專利名稱：數控珩磨機往復行程控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及珩磨機的行程控制裝置，尤其是數控珩磨機往復行程控制 裝置。
背景技術：
數控絎磨機的往復行程精度控制一直是制約珩磨機高速化發(fā)展的瓶頸，現有數控珩磨機已經能夠實現采用可編程控制器(PLC)控制液壓驅 動機構的主軸啟動電磁閥來啟動/停止主軸的移動，但主軸的換向還是通 過機械方式控制相應液壓驅動機構的閥門來實現的，現有珩磨機采用多個 機械式行程開關來間接檢測主軸的位置，行程控制是靠傳動機構，如機械 鏈輪將直線運動轉化為旋轉撞塊的碰撞或滑塊的碰撞來改變絎磨機往復 的換向，往復的行程是靠調整滑塊、撞塊的位置來實現的。中國發(fā)明專利 《汽車電子轉向器》(授權公告號CN 2695319Y，授權公告日2005年4 月27日，申請?zhí)?00420041812.2)公開了一種通過旋轉編碼器檢測汽 車方向盤的旋轉方向和角度，輸出至控制電路，再通過步進電機控制齒輪 箱以實現汽車轉向的裝置。然而現有數控珩磨機的往復行程控制裝置也存在一些缺陷1、 改變行程需要手動調整開關的安裝位置，既不方便又容易造成較 大誤差；2、 機械式開關在使用過程中容易發(fā)生磨損、松動、甚至損壞，影響 定位精度； 3、 為保持精度，需要經常校正開關的位置；4、 由于開關有一定的外形尺寸，導致要求過小的行程時無法安裝
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種調整靈活，效率高，采用非接觸式、無撞塊 控制，精度高并且可用于小行程控制的數控珩磨機往復行程控制裝置。 本發(fā)明的技術方案是一種數控珩磨機往復行程控制裝置，其特別之處在于，包括傳動機構 和旋轉編碼器，其中傳動機構的輸入端與珩磨機主軸連接，其輸出端與旋 轉編碼器的輸入軸連接從而將珩磨機主軸的往復直線運動轉化為旋轉編 碼器輸入軸的旋轉運動，而旋轉編碼器的信號輸出端與珩磨機上可控制主 軸運動的控制器的輸入端電氣聯通。
進一步的，其中主軸的驅動裝置是液壓驅動機構，該液壓驅動機構上 分別設有主軸啟動電磁閥和主軸換向電磁閥，所述珩磨機上的控制器的輸 出端分別與主軸啟動電磁閥和主軸換向電磁閥的控制端電氣聯通。
更進一步的，其中傳動機構包括一連接桿，該連接桿的一端通過軸承 與珩磨機主軸連接從而僅在主軸沿軸向直線運動時同步移動，連接桿的另 一端固定在一傳動帶上，該傳動帶的帶輪的軸與旋轉編碼器的輸入軸固定 連接。
其中傳動帶的帶輪的軸與旋轉編碼器的輸入軸通過聯軸器連接。 其中傳動帶是同步齒型帶、三角帶、或"0"型帶。其中在傳動帶上固定有一感應塊，在傳動帶旁固定安裝有一可與該感 應塊配合的零點接近開關，該零點接近開關信號輸出端與珩磨機的控制器 輸入端電氣聯通，從而為控制器提供珩磨機主軸位置的零點參考坐標。其中在傳動帶旁的零點接近開關上方固定安裝有一也可與所述感應
塊配合的上極限接近開關，該上極限接近開關信號輸出端與珩磨機的控制 器輸入端電氣聯通，從而為珩磨機控制器提供主軸位置的上極限參考坐標。進一步的，其中控制器是可編程控制器。更進一步的，其中可編程控制器配有作為人機界面的觸摸屏或工控機。本發(fā)明采用傳動機構將珩磨機主軸沿軸向的直線往復運動轉化為旋 轉運動，并且通過旋轉編碼器檢測該旋轉運動，進而通過脈沖信號將珩磨機主軸的運動方向和位置傳送至珩磨機上的PLC中，PLC據此與觸摸屏或 工控機設定的目標數值進行比較發(fā)出指令信號去控制電磁閥從而控制主 軸往復及換向的液壓驅動機構，實現對主軸的往復行程進行精確的控制。 本發(fā)明將現有技術中采用機械檢測主軸位置的方式替換為采用旋轉編碼 器檢測主軸位置的方式，提高了控制精度和靈敏度，并且通過PLC和觸摸 屏人機界面數據設定，就能夠方便的改變主軸的行程和換向點，更可以實 現極小的往復行程。


附圖l為本發(fā)明的結構示意圖； 附圖2為本發(fā)明的結構示意圖； 附圖3為本發(fā)明中背景技術的示意圖；附圖4為本發(fā)明的原理框圖。
具體實施方式
下面結合附圖來對本發(fā)明作進一步詳細的說明如圖1所示，本發(fā)明包括傳動機構和旋轉編碼器5，其中傳動機構的
