(shù)量、攻絲的深度等顯示給用戶。當(dāng)人機交互單元1設(shè)置界面時，其可用于進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，也可用于進行用戶參數(shù)設(shè)置，且當(dāng)需要進入不同的操作界面里，在本實用新型的實施例中，采用了根據(jù)使用者的工作性質(zhì)進行密碼設(shè)置的安全設(shè)置，從而有效防止人為意外將參數(shù)修改錯誤引起系統(tǒng)故障。提高了使用的安全性。優(yōu)選地，當(dāng)用于進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置時，可用于設(shè)置減速機速比、絲錐參數(shù)、電機參數(shù)以及伺服驅(qū)動器3的工作參數(shù)。當(dāng)用于用戶參數(shù)設(shè)置界面時可用于供使用用戶設(shè)置的攻絲加工參數(shù)、攻絲深度、絲錐螺矩、以及工作模式等。在本實用新型的實施例中，設(shè)置用戶參數(shù)設(shè)置界面可方便用戶根據(jù)實際使用情況進行參數(shù)輸入更改設(shè)定。進一步地，本實用新型的人機交互單元1可與伺服驅(qū)動器3進行雙向數(shù)據(jù)交換。

在本實用新型的實施例中，人機交互單元1采用動態(tài)可調(diào)用的界面，提供了更加友好的人機交互，方便快捷，且可隨時根據(jù)實際工作情況對工作參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)進行更改，而且當(dāng)參數(shù)更改完成后即可立即生效，攻絲機可按所更改的參數(shù)進行工作。另外，在每不同的設(shè)置界面之間采用根據(jù)使用者的工作性質(zhì)設(shè)置密碼進入，通過設(shè)置密碼可以有效防止人為意外將參數(shù)修改錯誤而引起系統(tǒng)故障的問題，從而使得系統(tǒng)的安全性更高，可以有效保護系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。

進一步地，本實用新型的伺服攻絲機控制系統(tǒng)還包括與伺服電機4相連的減速機5、與減速機5相連的絲錐夾頭6以及絲錐7?？梢岳斫獾?，減速機5用于根據(jù)伺服電機4輸出的電力信號，調(diào)節(jié)攻絲機的扭矩。優(yōu)選地，伺服電機4輸出的電力信號包括輸出的轉(zhuǎn)速及角度等。例如，當(dāng)伺服電機4輸出的轉(zhuǎn)速降低時，減速機5則相應(yīng)增大輸出扭矩。可以理解地，通常根據(jù)攻絲工藝的不同，采用不同速度比的減速機。在同樣輸入功率的情況下，速比越大，輸出的轉(zhuǎn)速越低，相應(yīng)的輸出的扭矩越大。

在一些實施例中，絲錐夾頭6用于實現(xiàn)減速機5與絲錐7的連接。優(yōu)選地，絲錐夾頭6還具有扭矩保護功能，即當(dāng)進行攻絲時由于垂直度或物料等原因會引起絲錐扭矩超出絲錐7所能承受的范圍，此時，絲錐夾頭6就會自動打滑自轉(zhuǎn)，防止扭斷絲錐7，從而達(dá)到保護絲錐的目的。

在本實用新型的實施例中，伺服電機4包括無刷電機和編碼器。可以理解地，編碼器用于實時檢測伺服電機4的轉(zhuǎn)動角度及速度并輸出檢測信號至伺服驅(qū)動器3。在工作過程中，伺服電機4運轉(zhuǎn)時由于攻絲扭矩的變換，通常表現(xiàn)為伺服電機4電機電流的變化，因此通過對伺服電機4電機電流的實時采集及監(jiān)測，并反饋給伺服驅(qū)動器3，伺服驅(qū)動器3根據(jù)反饋回來的伺服電機4電機電流的實時情況進行調(diào)整，進而輸出相應(yīng)的控制信號控制伺服電機4的運轉(zhuǎn)，從而達(dá)到控制輸出扭矩的目的，即實現(xiàn)了對攻絲機扭矩的閉環(huán)控制。

