具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控智能自動(dòng)攻絲機(jī)適用于所有機(jī)械制造行業(yè)，機(jī)床、模具(廠)機(jī)械、塑膠機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械制造廠、工程機(jī)械、汽車摩托車零部件、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)車車輛、煙草機(jī)械以及通用機(jī)械等行業(yè)。避免了傳統(tǒng)車床、鉆床或手動(dòng)攻絲的局限，省時(shí)、省力、不易爛牙、絲錐不易折斷等。
[0003]數(shù)控智能自動(dòng)攻絲機(jī)在使用過(guò)程中，主軸攻絲電機(jī)和進(jìn)給Z軸伺服電機(jī)必須做到同步運(yùn)行，但是現(xiàn)有的數(shù)控智能自動(dòng)攻絲機(jī)使用過(guò)程中，常常出現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)沒(méi)有嚴(yán)格同步，在攻絲過(guò)程中，由于電機(jī)不同步而導(dǎo)致出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩差，進(jìn)而使得絲錐在攻絲過(guò)程中，攻絲孔受到拉力，導(dǎo)致螺牙拉斷或者螺牙不完整。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，以改善上述問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型提供的一種具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，包括電源輸入端、電源輸出端、交流/直流轉(zhuǎn)化模塊、電流信號(hào)處理模塊、編碼器、主控器、電流控制模塊、位置控制模塊和轉(zhuǎn)矩控制模塊。
[0006]所述電源輸入端與所述電源輸出端電連接，所述電源輸出端通過(guò)所述交流/直流轉(zhuǎn)化模塊與所述電流信號(hào)處理模塊電連接，所述電流信號(hào)處理模塊與所述主控器電連接，所述主控器分別與所述編碼器、所述位置控制模塊和所述轉(zhuǎn)矩控制模塊電連接，所述位置控制模塊與所述轉(zhuǎn)矩控制模塊電連接，所述轉(zhuǎn)矩控制模塊與所述電流控制模塊電連接，所述電流控制模塊與所述電源輸出端連接。
[0007]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括整流回路、回生處理回路、閘極驅(qū)動(dòng)器(Gatedriver)、脈沖寬度調(diào)制(PWM，pulse-widthmodulat1n)變頻器、直流/交流轉(zhuǎn)化模塊、動(dòng)態(tài)剎車模塊、顯示器、第一通道、第二通道和第三通道。
[0008]其中，脈沖寬度調(diào)制器簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，PffM技術(shù)是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的儀器，非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在測(cè)量、通信到功率控制與變換的多領(lǐng)域中。
[0009]所述電源輸入端與所述整流回路電連接，所述整流回路與所述回生處理回路連接，所述回生處理回路與所述電源輸出端電連接，所述動(dòng)態(tài)剎車模塊與所述電源輸出端電連接，所述電流控制模塊與所述脈沖寬度調(diào)制變頻器電連接，所述脈沖寬度調(diào)制變頻器與所述閘極驅(qū)動(dòng)器電連接，所述閘極驅(qū)動(dòng)器與所述回生處理回路電連接。
[0010]所述第一通道通過(guò)交流/直流轉(zhuǎn)化模塊與所述轉(zhuǎn)矩控制模塊電連接，所述第二通道與所述編碼器電連接，所述編碼器與所述第一通道、所述位置控制模塊、所述轉(zhuǎn)矩控制模塊和所述電流信號(hào)處理模塊電連接，所述主控器與所述顯示器電連接，所述主控器與所述第一通道通過(guò)直流/交流轉(zhuǎn)換模塊電連接，所述主控器與所述第三通道電連接。
[0011]回生電阻的主要用途為當(dāng)馬達(dá)的出力矩和轉(zhuǎn)速的方向相反時(shí)，代表能量從負(fù)載端傳回至驅(qū)動(dòng)器內(nèi)。此能量灌注電容使得其電壓值往上升。當(dāng)上升到某一值時(shí)，回灌的能量只能靠回生電阻來(lái)消耗。
[0012]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括欠向偵測(cè)電路，所述欠向偵測(cè)電路設(shè)置在所述電源輸入端與所述電源輸出端之間。