輸入端與珩磨機主軸1連接，其輸出端與旋轉編碼器5的輸入軸連接，從 而將主軸1的往復直線運動轉化為旋轉編碼器5輸入軸的旋轉運動，而旋 轉編碼器5的信號輸出端與珩磨機的控制器輸入端電氣聯通，其中珩磨機 主軸1的驅動裝置采用液壓驅動機構，該液壓驅動機構上分別設有控制主 軸啟動/停止的主軸啟動電磁閥和控制主軸換向的主軸換向電磁閥，珩磨 機上控制器的輸出端分別與主軸啟動電磁閥和主軸換向電磁閥的控制端 電氣聯通，該控制器可通過相應電磁閥來控制用于驅動主軸1往復、換向 的液壓驅動機構，從而控制主軸1的往復運動，具體控制方式和過程均為 現有數控珩磨機中使用的常規(guī)技術。如圖1所示，傳動機構包括一連接桿2，該連接桿2的一端通過軸承 與主軸1連接，從而僅在主軸l沿軸向運動時同步移動，而在主軸l沿軸 向旋轉時保持不動，連接桿2的另一端固定在一傳動帶3上，該傳動帶3 的帶輪4的軸與旋轉編碼器5的輸入軸通過聯軸器或以其它方式固定連 接，以使二者同步轉動，傳動帶3可以采用同步齒型帶、三角帶、或"0" 型帶。如圖2所示，在傳動帶3上固定有一感應塊6，其通常為一鐵體，在 傳動帶3旁固定安裝有一可與該感應塊6配合的零點接近開關7，該零點 接近開關7信號輸出端與珩磨機的控制器輸入端電氣聯通，從而為控制器 提供一主軸1位置的零點參考坐標。如圖2所示，在傳動帶3旁的零點接近開關7上方固定安裝有一也可 與感應塊6配合的上極限接近開關8，該上極限接近開關8信號輸出端同 樣與珩磨機的控制器輸入端電氣聯通，從而為控制器提供一主軸1位置的 上極限參考坐標。數控珩磨機的控制器采用可編程控制器PLC, PLC還可配有作為人機 界面的觸摸屏或工控機。
本實施例采用的旋轉編碼器5發(fā)出的脈沖分A相脈沖和B相脈沖，有 了 A、 B兩相脈沖，PLC的CPU高速計數端就可以根據兩相脈沖到來的順序， 判斷旋轉編碼器5的轉動方向，如設定正向旋轉為加計數，則反向旋轉為 減計數。本實施例中的數控絎磨機使用的是歐姆龍CJ1M可編程控制器，自帶 有一個100 KHz的高速計數單元。 一般珩磨機的往復速度在3_30米/分， 即最大往復速度為500毫米/秒，假設編碼器由帶輪4直聯帶動，帶輪4 直徑為60毫米，周長L二188.4毫米，則編碼器最高轉速為(500/188.4) 轉/秒，約為2. 65轉/秒，如編碼器每轉輸出脈沖10000P/R，則編碼器 最高頻率為26.5 KHz，遠小于100 KHz，本實施例選用的旋轉編碼器5為 0RM0N E6B2—CWZ6C — 2000P/R，每轉能輸出2000個A、 B脈沖，而歐姆 龍CJ1M的CPU對高速輸入端的脈沖取上升沿和下降沿的跳變信號作為計 數信號，相當于對旋轉編碼器5發(fā)出的脈沖信號有四倍頻的作用，即旋轉 編碼器5旋轉一轉，CPU的高速計數單元按8000P/R計數，即使這樣也不 會超出CPU的最高計數頻率，無需另加高速計數硬件單元。本發(fā)明的工作原理是將數控珩磨機往復全行程的上、下換向點，零點參考坐標數值分別以 十進制數放置在CJ1M數據寄存區(qū)不同的DM地址當中，以這些數值為目標值，而高速計數輸入端經旋轉編碼器傳送來的累加計數或累減計數為當前 值，用當前值與幾個目標值進行比較，就能夠計算出主軸的位置，比較的 結果可發(fā)出中斷，控制主軸往復是向下換向還是向上換向。如前所述，設帶輪直徑為60毫米，周長L=188.4毫米，ORMON E6B2 一CWZ6C—2000P/R旋轉編碼器每轉一圈發(fā)出的脈沖數為8000個，旋轉編 碼器的每個脈沖代表往復移動的距離即脈沖當量，計算得脈沖當量= 188.4/8000=0.02356毫米/轉，根據這一脈沖當量可計算出從零點參考
坐標分別到上、下換向點以及上極限參考坐標的距離(脈沖數)，這些距 離的數值可作為它們的坐標，上下換向點的坐標之差即為往復行程的距 離。當主軸的往復行程確定后，改變上、下換向點的坐標值，即可改變主 軸往復的行程區(qū)間，這些數值的設定可通過觸摸屏或工控機等人機界面來直接進行，然后根據相應的通訊協議傳送到CJ1M的DM區(qū)寄存器中。本發(fā)明的工作過程就是將主軸的直線位移通過傳動機構轉化為旋轉 運動，供旋轉編碼器進行檢測，首先通過零點接近開關和感應塊的配合確 定零點參考坐標，再根據加工要求計算出上下換向點的坐標，并通過人機 界面輸入PLC中作為目標值，旋轉編碼器檢測的結果按照位移量的多少和 方向按比例發(fā)出正向或負向脈沖信號，輸出至數控珩磨機的PLC中，經高 速計數器計數及CPU處理后即可得到主軸位置的當前值，再通過與PLC中 的目標值進行比較，PLC將比較結果通過輸出繼電器輸出，控制相應電磁 閥，進而控制用于驅動主軸往復、換向的液壓驅動機構，實現對主軸的往 復行程進行精確的自動控制。