在本實用新型的實施例中，優(yōu)選地，無刷電機為永磁無刷電機?？梢岳斫?，永磁無刷電機功率高、密度高，可以有效提升工作效率，并能降低損耗。

在本發(fā)明的實施例中，伺服驅(qū)動器包括分別與人機交互單元1、編碼器連接的控制模塊?？梢岳斫獾?，控制模塊根據(jù)人機交互單元1中傳輸?shù)脑O(shè)置參數(shù)，包括系統(tǒng)參數(shù)及用戶參數(shù)進行處理輸出驅(qū)動信號至伺服電機4中的編碼器，同時接收編碼器輸出的反饋信號控制伺服電機的電流，控制攻絲機的扭矩，從而實現(xiàn)了對攻絲機扭矩的閉環(huán)控制，并根據(jù)反饋信號輸出狀態(tài)信息返回至人機交互單元1，將攻絲機的實時工作狀況展示給用戶。進一步地，控制模塊是集成在伺服驅(qū)動器4內(nèi)的部件，其可實現(xiàn)運動控制的功能，即從顯示單元1獲取工作參數(shù)，根據(jù)工作參數(shù)進行運動控制計算，輸出驅(qū)動信號至伺服電機4驅(qū)動伺服電機4運轉(zhuǎn)。同時還可接收伺服電機4中的編碼器反饋的伺服電機4運轉(zhuǎn)的速度及角度，根據(jù)所接收到的反應(yīng)伺服電機4實時運轉(zhuǎn)的速度及角度數(shù)據(jù)進行攻絲深度計算，進而達(dá)到實時掌握攻絲情況的目的。本發(fā)明的伺服攻絲機控制系統(tǒng)，通過采用內(nèi)部集成控制模塊的伺服驅(qū)動器，通過控制模塊實現(xiàn)了對伺服攻絲機控制系統(tǒng)的控制，即控制模塊主要用于控制伺服電機4的運轉(zhuǎn)、運動邏輯控制、與顯示單元進行雙向通信，實現(xiàn)了對整個伺服攻絲機系統(tǒng)的控制。且不需要額外的控制器，例如，不需要額外增加PLC對伺服驅(qū)動器的控制，既大大縮減了系統(tǒng)的體積結(jié)構(gòu)，也簡化了系統(tǒng)的電路設(shè)計，使控制變得更加簡單。

在本實用新型的實施例中，本實用新型的伺服驅(qū)動器3可以實現(xiàn)手動攻絲、自動攻絲或間歇攻絲等多種攻絲模式，可根據(jù)實際工作需要隨時調(diào)整攻絲模式，進一步增加了攻絲的靈活性、可適應(yīng)性更大。優(yōu)選地，本實用新型的伺服驅(qū)動器3可采用DA系列的伺服驅(qū)動器。例如可采用DA204、DA204H、DA207或DA207H中的任意一種。當(dāng)選用DA204或DA204H的伺服驅(qū)動器時，可適配100W-750W功率的電機；當(dāng)選用DA207或DA207H的伺服驅(qū)動器時，可適配1.5KW-2.6KW功率的電機。本實用新型的伺服驅(qū)動器3可與增量式編碼器或省線式編碼器連接，通常可用于控制攻絲機的位置、速度或者扭力等。另外，伺服驅(qū)動器3所選用的DA系統(tǒng)的伺服驅(qū)動器與其他伺服驅(qū)動器相比，性價比更高，還具有緊湊的安裝結(jié)構(gòu)，可嵌入式的安裝于機器結(jié)構(gòu)件內(nèi)部，安裝簡單方便；而且DA系統(tǒng)伺服驅(qū)動器內(nèi)部還可設(shè)置擴展功能卡，如可直接插接擴展功能卡，實現(xiàn)簡易的PLC功能，進而達(dá)到了方便行業(yè)定制的作用，從而使本實用新型的伺服驅(qū)動器3更具實用性和適用性，提高其性價比?？梢岳斫獾?，本實用新型的伺服驅(qū)動器3還可選用其他型號的伺服驅(qū)動器，并不限定本實用新型所列舉的型號，只要具備本實用新型的功能的伺服驅(qū)動器均可選用，本實用新型對此不作限定。

