专利名称：一种车床节电器的星/三转换状态识别系统和识别方法
技术领域：
本发明涉及一种星/三转换状态识别系统，尤其涉及一种车床节电器的星/三转换状态识别系统，本发明还涉及一种车床节电器的星/三转换状态识别的方法。
背景技术：
以往普通车床只是将节电器单独安装了事，这样做的后果是节电器很快报废。因为普通车床启动过程的电流巨变显然会引发星三转换，启动过程发生星三转换将会损伤传动齿轮并发出很大的齿轮撞击声、因此必须避免启动过程发生任何星三转换。要做到这一点，前提显然是节电装置必须能自动识别主轴启动完成，前人一直无法解决这一难题。轻型车床依靠电按钮实施主轴启动停车、重型车床依靠摩擦离合器实现主轴启动停车。显然摩擦离合器式的主轴启动过程也会产生过多的星三转换，如何解决这一问题，前人也一直没能找出答案。以往普通车床星三转换节电器在生产现场很快报废的原因:一是无法识别车床启动状态、二是无法识别摩擦离合器操作状态、三是可能处于轻重负载交织的边缘状态、这三种之任一状态都会引起星三转换交流接触器来回反复频繁切换，既有害车床稳定工作，又损伤接触器元件令节电器很快报废。四是交流接触器切换时间若与车床转动惯量失配，会造成传动齿轮来回撞击、可能打碎齿轮损伤设备，并发出很大撞击噪声。国内研究普通车床节电虽有四十年的历史，但以上四个难题一直未能解决，因而真正能够稳定可靠的使用于普通车床之节电器一直未能面世。
发明内容
本发明的目的在·于提供一种车床节电器的星/三转换状态识别系统，将星/三转换原理应用于普通车床的节电装置中，避免车床启动时的大电流与启动后的小电流快速交替导致交流接触器烧损或报废，解决现有技术存在的缺憾。本发明采用如下技术方案实现:一种车床节电器的星/三转换状态识别系统，包括车床操纵杆、车床主轴、主轴齿盘、电动机、节电器，所述车床主轴与变速箱相连，所述电动机通过皮带轮与变速箱内的摩擦离合器相连，所述摩擦离合器与车床主轴啮合，所述车床主轴向后穿出变速箱，穿出端安装有传递主轴转速信号用主轴齿盘，车床主轴的另一端向前穿出变速箱、与车床卡盘相连，所述节电器与星三转换交流接触器组件相连，所述星三转换交流接触器组件分别与三相交流电源和电动机相连，其特征在于，所述车床操纵杆上安装有车床操纵杆位置传感器，所述变速箱后端外表面靠近主轴齿盘的地方安装有主轴齿盘传感器，所述车床操纵杆位置传感器和所述主轴齿盘传感器与所述节电器相连。一种车床节电器的星/三转换状态识别方法，其特征在于，所述转换方法包括如下步骤:I)车床操纵杆动作，车床操纵杆位于中间位置车床主轴停转，操纵杆位于上拉位置主轴正转、操纵杆位于下拉位置主轴反转，操纵杆位置传感器将操纵杆位置信息导入计算机，用于识别主轴运动的起始时间点；2)电动机通电启动，通过摩擦离合器带动车床主轴滞后迟缓启动，齿盘传感器将车床主轴的运动状态导入节电器的计算机芯片，识别主轴何时完成启动；3)节电器内设置有主轴启动完成识别模块，得知车床主轴开始正向启动时间点，连续监视所述主轴齿盘传感器导入的主轴转速信号，分析其何时完成主轴启动，在主轴启动完成之前禁止任何星三转换；4)识别车床主轴启动完成，节电器第一时间进入“星三转换监控状态”、以备随时发生重负载时可迅速上跳到三角形运行、应对重负载下对大马力动力的需求。本发明具备的有益技术效果是:车床属于一种频繁启动设备，例如车削螺纹可快达每秒钟启动一次。启动时的大电流与启动后的小电流快速交替导致星三转换交流接触器不断劈啪作响，在此工况下交流接触器很快烧损，导致节电器报废无法持续使用，这也是过去的星三转换节电器无法应用于车床的主要原因。本发明依靠传感器与控制模块一举解决这一难题，实现了节电器在此复杂工况下也处于静音运行状态，避免了主轴启动过程巨大的电流变化引发星三转换的可能性，预防了交流接触器大电流损伤及强烈的机械撞击声。
图1是本发明的系统结构图。
