专利名称：一种机床制动能量回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械制造业中，在具有电机和机床主轴的机械加工式机床中使用的机 床制动能量回收装置。
背景技术：
目前节能、低碳已成为21世纪最热的主题词，节能降耗已经被各行各业作为重点 研究对象。在我国电机耗电量占我国总发电量的一半左右，其中有很可观的一部分电机容 量都被作为机械加工机床动力源。但是机床在每次制动过程中都会有动能被无谓地损耗 掉，特别是对于频繁启停的机床，这部分无谓损耗的能量就相当可观；故如何设计一种可回 收利用机床的多余损耗能源，达到节约能源的目的，就成为本技术领域有待解决的技术难 题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，怎样提供一种可以回收机床多余损耗能源的机床制 动能量回收装置。为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案一种机床制动能量回收装置，所述制动能量回收装置包括蓄电池、主轴能量转化 装置、制动检测装置；所述主轴能量转化装置包括设置在机床主轴上主轴绕组线圈，与主轴 绕组线圈对应设置的永磁体，所述主轴绕组线圈与一个二极管和蓄电池串联成制动充电电 路；所述制动检测装置包括电机制动检测电路和主轴转动检测装置，所述电机制动检测电 路用于检测到电机电路停止工作时，令制动充电电路中对应位置处的开关元件自动接通， 所述主轴转动检测装置用于检测到主轴转动时，令制动充电电路中对应位置处的开关元件 自动接通。申请人:研究发现，机床在制动时，机床电机停止转动后，机床主轴由于惯性还会保 持一定时间的旋转。如果能够将这部分主轴惯性旋转的能量回收起来，可以达到回收机床 多余损耗能源的目的；同时，还能使制动时间缩短，得到更佳的制动效果。故申请人增设了 本制动能量回收装置，其中采用电机制动检测电路检测来检测电机电路是否工作，采用主 轴转动检测装置检测主轴是否在转动，当检测到电机电路未工作的同时主轴仍然在转动， 则表明此时机床处于制动状态。此时制动充电电路自动接通，所述主轴绕组线圈随主轴转 动切割与其对应设置的永磁体磁场磁感线，产生电流，电流通过对应的二极管转化为直接 电并储存于蓄电池中。这样就回收了机床制动时的能量损耗。进一步达到回收机床多余损 耗能源的目的。同时，和现有技术中为了缩短制动时间而采用能耗制动的现有手段相比，其 不但无需消耗能量，还可以转化出多余能量，故属于有了颠覆性的进步。作为所述电机制动检测电路的一种优化设置形式，其结构为包括一个用于检测电 机电路电流的电流互感器，该电流互感器与一个二极管、一个放大器以及一个常闭式电磁 继电器的电磁铁串联为电机检测电路作为继电器控制端回路；所述常闭式电磁继电器的工作回路端开关串联入制动充电电路。这样，当电机工作时，电流互感器感应到电机电路中的 交流电，会产生互感电流，该互感电流是与电机电路电源频率相同的交流电，互感电流通过 放大器和二极管转换为比较大的单向电流。使得常闭式电磁继电器的电磁铁通电后产生磁 场，并吸附衔铁导致工作回路端的常闭开关打开。故当电机未工作时，常闭式电磁继电器的 工作端为接通状态，使制动充电电路接通。这样，具有结构简单，检测方便准确的优点。当 然具体实施时，也还可以采用其他公知结构的电机空载检测电路。只需使其能够检测电机 是否在工作，并在电机没有工作时通过开关保证制动充电电路的接通即可。作为所述主轴转动检测装置的一种优化，所述主轴转动检测装置包括一端固定在 主轴上的橡胶条、对应设置于橡胶条上方的检测开关；所述检测开关包括一个一端铰接在 制动充电电路中的楔铁，楔铁另一端在自重作用下下落可使制动充电电路断开，当主轴转 动时，所述橡胶条在离心力作用下可将楔铁向上顶起并使制动充电电路接通。这样，具有结 构简单、检测方便准确的优点。当然，具体实施时，也可以采用现有技术中其余结构的主轴 转动检测装置，只需具备能够在主轴转动情况下接通制动充电电路，主轴停止转动情况下 断开制动充电电路防止蓄电池回流损失即可。综上所述，相比现有技术，本发明可以将机床制动时候的能量损耗回收至蓄电池 储存。这样就达到了回收机床多余损耗能源的目的。具有节约能源的优点。同时，本发明 中，各检测电路或装置部分优化后，还具备结构简单、检测方便准确等优点。
