一种数控机床模拟主轴控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数控机床模拟主轴控制装置及其控制方法，所述控制装置包括设有模拟量输出端口的模拟输出模块，所述模拟量输出端口连接主轴驱动端口。本发明专利技术提供的数控机床模拟主轴控制装置，通过数控系统内置ＰＬＣ处理主轴运转信息，通过模拟输出模块输出主轴的模拟控制信号来控制模拟主轴驱动器，本装置结构简单，降低了因为数控系统可控制轴数不足而可能增加的成本，或者可以用来代替数控系统上昂贵的模拟主轴控制模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控机床，尤其涉及数控机床的模拟主轴控制装置及其控制方法。
技术介绍
目前，当数控系统可控轴数无法满足机床设计要求时，通常采用的方法是选用可 控制轴数更多、性能更强的数控系统，如Sinumerik 802D只能控制连主轴在内的5个轴，而 机床需要5个伺服轴和一个主轴时，一般情况下是无法使用的，只能选用其他的可控轴数 更多的数控系统，而这就意味着机床成本的大幅提升；或者为了降低成本，选用模拟主轴来 替代数字主轴，而有时高档数控系统的模拟主轴控制模块，如SinUmerik810D/840D系统的 模拟主轴控制模块，价格相当昂贵，如果使用模拟主轴控制模块是达不到降低成本要求的。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种通过数控 系统内置PLC来控制主轴运转的装置和控制方法，该装置结构简单，该方法控制方便。技术方案为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为一种数控机床模拟主轴控制装置，包括数控系统内置PLC，所述控制装置上设有模 拟输出模块，所述模拟输出模块的模拟量输出端口连接主轴驱动端口。所述数控系统内置PLC具备模拟输出模块时，则模拟输出模块的模拟量输出端口 即为所述数控系统内置PLC的模拟量输出端口 ；当所述数控系统内置PLC不具备模拟输出 模块时，则数控系统内置PLC的数字输出端口需连接一个D/A转换装置，模拟输出模块的模 拟量输出端口即为所述D/A转换装置的模拟量输出端口。本专利技术采用的控制方法包括如下步骤(1)数控系统内置PLC读入主轴运转目标信息并将其处理为驱动主轴运转的数字 信息，如主轴转速、主轴倍率及主轴齿轮比的处理等；(2)通过所述模拟输出模块将步骤(1)中的数字信息转化为驱动主轴运转的模拟 控制量，如将主轴转速转化为驱动主轴转动的相应的驱动电压；(3)通过所述模拟量输出端口向主轴驱动端口发送主轴驱动信息，如通过模拟电 压驱动主轴转动。所述步骤(2)中，首先将步骤(1)中得到的数字信息乘以主轴倍率以及主轴齿轮 比，再除以所述模拟输出模块的分辨率，最后再将得到数字信息处理为驱动主轴运转的模 拟控制量。有益效果本专利技术提供的数控机床模拟主轴控制装置及其控制方法，采用数控系 统内置PLC控制主轴运转，结构简单，控制方便，可以代替昂贵的高档数控系统模拟主轴控 制模块，也可以将主轴从数控系统的控制轴中脱离出来成为一个PLC控制轴，解决了数控 系统控制轴数不足的问题，降低了因为数控系统可控制轴数不足而可能增加的成本。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为数控系统内置PLC与D/A转换装置连接的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。一种数控机床模拟主轴控制装置，包括数控系统内置PLC，所述控制装置上设有模 拟输出模块，所述模拟输出模块的模拟量输出端口连接主轴驱动端口。所述数控系统内置PLC具备模拟输出模块时，则模拟输出模块的模拟量输出端口 即为所述数控系统内置PLC的模拟量输出端口 ；当所述数控系统内置PLC不具备模拟输出 模块时，则数控系统内置PLC的数字输出端口需连接一个D/A转换装置，模拟输出模块的模 拟量输出端口即为所述D/A转换装置的模拟量输出端口。