一种变频调速车床的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种变频调速车床，车床控制系统包括由变频器控制的主电机，变频器的正转信号端口通过第一继电器的第一常开触头、反转信号端口通过第二继电器的第一常开触头分别经第三继电器的第一常开触头与数字地端口连接；控制电源通过三个支路向分别第一继电器、第二继电器和第三继电器的线圈提供吸合电源；仪表显控电路中测速光电开关和X、Z轴光栅尺的信号线均接入数显表，数显表的模拟量输出端与变频器的模拟量输入端连接，数显表的公共地端与变频器的模拟量地端连接；数显表的档位信号口通过档位检测开关与数显表的公共地端连接。数显表根据Z坐标和档位信号，计算所需转速并将转速信号送到变频器，从而实现对主电机转速的自动调节。
【专利说明】一种变频调速车床
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变频调速车床，属于车床【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现有车床的控制系统包括主电路B、仪表显控电路C和控制电路D，380V电源通过变压器TC向仪表显控电路C提供220V电源，向控制电路D提供24V电源。
[0003]主电路B包括变频器A2和由变频器控制的主电机Ml，变频器的正转信号端口 FWD通过第一继电器的第一常开触头1-1和第三继电器的第一常开触头3-1与数字地端口 DCM连接，变频器的反转信号端口 REV通过第二继电器的第一常开触头2-1和第三继电器的第一常开触头3-1与数字地端口 DCM连接；变频器A2的制动端口连接有制动电阻R，变频器的1V电源通过调速电位器与变频器的模拟量地端ACM连接，调速电位器的调节端与变频器的模拟量输入端AVI连接。
[0004]仪表显控电路C包括数显表Al、测速光电开关SQ3、X轴光栅尺LX和Z轴光栅尺LZ, X轴光栅尺LX的信号线接入数显表Al的X坐标输入端，Z轴光栅尺LZ的信号线接入数显表Al的Z坐标输入端；数显表Al的12V电源输出口 SI向测速光电开关SQ3的电源输入端提供电源，测速光电开关SQ3的地线与数显表Al的公共地端S5连接，测速光电开关SQ3的信号输出端与数显表Al的脉冲计数口 S3连接。
[0005]控制电路D包括第一微动开关SQl、第二微动开关SQ2、第一继电器1、第二继电器2和第三继电器3，控制电源的火线与零线之间设有三条支路，第一支路为第一微动开关的常开触点SQ1-2与第一继电器I的线圈串联；第二支路为第一微动开关的常闭触点SQl-1依次与第二微动开关的常开触点SQ2-2和第二继电器2的线圈串联；第三支路为第一微动开关的常闭触点SQl-1与第二微动开关的常闭触点SQ2-1串联后再与第三继电器的第二常开触点3-2并联，再与第三继电器3的线圈串联。
[0006]机床处于停止位置时，第一微动开关的常闭触点SQl-1和第二微动开关的常闭触点SQ2-1通路，第三继电器3的线圈得电吸合并通过第三继电器的第二常开触点3-2自保，主电路A中第三继电器的第一常开触点3-1闭合为主电机Ml正反转做好准备。
[0007]仅按下第一微动开关SQl，第一微动开关的常开触点SQ1-2闭合，第一微动开关的常闭触点SQl-1断开，第一继电器I的线圈得电，第一继电器的第一常开触头1-1闭合，变频器A2的正转信号端口 FWD与数字地端口 DCM接通，主电机Ml正转。
[0008]仅按下第二微动开关SQ2，第二微动开关的常开触点SQ2-2闭合，第二微动开关的常闭触点SQ2-1断开，第二继电器2的线圈得电，第二继电器的第一常开触头2-1闭合，变频器A2的反转信号端口 REV与数字地端口 DCM连通，主电机Ml反转。