以下對本實用新型的具體應(yīng)用進行進一步說明：

例如，人機交互單元1當(dāng)采用LCD觸摸屏?xí)r，可利用其觸摸的特性，快速方便的實現(xiàn)人機交互，隨時可方便地根據(jù)工作需要更改或設(shè)置工作參數(shù)。例如直接在人機交互單元1中進行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，如減速機的速比、絲錐參數(shù)、電機參數(shù)、伺服驅(qū)動器3的工作參數(shù)等，也可以直接調(diào)用?；蛘吒鶕?jù)用戶的實際使用情況進行參數(shù)輸入更改設(shè)定，而且更改后的參數(shù)直接在顯示界面進行顯示并通過伺服驅(qū)動器3進行相應(yīng)的處理進而控制攻絲機按所設(shè)置的參數(shù)進行工作，同時，在攻絲過程中，伺服驅(qū)動器3反饋回來的攻絲機的工作狀態(tài)等相關(guān)信息也會直接在人機交互單元1的上進行顯示，實時將攻絲機的工作狀況反應(yīng)給用戶，讓用戶實時、快速地了解攻絲機的攻絲實況。另外，本實用新型的系統(tǒng)參數(shù)界面與用戶參數(shù)設(shè)置界面之間設(shè)置有相應(yīng)的密碼，即不同界面之間根據(jù)使用者的工作性質(zhì)采用密碼分層進入，從而可以有效防止人為意外將參數(shù)修改錯誤引起系統(tǒng)故障。

人機交互單元1將工作參數(shù)發(fā)送給伺服驅(qū)動器3中的控制模塊，控制模塊根據(jù)工作參數(shù)進行運動控制計算，輸出驅(qū)動信號給伺服電機4驅(qū)動伺服電機4進行運轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動攻絲機工作，如攻絲、退絲等。

伺服電機4中的編碼器將伺服電機4的運轉(zhuǎn)速度及角度反饋給伺服驅(qū)動器3中的控制模塊，控制模塊接收編碼器反饋的伺服電機4的運轉(zhuǎn)速度及角度，根據(jù)運轉(zhuǎn)速度及角度進行攻絲深度計算，獲得攻絲的深度，并將所計算得到的攻絲深度傳送至人機交互單元1，由人機交互單元1進行顯示；同時還實時采集伺服電機4的電流，根據(jù)采集的電流進行計算轉(zhuǎn)換成伺服電機4輸出的扭矩，實現(xiàn)了對扭矩的控制。可以理解地，由于伺服電機4在運轉(zhuǎn)時由于攻絲扭矩的變換，進而表現(xiàn)為伺服電機4電流的變化，因此通過對伺服電機4的電機電流的檢測及控制，可以實現(xiàn)對扭矩的控制。

本實用新型的伺服攻絲機控制系統(tǒng)通過將人機交互單元1、伺服驅(qū)動器3、伺服電機4等功能進行集成化，同時將伺服電機、減速機、絲錐夾頭等部件標(biāo)準(zhǔn)化，從而使得設(shè)備生產(chǎn)商只要需要安裝一個支架即可快速組裝一臺成品的伺服攻絲機，簡單快捷。人機交互單元1與伺服驅(qū)動器3之間進行雙向通信，將攻絲機系統(tǒng)的工作狀態(tài)實時顯示給用戶，提供了友好的人機交互界面，給用戶的使用提供了方便。

另外，本實用新型的伺服驅(qū)動器3集成了運動控制功能，即在從人機交互單元1中獲取到工作參數(shù)后即可根據(jù)工作參數(shù)進行運動控制計算，輸出相應(yīng)的驅(qū)動信號驅(qū)動伺服電機4工作，避免了需要通過外部PLC控制的麻煩，簡化了控制方式，大大減少了設(shè)計線路，而且本實用新型的伺服攻絲機控制系統(tǒng)還可隨機調(diào)整攻絲模式，增強了攻絲機的實用性和適用性。

以上實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)此實施，并不能限制本實用新型的保護范圍。凡跟本實用新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。