蜗杆砂轮磨齿机数控系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102339033A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102339033A(43)申请公布日2012.02.01(21)申请号201110201570.3(22)申请日2011.07.19(71)申请人无锡星月科技有限公司地址214000江苏省无锡市滨湖区滨湖街道南湖中路28号(72)发明人孙珉(51)Int.Cl.G05B19/18(2006.01)B23F19/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称蜗杆砂轮磨齿机数控系统(57)摘要本发明公开了一种蜗杆砂轮磨齿机数控系统。该系统包括一立柜式机舱，所述机舱内包括AC交流电源模块、DC直流电源模块、主控制单元、功率驱动单元。所述主控制单元和功率驱动单元包括信号接收处理模块、电子齿轮比模块、差补模块、锁频锁相模块、以及功率驱动放大模块。该系统作为磨齿机专用的数控系统，采用直流伺服技术控制工件旋转轴，同时由于系统本身采用大规模硬件集成电路，并应用锁频锁相技术，使得在该系统控制下的磨齿机能达到同类型机床无法达到的磨削精度。平均精度比同类型产品高一至二级。CN10239ACCNN110233903302339046A权利要求书1/1页1.蜗杆砂轮磨齿机数控系统，包括一立柜式机舱，所述机舱内包括AC交流电源模块、DC直流电源模块、主控制单元、功率驱动单元；其特征在于，所述主控制单元和功率驱动单元包括信号接收处理模块、电子齿轮比模块、差补模块、锁频锁相模块、以及功率驱动放大模块；所述信号接收处理模块接收机床反馈信号及机床控制信号处理得到系统后级模块所需的电机编码器信号、直线编码器信号和开关输入信号这些脉冲信号；所述电子齿轮比模块根据信号接收处理模块输出的电机编码器信号通过倍频分频处理，输出砂轮反馈信号以及工件反馈信号；所述差补模块根据信号接收处理模块输出的直线编码器信号和开关输入信号通过误差检测以及计算处理，输出误差调节量和差补脉冲；所述锁频锁相模块根据接收到的砂轮反馈信号、工件反馈信号和差补脉冲处理输出主控制量；所述功率驱动放大模块根据接收到的误差调节量和主控制量，通过对系统主控制量进行适当的增益放大，输出用以驱动机床的参数信号。2.根据权利要求1的蜗杆砂轮磨齿机数控系统，其特征在于，所述机床反馈信号包括砂轮电机编码器信号、工件电机编码器信号、Z轴编码器信号以及Y轴编码器信号。3.根据权利要求1的蜗杆砂轮磨齿机数控系统，其特征在于，所述电机编码器信号包括砂轮脉冲信号、工件脉冲信号。2CCNN110233903302339046A说明书1/3页蜗杆砂轮磨齿机数控系统技术领域：[0001]本发明涉及一种精加工用的机床数控系统，特别涉及一种蜗杆砂轮磨齿机数控系统。背景技术：[0002]目前国内同规格的蜗杆砂轮磨齿机所配备的数控系统均为国外的标准数控系统，这种标准数控系统的虽然通用性高、功能很多，但并不是专门针对某一种机床而研发的系统，既可以用于磨齿机，也可以用于车床、磨床等机床。这样使得这种数控系统对蜗杆砂轮磨齿机的控制性相对较差，无法让磨齿机在使用时实现非常高的磨削精度。[0003]标准通用型数控系统是以一个CPU为核心，通过总线方式控制对其他多个模块。每一个模块均可实现对单个轴的控制，系统集成多个相同的模块从而实现对多个轴的控制。对不同类别的机床，CPU使用不同的软件控制算法。以蜗杆砂轮磨齿机而言，CPU调用内部4个硬件模块实现对4个轴的控制，而4个轴在磨削过程中的随动关系同样依靠CPU的软件算法。[0004]标准通用型数控系统优点是通用性较强，可针对不同类型的机床设计不同的算法，而不需对硬件进行大量修改。但是其优点大多是对设计者本身而言，对用户使用没有任何作用。且由于其采用软件算法控制延时大、响应慢(软件处理一般在μs级以上，而硬件处理可达ns级)，造成其精度无法提高。对磨齿机而言，精度一般分为1～12级，等级值越小，精度越高。使用标准通用型数控系统可达6级，而使用本发明的专用型数控系统可达4级。而且硬件上集成的多个功能模块并不是全部工作，造成资源的浪费。发明内容：[0005]鉴于上述技术问题，针对磨齿机这个特种加工工艺的机型，为了提高对这种机床的加工精度控制，本发明提供了一种蜗杆砂轮磨齿机数控系统。该系统作为磨齿机专用的数控系统，采用直流伺服技术控制工件旋转轴，同时由于系统本身采用大规模硬件集成电路，并应用锁频锁相技术，使得在该系统控制下的磨齿机能达到同类型机床无法达到的磨削精度。平均精度比同类型产品高一～二级。[0006]本发明的具体技术方案如下：[0007]蜗杆砂轮磨齿机数控系统，包括一立柜式机舱，所述机舱内包括AC交流电源模块、DC直流电源模块、主控制单元、功率驱动单元；[0008]所述主控制单元