[0009]测速光电开关提供的主轴实际转速信号、X轴光栅尺提供的X坐标和Z轴光栅尺提供的Z坐标在数显表上显示，操作者可以根据Z坐标手动旋转调速电位器改变主电机Ml的转速，释放第一微动开关SQl或第二微动开关SQ2时机床停止，变频器A2通过制动电阻R释放主电机Ml的能量,实现电气制动。[0010]以上系统存在如下不足之处:1.主电机转速仅靠肉眼观察数显表显示的Z坐标，手动调整调速电位器，在运转过程中，主轴转速不能随机床Z轴坐标自动变化。
[0011]2.没有配合机械变档变速，仅依靠变频器的电气变速，机床低速时，功率小，机械特性很差。
[0012]3.没有配合机械刹车，仅依靠变频器的电气制动，机床安全性能较差，如紧急情况下给机床断电，变频器断电不工作机床主轴无安全制动。
实用新型内容
[0013]本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种变频调速车床，变频器的调速由手动控制改为由数显表自动控制。
[0014]为解决以上技术问题，本实用新型的一种变频调速车床，包括车床控制系统，所述车床控制系统包括主电路、仪表显控电路和控制电路，所述仪表显控电路包括数显表、测速光电开关、X轴光栅尺和Z轴光栅尺，所述X轴光栅尺的信号线接入所述数显表的X坐标输入端，所述Z轴光栅尺的信号线接入所述数显表的Z坐标输入端；所述数显表的12V电源输出口向所述测速光电开关的电源输入端提供电源，所述测速光电开关的地线与所述数显表的公共地端连接，所述测速光电开关的信号输出端与所述数显表的脉冲计数口连接；所述控制电路包括第一微动开关、第二微动开关、第一继电器、第二继电器和第三继电器，控制电源的火线与零线之间设有三条支路，第一支路为第一微动开关的常开触点与第一继电器的线圈串联；第二支路为第一微动开关的常闭触点依次与第二微动开关的常开触点和第二继电器的线圈串联；第三支路为第一微动开关的常闭触点与第二微动开关的常闭触点串联后再与第三继电器的第二常开触点并联，再与第三继电器的线圈串联；所述主电路包括变频器和由变频器控制的主电机，所述变频器的正转信号端口通过第一继电器的第一常开触头和第三继电器的第一常开触头与数字地端口连接，所述变频器的反转信号端口通过第二继电器的第一常开触头和第三继电器的第一常开触头与所述数字地端口连接；所述数显表的模拟量输出端与所述变频器的模拟量输入端连接，所述数显表的公共地端与所述变频器的模拟量地端连接；所述数显表的档位信号口通过档位检测开关与所述数显表的公共地端连接。
[0015]相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果:数显表根据Z轴光栅尺提供的Z坐标，结合档位检测开关提供的档位信号，计算所需主轴转速并将转速信号送到变频器的模拟量输入端，从而实现对主电机转速的自动调节，可以达到恒线速功能。
[0016]作为本实用新型的改进，所述控制电路中，控制电源的火线与零线之间设有第四支路和第五支路，第四支路为时间继电器的线圈直接连接在控制电源的火线与零线之间；第五支路为所述时间继电器的延时常闭触点与二极管并联后与整流桥串联，所述整流桥向主轴刹盘线圈供电。采用机械刹车配合变频器的制动电阻制动，机床在通电状态时，主轴刹盘线圈始终得电维持刹盘处于松开状态；经时间继电器延时几秒后，时间继电器的常闭触点断开，刹盘线圈通过二极管经整流器半波整流吸合保持，以减少线圈发热和节能，刹盘处于打开状态，主轴可以转动；一旦机床遇紧急情况拉闸断电，主轴刹盘线圈失电，刹盘复位抱死主轴。
[0017]作为本实用新型的优选方案，所述数显表为KN30V型数显表或GS9DPA型数显表。[0018]作为本实用新型的优选方案，所述变频器为台达VFD055B43A型变频器。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。
[0020]图1为本实用新型变频调速车床的控制系统电气图。
