专利名称：精简式cnc机器的换刀机构用伺服定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种CNC机器，特别涉及一种精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位
直ο
背景技术：
一般CNC机器(计算机数值控制Computer Numerical Control)，利用NC程序由计算机控制的工作工具(母)机，业界统称为CNC机器，通过数值控制工具机各轴向间的距离，最常应用的CNC工具机包括CNC车床、CNC铣床及加工中心等工作母机。CNC机器具有连续更换使用不同刀具及进行不同程序工作特性，因此CNC加工机器通常会配置一台刀塔、刀库或自动刀具交换器等换刀机构，该换刀机构中一般设置有一转盘或刀架，转盘或刀架上呈放射状排列有复数各种刀具、钻头或加工具，该换刀机构主司由转盘或刀架内复数刀具中选择或交换下次欲使用的正确刀具并交予CNC加工机。但因刀具交换涉及精密的程序及指令，尤其是对换刀机构马达转子定位的控制要求甚为严格，其转子的旋转周数及停止角度定位精确与否将影响刀具交换的正确性，因此， 如图7、图8及图9所示，传统如上换刀机构马达的作业方式，是于换刀机构外部，除了必备的CNC控制器外，额外设有动作控制器(主要内含控制器)及伺服放大器[变频器或刹车继电器](主要内含驱动器)，另于刀具交换器的运动机构或马达转子上设有编码器或刹车器，通过动作控制器传输讯号给伺服放大器、变频器或刹车继电器，并由运动机构或马达的转子上的编码器回馈译码给伺服放大器、变频器或刹车继电器，而发出驱动或刹车指令予驱动马达进行旋转或停止动作。如上所述，目前控制刀具交换器定位方式，其伺服放大器、变频器或刹车继电器与刀具交换器马达本体或伺服马达间的电源线及讯号线的复杂连接，对已相当复杂的换刀机构而言，甚感累赘，且造成刀具交换机构、电控设计人员及制造人员相当的困扰，也增加不少人工与材料费用。另外，泛用伺服马达转子上所设编码器，是由精密光学玻璃镜面制成，易受震动或触碰而损坏，若使用一般感应马达定位，必须依赖感应马达急速刹车的方式达成，除易造成扰人的噪音外，对马达与刹车组件损耗甚大，因此，业者如何精简CNC机器刀具交换定位控制装置、路线连接及转子定位侦测方式，实为一值得研究的课题。
发明内容为克服上述缺陷，本发明目的在于提供一种精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置。为达到上述目的，本发明精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，包含一永磁式或感应式马达本体，其一端延伸有一容纳腔体，其内固设有控制板及驱动板，容纳腔体另一端封闭一外盖，永磁式或感应式马达本体上包含连接电源端的电源输入线及连接于 CNC控制器的讯号输出入连接线，其转子延伸至上述容纳腔体一侧，转子端缘上固定有一位
3置检知磁石；一控制板，其邻近转子端固设于永磁式或感应式马达本体的容纳腔体内，永磁式或感应式马达本体的讯号输出入连接线另一端电性连接于控制板，控制板上设有控制电路，且对应于转子的位置检知磁石处设有转子位置译码器；一驱动板，固设于永磁式或感应式马达本体的容纳腔体内，永磁式或感应式马达本体的电源输入线另一端电性连接于驱动板输入电源，驱动板上设有控制电路及驱动电路，且驱动板输出连接于永磁式或感应式马达本体的驱动线圈，其输出驱动电流启动转子旋转。同时具备一般CNC机器的换刀机构用伺服定位装置中等同马达的永磁式或感应式马达本体、等同动作控制器的控制板及等同伺服放大器的驱动板。其控制永磁式或感应式马达本体转子旋转或停止，通过永磁式或感应式马达本体的电源输入线输入电源于驱动板，驱动板按CNC控制器的指令输出电源予永磁式或感应式马达本体的驱动线圈而驱动转子旋转。其控制永磁式或感应式马达本体转子的旋转行程、周数及角度，由CNC控制器的程序设定指令加上转子位置译码器侦测位置检知磁石的结果并回馈给CNC控制器，经逻辑运算发出的指令所执行。本发明精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，将等同传统动作控制器的控制板及等同传统伺服放大器的驱动板设置于换刀机构的马达内，并于马达转子端缘设有位置检知磁石，另于相邻设置的控制板对应处设有转子位置译码器，并由转子位置译码器回馈讯号精确控制马达转子的旋转周数及定位角度；本发明定位方式采用位置检知磁石及转子位置译码器，精确坚固不易损坏，通过调变马达的速度与扭力达到定位功能，无急刹车噪音及马达受损的忧虑；本发明中驱动马达的交流电输入连接于驱动板，而控制板受CNC控制器、讯号转板及通讯装置输入或设定数据并由控制板的转子位置译码器回馈讯号，据以精确控制马达转子的行程、旋转周数及定位角度，进而驱动CNC机器换刀机构正确由刀具转盘中选择或交换所需刀具，与现有技术相比，本发明明显优于传统的泛用装置。
[0013]图1为本发明分解立体图。[0014]图2为本发明剖视图。[0015]图3为本发明组件正视图及线路连接示意图。[0016]图4为本发明控制板侧视图。[0017]图5为本发明控制板背视图。[0018]图6为本发明主要结构原理方块示意图。[0019]图7为传统服务器相关产品结构原理方块示意图。[0020]图8为传统变频器相关产品结构原理方块示意图。[0021]图9为传统刹车器相关产品结构原理方块示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。如图1及图2所示，本发明精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，主要于永磁式或感应式马达本体1 一端延伸有一容纳腔体11，其内固设有控制板2及驱动板3，容纳
