一種工具機分度工作檯控制器及工具機的製作方法

2023-05-14 12:32:16 2

專利名稱：一種工具機分度工作檯控制器及工具機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工具機技術領域，特別涉及一種工具機分度工作檯控制器及工具機。
背景技術：
現有技術中工具機的分度工作檯工作時變直線坐標運動為工作檯的分度運動，用一臺伺服電機兼顧直線坐標和迴轉坐標的驅動，即利用了工具機的直線坐標運動，將其轉換為工作檯的旋轉運動，快速地完成工具機的自動分度。該分度工作檯與傳統的臥式加工中心的分度工作檯相比，是藉助直線驅動裝置，在原裝置的基礎上增加了 I根齒條和I個齒輪，構成了分度工作檯。在對現有技術的研究和實踐過程中，本實用新型的發明人發現，上述分度工作檯利用了工具機直線坐標運動，並將其轉換為自己的旋轉運動，而沒有通常意義上自己獨立的電機、驅動及減速器。這種分度工作檯一旦在旋轉過程中遇到車間停電等特殊情況後停止，就會處於一個未知角度。首先，這個角度不是目標角度，同時，在這個角度上，分度工作檯放下後齒盤無法嚙合，工具機無法做加工。這個時候通常只能從機械上校準零點。這在日常生產中是很不利的，既耽誤了生產時間，同時，車間操作工不懂得如何從機械上校準，需要專門的維修人員對分度工作檯進行調零，這樣又耗費了人力。

實用新型內容為了解決現有技術中分度工作檯由於停電等原因突然停止再次上電時很難恢復到原有位置的問題，本實用新型實施例提供一種工具機分度工作檯控制器及工具機。本實用新型實施例解決上述技術問題所採取的技術方案是一種工具機分度工作檯控制器，包括:角度檢測單元、控制單元和存儲單元，所述控制單元用於控制所述角度檢測單元實時檢測所述分度工作檯當前的角度，並將所述分度工作檯當前的角度存儲到存儲單元中。所述工具機分度工作檯控制器還包括用於輸入所述工作檯旋轉角度的輸入單元。所述輸入單元為數控鍵盤。所述控制單元還包括用於將從輸入單元輸入的旋轉角度轉化成電機轉角行程的
計算單元。所述工具機分度工作檯控制器還包括用於檢測是否掉電的掉電檢測單元，所述掉電檢測單元與所述控制單元相連。所述存儲單元包括用於存儲掉電狀態時分度工作檯當前角度的掉電狀態存儲單
J Li ο所述工具機分度工作檯控制器還包括用於向伺服電機輸出控制信號的輸出單元，所述輸出單元與所述控制單元相連。本實用新型還包括一種工具機，包括上述的工具機分度工作檯控制器、與所述工具機分度工作檯控制器相連的伺服電機以及在所述伺服電機驅動下運動的分度工作檯。[0013]本實用新型工具機分度工作檯控制器及工具機，與現有技術相比，對分度工作檯分度控制進行改進，加入了分度工作檯角度實時檢測單元和存儲單元，在分度工作檯旋轉過程中遇到車間停電等特殊情況後停止時，存儲分度工作檯當前角度，並在工具機再次通電後，自動調零和恢復，不需要專業的維修人員再對分度工作檯進行調零和恢復。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖:圖1是本實用新型一種工具機分度工作檯控制器結構框圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。實施例一、本實用新型一種工具機分度工作檯控制器，如圖1所示，包括:角度檢測單元2、控制單元I和存儲單元3，所述控制單元I用於控制所述角度檢測單元2實時檢測所述分度工作檯當前的角度，並將所述分度工作檯當前的角度存儲到存儲單元3中。優選的，所述角度檢測單元為角度傳感器，所述控制單元將所述角度傳感器檢測的分度工作檯的當前角度實時存儲到存儲單元中。所述工具機分度工作檯控制器還包括用於輸入所述工作檯旋轉角度的輸入單元4，所述輸入單元4與所述控制單元I相連。優選的，所述輸入單元4為數控鍵盤。所述控制單元I還包括用於將從輸入單元4輸入的旋轉角度轉化成電機轉角行程的計算單元。