專利名稱：一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機床，尤其涉及一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)可控軸數(shù)無法滿足機床設(shè)計要求時，通常采用的方法是選用可控制軸數(shù)更多、性能更強的數(shù)控系統(tǒng)，如sinumerik 802D只能控制連主軸在內(nèi)的5個軸，而機床需要5個伺服軸和一個主軸時，一股情況下是無法使用的，只能選用其他的可控軸數(shù)更多的數(shù)控系統(tǒng)，而這就意味著機床成本的大幅提升；或者為了降低成本，選用模擬主軸來替代數(shù)字主軸，而有時高檔數(shù)控系統(tǒng)的模擬主軸控制模塊，如sinumerikSlOD / 840D系統(tǒng)的模擬主軸控制模塊，價格相當(dāng)昂貴，如果使用模擬主軸控制模塊是達不到降低成本要求的。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置及其控制方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，該方法控制方便。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置，包括數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC，所述控制裝置上設(shè)有模擬輸出模塊，所述模擬輸出模塊的模擬量輸出端口連接主軸驅(qū)動端口。所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC具備模擬輸出模塊時，則模擬輸出模塊的模擬量輸出端口即為所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC的模擬量輸出端口 ；當(dāng)所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC不具備模擬輸出模塊時，則數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC的數(shù)字輸出端口需連接一個D / A轉(zhuǎn)換裝置，模擬輸出模塊的模擬量輸出端口即為所述D/A轉(zhuǎn)換裝置的模擬量輸出端口。本發(fā)明采用的控制方法包括如下步驟
(1)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC讀入主軸運轉(zhuǎn)目標信息并將其處理為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的數(shù)字信息，如主軸轉(zhuǎn)速、主軸倍率及主軸齒輪比的處理等；
(2)通過所述模擬輸出模塊將步驟(1)中的數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的模擬控制量，如將主軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動的相應(yīng)的驅(qū)動電壓；
(3)通過所述模擬量輸出端口向主軸驅(qū)動端口發(fā)送主軸驅(qū)動信息，如通過模擬電壓驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動。所述步驟O)中，首先將步驟(1)中得到的數(shù)字信息乘以主軸倍率以及主軸齒輪比，再除以所述模擬輸出模塊的分辨率，最后再將得到數(shù)字信息處理為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的模擬控制量。有益效果本發(fā)明提供的一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置及其控制方法，采用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC控制主軸運轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，可以代替昂貴的高檔數(shù)控系統(tǒng)模擬主軸控制模塊，也可以將主軸從數(shù)控系統(tǒng)的控制軸中脫離出來成為一個PLC控制軸，解
3決了數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)不足的問題，降低了因為數(shù)控系統(tǒng)可控制軸數(shù)不足而可能增加的成本。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖2為數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC與D / A轉(zhuǎn)換裝置連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置，包括數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC，所述控制裝置上設(shè)有模擬輸出模塊，所述模擬輸出模塊的模擬量輸出端口連接主軸驅(qū)動端口。所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC具備模擬輸出模塊時，則模擬輸出模塊的模擬量輸出端口即為所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC的模擬量輸出端口 ；當(dāng)所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC不具備模擬輸出模塊時，則數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC的數(shù)字輸出端口需連接一個D / A轉(zhuǎn)換裝置，模擬輸出模塊的模擬量輸出端口即為所述D/A轉(zhuǎn)換裝置的模擬量輸出端口。如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制方法，包括如下步驟
(1)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC讀入主軸運轉(zhuǎn)目標信息并將其處理為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的數(shù)字信息，如主軸轉(zhuǎn)速、主軸倍率及主軸齒輪比的處理等；