具体实施例方式通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。 如图1所示本发明的系统结构图，车床节电器的星/三转换状态识别系统，包括车床操纵杆1、车床主轴 5、主轴齿盘4、电动机8、节电器11，车床卡盘6与变速箱15相连，电动机8通过皮带轮与变速箱15内的摩擦离合器7相连，摩擦离合器7与车床主轴5啮合，车床主轴5穿出变速箱15，穿出变速箱的一端安装有主轴齿盘4，车床主轴5的另一端与车床卡盘6相连，车床操纵杆I上安装有车床操纵杆位置传感器2，变速箱15外表面靠近主轴齿盘4的地方安装有主轴齿盘传感器3，车床操纵杆位置传感器2和主轴齿盘传感器3与节电器11相连，节电器11还与星三转换交流接触器组件9相连，星三转换交流接触器组件9分别与三相交流电源10和电动机8相连。在本实施例中，除了节电器11控制星三转换交流接触器、令马达根据负载大小自动进行星三转换这一现有技术的基本结构外，还在车床操纵杆I上安装了车床操纵杆位置传感器2 ;在车床主轴5的后端安装了主轴齿盘传感器3，能够实时监控车床主轴5的运行情况，本实施例中的星三转换状态识别系统能够连续监视车床操纵杆位置传感器2导入的主轴转速信号，为进一步实施对整个系统的监视控制提供基础。当操作工上拉操纵杆令摩擦离合器结合，车床主轴得到正转力矩开始正向转动；同时“操纵杆位置传感器”将其上拉位置及时导入节电器，节电器得知车床主轴开始正向启动时间点，启动“主轴启动完成识别模块”连续监视“齿盘传感器”导入的主轴转速信号，分析其何时完成主轴启动，在主轴启动完成之前禁止任何星三转换。这样就避免了主轴启动过程巨大的电流变化引发星三转换的可能性，预防了交流接触器大电流损伤及强烈的机械撞击声。一挨识别启动完成，节电器第一时间进入“星三转换监控状态”、以备随时发生重负载时可迅速上跳到三角形运行、应对重负载下对大马力动力的需求。当给出“马达开关指令”、此指令直接吸合交流接触器KMZ ;因此前已经处于星形运转准备状态，马达通电后即按星形实施启动。这类普通车床的变速箱内置了摩擦离合器，此时虽然马达已经启动了，因此时操纵杆位于中间停止位置，摩擦离合器分离，故车床主轴依然处于静止状态。车床属于一种频繁启动设备，例如车削螺纹可快达每秒钟启动一次。启动时的大电流与启动后的小电流快速交替导致星三转换交流接触器不断劈啪作响。在此工况下交流接触器很快烧损，导致节电器报废无法持续使用；这也是过去的星三转换节电器无法应用于车床的主要原因。本发明依靠上述二种传感器与分析软件，一举解决这一难题，实现了节电器在此复杂工况下也处于静音运行状态。在另一实施例中，节电器11的计算机芯片与马达开关指令模块12相连，并注入下跳星形看门狗软件模块13和撞击声消除软件模块14。解决了以往节电器安装在车床运行的诸多缺陷，达到了一种近乎静音运行的星三转换控制模式。该实施例为重型普通车床用节电装置:节电器得电后便处于准备状态，因此时“负载功率取样”为零，故计算机输出“星形接触器KMY”信号，吸合交流接触器KMY，马达处于星形运转的准备状态。发生星三转换时，马达瞬时断电又通电，在某些转速下有可能转动惯量与此瞬间时长失配，不但引发较大的齿轮撞击声污染工作环境，而且容易打碎传动齿轮损伤设备。依靠本装置注入的“撞击 声消除软件模块”，可将此撞击声消除到可容忍的轻微程度，保护了车床设备的安全使用。车床负载有可能处于重载与轻载交织的边缘状态，以往的节电器碰到这种交变负载其“星三转换交流接触器”必然随之不断地频繁动作劈啪作响。不但设备难以稳定运行、而且很容易烧坏接触器令节电器报废。依靠本装置注入的“下跳星形看门狗软件模块”，便可将这种频繁动作消弭为零。其软件构造原理是:由于电机运行在三角形不存在突增重载失控问题，所以计算机接到下跳指令时并不急于立即下跳。而是延长一段时间S7，看看S7时间内是否还存在负载突增到上跳分界线以上的现象？如有则说明设备目前还处于重载与轻载交织变化阶段或边缘震荡状态。如贸然下跳则会造成交流接触器随震荡反复劈啪作响、既不利于设备稳定运行又损伤器件寿命。因此这组软件的功能是:只要在S7时间内看到一次或者若干次“突增到上跳分界线以上的重载脉冲”、便立即取消下跳指令、继续三角形状态。并且每收到一次“突增到上跳分界线以上的重载脉冲”、便重新开始S7计时、再看看在新的一轮S7时间内是否还有重载脉冲出现，若还有、继续照此办理。若没有、才安全的下跳到星型状态运行。