一种机床进给操控系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103447874 A (43)申请公布日 2013.12.18 CN 103447874 A *CN103447874A* (21)申请号 201310375770.X (22)申请日 2013.08.26 B23Q 5/40(2006.01) B23Q 1/00(2006.01) (71)申请人 黄山皖南机床有限公司 地址 245061 安徽省黄山市徽州区黄山路 193 号 (72)发明人 胡明洪 刘伟 余胜福 高岚 胡桂红 (74)专利代理机构 芜湖安汇知识产权代理有限 公司 34107 代理人 张小虹 (54) 发明名称 一种机床进给操控系统 (57) 摘要

2、本发明公开了一种机床进给操控系统， 机床 包括纵向丝杆、 横向丝杆、 垂直升降丝杆、 控制面 板及电气控制系统， 机床进给操控系统设有直流 调速电机和直流电机控制器， 直流调速电机通过 直流电机控制器与电气控制系统电路连接 ； 直流 调速电机的主轴通过离合器及电磁换向装置分别 与纵向丝杆、 横向丝杆、 垂直升降丝杆连接。采用 上述技术方案， 对现有技术中的机床进给机构进 行了简化， 通过电气自动控制和调节， 使机床进给 机构的操作更加方便与直观， 且减小了操作人员 的劳动量， 减轻工人负担 ； 实现了半自动化操作， 是机床操控系统的未来发展的方向。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页

3、说明书 3 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103447874 A CN 103447874 A *CN103447874A* 1/1 页 2 1. 一种机床进给操控系统， 所述的机床包括纵向丝杆 （7） 、 横向丝杆 （8） 、 垂直升降丝 杆 （9） 、 控制面板 （6） 及电气控制系统 （1） ， 其特征在于 ： 所述的机床进给操控系统设有直流 调速电机 （2） 和直流电机控制器 （3） ， 所述的直流调速电机 （2） 通过直流电机控制器 （3） 与 所述的电气控制系统 （1）

4、电路连接 ； 所述的直流调速电机 （2） 的主轴通过离合器 （4） 及电磁 换向装置 （5） 分别与所述的纵向丝杆 （7） 、 横向丝杆 （8） 、 垂直升降丝杆 （9） 连接。 2.按照权利要求1所述的机床进给操控系统， 其特征在于 ： 所述的控制面板 （6） 上设有 一体式操纵手柄 （10） ， 所述的一体式操纵手柄 （10） 通过控制电路与所述的电气控制系统 （1） 连接。 3. 按照权利要求 2 所述的机床进给操控系统， 其特征在于 ： 所述的一体式操纵手柄 （10） 设有前后、 左右及左旋、 右旋方向控制结构， 分别对应机床进给机构的六个运动方向， 即所述纵向丝杆 （7） 、 横向丝

5、杆 （8） 、 垂直升降丝杆 （9） 的正反转 ； 每个方向设两个档位， 第 一档为工进， 第二档为快进， 每个档位均设有电气信号元件， 并与所述的电气控制系统 （1） 连接。 4. 按照权利要求 1 或 2 或 3 所述的机床进给操控系统， 其特征在于 ： 所述的控制面板 （6） 上还设有进给速度档位旋钮 （11） 并与所述的电气控制系统 （1） 电路连接。 5. 按照权利要求 1 或 2 或 3 所述的机床进给操控系统， 其特征在于 ： 所述的控制面板 （6） 上还设有主轴开按钮 （12） 和主轴关按钮 （13） 并与所述的电气控制系统 （1） 电路连接。 6. 按照权利要求 1 或 2

6、或 3 所述的机床进给操控系统， 其特征在于 ： 所述的控制面板 （6） 上还设有急停按钮 （14） 并与所述的电气控制系统 （1） 电路连接。 权 利 要 求 书 CN 103447874 A 2 1/3 页 3 一种机床进给操控系统 技术领域 0001 本发明属于机械切削加工机床的技术领域， 涉及机床的进给机构， 更具体地说， 本 发明涉及一种机床进给操控系统。 背景技术 0002 目前， 在现有的普通机床操作中， 仍使用大量机械的手柄进行进给运动的操作与 控制， 实现联锁， 但是操作繁琐， 且机械类手柄操作时需用较大的力才能推动， 也增加了工 人的劳动量。 发明内容 0003 本发明提供