權利要求
1、一種數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于包括傳動機構和旋轉編碼器(5)，其中傳動機構的輸入端與珩磨機主軸(1)連接，其輸出端與旋轉編碼器(5)的輸入軸連接從而將珩磨機主軸(1)的往復直線運動轉化為旋轉編碼器(5)輸入軸的旋轉運動，而旋轉編碼器(5)的信號輸出端與珩磨機上可控制主軸(1)運動的控制器的輸入端電氣聯通。
2、 如權利要求1所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于 其中主軸(1)的驅動裝置是液壓驅動機構，該液壓驅動機構上分別設有 主軸啟動電磁閥和主軸換向電磁閥，所述珩磨機上的控制器的輸出端分別 與主軸啟動電磁閥和主軸換向電磁閥的控制端電氣聯通。
3、 如權利要求2所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于其中傳動機構包括一連接桿(2)，該連接桿(2)的一端通過軸承與珩磨機主軸(1)連接從而僅在主軸(1)沿軸向直線運動時同步移動，連接桿(2)的另一端固定在一傳動帶(3)上，該傳動帶(3)的帶輪(4)的軸 與旋轉編碼器(5)的輸入軸固定連接。
4、 如權利要求3所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于 其中傳動帶(3)的帶輪(4)的軸與旋轉編碼器(5)的輸入軸通過聯軸 器連接。
5、 如權利要求3所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于: 其中傳動帶(3)是同步齒型帶、三角帶、或"0"型帶。
6、 如權利要求3所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于: 其中在傳動帶(3)上固定有一感應塊(6)，在傳動帶(3)旁固定安裝有 一可與該感應塊(6)配合的零點接近開關(7)，該零點接近開關(7)信 號輸出端與珩磨機的控制器輸入端電氣聯通，從而為控制器提供珩磨機主軸(1)位置的零點參考坐標。
7、 如權利要求6所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于:其中在傳動帶(3)旁的零點接近開關(7)上方固定安裝有一也可與所述 感應塊(6)配合的上極限接近開關(8)，該上極限接近開關(8)信號輸 出端與珩磨機的控制器輸入端電氣聯通，從而為珩磨機控制器提供主軸 (1)位置的上極限參考坐標。
8、 如權利要求1至7中任意一項所述的數控珩磨機往復行程控制裝 置，其特征在于其中控制器是可編程控制器。
9、 如權利要求8所述的數控珩磨機往復行程控制裝置，其特征在于: 其中可編程控制器配有作為人機界面的觸摸屏或工控機。
全文摘要
本發(fā)明涉及珩磨機的行程控制裝置，尤其是數控珩磨機往復行程控制裝置，包括傳動機構和旋轉編碼器(5)，其中傳動機構的輸入端與珩磨機主軸(1)連接，其輸出端與旋轉編碼器(5)的輸入軸連接從而將珩磨機主軸(1)的往復直線運動轉化為旋轉編碼器(5)輸入軸的旋轉運動，而旋轉編碼器(5)的信號輸出端與珩磨機上可控制主軸(1)運動的控制器的輸入端電氣聯通，本發(fā)明將現有技術中采用機械檢測主軸位置的方式替換為采用旋轉編碼器檢測主軸位置，提高了控制精度和靈敏度，并且能夠通過PLC的人機界面進行數據設定，方便的改變主軸的行程和換向點，更可以實現極小的往復行程。
文檔編號B24B33/06GK101391396SQ200810175179
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權日2008年10月27日
發(fā)明者劉延明, 呂玉清, 左光耀, 景兆才 申請人:寧夏中衛(wèi)大河機床有限責任公司