[0021]图中:B.王电路；C.仅表显控电路；D.控制电路；SA0.电源开关；QMl.断路器；A2.变频器；R.制动电阻；M1.主电机；TC.变压器；A1.数显表；LX.X轴光栅尺；LZ.Z轴光栅尺；SQl.第一微动开关；SQ2.第二微动开关；SQ3.测速光电开关；SQ4.档位检测开关；SB0.急停开关；T.时间继电器；V.二极管；VC.整流桥；YB.主轴刹盘线圈；1.第一继电器；2.第二继电器；3.第三继电器。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型变频调速车床，包括车床控制系统，车床控制系统包括主电路B、仪表显控电路C和控制电路D。380V电源通过电源开关SAO和断路器QMl向变频器A2供电，再通过变压器TC向仪表显控电路C提供220V电源，向控制电路D提供24V电源。
[0023]主电路B包括变频器A2和由变频器控制的主电机Ml，变频器的正转信号端口 FWD通过第一继电器的第一常开触头1-1和第三继电器的第一常开触头3-1与数字地端口 DCM连接，变频器的反转信号端口 REV通过第二继电器的第一常开触头2-1和第三继电器的第一常开触头3-1与数字地端口 DCM连接；数显表Al的模拟量输出端S7与变频器的模拟量输入端AVI连接，数显表Al的公共地端S5与变频器的模拟量地端ACM连接；数显表Al的档位信号口 S4通过档位检测开关SQ4与数显表Al的公共地端S5连接。变频器A2的制动端口连接有制动电阻R，变频器的1V电源通过调速电位器与变频器的模拟量地端ACM连接，调速电位器的调节端与变频器的模拟量输入端AVI连接。
[0024]仪表显控电路C包括数显表Al、测速光电开关SQ3、X轴光栅尺LX和Z轴光栅尺LZ, X轴光栅尺LX的信号线接入数显表Al的X坐标输入端，Z轴光栅尺LZ的信号线接入数显表Al的Z坐标输入端；数显表Al的12V电源输出口 SI向测速光电开关SQ3的电源输入端提供电源，测速光电开关SQ3的地线与数显表Al的公共地端S5连接，测速光电开关SQ3的信号输出端与数显表Al的脉冲计数口 S3连接；
[0025]控制电路D包括急停开关SB0、第一微动开关SQl、第二微动开关SQ2、第一继电器1、第二继电器2和第三继电器3，急停开关SBO串接在控制电源的火线上，控制电源的火线与零线之间设有五条支路，第一支路为第一微动开关的常开触点SQ1-2与第一继电器I的线圈串联；第二支路为第一微动开关的常闭触点SQl-1依次与第二微动开关的常开触点SQ2-2和第二继电器2的线圈串联；第三支路为第一微动开关的常闭触点SQl-1与第二微动开关的常闭触点SQ2-1串联后再与第三继电器的第二常开触点3-2并联，再与第三继电器3的线圈串联；第四支路为时间继电器T的线圈直接连接在控制电源的火线与零线之间；第五支路为时间继电器的延时常闭触点T-1与二极管V并联后与整流桥VC串联，整流桥VC向主轴刹盘线圈YB供电。
[0026]机床处于停止位置时，第一微动开关的常闭触点SQl-1和第二微动开关的常闭触点SQ2-1通路，第三继电器3的线圈得电吸合并通过第三继电器的第二常开触点3-2自保，主电路A中第三继电器的第一常开触点3-1闭合为主电机Ml正反转做好准备。
[0027]仅按下第一微动开关SQl,第一微动开关的常开触点SQ1-2闭合,第一微动开关的常闭触点SQl-1断开，第一继电器I的线圈得电，第一继电器的第一常开触头1-1闭合，变频器A2的正转信号端口 FWD与数字地端口 DCM接通，主电机Ml正转。
[0028]仅按下第二微动开关SQ2，第二微动开关的常开触点SQ2-2闭合，第二微动开关的常闭触点SQ2-1断开，第二继电器2的线圈得电，第二继电器的第一常开触头2-1闭合，变频器A2的反转信号端口 REV与数字地端口 DCM连通，主电机Ml反转。
[0029]测速光电开关SQ3提供的主轴实际转速信号、X轴光栅尺LX提供的X坐标和Z轴光栅尺LZ提供的Z坐标在数显表Al上显示。数显表Al根据Z轴光栅尺提供的Z坐标，结合档位检测开关SQ4提供的档位信号，计算所需主轴转速并将转速信号送到变频器A2的模拟量输入端AVI，从而实现对主电机转速的自动调节，可以达到恒线速功能。
