工具機的智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于自動控制系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種工具機的智能控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]請參圖1與圖2所示，其為一種已知工具機的自動換刀機構，其包括一圓盤式刀庫
1、一伺服馬達2、一減速機構3、一編碼器4與一伺服驅動器5 (servo drives)。其中，該圓盤式刀庫I上安裝有多數(shù)不同的刀具；該伺服馬達2通過該減速機構3以驅使該圓盤式刀庫I轉動而達到選刀目的；該減速機構3包括多個不同齒輪比的齒輪；該編碼器4裝設于該伺服馬達2上，僅用以檢測該伺服馬達2的轉子的轉速與轉動角度是否確實及到位；該伺服驅動器5對該伺服馬達2發(fā)出驅動或剎車的控制指令。
[0003]上述機構雖可完成選刀作業(yè)，惟，該減速機構3的齒輪部分易在長期使用后產生背隙(back lash)問題，而這微小的間隙將導致傳動誤差，并影響該圓盤式刀庫I的旋轉位置。除此之外，該圓盤式刀庫I亦可能因負載過重而導致轉動位置不確實。前述情形皆將使得自動換刀機構動作錯誤或該編碼器4發(fā)出異常信息。此時即須停機并對自動換刀機構進行檢修，待于排除問題且再經過校正后，方能重啟選刀作業(yè)以確保該圓盤式刀庫I下一次的轉動到位。惟如此一來，勢將影響到加工作業(yè)的效率。雖然有業(yè)者選擇以高價位的精密減速機構來改善或延后背隙問題的發(fā)生，只是這樣將導致產品制作成本增加而降低競爭力。
[0004]由上述可知，該已知工具機的自動換刀機構因其編碼器4安裝在該伺服馬達2上，必須在該圓盤式刀庫I有轉動不確實發(fā)生之后，才能通過檢測該伺服馬達2的轉子的轉動情形，而被動地發(fā)出異常信息，并以停機方式來進行檢修。是以，前述已知技術未臻完善而待改進。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種工具機的智能控制系統(tǒng)，其通過實時檢測與實時補償方式來修正偏差，以確保運作的順暢。
[0006]緣以達成上述目的，本實用新型所提供工具機的智能控制系統(tǒng)，包含一旋轉機組、一伺服馬達、一伺服驅動器與一編碼器。其中該旋轉機組包括一第一轉動件與一傳動機構，該第一轉動件可轉動地連接于該傳動機構的動力輸出末端，該傳動機構包括至少一第二轉動件；該伺服馬達通過該傳動機構而驅使該第一轉動件轉動；該伺服驅動器電性連接該伺服馬達，而對該伺服馬達發(fā)出驅動或剎車的控制指令；該編碼器電性連接該伺服驅動器，用以檢測該第一轉動件或該傳動機構的第二轉動件的旋轉位置，并反饋譯碼給該伺服驅動器。
[0007]本實用新型再提供一種工具機的智能控制系統(tǒng)，包含一第一轉動件；一伺服馬達，用以驅使該第一轉動件轉動；一伺服驅動器，電性連接該伺服馬達，而對該伺服馬達發(fā)出驅動或剎車的控制指令；以及一編碼器，電性連接該伺服驅動器，用以檢測該第一轉動件的旋轉位置，并反饋譯碼給該伺服驅動器。
[0008]其中包括另一編碼器裝設于該伺服馬達上且電性連接該伺服驅動器，該另一編碼器檢測該伺服馬達的轉子的轉速，并反饋譯碼給該伺服驅動器。
[0009]其中該編碼器具有一可轉動的主軸與該第一轉動件以同軸心方式設置。
[0010]其中該編碼器具有一可轉動的主軸與該第二轉動件以同軸心方式設置。
[0011]其中該編碼器與該另一編碼器為絕對型編碼器。
[0012]本實用新型的效果在于通過實時檢測與實時補償方式來修正第一轉動件的動作錯誤。
【附圖說明】
[0013]圖1為已知自動換刀機構的立體圖；
