专利名称：数控珩磨机往复行程控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及珩磨机的行程控制装置，尤其是数控珩磨机往复行程 控制装置。
背景技术：
数控绗磨机的往复行程精度控制一直是制约珩磨机高速化发展的瓶
颈，现有数控珩磨机己经能够实现采用可编程控制器(PLC)控制液压驱 动机构的主轴启动电磁阀来启动/停止主轴的移动，但主轴的换向还是通 过机械方式控制相应液压驱动机构的阀门来实现的，现有绗磨机采用多个 机械式行程开关来间接检测主轴的位置，行程控制是靠传动机构，如机械 链轮将直线运动转化为旋转撞块的碰撞或滑块的碰撞来改变珩磨机往复 的换向，往复的行程是靠调整滑块、撞块的位置来实现的。中国实用新型 专利《汽车电子转向器》(授权公告号CN 2695319Y，授权公告日2005 年4月27日，申请号200420041812.2)公开了一种通过旋转编码器检 测汽车方向盘的旋转方向和角度，输出至控制电路，再通过步进电机控制 齿轮箱以实现汽车转向的装置。
然而现有数控珩磨机的往复行程控制装置也存在一些缺陷
1、 改变行程需要手动调整开关的安装位置，既不方便又容易造成较 大误差；
2、 机械式开关在使用过程中容易发生磨损、松动、甚至损坏，影响 定位精度；
43、 为保持精度，需要经常校正开关的位置；
4、 由于开关有一定的外形尺寸，导致要求过小的行程时无法安装。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种调整灵活，效率高，采用非接触式、无 撞块控制，精度高并且可用于小行程控制的数控珩磨机往复行程控制装 置。
本实用新型的技术方案是
一种数控珩磨机往复行程控制装置，其特别之处在于，包括传动机构 和旋转编码器，其中传动机构的输入端与珩磨机主轴连接，其输出端与旋 转编码器的输入轴连接从而将銜磨机主轴的往复直线运动转化为旋转编 码器输入轴的旋转运动，而旋转编码器的信号输出端与珩磨机上可控制主 轴运动的控制器的输入端电气联通。
进一步的，其中主轴的驱动装置是液压驱动机构，该液压驱动机构上 分别设有主轴启动电磁阀和主轴换向电磁阀，所述珩磨机上的控制器的输 出端分别与主轴启动电磁阔和主轴换向电磁阀的控制端电气联通。
更进一步的，其中传动机构包括一连接杆，该连接杆的一端通过轴承 与珩磨机主轴连接从而仅在主轴沿轴向直线运动时同步移动，连接杆的另 一端固定在一传动带上，该传动带的带轮的轴与旋转编码器的输入轴固定 连接。
其中传动带的带轮的轴与旋转编码器的输入轴通过联轴器连接。 其中传动带是同步齿型带、三角带、或"0"型带。
其中在传动带上固定有一感应块，在传动带旁固定安装有一可与该感 应块配合的零点接近开关，该零点接近开关信号输出端与珩磨机的控制器 输入端电气联通，从而为控制器提供珩磨机主轴位置的零点参考坐标。
5其中在传动带旁的零点接近开关上方固定安装有一也可与所述感应 块配合的上极限接近开关，该上极限接近开关信号输出端与珩磨机的控制 器输入端电气联通，从而为珩磨机控制器提供主轴位置的上极限参考坐 标。
进一步的，其中控制器是可编程控制器。
更进一步的，其中可编程控制器配有作为人机界面的触摸屏或工控机。
本实用新型采用传动机构将珩磨机主轴沿轴向的直线往复运动转化 为旋转运动，并且通过旋转编码器检测该旋转运动，进而通过脉冲信号将
珩磨机主轴的运动方向和位置传送至珩磨机上的PLC中，PLC据此与触摸 屏或工控机设定的目标数值进行比较发出指令信号去控制电磁阀从而控 制主轴往复及换向的液压驱动机构，实现对主轴的往复行程进行精确的控 制。本实用新型将现有技术中采用机械检测主轴位置的方式替换为采用旋 转编码器检测主轴位置的方式，提高了控制精度和灵敏度，并且通过PLC 和触摸屏人机界面数据设定，就能够方便的改变主轴的行程和换向点，更 可以实现极小的往复行程。
附图1为本实用新型的结构示意图； 附图2为本实用新型的结构示意图； 附图3为本实用新型中背景技术的示意图;
附图4为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型作进一步详细的说明:
