专利名称：机床主轴的数控方法及其主轴装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机床主轴的数控方法及其主轴装置，属于机械工业机床领域。
背景技术：
钻床、铣床、组合机床、加工中心等因需要变速，而多是由电机连接变速箱，进行有级调速，常通过离合器和制动器辅助控制，结构复杂、成本高。近期用变频调速控制的机床主轴正在发展中，但其存在低速时发热、力矩小、调速范围窄、，能耗大、效率低、控制方式复杂、运行可靠性低等缺点。组合机床和加工中心加工螺纹孔时要反转，也是一个需要解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机床主轴的数控方法，能够微机智能数控主轴的正反转和转速，实现数字化无级调速，解决本领域长期以来难以解决的技术难题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是机床主轴的数控方法是，其特征在于电动机采用开关磁阻调速电动机，根据输入设备提供的数据，经过工控微计算机运算，控制开关磁阻调速电动机动作，开关磁阻调速电动机驱动主轴动作。
所述的开关磁阻调速电动机包括电动机和控制器，电源通过控制器进入电动机，控制器控制电动机动作。
所述的输入设备提供的数据包括第i工步的正反转码Qi、切削速度vi和刀具外径Di。所述的经过工控微计算机运算是指工控微计算机根据公式Qi=10,]]>nei=60viπDi]]>计算所需的开关磁阻调速电动机的转速ne，公式中v为切削速度、D为刀具外径、ne为开关磁阻调速电动机转速r/min。
所述的开关磁阻调速电动机驱动主轴动作是指开关磁阻调速电动机通过联轴器连接主轴。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种省掉变速箱、离合器和制动器，结构简单、成本低，工作效率高，实现上述数控方法的主轴装置。
包括主轴、电动机、联轴器，电动机采用开关磁阻调速电动机，电动机的输出端通过联轴器与主轴固定连接。
开关磁阻调速电动机U1连接控制器U2，控制器U2连接工控微计算机U3，工控微计算机连接键盘U4和显示屏U5。
本发明与现有技术相比，该机床主轴的数控方法所具有的有益效果是通过设置开关磁阻调速电动机驱动主轴，由工控微计算机通过计算公式，以设定的各工步的多个切削速度计算出所需多个转速，控制开关磁阻调速电动机的运动，实现机床主轴数字化无级调控，达到机床主轴运动能按照所加工产品的不同、工艺要求的不同和材料的不同而变化的目的。本发明的主轴装置，不用变速箱、离合器和制动器，结构简单，可靠性高，稳定性高，使用寿命长，还具有起动性能好，对电网无冲击，低速运行不发热，效率高，节能；清洁，安装和维修方便，参数在线设定与编辑，文字提示人机界面，操作直观等优点。
图1是主轴装置的机械结构示意图；图2是主轴装置的电路原理图。
具体实施例方式
图1-2是本发明的最佳实施例其中1U1开关磁阻调速电动机2联轴器3主轴4轴承5床身；U2控制器U3工控微计算机U4键盘U5显示器。
下面结合图1-2对本发明的数控方法及主轴装置做进一步说明如图1所示电动机1采用开关磁阻调速电动机，开关磁阻调速电动机1输出轴通过联轴器2连接主轴3。
如图2所示，开关磁阻调速电动机U1连接控制器U2，控制器U2连接工控微计算机U3，工控微计算机连接键盘U4和显示屏U5。
本发明的机床主轴的数控方法是电动机采用开关磁阻调速电动机，根据输入设备提供的数据，经过工控微计算机运算，控制开关磁阻调速电动机动作，开关磁阻调速电动机驱动主轴动作。开关磁阻调速电动机包括电动机和控制器，电源通过控制器进入电动机，控制器控制电动机动作。输入设备提供的数据包括第i工步的正反转码Qi、切削速度vi和刀具外径Di。刀具通过夹头安装在主轴上。
经过工控微计算机运算是指工控微计算机根据公式Qi=10,]]>nei=60viπDi]]>计算所需的开关磁阻调速电动机的转速ne，公式中v为切削速度、D为刀具外径、ne为开关磁阻调速电动机转速r/min。
开关磁阻调速电动机驱动主轴动作是指开关磁阻调速电动机通过联轴器连接主轴。
工作原理如下本数控方法主轴的计算公式如下Qi=10---(1)]]>nei=60viπDi---(2)]]>式中Qi为第i工步的正反转码、vi为切削速度m/s、Di为刀具外径m、ne为开关磁阻调速电动机转速r/min。
工作时在工控微计算机上输入各工步加工工艺所要求的切削速度和转向，工控微计算机按公式(1)-(2)计算所需的转速ne，进而控制开关磁阻调速电动机1U1动作，开关磁阻调速电动机1U1驱动主轴3动作。
工控微计算机U3可选用IPC610-P4 2.0/256M/40G工作平台，也可用微处理器(CPU)、单片机、可编程计算机、可编程控制器(PLC)等具有计算处理功能的单元来代替。显示屏U5可选用触摸式显示屏。可把显示屏、键盘、工控微计算机和控制器集成为一箱体。
本发明可用机床类设备。
权利要求
1.机床主轴的数控方法，其特征在于电动机采用开关磁阻调速电动机，根据输入设备提供的数据，经过工控微计算机运算，控制开关磁阻调速电动机动作，开关磁阻调速电动机驱动主轴动作。
2.根据权利要求1所述的机床主轴的数控方法，其特征在于所述的输入设备提供的数据包括第i工步的正反转码Qi、切削速度vi和刀具外径Di。
3.根据权利要求1所述的机床主轴的数控方法，其特征在于所述的经过工控微计算机运算是指工控微计算机根据公式Qi=10,nei=60viπDi]]>计算所需的开关磁阻调速电动机的转速ne，公式中v为切削速度、D为刀具外径、ne为开关磁阻调速电动机转速r/min。
4.根据权利要求1所述的机床主轴的数控方法，其特征在于所述的开关磁阻调速电动机驱动主轴动作是指开关磁阻调速电动机通过联轴器连接主轴。
5.根据权利要求1所述的机床主轴的数控方法，其特征在于所述的开关磁阻调速电动机包括电动机和控制器，电源通过控制器进入电动机，控制器控制电动机动作。
6.根据权利要求1所述数控方法的主轴装置，其特征在于包括主轴、电动机、联轴器，电动机采用开关磁阻调速电动机，电动机的输出端通过联轴器与主轴固定连接。
7.根据权利要求6所述的主轴装置，开关磁阻调速电动机U1连接控制器U2，控制器U2连接工控微计算机U3，工控微计算机连接键盘U4和显示屏U5。
全文摘要
机床主轴的数控方法及其主轴装置，属于机械工业机床领域。其特征在于电动机采用开关磁阻调速电动机，根据输入设备提供的数据，经过工控微计算机运算，控制开关磁阻调速电动机动作，开关磁阻调速电动机驱动主轴动作。主轴装置包括主轴、电动机、联轴器，电动机采用开关磁阻调速电动机，电动机的输出端通过联轴器与主轴固定连接。与现有技术相比，具有能够微机智能数控主轴的正反转和转速，实现数字化无级调速，解决本领域长期以来难以解决的技术难题。主轴装置不用变速箱、离合器和制动器，结构简单，可靠性高，稳定性高，使用寿命长等优点。
文档编号G05B19/18GK101069950SQ20061004404
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者赵婷婷, 贾明全, 徐丙垠 申请人:山东科汇电气股份有限公司