专利名称：插床全数字自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制装置领域，特别一种用静磁栅尺定位的插床全数字自动控制装置。
背景技术：
大、中型插床可用于各种大、中型零件内外平面、型面和键槽等的粗精加工。在加工过程中，插床的滑枕按工件的要求，在给定的距离内进行往复运动，以前机床的往复运动靠不同的限位开关进行定位，对大中型工件加工来讲，调整定位块十分不方便，所以进口的插床采用了旋转变压器进行定位操作，用的是模拟信号控制，易随着温度上下飘移，影响系统控制精度，特别是老旧进口设备在国内没有合适的备件进行更换，导致设备故障频发，无法正常生产。为了解决这个问题，有的采用增量编码器进行位置控制，经常由于断电后定位信号消失，使机床动作失灵，严重的会撞坏工件，造成设备故障。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用静磁栅尺位移传感器检测滑枕位置的插床全数字自动控制装置，该装置能够控制插床的滑枕带动刀具按规定的距离往复运行，对工件尤其是大、中型复杂工件实现自动切削，从而使现有技术存在的问题得到解决。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下本实用新型提供的是一种采用静磁栅尺绝对位移传感器检测滑枕位置信号的插床全数字自动控制装置。该装置由自动控制电柜、测量机构组成，自动控制电柜主要由全数字调速装置和PLC可编程控制器组成直流电机拖动和机床自动控制电路，测量机构由静磁栅尺位移传感器和专用显示控制器组成。静磁栅尺位移传感器，其由静磁栅尺和静磁栅源组成，它们分别为主尺、副尺，副尺通过滑枕沿主尺的固定轨道滑动，主尺装在插床的床体上，电缆由后部引出与控制面板上的专用显示仪表电路相连。控制面板上设有控制插床滑枕垂直往复运行距离的输入按键。
本实用新型由于利用绝对位置检测的静磁栅尺作为机床的测量和定位装置，因此，与现有技术相比具有如下的显著效果成功的解决了插床滑枕的定位问题，改造后的插床结构简化，由于去掉了原有的发电机组，使运行噪声降低，采用数字输入，方便可靠，重复精度高。经过实际运行试验表明，控制精度符合工艺要求，调速平稳，适合对产品进行精加工，并且有助于提高产品质量。
图1显示了静磁栅尺装在插床床体9上的位置示意图图2显示了插床全数字控制装置结构图。
图3是静磁栅位移传感器的原理示意图。
图4是位于显示控制器面板上的按键排布示意图和背面接线示意图。
具体实施方式
本实用新型是一种用静磁栅尺定位的插床全数字自动控制装置。在本自动装置的控制下，大、中型插床滑枕往复运动可方便的用数字设定行程距离，并在工作过程中无级调速。
下面结合实施实例及附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型由自动控制电柜、测量机构组成。
如图2所示自动控制电柜主要由全数字调速装置+PLC可编程控制器组成直流电机拖动和机床自动控制电路。该电路中，全数字调速装置可采用英国欧陆590P型全数字直流调速装置，PLC可编程控制器可采用三菱PLC可编程控制器。
如图1所示测量机构由静磁栅尺位移传感器和专用显示控制器组成。静磁栅尺位移传感器，其由静磁栅尺1和静磁栅源3组成，它们分别为主尺、副尺，副尺通过滑枕4沿主尺的固定轨道滑动，主尺装在插床的床体9上，电缆由后部引出与控制面板上的专用显示仪表电路相连，该电路的电路连接关系见图4。图1中序号2和8分别是上极限开关、下极限开关。序号6和7分别是工作台、滑板。见图3，在显示控制面板10上，设有控制插床滑枕垂直往复运行距离的输入按键，左侧上排LED显示菜单信号，下排LED显示位移设定信号。
在插床的滑枕4上，通过刀杆5安装刀头。刀头一般在垂直方向作往复运行，下行切削，上行快速收起，工件切削行程有很大差异。利用显示控制器可方便调整上下行程通过控制面板上的输入按键设定滑枕运行的上换向点，下换向点，上提前减速点，下提前减速点等，各点均可用显示的滑枕绝对坐标值表示，并有相应的触点输出给PLC进行相应的逻辑控制，所以设定操作和控制非常方便，而且带有断电记忆功能。