(2)將步驟(1)中的數(shù)字信息如主軸轉(zhuǎn)速，乘以主軸倍率以及齒輪比，得到所需的主電機轉(zhuǎn)速；
(3)將步驟O)中計算得到的數(shù)據(jù)除以所述模擬輸出模塊的分辨率，得到所需模擬量轉(zhuǎn)化前的數(shù)字量；
(4)將步驟(3)中計算得到的數(shù)字量信息轉(zhuǎn)化為驅(qū)動主電機運轉(zhuǎn)的模擬控制量， 如將所需的主電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為控制驅(qū)動主電機轉(zhuǎn)動的相應(yīng)的控制模擬電壓；
(5)通過所述模擬量輸出端口向主軸驅(qū)動端口發(fā)送主電機運轉(zhuǎn)信息，如通過輸出模擬控制電壓控制主電機的轉(zhuǎn)速。其中，步驟O)、(3)和(4)為數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC和模擬輸出模塊將數(shù)字信息處理為模擬信息的處理過程。其中，步驟(3)中模擬輸出模塊的分辨率是指主軸某一轉(zhuǎn)速值除以輸出主軸該轉(zhuǎn)速時所需要的模擬電壓數(shù)字量得到的數(shù)據(jù)，如主軸的驅(qū)動電壓為IOV時，其相對于主軸的轉(zhuǎn)速為3000rpm，假設(shè)當(dāng)輸入模擬電壓為IOV時，相對于模擬輸出模塊輸入的數(shù)字量數(shù)值為 256(8位)，則所述分辨率是3000 + 256=11. 72。當(dāng)所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC不具備模擬輸出模塊時，則數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC的數(shù)字輸出端口需連接一個D / A轉(zhuǎn)換裝置，如附圖2所示，使用D / A轉(zhuǎn)換裝置時需要占用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC的I / 0輸出點，精度越高，占用的點數(shù)就要越大，如D / A轉(zhuǎn)換裝置精度有8 位、12位、16位甚至更高，則分別需要占用8個、12個、16個甚至更多的數(shù)字I / 0輸出點。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)的控制軸數(shù)不足時，通過本發(fā)明提供的裝置和方法，所述數(shù)控機床主軸可以從數(shù)控系統(tǒng)控制中脫離出來作為一個完全由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC控制的軸，這樣主軸就不再占用數(shù)控系統(tǒng)的可控制軸數(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)可控制軸數(shù)不滿足要求的情況下可以不需要選用可控制軸數(shù)更多、性能更強大的數(shù)控系統(tǒng)了。這種完全通過PLC控制的主軸由于沒有在數(shù)控系統(tǒng)中定義，沒有反饋接口，所以一股不能實現(xiàn)鉆進給、車螺紋等主軸功能，只能滿足部分機床的要求。當(dāng)數(shù)控機床通過選用模擬主軸來替代數(shù)字主軸降低成本時，通過本發(fā)明提供的裝置可替代昂貴的數(shù)控系統(tǒng)模擬主軸模塊，此時，所述數(shù)控機床主軸和使用數(shù)控系統(tǒng)模擬主軸模塊一樣可以在數(shù)控系統(tǒng)中定義，并確定主軸編碼器的反饋接口，主軸可以實現(xiàn)鉆進給、 車螺紋等主軸功能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置，包括數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC，其特征在于所述控制裝置上設(shè)有模擬輸出模塊，所述模擬輸出模塊的模擬量輸出端口連接主軸驅(qū)動端口。
2.一種如權(quán)利要求1所述的一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制方法，其特征在于所述控制方法包括如下步驟(1)所述數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC讀入主軸運轉(zhuǎn)目標信息并將其處理為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的數(shù)字 fn息；(2)通過所述模擬輸出模塊將步驟(1)中的數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的模擬控制量，模擬輸出模塊首先將步驟(1)中得到的數(shù)字信息乘以主軸倍率以及齒輪比，再除以所述模擬輸出模塊的分辨率，最后再將得到數(shù)字信息處理為驅(qū)動主軸運轉(zhuǎn)的模擬控制量；(3)通過所述模擬量輸出端口向主軸驅(qū)動端口發(fā)送主軸驅(qū)動信息。
全文摘要
一種新式數(shù)控機床模擬主軸控制裝置及其控制方法，所述控制裝置包括設(shè)有模擬量輸出端口的模擬輸出模塊，所述模擬量輸出端口連接主軸驅(qū)動端口。本發(fā)明提供的數(shù)控機床模擬主軸控制裝置，通過數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLc處理主軸運轉(zhuǎn)信息，通過模擬輸出模塊輸出主軸的模擬控制信號來控制模擬主軸驅(qū)動器，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，降低了因為數(shù)控系統(tǒng)可控制軸數(shù)不足而可能增加的成本，或者可以用來代替數(shù)控系統(tǒng)上昂貴的模擬主軸控制模塊。
文檔編號G05B19/414GK102478833SQ20101055333
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者孫文秀 申請人:大連創(chuàng)達技術(shù)交易市場有限公司