一种用于螺纹铣床的伺服控制装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于螺纹铣床的伺服控制装置，与螺纹铣床的C轴连接，其特点在于：该伺服控制装置包括：同步伺服电机，与上述螺纹铣床的C轴连接，用于驱动该C轴运转；伺服控制器，与上述同步伺服电机连接，以矢量控制方式控制上述同步伺服电机的运转；电机角度传感器，分别与上述伺服控制器和同步伺服电机连接，用于检测该同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给该伺服控制器。本发明同时还提供了一种用于螺纹铣床的伺服控制方法。本发明的装置及方法取得了能耗低、运转精度高、速度稳定且力矩可控的优点。
【专利说明】一种用于螺纹铣床的伺服控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种伺服控制技术，特别涉及一种用于螺纹铣床的伺服控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]螺纹铣床是一种用于铣削螺纹的加工机床，是螺纹加工中的一种重要设备。而在螺纹铣床工作时，通常是需要较大的电机来带动C轴运转，如采用异步电机来带动，这样的运转方式往往就会带来以下问题:大电机来带动C轴运转所产生的能耗较高；大电机来带动C轴运转的转矩波动较大，使得精度难以保证；大电机来带动C轴运转使得低速转矩小且不能调速，从而使得速度的稳定性低，造成螺纹铣床的启动不平滑；传统的电机带动C轴运转时的力矩无法控制，因而会造成刀具经常损坏。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对上述问题，提供一种能耗低、运转精度高、速度稳定且力矩可控的用于螺纹铣床的伺服控制装置及其控制方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:一种用于螺纹铣床的伺服控制装置，与螺纹铣床的C轴连接，其特点在于:该伺服控制装置包括:
同步伺服电机，与上述螺纹铣床的C轴连接，用于驱动该C轴运转；
伺服控制器，分别与所述同步伺服电机和上位机连接，用于以矢量控制方式控制上述同步伺服电机的运转；
电机角度传感器，分别与上述伺服控制器和同步伺服电机连接，用于检测该同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给该伺服控制器。
[0005]进一步地，上述的同步伺服电机为永磁同步电机。
[0006]进一步地，上述的电机角度传感器放置于上述同步伺服电机上。
[0007]进一步地，上述的电机角度传感器包括:
旋转变压器，用于检测上述同步伺服电机的运转角度；
编码器，其与上述旋转变压器连接，用于将检测的角度数据进行编制并转换成相应的信号传送给上述伺服控制器。
[0008]一种用于螺纹铣床的伺服控制方法，其特点在于:包括以下步骤:
a.对伺服控制器设定电机运转参数，伺服控制器根据该电机运转参数控制同步伺服电机运转；
b.同步伺服电机根据上述电机运转参数带动螺纹铣床的C轴运转；
c.电机角度传感器检测上述同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给上述伺服控制器，该伺服控制器根据该角度数据计算相应的电机速度，并与设定的电机速度指令进行比较，计算是否有超差，如有超差则进入步骤d ；
d.伺服控制器根据超差对控制同步伺服电机的上述电机运转进行报警或停机。[0009]进一步地，上述的同步伺服电机为永磁同步电机。
[0010]进一步地，上述的电机角度传感器包括:
旋转变压器，用于检测上述同步伺服电机的运转角度；
编码器，其与上述旋转变压器连接，用于将检测的角度数据进行编制并转换成相应的信号传送给上述伺服控制器。
[0011]进一步地，上述的电机运转参数包括速度超差参数和速度超差时间参数。
[0012]再进一步地，上述的速度超差参数在0-1000转/分钟的范围内设定。
[0013]再进一步地，上述的速度超差时间参数在0-1秒的范围内设定。
[0014]采用以上技术方案的有益效果在于:
本发明的用于螺纹铣床的伺服控制装置包括了同步伺服电机、伺服控制器和电机角度传感器，与传统的大电机驱动(如异步电机)相比取得了以下优点:同步伺服电机降低了装置所产生的能耗；伺服控制器采用了矢量控制技术，可以有效地减少转矩的波动，提高螺纹铣床加工的精度；同步伺服电机可以实现低速大扭矩和无级调速，使得速度的稳定性高，螺纹铣床的启动平滑，保证大转矩输出；伺服控制器上连接了电机角度传感器，可以检测该同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给该伺服控制器，为螺纹铣床的运转提供速度超差保护，减少刀具损坏，提高机器运行的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的一种用于螺纹铣床的伺服控制装置在本实施例中的结构示意框图。
[0016]图2是本发明的一种用于螺纹铣床的伺服控制装置的电机角度传感器在本实施例中的结构示意框图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0018]如图1所示，本实施例中的一种用于螺纹铣床的伺服控制装置，与螺纹铣床的C轴连接，C轴即螺纹铣床的运转轴，连接方式可以为已知的机械连接方式，该伺服控制装置包括:同步伺服电机，与上述螺纹铣床的C轴连接，用于驱动该C轴运转；伺服控制器，分别与所述同步伺服电机和上位机连接，连接方式可以为已知的电连接方式，用于以矢量控制方式控制上述同步伺服电机的运转，该上位机可以为计算机等已知的控制设备，伺服控制器与上位机连接，通过实时检测上位机的速度指令，根据检测出的上位机的速度指令即速度给定，以及运行时间指令，平滑启动伺服电机和控制伺服电机高精度运行；电机角度传感器，分别与上述伺服控制器和同步伺服电机连接，连接方式可以为已知的电连接方式，用于检测该同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给该伺服控制器。
[0019]上述的同步伺服电机为永磁同步电机。
[0020]上述的电机角度传感器放置于上述同步伺服电机上，用于对同步伺服电机的角度变化进行感应和检测。
[0021]如图2所示，上述的电机角度传感器包括:旋转变压器，用于检测上述同步伺服电机的运转角度；编码器，其与上述旋转变压器连接，用于将检测的角度数据进行编制并转换成相应的信号传送给上述伺服控制器。
[0022]本实施例中的一种用于螺纹铣床的伺服控制方法包括以下步骤:
a.对伺服控制器设定电机运转参数，伺服控制器根据该电机运转参数控制同步伺服电机运转；
b.同步伺服电机根据上述电机运转参数带动螺纹铣床的C轴运转；
c.电机角度传感器检测上述同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给上述伺服控制器，该伺服控制器根据该角度数据计算相应的电机速度，并与设定的电机速度指令进行比较，计算是否有超差，如有超差则进入步骤d ；
d.伺服控制器根据超差对控制同步伺服电机的上述电机运转进行报警或停机。
[0023]上述的同步伺服电机为永磁同步电机。
[0024]上述的电机角度传感器包括:旋转变压器，用于检测上述同步伺服电机的运转角度；编码器，其与上述旋转变压器连接，用于将检测的角度数据进行编制并转换成相应的信号传送给上述伺服控制器。
[0025]上述的电机运转参数包括速度指令、速度超差参数和超差时间参数。
[0026]上述的速度超差参数在0-1000转/分钟的范围内设定，上位机应在此范围内根据实际需要的速度超差对伺服控制器控制电机运转的速度超差参数进行设定。
[0027]上述的超差时间参数在0-1秒的范围内设定，上位机应在此范围内根据实际需要的时间对伺服控制器控制电机运转的时间进行设定。
[0028]下面介绍本发明的工作原理:
通过上位机对伺服控制器设定电机运转参数，伺服控制器根据该电机运转参数控制同步伺服电机运转，该运转参数电机运转参数包括速度超差参数和速度超差时间参数，速度超差参数在0-1000转/分钟的范围内设定，上位机应在此范围内根据实际需要的速度超差对伺服控制器控制电机运转的速度超差参数进行设定，超差时间参数在0-1秒的范围内设定，上位机应在此范围内根据实际需要的超差时间对伺服控制器控制电机运转的超差时间参数进行设定；同步伺服电机根据上述电机运转参数带动螺纹铣床的C轴运转；电机角度传感器检测上述同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给上述伺服控制器，该伺服控制器根据该角度数据计算相应的电机运转速度，并与设定的电机速度指令进行比较，计算是否有超差，如有超差伺服控制器则根据超差对控制同步伺服电机的上述电机运转进行报警或停机。
[0029]采用以上技术方案的有益效果在于:
本发明的用于螺纹铣床的伺服控制装置包括了同步伺服电机、伺服控制器和电机角度传感器，与传统的大电机驱动(如异步电机)相比取得了以下优点:同步伺服电机降低了装置所产生的能耗；伺服控制器采用了矢量控制技术，可以有效地减少转矩的波动，提高螺纹铣床加工的精度；同步伺服电机可以实现低速大扭矩和无级调速，使得速度的稳定性高，螺纹铣床的启动平滑，保证大转矩输出；伺服控制器上连接了电机角度传感器，可以检测该同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给该伺服控制器，为螺纹铣床的运转提供速度超差保护，减少刀具损坏，提高机器运行的安全性。
[0030]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于螺纹铣床的伺服控制装置，与螺纹铣床的C轴连接，其特征在于:所述伺服控制装置包括: 同步伺服电机，与所述螺纹铣床的C轴连接，用于驱动所述C轴运转； 伺服控制器，分别与所述同步伺服电机和上位机连接，以矢量控制方式控制所述同步伺服电机的运转； 电机角度传感器，分别与所述伺服控制器和所述同步伺服电机连接，用于检测所述同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给所述伺服控制器。
2.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于:所述同步伺服电机为永磁同步电机。
3.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于:所述电机角度传感器放置于所述同步伺服电机上。
4.根据权利要求1或3所述的伺服控制装置，其特征在于:所述电机角度传感器包括: 旋转变压器，用于检测所述同步伺服电机的运转角度； 编码器，其与所述旋转变压器连接，用于将检测的角度数据进行编制并转换成相应的信号传送给所述伺服控制器。
5.一种用于螺纹铣床的伺服控制方法，其特征在于:包括以下步骤: a.对伺服控制器设定电机运转参数，伺服控制器根据所述电机运转参数控制同步伺服电机运转； b.同步伺服电机根据所述电机运转参数带动螺纹铣床的C轴运转； c.电机角度传感器检测所述同步伺服电机运转的角度并将角度数据转换成相应的信号传送给所述伺服控制器，所述伺服控制器根据所述角度数据计算相应的电机速度，并与设定的电机速度指令进行比较，计算是否有超差，如有超差则进入步骤d ； d.伺服控制器根据超差对控制同步伺服电机的所述电机运转进行报警或停机。
6.根据权利要求5所述的伺服控制方法，其特征在于:所述同步伺服电机为永磁同步电机。
7.根据权利要求5所述的伺服控制方法，其特征在于:所述电机角度传感器包括: 旋转变压器，用于检测所述同步伺服电机的运转角度； 编码器，其与所述旋转变压器连接，用于将检测的角度数据进行编制并转换成相应的信号传送给所述伺服控制器。
8.根据权利要求5所述的伺服控制方法，其特征在于:所述电机运转参数包括电机运行速度、速度超差参数和超差时间参数。
9.根据权利要求8所述的伺服控制方法，其特征在于:所述速度超差参数在0-1000转/分钟的范围内设定。
10.根据权利要求8所述的伺服控制方法，其特征在于:所述超差时间参数在0-1秒的范围内设定。
【文档编号】B23Q15/12GK103846732SQ201210506988
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月3日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】甄力, 宋敬育 申请人:苏州御能动力科技有限公司