[0014]圖2為圖1中已知自動換刀機構的簡易示圖；
[0015]圖3為本實用新型一較佳實施例的工具機的智能控制系統(tǒng)的簡易示圖；
[0016]圖4為本實用新型上述實施例的智能控制系統(tǒng)的控制信號傳遞圖；
[0017]圖5為本實用新型上述實施例的智能控制系統(tǒng)的控制流程圖；
[0018]圖6類同圖3，其用于說明編碼器裝設在以第一齒輪為例的第二轉動件上。
[0019]【附圖標記說明】
[0020]10可編程邏輯控制器
[0021]20伺服驅動器
[0022]30伺服馬達
[0023]40旋轉機組
[0024]42圓盤式刀庫 44減速機構
[0025]46第一齒輪 48第二齒輪
[0026]50編碼器
[0027]52 主軸
[0028]60編碼器
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0030]為能更清楚地說明本實用新型，茲舉較佳實施例并配合圖式詳細說明如后。請參圖3至圖5所示，為本實用新型一較佳實施例的工具機的智能控制系統(tǒng)及其控制流程。其應用于自動機械領域中，用以檢測裝設在自動機械的動力輸出末端的一可轉動對象的旋轉位置，并實時通過補償方式來修正機械動作的錯誤或偏差，以確保運作順暢。為便于說明，在本實施例中，該智能控制系統(tǒng)是以應用于自動換刀機構為例但不以此為限，其包括一可編程邏輯控制器10 (Programmable Logic Controller，簡稱PLC)、一伺服驅動器20、一伺服馬達30、一旋轉機組40與二編碼器，分別為編碼器50與編碼器60。
[0031]該可編程邏輯控制器10與該伺服驅動器20電性連接，該伺服驅動器20再與該伺服馬達30電性連接。該伺服馬達30通過該旋轉機組40的一傳動機構而與其一第一轉動件連結。在本實施例中，該第一轉動件為裝載有多數(shù)不同刀具的圓盤式刀庫42，其可轉動地連接于該傳動機構的動力輸出末端。更具體地說，在該伺服驅動器20依據該可編程邏輯控制器10的程序，而對該伺服馬達30發(fā)出驅動或剎車的控制指令時，該伺服馬達30旋即經由該傳動機構而驅使該圓盤式刀庫42轉動或停止，以完成選刀作業(yè)。在本實施例中，該傳動機構包括一減速機構44、一第一齒輪46與一第二齒輪48，其中該減速機構44連接至該伺服馬達30的輸出軸，該第一齒輪46連接該減速機構44，用以將動力傳遞至所嚙合的該第二齒輪48。該第二齒輪48則與該圓盤式刀庫42結合為一體而一起轉動。必須說明的是，該傳動機構可視實際需求而以包含有分度凸輪的齒輪箱取代減速機構。
[0032]該編碼器50為絕對型編碼器(absolute encoder)，其具有一可轉動的主軸52，該主軸52以與該圓盤式刀庫42為同軸心的方式設置。該編碼器50電性連接該伺服驅動器20，其用以檢測該圓盤式刀庫42的旋轉位置，并反饋一譯碼后的電信號給該伺服驅動器20，該電信號包括以編碼方式表示的旋轉位置。至于該編碼器60，亦為絕對型編碼器，其裝設于該伺服馬達30上且電性連接該伺服驅動器20，該編碼器60用以檢測該伺服馬達30的轉子的轉速，并反饋譯碼給該伺服驅動器20。在上述中，該主軸52系連結于該第二齒輪48上而測得該圓盤式刀庫42的旋轉位置。當然，在其他的情況下，得將該主軸52直接連結于該圓盤式刀庫42以檢測其旋轉位置。