[0030]机床在通电状态时，主轴刹盘线圈YB始终得电维持刹盘处于松开状态；经时间继电器T延时几秒后，时间继电器的常闭触点T-1断开，主轴刹盘线圈YB通过二极管V经整流器VC半波整流吸合保持，以减少线圈发热和节能，刹盘处于打开状态，主轴可以转动。释放第一微动开关SQl或第二微动开关SQ2时机床停止，变频器A2通过制动电阻R释放主电机Ml的能量，实现电气制动。一旦机床遇紧急情况拉闸断电,主轴刹盘线圈YB失电，刹盘复位抱死主轴。
[0031]数显表可以选用帝马数字机器(深圳)有限公司生产的KN30V型数显表或北京中科恒业中自技术有限公司生产的GS9DPA型数显表，变频器可以选用台达VFD055B43A型变频器。
[0032]以上仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。
【权利要求】
1.一种变频调速车床，包括车床控制系统，所述车床控制系统包括主电路(B)、仪表显控电路(C)和控制电路(D)，所述仪表显控电路(C)包括数显表(Al)、测速光电开关(SQ3 )、X轴光栅尺(LX)和Z轴光栅尺(LZ)，所述X轴光栅尺(LX)的信号线接入所述数显表(Al)的X坐标输入端，所述Z轴光栅尺(LZ)的信号线接入所述数显表(Al)的Z坐标输入端；所述数显表(Al)的12V电源输出口(SI)向所述测速光电开关(SQ3)的电源输入端提供电源，所述测速光电开关(SQ3)的地线与所述数显表(Al)的公共地端(S5)连接，所述测速光电开关(SQ3)的信号输出端与所述数显表(Al)的脉冲计数口(S3)连接； 所述控制电路(D)包括第一微动开关(SQ1)、第二微动开关(SQ2)、第一继电器(I)、第二继电器(2)和第三继电器(3)，控制电源的火线与零线之间设有三条支路，第一支路为第一微动开关的常开触点(SQ1-2)与第一继电器(I)的线圈串联；第二支路为第一微动开关的常闭触点(SQl-1)依次与第二微动开关的常开触点(SQ2-2)和第二继电器(2)的线圈串联；第三支路为第一微动开关的常闭触点(SQl-1)与第二微动开关的常闭触点(SQ2-1)串联后再与第三继电器的第二常开触点(3-2)并联，再与第三继电器(3)的线圈串联； 所述主电路(B)包括变频器(A2)和由变频器控制的主电机(M1)，所述变频器的正转信号端口(FWD)通过第一继电器的第一常开触头(1-1)和第三继电器的第一常开触头(3-1)与数字地端口(DCM)连接，所述变频器的反转信号端口(REV)通过第二继电器的第一常开触头(2-1)和第三继电器的第一常开触头(3-1)与所述数字地端口(DCM)连接； 其特征在于:所述数显表(Al)的模拟量输出端(S7)与所述变频器的模拟量输入端(AVI)连接，所述数显表(Al)的公共地端(S5)与所述变频器的模拟量地端(ACM)连接；所述数显表(Al)的档位信号口(S4)通过档位检测开关(SQ4)与所述数显表(Al)的公共地端(S5)连接。
2.根据权利要求1所述的变频调速车床，其特征在于:所述控制电路(D)中，控制电源的火线与零线之间设有第四支路和第五支路，第四支路为时间继电器(T)的线圈直接连接在控制电源的火线与零线之间；第五支路为所述时间继电器的延时常闭触点(T-1)与二极管(V)并联后与整流桥(VC)串联，所述整流桥(VC)向主轴刹盘线圈(YB)供电。
3.根据权利要求1所述的变频调速车床，其特征在于:所述数显表为KN30V型数显表或GS9DPA型数显表。
4.根据权利要求1所述的变频调速车床，其特征在于:所述变频器为台达VFD055B43A型变频器。
【文档编号】B23Q15/00GK203817880SQ201420183026
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】徐宝田, 王树风 申请人:扬州力创机床有限公司