6如图1所示，本实用新型包括传动机构和旋转编码器5，其中传动机 构的输入端与珩磨机主轴1连接,其输出端与旋转编码器5的输入轴连接， 从而将主轴1的往复直线运动转化为旋转编码器5输入轴的旋转运动，而 旋转编码器5的信号输出端与珩磨机的控制器输入端电气联通，其中珩磨 机主轴1的驱动装置采用液压驱动机构，该液压驱动机构上分别设有控制 主轴启动/停止的主轴启动电磁阀和控制主轴换向的主轴换向电磁阀，珩 磨机上控制器的输出端分别与主轴启动电磁阀和主轴换向电磁阀的控制 端电气联通，该控制器可通过相应电磁阀来控制用于驱动主轴l往复、换 向的液压驱动机构，从而控制主轴1的往复运动，具体控制方式和过程均 为现有数控珩磨机中使用的常规技术。
如图1所示，传动机构包括一连接杆2，该连接杆2的一端通过轴承 与主轴1连接，从而仅在主轴l沿轴向运动时同步移动，而在主轴l沿轴 向旋转时保持不动，连接杆2的另一端固定在一传动带3上，该传动带3 的带轮4的轴与旋转编码器5的输入轴通过联轴器或以其它方式固定连 接，以使二者同步转动，传动带3可以采用同步齿型带、三角带、或"0" 型带。
如图2所示，在传动带3上固定有一感应块6，其通常为一铁体，在 传动带3旁固定安装有一可与该感应块6配合的零点接近开关7，该零点 接近开关7信号输出端与珩磨机的控制器输入端电气联通，从而为控制器 提供一主轴1位置的零点参考坐标。
如图2所示，在传动带3旁的零点接近开关7上方固定安装有一也可 与感应块6配合的上极限接近开关8，该上极限接近开关8信号输出端同 样与珩磨机的控制器输入端电气联通，从而为控制器提供一主轴1位置的 上极限参考坐标。
数控珩磨机的tf制器采用可编程控制器PLC, PLC还可配有作为人机
7界面的触摸屏或工控机。
本实施例采用的旋转编码器5发出的脉冲分A相脉冲和B相脉冲，有 了 A、B两相脉冲，PLC的CPU高速计数端就可以根据两相脉冲到来的顺序， 判断旋转编码器5的转动方向，如设定正向旋转为加计数，则反向旋转为 减计数。
本实施例中的数控珩磨机使用的是欧姆龙CJ1M可编程控制器，自带 有一个100 KHz的高速计数单元。 一般珩磨机的往复速度在3 — 30米/分， 即最大往复速度为500毫米/秒，假设编码器由带轮4直联带动，带轮4 直径为60毫米，周长L:188,4毫米，则编码器最高转速为(500/188.4) 转/秒，约为2.65转/秒，如编码器每转输出脉冲10000P/R，则编码器 最高频率为26.5 KHz，远小于100 KHz，本实施例选用的旋转编码器5为 0RM0N E6B2—CWZ6C—2000P/R，每转能输出2000个A、 B脉冲，而欧姆 龙CJ1M的CPU对高速输入端的脉冲取上升沿和下降沿的跳变信号作为计 数信号，相当于对旋转编码器5发出的脉冲信号有四倍频的作用，即旋转 编码器5旋转一转，CPU的高速计数单元按8000P/R计数，即使这样也不 会超出CPU的最高计数频率，无需另加高速计数硬件单元。
本实用新型的工作原理是
将数控珩磨机往复全行程的上、下换向点，零点参考坐标数值分别以 十进制数放置在CJ1M数据寄存区不同的DM地址当中，以这些数值为目标 值，而高速计数输入端经旋转编码器传送来的累加计数或累减计数为当前 值，用当前值与几个目标值进行比较，就能够计算出主轴的位置，比较的 结果可发出中断，控制主轴往复是向下换向还是向上换向。
如前所述，设带轮直径为60毫米，周长L二188.4毫米，ORMON E6B2 一CWZ6C—2000P/R旋转编码器每转一圈发出的脉冲数为8000个，旋转编 码器的每个脉冲代表往复移动的距离即脉冲当量，计算得脉冲当量=188.4/8000=0.02356毫米/转，根据这一脉冲当量可计算出从零点参考 坐标分别到上、下换向点以及上极限参考坐标的距离(脉冲数)，这些距 离的数值可作为它们的坐标，上下换向点的坐标之差即为往复行程的距 离。当主轴的往复行程确定后，改变上、下换向点的坐标值，即可改变主 轴往复的行程区间，这些数值的设定可通过触摸屏或工控机等人机界面来 直接进行，然后根据相应的通讯协议传送到CJ1M的DM区寄存器中。