所述分度工作檯是利用坐標的直線運動間接地實現工作檯的迴轉分度運動，工作檯分度時它的最小轉動角度，也就是端齒盤最小轉角，通常稱之為端齒盤的單位轉角(常用的有3°、5°和1° )。為實現單位轉角的轉動，與之關聯的直線坐標相對應要移動一段距離，這個距離我們稱它為單位轉角行程。單位轉角行程是計算指令轉角行程基本運算單位。任何一臺用齒盤定位的分度的臥式加工中心，其工作檯的分度數是固定的。常用的齒盤的分度數有3° *120等分、5° *72等分和1° *360等分三種。從結構上來說，任何一臺臥式加工中心，所配置的齒盤的等分數決定了工具機分度工作檯的最小分度角(單位轉角)。齒輪與齒條的模數和齒輪的齒數決定了齒輪的周長和齒條的最小有效長度。因此，單位轉角行程應等於齒輪節圓直徑除以齒盤的等分數。設單位轉角行程為Ln，齒輪節圓直徑為dm，齒盤等數為N，則單位轉角行程為:Ln=dm/N採用本分度工作檯的任何一臺臥式加工中心，Ln是一個定數。例如一臺臥式加工中心分度工作檯配置了 5° *72等分的齒盤，5°就是該工具機分度工作檯的最小分度角(單位轉角)，而單位轉角行程!^=^/ 〗，對這臺工具機而言，齒輪節圓直徑七是唯一的，所以單位轉角行程Ln也是定數。分度工作檯只有在特定的角度上才能放下，然後齒盤能全部嚙合。如上，假如分度工作檯調試後，在0°角放下後齒盤能全部嚙合，則該分度工作檯只有在Μ*5° (Μ為整數)的角度上才能在放下後齒盤能全部嚙合，而且在其他的角度上，分度工作檯都無法在放下後齒盤能全部嚙合。同樣的道理，分度工作檯並不是任意位置都能抬起，而只有處於一系列特定的位置，才能在抬起後使得齒輪和齒條全部嚙合。工具機工作時，分度工作檯分度是按程序指令執行的，通常是用B指令來指令工作檯的分度角度，如指令工作檯旋轉到30°，就用Β30這條指令來指定工作檯分度到30°角度。對於這種結構的分度工作檯來說，我們有必要計算出對應指令轉角的直線坐標，我們稱之為工作檯的指令轉角行程，而指令轉角行程就是X軸(或Z軸)因工作檯分度需要，而移動的行程。由於該機構選擇了 X軸的伺服電機來驅動分度工作檯，因此指令轉角行程就是X向的行程。設定α為當前分度工作檯角度，β為分度工作檯分度的目標角度，則指令轉角行程的公式為:X= ( β - a ) *Ln對於一臺安裝了上例中的分度工作檯的工具機，控制分度工作檯分度，首先要確定分度工作檯基準，即工作檯指定角度所對應的X軸的坐標位置，通常情況下都指定分度工作檯0°角度對應的X軸位置這樣，就確定了分度工作檯任意角度η對應的X軸位置Xn:Xn=n*Ln - X0這裡所述的分 度工作檯0°角度對應X軸位置Xtl，是在工具機安裝階段，工具機廠家機械技術人員通過儀器測量確定的。在Xtl位置，分度工作檯處於0°，而且能實現抬起和放下，抬起後齒輪和齒條能嚙合，放下後齒盤也能全部嚙合。在實際加工時該分度工作檯分度的過程還有很重要的一步，就是在分度工作檯抬起之前，需要找到之前放下時對應X軸的位置，然後再抬起。因為只有在這個位置，才能確定分度工作檯能順利抬起。同時受到X軸行程的限制，通常的做法是分度工作檯分度的角度和X軸坐標為一一對應關係，即某一角度對應於X軸上唯一的坐標。所述工具機分度工作檯控制器還包括用於檢測是否掉電的掉電檢測單元6。所述存儲單元3包括用於存儲掉電狀態時分度工作檯當前角度的掉電狀態存儲單元。所述掉電檢測單元6檢測到工具機突然掉電或者由於故障等原因掉電時，發送掉電信號給控制單元，控制單元將角度檢測單元檢測的分度工作檯當前的角度存儲到存儲單元的掉電狀態存儲單元中。所述工具機分度工作檯控制器還包括用於向伺服電機輸出控制信號的輸出單元7，所述輸出單元7與所述控制單元I相連。所述輸出單元與伺服電機相連，用於向伺服電機輸出轉角行程。