如图1所示，为本专利技术提供的PLC模拟主轴控制装置的控制方法，包括如下步骤(1)数控系统内置PLC读入主轴运转目标信息并将其处理为驱动主轴运转的数字 信息，如主轴转速、主轴倍率及主轴齿轮比的处理等；(2)将步骤⑴中的数字信息如主轴转速，乘以主轴倍率以及齿轮比，得到所需的 主电机转速；(3)将步骤(2)中计算得到的数据除以所述模拟输出模块的分辨率，得到所需模 拟量转化前的数字量；(4)将步骤(3)中计算得到的数字量信息转化为驱动主电机运转的模拟控制量， 如将所需的主电机转速转化为控制驱动主电机转动的相应的控制模拟电压；(5)通过所述模拟量输出端口向主轴驱动端口发送主电机运转信息，如通过输出 模拟控制电压控制主电机的转速。其中，步骤(2)、(3)和(4)为数控系统内置PLC和模拟输出模块将数字信息处理 为模拟信息的处理过程。其中，步骤(3)中模拟输出模块的分辨率是指主轴某一转速值除以输出主轴该转 速时所需要的模拟电压数字量得到的数据，如主轴的驱动电压为IOV时，其相对于主轴的 转速为3000rpm，假设当输入模拟电压为IOV时，相对于模拟输出模块输入的数字量数值为 256(8位)，则所述分辨率是3000 + 256 = 11. 72。当所述数控系统内置PLC不具备模拟输出模块时，则数控系统内置PLC的数字输 出端口需连接一个D/A转换装置，如附图2所示，使用D/A转换装置时需要占用数控系统内 置PLC的I/O输出点，精度越高，占用的点数就要越大，如D/A转换装置精度有8位、12位、 16位甚至更高，则分别需要占用8个、12个、16个甚至更多的数字I/O输出点。当数控系统的控制轴数不足时，通过本专利技术提供的装置和方法，所述数控机床主 轴可以从数控系统控制中脱离出来作为一个完全由数控系统内置PLC控制的轴，这样主轴 就不再占用数控系统的可控制轴数，在数控系统可控制轴数不满足要求的情况下可以不需 要选用可控制轴数更多、性能更强大的数控系统了。这种完全通过PLC控制的主轴由于没 有在数控系统中定义，没有反馈接口，所以一般不能实现钻进给、车螺纹等主轴功能，只能 满足部分机床的要求。当数控机床通过选用模拟主轴来替代数字主轴降低成本时，通过本专利技术提供的装 置可替代昂贵的数控系统模拟主轴模块，此时，所述数控机床主轴和使用数控系统模拟主 轴模块一样可以在数控系统中定义，并确定主轴编码器的反馈接口，主轴可以实现钻进给、 车螺纹等主轴功能。 以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出对于本
的普通技术人 员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本专利技术的保护范围。权利要求一种数控机床模拟主轴控制装置，包括数控系统内置PLC，其特征在于所述控制装置上设有模拟输出模块，所述模拟输出模块的模拟量输出端口连接主轴驱动端口。2.一种如权利要求1所述的数控机床模拟主轴控制装置的控制方法，其特征在于所 述控制方法包括如下步骤(1)所述数控系统内置PLC读入主轴运转目标信息并将其处理为驱动主轴运转的数字 fn息；(2)通过所述模拟输出模块将步骤(1)中的数字信息转化为驱动主轴运转的模拟控制量；(3)通过所述模拟量输出端口向主轴驱动端口发送主轴驱动信息。3.根据权利要求2所述的数控机床模拟主轴控制装置的控制方法，其特征在于所述 步骤(2)中，模拟输出模块首先将步骤(1)中得到的数字信息乘以主轴倍率以及齿轮比，再 除以所述模拟输出模块的分辨率，最后再将得到数字信息处理为驱动主轴运转的模拟控制量。全文摘要本专利技术公开了，所述控制装置包括设有模拟量输出端口的模拟输出模块，所述模拟量输出端口连接主轴驱动端口。本专利技术提供的数控机床模拟主轴控制装置，通过数控系统内置PLC处理主轴运转信息，通过模拟输出模块输出主轴的模拟控制信号来控制模拟主轴驱动器，本装置结构简单，降低了因为数控系统可控制轴数不足而可能增加的成本，或者可以用来代替数控系统上昂贵的模拟主轴控制模块。文档编号G05B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控机床模拟主轴控制装置，包括数控系统内置ＰＬＣ，其特征在于：所述控制装置上设有模拟输出模块，所述模拟输出模块的模拟量输出端口连接主轴驱动端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮启伟，舒庆，张志英，张爱华，
申请(专利权)人：南京数控机床有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]