静磁栅位移传感器和显示控制器可采用武汉莹佳科技公司生产的WNAK-2300-K20-02型号的产品。通过显示控制器，可以输入控制滑枕4往复运行的行程。滑枕4采用全数字控制装置控制的Z4系列直流电机拖动，在运行过程中可进行无级调速。静磁栅位移传感器是一种非接触线性位移检测传感器，主要用途为恶劣工业环境长量程绝对位移检测，实践证明非常适用于插床位置控制。
根据不同插床的滑枕行程，可以选择不同长度的静磁栅尺。
直流电机可采用全数字控制的Z4系列直流电机。
插床的各种逻辑控制和保护由PLC可编程控制器控制，能够自动进给切削和故障自动报警，便于编程控制和日常维护保养。
本实用新型可用于新式插床和经过改造的老式插床。
老式插床的改造应将老式发电机-电动机系统更换成全数字控制的Z4系列直流电机时，其机械接口应按照设备要求进行设计和制造。将原有的老式插床控制电柜全部更换成采用全数字调速装置+PLC控制的自动控制电柜，使滑枕在加工过程中实现无级调速。新增静栅尺位置测量机构，能够在线测量滑枕所在的位置参数，并可通过设置减速点和返回点参数，使滑枕进行全自动往复运行加工。
下面简述一下WNAK-2300-K20-02型静磁栅尺显示控制器的使用方法。
按显示控制器面板“输入按键”，上排LED显示“HILI”，此时进入“上换向点”；下排LED有一位闪动，按“移位”键可使闪动位循环左移，按“加1”键时闪动的数位循环加1，按“确定”键时闪动停止，调整的数据被储存，“上换向点”参数设置结束。
当连续按“调整”键时，上排LED会分别出现“HIEE”-“上换向减速点”，“LOEE”-“下换向减速点”，“LOLI”-“下换向点”，参数设置方法同上。
当参数设置完成后，必须返回主菜单，上排LED显示POSI，下排LED显示插头所在的实际位置参数。
经过实际运行试验表明，本实用新型可安装在新式大、中型插床使用，也可以用于老式大、中型插床的改造，例如用于图1所示的前苏联生产的老式745A插床的改造，其各种指标达到设计要求，所加工出的产品符合工艺要求。
权利要求1.一种插床全数字自动控制装置，其特征是一种用静磁栅尺定位的插床全数字自动控制装置，该装置由自动控制电柜、测量机构组成，其中自动控制电柜主要由全数字调速装置和PLC可编程控制器组成直流电机拖动和机床自动控制电路；测量机构由静磁栅尺位移传感器和专用显示控制器组成；静磁栅尺位移传感器，其由静磁栅尺(1)和静磁栅源(3)组成，它们分别为上尺、副尺，副尺通过滑枕(4)沿主尺的固定轨道滑动，主尺装在插床的床体(9)上，电缆由后部引出与控制面板上的专用显示仪表电路相连；控制面板上设有控制插床滑枕垂直往复运行距离的输入按键。
2.根据权利要求1所述的插床全数字自动控制装置，其特征在于采用WNAK-2300-K20-02型号的静磁栅尺位移传感器和显示控制器。
3.根据权利要求1所述的插床全数字自动控制装置，其特征在于滑枕(4)采用全数字控制装置控制的Z4系列直流电机拖动，在运行过程中进行无级调速。
专利摘要本实用新型是插床全数字自动控制装置，由自动控制电柜、测量机构组成。自动控制电柜主要由全数字调速装置+PLC可编程控制器组成直流电机拖动和机床自动控制电路；测量机构由静磁栅尺位移传感器和专用显示控制器组成；静磁栅尺位移传感器，其由静磁栅尺(1)和静磁栅源(3)组成，它们分别为主尺、副尺，副尺通过滑枕(4)沿主尺的固定轨道滑动，主尺装在插床的床体(9)上，电缆由后部引出与控制面板上的专用显示仪表电路相连；控制面板上设有控制插床滑枕垂直往复运行距离的输入按键。本实用新型解决了插床滑枕的定位问题，使改造后的插床结构简化，由于去掉了原有的发电机组，使运行噪声降低，采用数字输入，方便可靠，重复精度高。
文档编号G01B7/02GK2881745SQ20052009879
公开日2007年3月21日 申请日期2005年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者詹益清, 魏文, 黄宝华 申请人:武汉宝德机电有限责任公司