伺服电机驱动的数控车床尾台制造技术

一种伺服电机驱动的数控车床尾台，其特征在于在床身左侧主轴输出端安装卡盘，右侧是尾台部件，与卡盘相对的尾台部件水平轴向有顶尖、上部有刀架部件；尾台部件固定在尾台体上、并安装在床身下部丝杠上，左端固定在轴承座上、右端与电机座、伺服电机连接；尾台电气设置：正面安装CNC操作台，通过总线EtherCAT连接伺服驱动器，伺服电机通过电机编码器、电机动力电缆与伺服驱动器连接；伺服电机的控制参数通过CNC操作台向PLC输入；数控系统以总线的与驱动器通信，控制模式有位置模式和扭矩模式，带动丝杠旋转以驱动尾台运动，顶紧工件或回退。实现顶紧过程的高低速度自动切换，既可以提高尾台的装卡效率又可以保证尾台的装卡安全。

CNC lathe tailstock driven by servo motor

A servo motor driven CNC lathe tailstock, which is characterized in that the installation of chuck in the bed is on the right side of the left spindle output end parts, and the axial end part relative to the top level of the chuck, the upper turret components; tail components fixed on the platform, and the bed tail screw on lower left. Fixed on the bearing seat and the right end is connected with a motor seat, servo motor; tail electrical settings: front mounted CNC operating platform to connect the servo drive through the EtherCAT bus, the servo motor through the motor encoder, motor servo driver is connected with the power cable; control parameters of the servo motor input to the PLC through the CNC operation platform; CNC system bus communication with the driver, position and torque control mode mode mode, drive screw rotation to drive the tailstock top tight workpiece movement, or back. The automatic switching of the high and low speed of the top tightening process can not only improve the charging efficiency of the tail platform but also guarantee the safety of the tailstock.