图1是本发明的电路结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施实例和附图对本发明作进一步的详细说明。具体实施时，如图1所示，一种机床制动能量回收装置，包括蓄电池1、主轴能量转 化装置、制动检测装置；所述主轴能量转化装置包括设置在机床主轴16上的主轴绕组线圈 17，与主轴绕组线圈17对应设置的永磁体18，所述主轴绕组线圈17与一个二极管19和蓄 电池1串联成制动充电电路；所述制动检测装置包括电机制动检测电路和主轴转动检测装 置，所述电机制动检测电路用于检测到电机电路停止工作时，令制动充电电路中对应位置 处自动接通，所述主轴转动检测装置用于检测到主轴转动时，令制动充电电路中对应位置 处自动接通。实施时，所述电机制动检测电路优选采用如下结构，包括一个用于检测电机电 路电流的电流互感器20，该电流互感器20与一个二极管21、一个放大器22以及一个常闭 式电磁继电器23的电磁铁串联为电机检测电路作为继电器控制端回路；所述常闭式电磁 继电器23的工作回路端开关串联入制动充电电路。实施时，所述主轴转动检测装置优选采 用如下结构，包括一端固定在主轴16上的橡胶条24、对应设置于橡胶条24上方的检测开 关；所述检测开关包括一个一端铰接固定在制动充电电路中的楔铁25，楔铁25另一端在自 重作用下下落可使制动充电电路断开，当主轴转动时，所述橡胶条24在离心力作用下可将 楔铁25向上顶起并使制动充电电路接通。另外，图1中，标号26表示机床电机，标号27表 示机床电机电源线路，标号28表示机床传动系统。本发明实施后，可以在机床制动时，从机床主轴处将主轴由于惯性转动所损耗的能量回收。具体地说，当机床制动时，此时机床电机停止工作，但机床主轴由于惯性保持旋 转。故我们设置的电机制动检测电路可以保证当电机电源线路27没有电流时，令常闭式电 磁继电器23中串联在制动充电电路中的常闭开关保持闭合。同时，我们设置的主轴转动检 测装置可以保证楔铁25被顶起而使得制动充电电路导通，进而通过主轴绕组线圈17对蓄 电池1进行充电；将主轴由于惯性转动损耗的这部分能量回收起来。
最后，值得指出的本具体实施方式
及其附图仅仅是对本发明进一步的说明而不是 限定。比如，所述蓄电池1所在充电回路中还可以设置一个主控制开关等等，而不仅限于具 体实施方式所述情况。
权利要求
一种机床制动能量回收装置，其特征在于，包括蓄电池、主轴能量转化装置、制动检测装置；所述主轴能量转化装置包括设置在机床主轴上主轴绕组线圈，与主轴绕组线圈对应设置的永磁体，所述主轴绕组线圈与一个二极管和蓄电池串联成制动充电电路；所述制动检测装置包括电机制动检测电路和主轴转动检测装置，所述电机制动检测电路用于检测到电机电路停止工作时，令制动充电电路中对应位置处自动接通，所述主轴转动检测装置用于检测到主轴转动时，令制动充电电路中对应位置处自动接通。
2.如权利要求1所述的机床制动能量回收装置，其特征在于，所述电机制动检测电路 包括一个用于检测电机电路电流的电流互感器，该电流互感器与一个二极管、一个放大器 以及一个常闭式电磁继电器的电磁铁串联为电机检测电路；所述常闭式电磁继电器的工作 回路端开关串联入制动充电电路。
3.如权利要求1或2所述的机床制动能量回收装置，其特征在于，所述主轴转动检测装 置包括一端固定在主轴上的橡胶条、对应设置于橡胶条上方的检测开关；所述检测开关包 括一个一端铰接固定在制动充电电路中的楔铁，楔铁另一端在自重作用下下落可使制动充 电电路断开，当主轴转动时，所述橡胶条在离心力作用下可将楔铁向上顶起并使制动充电 电路接通。
全文摘要
本发明公开了一种机床制动能量回收装置，一种机床制动能量回收装置，所述制动能量回收装置包括蓄电池、主轴能量转化装置、制动检测装置；所述主轴能量转化装置包括设置在机床主轴上主轴绕组线圈，与主轴绕组线圈对应设置的永磁体，所述主轴绕组线圈与一个二极管和蓄电池串联成制动充电电路；所述制动检测装置包括电机制动检测电路和主轴转动检测装置，所述电机制动检测电路用于检测到电机电路停止工作时，令制动充电电路中对应位置处自动接通，所述主轴转动检测装置用于检测到主轴转动时，令制动充电电路中对应位置处自动接通。本发明可以达到了回收机床多余损耗能源的目的。具有节约能源的优点。
文档编号H02J7/00GK101888105SQ20101019726
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者刘飞, 曹华军, 陶绪财 申请人:重庆大学