本实用新型的工作过程就是将主轴的直线位移通过传动机构转化为 旋转运动，供旋转编码器进行检测，首先通过零点接近开关和感应块的配 合确定零点参考坐标，再根据加工要求计算出上下换向点的坐标，并通过 人机界面输入PLC中作为目标值，旋转编码器检测的结果按照位移量的多 少和方向按比例发出正向或负向脉冲信号，输出至数控珩磨机的PLC中， 经高速计数器计数及CPU处理后即可得到主轴位置的当前值，再通过与PLC 中的目标值进行比较，PLC将比较结果通过输出继电器输出，控制相应电 磁阀，进而控制用于驱动主轴往复、换向的液压驱动机构，实现对主轴的 往复行程进行精确的自动控制。
权利要求1、一种数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于包括传动机构和旋转编码器(5)，其中传动机构的输入端与珩磨机主轴(1)连接，其输出端与旋转编码器(5)的输入轴连接从而将珩磨机主轴(1)的往复直线运动转化为旋转编码器(5)输入轴的旋转运动，而旋转编码器(5)的信号输出端与珩磨机上可控制主轴(1)运动的控制器的输入端电气联通。
2、 如权利要求1所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于其中主轴(1)的驱动装置是液压驱动机构，该液压驱动机构上分别设有 主轴启动电磁阀和主轴换向电磁阀，所述珩磨机上的控制器的输出端分别 与主轴启动电磁阀和主轴换向电磁阀的控制端电气联通。
3、 如权利要求2所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于其中传动机构包括一连接杆(2)，该连接杆(2)的一端通过轴承与銜磨机主轴(1)连接从而仅在主轴(1)沿轴向直线运动时同步移动，连接杆(2)的另一端固定在一传动带(3)上，该传动带(3)的带轮(4)的轴 与旋转编码器(5)的输入轴固定连接。
4、 如权利要求3所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于 其中传动带(3)的带轮(4)的轴与旋转编码器(5)的输入轴通过联轴 器连接。
5、 如权利要求3所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于 其中传动带(3)是同步齿型带、三角带、或"0"型带。
6、 如权利要求3所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于: 其中在传动带(3)上固定有一感应块(6)，在传动带(3)旁固定安装有 一可与该感应块(6)配合的零点接近开关(7)，该零点接近开关(7)信 号输出端与珩磨机的控制器输入端电气联通，从而为控制器提供绗磨机主轴(1)位置的零点参考坐标。
7、 如权利要求6所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于-其中在传动带(3)旁的零点接近开关(7)上方固定安装有一也可与所述感应块(6)配合的上极限接近开关(8)，该上极限接近开关(8)信号输出端与珩磨机的控制器输入端电气联通，从而为珩磨机控制器提供主轴(1)位置的上极限参考坐标。
8、 如权利要求1至7中任意一项所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于其中控制器是可编程控制器。
9、 如权利要求8所述的数控珩磨机往复行程控制装置，其特征在于其中可编程控制器配有作为人机界面的触摸屏或工控机。
专利摘要本实用新型涉及珩磨机的行程控制装置，尤其是数控珩磨机往复行程控制装置，包括传动机构和旋转编码器(5)，其中传动机构的输入端与珩磨机主轴(1)连接，其输出端与旋转编码器(5)的输入轴连接从而将珩磨机主轴(1)的往复直线运动转化为旋转编码器(5)输入轴的旋转运动，而旋转编码器(5)的信号输出端与珩磨机上可控制主轴(1)运动的控制器的输入端电气联通，本实用新型将现有技术中采用机械检测主轴位置的方式替换为采用旋转编码器检测主轴位置，提高了控制精度和灵敏度，并且能够通过PLC的人机界面进行数据设定，方便的改变主轴的行程和换向点，更可以实现极小的往复行程。
文档编号B24B49/10GK201275725SQ200820177480
公开日2009年7月22日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者刘延明, 吕玉清, 左光耀, 景兆才 申请人:宁夏中卫大河机床有限责任公司