[0013]三相電動(dòng)機(jī)如果種種原因，缺少一根火線，就稱為欠相。如果沒(méi)有保護(hù)裝置，欠相的后果是十分嚴(yán)重的。小型電機(jī)啟動(dòng)時(shí)缺相，如果沒(méi)有負(fù)荷就會(huì)不均勻的慢轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)熱，若不及時(shí)停車，不用多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)燒毀。如果帶上負(fù)荷啟動(dòng)，就轉(zhuǎn)不起來(lái)，同樣也會(huì)燒毀。大一點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)欠相啟動(dòng)，就會(huì)發(fā)出嗡嗡噪聲，需要及時(shí)停車。小型電動(dòng)機(jī)最容易缺相，主要由于啟動(dòng)裝置簡(jiǎn)陋，接觸不好，或使用的普通保險(xiǎn)絲有一根熔斷造成。通過(guò)欠向偵測(cè)電路能夠快速的判斷出電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)的電路是否缺相，及時(shí)作出相應(yīng)處理，避免將電子燒毀，通常采用接觸器和熱繼電器作為保護(hù)器。如果用接觸器啟動(dòng)和熱繼電器保護(hù)，在欠相啟動(dòng)時(shí)，接觸器可以保護(hù)其中兩相在缺相時(shí)自行斷開(kāi)，熱繼電器可以在過(guò)流時(shí)切斷接觸器。
[0014]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括動(dòng)態(tài)剎車模塊模塊，所述動(dòng)態(tài)剎車模塊與所述電源輸出端連接。動(dòng)態(tài)剎車模塊能夠通過(guò)能耗制動(dòng)迅速釋放電機(jī)的動(dòng)能，達(dá)到快速停止的效果。
[0015]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括用于給控制設(shè)備供電的控制電源。用于伺服器的動(dòng)力電源的電流很大，如果直接用動(dòng)力電源作為伺服器啟動(dòng).停止.調(diào)速時(shí)所使用器件的供電電源，如果發(fā)生漏電現(xiàn)象，使用者很有可能被電擊，發(fā)生危險(xiǎn)。因此，在伺服器內(nèi)接入一個(gè)單獨(dú)給調(diào)控元件提供電源的低壓低電流的控制電源，即使使用者在接觸這些調(diào)控元件時(shí)發(fā)生觸電現(xiàn)象，也不會(huì)造成太大的傷害，有利于對(duì)使用者進(jìn)行保護(hù)。
[0016]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括保護(hù)回路，所述保護(hù)回路與所述主控器連接。保護(hù)回路為并聯(lián)于電器設(shè)備的觸發(fā)式電子原件線路結(jié)構(gòu)，能夠有效避免在反向電流過(guò)大或過(guò)載時(shí)起到對(duì)主控器分流作用，保護(hù)主控器，減少主控器的損耗，降低維護(hù)成本。
[0017]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括外接回生電阻，所述外接回生電阻與所述回生處理回路并聯(lián)。若使用外接回生電阻時(shí)需將伺服驅(qū)動(dòng)器的P、D端開(kāi)路、外接回生電阻應(yīng)接于P、C端，若使用內(nèi)部回生電阻時(shí)，則需將P、D端短路且P、C端開(kāi)路。若內(nèi)部回生電阻不足夠消耗回灌的能量時(shí)且發(fā)生回生異常，這時(shí)需要外接外接回生電阻，通過(guò)外接外接回生電阻起到對(duì)回灌的能量進(jìn)一步消耗的作用，起到對(duì)用電器的保護(hù)作用。
[0018]以上所述的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器，優(yōu)選地，所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器還包括保護(hù)導(dǎo)體(PE，Protectingearthing)，所述保護(hù)導(dǎo)體與所述具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器電連接。保護(hù)導(dǎo)體就是為了安全而接的地線，大地是0V，是安全的，就是用一根線把設(shè)備的外殼和大地可靠連接在一起，使設(shè)備外殼和大地具有相同電位，也就是0V，這樣避免伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)發(fā)生漏電時(shí)而導(dǎo)致外殼帶電，能夠減少安全事故的發(fā)生。