【技术实现步骤摘要】
伺服电机驱动的数控车床尾台
本专利技术涉及机床设备制造领域，尤其涉及加工过程中需要使用尾台装卡工件的数控车床。
技术介绍
车床加工中尾台常用作装卡固定工件。传统的尾台结构，移动是由人力搬动，操作起来费时费力。尽管目前数控车床常用靠液压缸驱动的尾台，但存在尾台移动速度、位置、顶紧压力的控制精度低，调节操作麻烦的问题，个别尾台甚至无法调节。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种伺服电机驱动的数控车床尾台，实现扭矩、速度和位置的精确调节和反馈控制。这种伺服电机驱动的数控车床尾台，包括车床PLC控制系统、伺服电机、丝杠，其特征在于在床身左侧主轴输出端安装卡盘，右侧是尾台部件，与卡盘相对的尾台部件水平轴向有顶尖、上部有刀架部件；尾台部件固定在尾台体上、尾台体安装在丝杠上，丝杠平行于主轴安装在床身下部，左端固定在轴承座上、右端与电机座、伺服电机连接；尾台电气设置：车床正面安装CNC操作台，通过总线EtherCAT连接伺服驱动器，伺服电机通过电机编码器电缆、电机动力电缆分别与伺服驱动器连接；伺服电机驱动尾台的控制参数通过CNC操作台向车床控制系统PLC输入设置；数控系统以总线的形式与驱动器通信，控制模式有位置模式和扭矩模式，带动丝杠旋转以驱动尾台运动，顶紧工件或回退。本专利技术的有益效果：采用上述结构和控制系统，可以实现顶紧过程的高低速度自动切换，顶紧工件后位置核查，回退位置准确定位，电机位置、扭矩实时切换控制等功能，既可以提高尾台的装卡效率又可以保证尾台的装卡安全。附图说明图1是本专利技术配有伺服电机驱动尾台的整机示意图；图2是伺服电机与尾台驱动结构示意图；图3是伺服电机驱动的尾台控制连接图；图4是伺服电机PLC设置参数；图5是伺服尾台顶紧动作流程图；图6是伺服尾台回退动作流程图。具体实施方式本专利技术这种伺服电机驱动的数控车床尾台，包括车床PLC控制系统、伺服电机、丝杠，如图1所示，床身1作为各部件的安装基体，其特征在于在床身1左侧主轴2输出端安装卡盘5，右侧是尾台部件3，与卡盘5相对的尾台部件3水平轴向有顶尖9、上部有刀架部件4；见图2，尾台部件3固定在尾台体10上、尾台体10安装在丝杠8上，丝杠8平行于主轴2安装在床身1下部，左端固定在轴承座7上、右端与电机座11、伺服电机12连接；减速机6通过皮带将主轴2动力传递给带动丝杠8。尾台电气设置见图3，车床正面安装CNC操作台13，通过EtherCAT总线14连接伺服驱动器15，伺服电机12通过电机编码器电缆17、电机动力电缆16分别与伺服驱动器15、伺服电机12连接。伺服电机驱动尾台的控制参数设置：通过CNC操作台13向车床控制系统PLC输入参数设置，如图4表中所示：扭矩单位0101N.m快移速度F1、F2以及修调速度单位均是mm/min，顶紧正、负误差单位与顶紧位置坐标、速度切换坐标、回退坐标、正限位坐标、负限位坐标单位均是mm。数控系统以总线的形式与伺服电机的驱动器通信，控制模式包括位置模式和扭矩模式。数控系统控制车床伺服电机12驱动尾台部件3，伺服电机12带动丝杠8旋转以驱动尾台部件3前进或后退，进而顶紧或释放工件。本专利技术的尾台驱动控制工作过程如下：见流程图5，尾台实施顶紧动作系统为位置控制模式，读取参数后控制伺服电机12带动丝杠8以设定的较快速度F1移动至“速度切换坐标”，丝杠驱动尾台体10向工件运动，通过伺服电机内置编码器反馈，实时检测位置和速度，运动到预设“速度切换坐标”后，系统切换为扭矩控制模式，控制伺服电机12以接近速度F2带动丝杠8按设定的较慢速度旋转，丝杠8驱动尾台3继续向工件移动，直至顶尖9顶紧工件遇到阻力后、提升扭矩达到设定的扭矩值时，判断如果当前位置不在设置范围内，则有报警并停止动作，如果当前位置是在设置范围内，伺服电机12保持恒扭矩输出，尾台顶紧动作完成并保持。电机扭矩实时切换：系统在扭矩模式下，尾台顶紧工件后，电机的输出扭矩可以随系统的设定值实时切换。尾台回退动作，见流程图6：控制系统根据读取参数判断，尾台回退动作开始，结束顶紧动并进入位置控制模式，控制伺服电机12带动丝杠8以设定的较快F1速度旋转，丝杠驱动尾台体10后退至“回退坐标”，通过伺服电机内置编码器反馈，实时检测位置和速度，如果当前位置不在设置范围内，发出报警停止动作，当运动到预设位置后，电机停止运动并施加一定负载保证电机静止，保持回退状态尾台顶紧动作完成。尾台的电机驱动器15由系统的可编辑逻辑控制器(PLC)控制，尾台轴可以与Z轴、X轴同时动作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服电机驱动的数控车床尾台，包括车床PLC控制系统、伺服电机、丝杠，其特征在于在床身(1)左侧主轴输出端安装卡盘(5)，右侧是尾台部件(3)，与卡盘(5)相对的尾台部件(3)水平轴向有顶尖(9)、上部有刀架部件(4)；尾台部件固定在尾台体(10)上、尾台体(10)安装在丝杠(8)上，丝杠(8)平行于主轴(2)安装在床身(1)下部，左端固定在轴承座(7)上、右端与电机座、伺服电机连接；尾台电气设置：车床正面安装CNC操作台，通过总线EtherCAT连接伺服驱动器，伺服电机通过电机编码器电缆、电机动力电缆分别与伺服驱动器连接；伺服电机驱动尾台的控制参数通过CNC操作台向车床控制系统PLC输入设置；数控系统以总线的形式与驱动器通信，控制模式有位置模式和扭矩模式，带动丝杠旋转以驱动尾台运动，顶紧工件或回退。

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机驱动的数控车床尾台，包括车床PLC控制系统、伺服电机、丝杠，其特征在于在床身(1)左侧主轴输出端安装卡盘(5)，右侧是尾台部件(3)，与卡盘(5)相对的尾台部件(3)水平轴向有顶尖(9)、上部有刀架部件(4)；尾台部件固定在尾台体(10)上、尾台体(10)安装在丝杠(8)上，丝杠(8)平行于主轴(2)安装在床身(1)下部，左端固定在轴承座(7)上、右端与电机座、伺服电机连接；尾台电气设置：车床正面安装CNC操作台，通过总线Et...

【专利技术属性】
技术研发人员：于春明，刘洪强，白衍，周永胜，黄丽梅，刘妍，赵亮，芦涛，翟晓飞，耿晶，佟永忠，白雅静，
申请(专利权)人：沈阳优尼斯智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21