4腔体11另一端封闭一外盖12。该永磁式或感应式马达本体1上包含电源输入线13及讯号输出入连接线14，其转子15延伸至上述容纳腔体11 一侧，转子15端缘上固定有一位置检知磁石16。如图3、图4及图5所示，该控制板2邻近固定于永磁式或感应式马达本体1的转子15端，永磁式或感应式马达本体1的讯号输出入连接线14，其一端电性连接于CNC控制器，另一端电性连接于控制板2，控制板2上设有控制电路，且对应于转子15的位置检知磁石处设有转子位置译码器21。永磁式或感应式马达本体1的电源输入线13电性连接于驱动板3输入电源，驱动板3上设有控制电路及驱动电路，且驱动板3输出连接于永磁式或感应式马达本体1的驱动线圈17，其输出驱动电流可启动转子15旋转。据上，本发明装置即同时具备一般CNC机器的换刀机构用伺服定位装置中等同马达的永磁式或感应式马达本体1、等同动作控制器的控制板2及等同伺服放大器的驱动板3 设计特征。本发明实施时，其控制永磁式或感应式马达本体1转子15旋转或停止，利用永磁式或感应式马达本体1的电源输入线13输入电源于驱动板3，驱动板3按CNC控制器的指令输出电源予永磁式或感应式马达本体1的驱动线圈17而驱动转子15旋转。本发明实施时，其控制永磁式或感应式马达本体1转子15的旋转行程、周数及角度，由CNC控制器的程序设定指令加上转子位置译码器21侦测位置检知磁石16的结果并回馈给CNC控制器，经逻辑运算发出的指令所执行。如图6所示，本发明技术特征，是将等同传统动作控制器的控制板及等同传统伺服放大器的驱动板设置于换刀机构的马达内，并于马达转子端缘设有位置检知磁石，另于相邻设置的控制板对应处设有转子位置译码器(侦测IC)，并由转子位置译码器(侦测IC) 回馈讯号精确控制马达转子的旋转周数及定位角度。本发明定位方式采用位置检知磁石及转子位置译码器，精确坚固不易损坏，通过调变马达的速度与扭力达到定位功能，无急刹车噪音及马达受损的忧虑。本发明中驱动马达的交流电输入连接于驱动板，而控制板受CNC控制器、讯号转板及通讯装置输入或设定数据并由控制板的转子位置译码器回馈讯号，据以精确控制马达转子的行程、旋转周数及定位角度，进而驱动CNC机器换刀机构正确由刀具转盘中选择或交换所需刀具，与现有技术相比，本发明明显优于传统的泛用装置。
权利要求1.一种精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，其特征在于包含一永磁式或感应式马达本体，其一端延伸有一容纳腔体，其内固设有控制板及驱动板， 容纳腔体另一端封闭一外盖，永磁式或感应式马达本体上包含连接电源端的电源输入线及连接于CNC控制器的讯号输出入连接线，其转子延伸至上述容纳腔体一侧，转子端缘上固定有一位置检知磁石；一控制板，其邻近转子端固设于永磁式或感应式马达本体的容纳腔体内，永磁式或感应式马达本体的讯号输出入连接线另一端电性连接于控制板，控制板上设有控制电路，且对应于转子的位置检知磁石处设有转子位置译码器；一驱动板，固设于永磁式或感应式马达本体的容纳腔体内，永磁式或感应式马达本体的电源输入线另一端电性连接于驱动板输入电源，驱动板上设有控制电路及驱动电路，且驱动板输出连接于永磁式或感应式马达本体的驱动线圈，其输出驱动电流启动转子旋转。
2.如权利要求1所述精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，其特征在于同时具备一般CNC机器的换刀机构用伺服定位装置中等同马达的永磁式或感应式马达本体、等同动作控制器的控制板及等同伺服放大器的驱动板。
3.如权利要求1所述精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，其特征在于其控制永磁式或感应式马达本体转子旋转或停止，通过永磁式或感应式马达本体的电源输入线输入电源于驱动板，驱动板按CNC控制器的指令输出电源予永磁式或感应式马达本体的驱动线圈而驱动转子旋转。
4.如权利要求1所述精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置，其特征在于其控制永磁式或感应式马达本体转子的旋转行程、周数及角度，由CNC控制器的程序设定指令加上转子位置译码器侦测位置检知磁石的结果并回馈给CNC控制器，经逻辑运算发出的指令所执行。
专利摘要本实用新型公开了一种精简式CNC机器的换刀机构用伺服定位装置。该定位装置包含永磁式或感应式马达、驱动板及控制板，且于马达转子后端上设有位置检知磁石及控制板上对应位置检知磁石处设有转子位置译码器，通过外部设定器输入讯号予控制板控制马达转子旋转周数及角度，驱动换刀机构进行刀具交换作业。以此设计，本实用新型不但具有将数装置合为一体式装置及免除各机构间烦琐配线的特征，而且，本实用新型定位方式采用位置检知磁石及转子位置译码器，精确坚固不易损坏，通过调变马达的速度与扭力达到定位功能，无急刹车噪音及马达受损的忧虑。
文档编号G05B19/19GK202075594SQ20112005121
公开日2011年12月14日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者叶资圆 申请人:叶资圆