[0019]本實(shí)用新型提供的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的有益效果是，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)位置-轉(zhuǎn)矩前饋的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)位置與轉(zhuǎn)矩的同步，避免了全自動(dòng)攻絲機(jī)在攻絲過(guò)程中，因?yàn)槲恢煤娃D(zhuǎn)矩沒(méi)有完全同步而導(dǎo)致出現(xiàn)的攻絲次品或發(fā)生斷絲錐的現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚的說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中，附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:電源輸入端101，電源輸出端102，電流信號(hào)處理模塊103，編碼器104，主控器105，位置控制模塊106，轉(zhuǎn)矩控制模塊107，整流回路108，回生處理回路109，閘極驅(qū)動(dòng)器110，脈沖寬度調(diào)制變頻器111，直流/交流轉(zhuǎn)化模塊112，顯示器113，第一通道114，第二通道115，第三通道116，欠向偵測(cè)電路117，動(dòng)態(tài)剎車模塊118，控制電源119，保護(hù)回路120，外接回生電阻121，保護(hù)導(dǎo)體122，交流/直流轉(zhuǎn)化模塊123，電流控制模塊124。
【具體實(shí)施方式】
[0024]數(shù)控智能自動(dòng)攻絲機(jī)在使用過(guò)程中，主軸攻絲電機(jī)和進(jìn)給Z軸伺服電機(jī)必須做到同步運(yùn)行，但是現(xiàn)有的數(shù)控智能自動(dòng)攻絲機(jī)使用過(guò)程中，常常出現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)沒(méi)有嚴(yán)格同步，在攻絲過(guò)程中，由于電機(jī)不同步而導(dǎo)致出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩差，進(jìn)而使得絲錐在攻絲過(guò)程中，攻絲孔受到拉力，導(dǎo)致螺牙拉斷或者螺牙不完整。
[0025]本實(shí)用新型提供了具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)改善上述問(wèn)題。
[0026]下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0027]本實(shí)用新型中第一、第二、第三等均為區(qū)別示意，并不是限定。
[0028]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的具有轉(zhuǎn)矩前饋控制功能的數(shù)控攻絲機(jī)用伺服驅(qū)動(dòng)器包括電源輸入端101、電源輸出端102、交流/直流轉(zhuǎn)化模塊123、電流信號(hào)處理模塊103、編碼器104、主控器105、電流控制模塊124、位置控制模塊106和轉(zhuǎn)矩控制模塊107。
[0029]電源輸入端101與電源輸出端102電連接，電源輸出端102通過(guò)交流/直流轉(zhuǎn)化模塊123與電流信號(hào)處理模塊103電連接，電流信號(hào)處理模塊103與主控器105電連接，主控器105分別與編碼器104、位置控制模塊106和轉(zhuǎn)矩控制模塊107電連接，位置控制模塊106與轉(zhuǎn)矩控制模塊107電連接，轉(zhuǎn)矩控制模塊107與電流控制模塊124電連接，電流控制模塊124與電源輸出端102連接。
[0030]本實(shí)施例將轉(zhuǎn)矩前饋控制疊加到位置控制信號(hào)上。首先向主控器105輸入攻絲機(jī)的位置指令，這個(gè)指令決定了攻絲的深度，回退的距離。位置指令與電機(jī)通過(guò)編碼器104反饋的實(shí)際位置做比較，如果有位置偏移就通過(guò)主控器105自動(dòng)調(diào)整。
[0031]在位置指令上，設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)矩控制模塊107。電流信號(hào)處理模塊103通過(guò)接收電源輸出端102，由電流信號(hào)處理模塊103采集Z軸電機(jī)電流，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換和CLAR