一种车床节电器的星/三转换状态识别方法，转换方法包括如下步骤:I)车床操纵杆I动作，车床操纵杆I位于中间位置车床主轴5停转，车床操纵杆I位于上拉位置则车床主轴5正转、车床操纵杆I位于下拉位置则车床主轴5反转，车床操纵杆位置传感器2将车床操纵杆I的位置信息导入计算机，用于识别车床主轴5运动的起始时间点；2)电动机通电启动，通过摩擦离合器7带动车床主轴5滞后迟缓启动，主轴齿盘传感器3将车床主轴5的运动状态导入节电器11的计算机芯片，识别主轴何时完成启动；车床主轴后端安装了齿盘传感器。因为这类设备马达与主轴传动链存在摩擦离合器，马达通电启动后，由于摩擦离合器的滞后作用，虽然马达很快启动，但主轴滞后迟缓一定时间才能完成启动。依靠齿盘传感器将主轴的运动状态导入计算机，依靠分析软件可准确识别主轴何时完成启动。另给节电器计算机芯片注入下跳星形看门狗软件模块和撞击声消除软件模块，解决了以往节电器安装在车床运行的诸多缺陷，达到了一种近乎静音运行的星三转换控制模式，使得绝大多数运行工况下星三转换极少发生。不但大大延长了交流接触器寿命，保证了整机安全可靠运行，而且令设备本身不因安装节电器而赘生机械撞击声。3)节电器得知车床主轴5开始正向启动时间点，启动“主轴启动完成识别软件”连续监视主轴齿盘传感器3导入的车床主轴5的转速信号，分析其何时完成主轴启动，在主轴启动完成之前禁止任何星三转换；4)识别车床主轴5启动完成，节电器第一时间进入“星三转换监控状态”、以备随时发生重负载时可迅速上跳到三角形运行、应对重负载下对大马力动力的需求。当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要 求的保护范围。
权利要求
1.一种车床节电器的星/三转换状态识别系统，包括车床操纵杆、车床主轴、主轴齿盘、电动机、节电器，所述车床主轴与变速箱相连，所述电动机通过皮带轮与变速箱内的摩擦离合器相连，所述摩擦离合器与车床主轴啮合，所述车床主轴向后穿出变速箱，穿出端安装有传递主轴转速信号用主轴齿盘，车床主轴的另一端向前穿出变速箱、与车床卡盘相连，所述节电器与星三转换交流接触器组件相连，所述星三转换交流接触器组件分别与三相交流电源和电动机相连，其特征在于，所述车床操纵杆上安装有车床操纵杆位置传感器，所述变速箱后端外表面靠近主轴齿盘的地方安装有主轴齿盘传感器，所述车床操纵杆位置传感器和所述主轴齿盘传感器与所述节电器相连。
2.一种车床节电器的星/三转换状态识别方法，其特征在于，所述转换方法包括如下步骤 1)车床操纵杆动作，车床操纵杆位于中间位置车床主轴停转，操纵杆位于上拉位置主轴正转、操纵杆位于下拉位置主轴反转，操纵杆位置传感器将操纵杆位置信息导入计算机，用于识别主轴运动的起始时间点； 2)电动机通电启动，通过摩擦离合器带动车床主轴滞后迟缓启动,齿盘传感器将车床主轴的运动状态导入节电器的计算机芯片，识别主轴何时完成启动； 3)节电器内设置有主轴启动完成识别模块，得知车床主轴开始正向启动时间点，连续监视所述主轴齿盘传感器导入的主轴转速信号，分析其何时完成主轴启动，在主轴启动完成之前禁止任何星三转换； 4)识别车床主轴启动完成，节电器第一时间进入“星三转换监控状态”、以备随时发生重负载时可迅速上跳到三角形运行、应对重负载下对大马力动力的需求。
全文摘要
本发明公开了一种星/三转换状态识别系统，还公开了一种车床节电器的星/三转换状态识别的方法，在车床操纵杆上安装有车床操纵杆位置传感器，在靠近主轴齿盘的地方安装有主轴齿盘传感器，车床操纵杆位置传感器和所述主轴齿盘传感器与所述节电器相连，通过车床操纵杆动作、电动机通电启动，识别车床主轴启动完成，在主轴启动完成之前禁止任何星三转换，识别车床主轴启动完成，节电器第一时间进入“星三转换监控状态”。本发明的星/三转换状态识别系统和识别方法依靠传感器与控制模块，实现了节电器在此复杂工况下也处于静音运行状态，避免了主轴启动过程巨大的电流变化引发星三转换的可能性，预防了交流接触器大电流损伤及强烈的机械撞击声。
文档编号B23B25/00GK103252507SQ20131013045
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者陈冰雪 申请人:北京优尔特科技股份有限公司