[0033]在上述中，當該圓盤式刀庫42轉動時，該編碼器50將主動且不斷地檢測其旋轉位置，并將之轉譯為電信號持續(xù)地反饋給該伺服驅動器20。在所檢測圓盤式刀庫42的旋轉位置到位的情況下，該伺服驅動器20維持依據該可編程邏輯控制器10的程序，對該伺服馬達30發(fā)出控制指令；反之，在所檢測圓盤式刀庫42的旋轉位置未能到位而有偏差時，該編碼器50所反饋的電信號，則提供該伺服驅動器20對該伺服馬達30的轉子的轉速及/或轉動角度進行調整，以使該圓盤式刀庫42能實時通過補償?shù)姆绞絹硇拚?，以確保該圓盤式刀庫42每次的旋轉位置確實到位。換言之，本實用新型用以對動力傳遞的末端進行檢出及追蹤的方式，著實改善已知結構采被動發(fā)出異常信息，且須停機以進行檢修所帶來的不便；更且，該以末端檢出及追蹤的方式，使得自動機械中所配置的傳動機構(例如減速機構)的精密度更具選擇彈性，如此可適度地降低成本支出。
[0034]必須一提的是，該用以檢測圓盤式刀庫42旋轉位置的編碼器50，以裝設在傳動機構的動力輸出末端為佳。因此，除了上述實施例所揭示的與該圓盤式刀庫42為同軸心設置的方式外，亦可如圖6所示的裝設在以該第一齒輪46為例的第二轉動件上，同樣可達成實時檢測并適時補償偏差的作用。
[0035]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種工具機的智能控制系統(tǒng)，包括: 一旋轉機組，包括一第一轉動件與一傳動機構，該第一轉動件可轉動地連接于該傳動機構的動力輸出末端，該傳動機構包括至少一第二轉動件； 一伺服馬達，通過該傳動機構而驅使該第一轉動件轉動； 一伺服驅動器，電性連接該伺服馬達，而對該伺服馬達發(fā)出驅動或剎車的控制指令；以及 一編碼器，電性連接該伺服驅動器，用以檢測該第一轉動件或該傳動機構的第二轉動件的旋轉位置，并反饋譯碼給該伺服驅動器。
2.如權利要求1所述的工具機的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括另一編碼器，其裝設于該伺服馬達上且電性連接該伺服驅動器，該另一編碼器檢測該伺服馬達的轉子的轉速，并反饋譯碼給該伺服驅動器。
3.如權利要求2所述的工具機的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，該編碼器具有一可轉動的主軸，其與該第一轉動件以同軸心方式設置。
4.如權利要求2所述的工具機的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，該編碼器具有一可轉動的主軸，其與該第二轉動件以同軸心方式設置。
5.如權利要求2所述的工具機的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，該編碼器與該另一編碼器為絕對編碼器。
6.一種工具機的智能控制系統(tǒng)，包括: 一第一轉動件； 一伺服馬達，用以驅使該第一轉動件轉動； 一伺服驅動器，電性連接該伺服馬達，而對該伺服馬達發(fā)出驅動或剎車的控制指令；以及 一編碼器，電性連接該伺服驅動器，用以檢測該第一轉動件的旋轉位置，并反饋譯碼給該伺服驅動器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種工具機的智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將一編碼器裝設在一傳動機構的動力輸出末端上，該編碼器檢測連接于該傳動機構的動力輸出末端的一轉動件的旋轉位置，并持續(xù)反饋包括以編碼方式表示旋轉位置的電信號給一伺服驅動器，該伺服驅動器即根據該編碼器的電信號及外部控制命令，對一伺服馬達的轉子的轉速及/或轉動角度持續(xù)追蹤并進行調整，以使該轉動件的旋轉位置確實到位。
【IPC分類】G05B19-18
【公開號】CN204496259
【申請?zhí)枴緾N201520130160
【發(fā)明人】張慶三
【申請人】圣杰國際股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月6日