本實用新型的工作過程，當發生掉電或出現故障時，掉電檢測單元檢測發送掉電信號給控制單元，控制單元將角度檢測單元檢測的分度工作檯當前的角度存儲到存儲單元的掉電狀態存儲單元中。當再次上電時，控制單元可從存儲單元中取出掉電時的角度信息，從輸出單兀輸出掉電時的角度信息給伺服電機，可恢復原分度工作檯的狀態。本實用新型工具機分度工作檯控制器及工具機，與現有技術相比，對分度工作檯分度控制進行改進，加入了分度工作檯角度實時檢測單元和存儲單元，在分度工作檯旋轉過程中遇到車間停電等特殊情況後停止時，存儲分度工作檯當前角度，並在工具機再次通電後，自動調零和恢復，不需要專業的維修人員再對分度工作檯進行調零和恢復。實施例二、本實用新型還包括一種工具機，包括上述的工具機分度工作檯控制器、與所述工具機分度工作檯控制器相連的伺服電機以及在所述伺服電機驅動下運動的分度工作檯。在上述實施例中，僅對本實用新型實施例進行了示範性描述，但是本領域技術人員在閱讀本專利申請後可以在不脫離本實用新型實施例的精神和範圍的情況下對本實用新型實施例進行各種修改。
權利要求1.一種工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，包括:角度檢測單元、控制單元和存儲單元，所述控制單元用於控制所述角度檢測單元實時檢測所述分度工作檯當前的角度，並將所述分度工作檯當前的角度存儲到存儲單元中。
2.根據權利要求1所述的工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，還包括用於輸入所述分度工作檯旋轉角度的輸入單元，所述輸入單元與所述控制單元相連。
3.根據權利要求2所述的工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，所述輸入單元為數控鍵盤。
4.根據權利要求1所述的工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，所述控制單元還包括用於將從輸入單元輸入的旋轉角度轉化成電機轉角行程的計算單元。
5.根據權利要求1所述的工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，還包括用於檢測是否掉電的掉電檢測單元，所述掉電檢測單元與所述控制單元相連。
6.根據權利要求5所述的工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，所述存儲單元還包括用於存儲掉電狀態時分度工作檯當前角度的掉電狀態存儲單元。
7.根據權利要求1所述的工具機分度工作檯控制器，其特徵在於，還包括用於向伺服電機輸出控制信號的輸出單元，所述輸出單元與所述控制單元相連。
8.一種工具機，其特徵在於:包括權利要求1至權利要求7中任意一項所述的工具機分度工作檯控制器、與所述工具機分度工作檯控制器相連的伺服電機以及在所述伺服電機驅動下運動的分度工作檯。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種工具機分度工作檯控制器及工具機，角度檢測單元、控制單元和存儲單元，所述控制單元用於控制所述角度檢測單元實時檢測所述分度工作檯當前的角度，並將所述分度工作檯當前的角度存儲到存儲單元中。本實用新型工具機分度工作檯控制器及工具機，與現有技術相比，對分度工作檯分度控制進行改進，加入了分度工作檯角度實時檢測單元和存儲單元，在分度工作檯旋轉過程中遇到車間停電等特殊情況後停止時，存儲分度工作檯當前角度，並在工具機再次通電後，自動調零和恢復，不需要專業的維修人員再對分度工作檯進行調零和恢復。
文檔編號B23Q17/22GK203031382SQ20122074823
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者顧德坤 申請人:深圳市配天數控科技有限公司