7、一种机床进给操控系统， 其目的是机床的操作更为简便和轻松快捷。 0004 为了实现上述目的， 本发明采取的技术方案为 ： 0005 本发明的机床进给操控系统， 所述的机床包括纵向丝杆、 横向丝杆、 垂直升降丝 杆、 控制面板及电气控制系统， 所述的机床进给操控系统设有直流调速电机和直流电机控 制器， 所述的直流调速电机通过直流电机控制器与所述的电气控制系统电路连接 ； 所述的 直流调速电机的主轴通过离合器及电磁换向装置分别与所述的纵向丝杆、 横向丝杆、 垂直 升降丝杆连接。 0006 所述的控制面板上设有一体式操纵手柄， 所述的一体式操纵手柄通过控制电路与 所述的电气控制系统连接。 0007

8、所述的一体式操纵手柄设有前后、 左右及左旋、 右旋方向控制结构， 分别对应机床 进给机构的六个运动方向， 即所述纵向丝杆、 横向丝杆、 垂直升降丝杆的正反转 ； 每个方向 设两个档位， 第一档为工进， 第二档为快进， 每个档位均设有电气信号元件， 并与所述的电 气控制系统连接。 0008 所述的控制面板上还设有进给速度档位旋钮、 主轴开按钮、 主轴关按钮和急停按 钮， 并分别与所述的电气控制系统电路连接。 0009 本发明采用上述技术方案， 对现有技术中的机床进给机构进行了简化， 通过电气 自动控制和调节， 使机床进给机构的操作更加方便与直观， 且减小了操作人员的劳动量， 减 轻工人负担 ；

9、实现了半自动化操作， 是机床操控系统的未来发展的方向。 附图说明 0010 下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明 ： 0011 图 1 为本发明的操控系统结构示意图 ； 0012 图 2 为本发明的面板结构示意图 ； 0013 图 3 为一体式操纵手柄结构示意图 ； 0014 图 4 为一体式操纵手柄前后左右方向工进状态示意图 ； 0015 图 5 为一体式操纵手柄前后左右方向快进状态示意图 ； 说 明 书 CN 103447874 A 3 2/3 页 4 0016 图 6 为一体式操纵手柄左旋右旋工进状态示意图 ； 0017 图 7 为图 6 所示结构的俯视图 ； 001

10、8 图 8 为一体式操纵手柄左旋右旋快进状态示意图 ； 0019 图 9 为图 8 所示结构的俯视图。 0020 图中标记为 ： 0021 1、 电气控制系统， 2、 直流调速电机， 3、 直流电机控制器， 4、 离合器， 5、 电磁换向装 置， 6、 控制面板， 7、 纵向丝杆， 8、 横向丝杆， 9、 垂直升降丝杆， 10、 一体式操纵手柄， 11、 进给 速度档位旋钮， 12、 主轴开按钮， 13、 主轴关按钮， 14、 急停按钮。 具体实施方式 0022 下面对照附图， 通过对实施例的描述， 对本发明的具体实施方式作进一步详细的 说明， 以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、 技术

11、方案有更完整、 准确和深入的理 解。 0023 如图1至图9所示的结构， 为本发明的机床进给操控系统， 所述的机床包括纵向丝 杆 7、 横向丝杆 8、 垂直升降丝杆 9、 控制面板 6 及电气控制系统 1。纵向丝杆 7、 横向丝杆 8、 垂直升降丝杆 9 均有两个方向的转动， 实现工作台的纵向、 横向和升降三个方向的正反进 给。控制面板 6 用于机床进给控制。 0024 本发明应用于简化普通机床操作、 实现半自动化加工的方法。 0025 为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷， 实现机床的操作更为简便和轻松快 捷的发明目的， 本发明采取的技术方案为 ： 0026 如图 1 至图 9 所示， 本

12、发明的机床进给操控系统设有直流调速电机 2 和直流电机 控制器 3， 所述的直流调速电机 2 通过直流电机控制器 3 与所述的电气控制系统 1 电路连 接 ； 所述的直流调速电机 2 的主轴通过离合器 4 及电磁换向装置 5 分别与所述的纵向丝杆 7、 横向丝杆 8、 垂直升降丝杆 9 连接。 0027 电气控制系统 1 通过控制动力输出部分、 方向控制部分、 操纵面板部分实现其控 制功能， 机床进给的三个运动的离合器 4 由电磁换向装置 5 控制。 0028 上述技术方案使用直流调速电机2及直流电机控制器3代替传统的三相交流马达 及减速、 变速装置， 实现铣床进给部分的高转矩输出和无级变速。

13、 0029 本发明对传统的机床进给部分进行简化和优化。电气控制控制系统 1 通过直流电 机控制器 3 控制直流调速电机 2， 做到相应的运转方向及运转速度 ； 通过在电气控制系统中 设置电气元件， 并通过一体式操纵手柄 10， 实现铣床进给系统 6 个方向的快速和慢速进给， 并且还能很方便地实现速度调节， 使操作更加方便与直观， 是未来机床的发展方向。 0030 如图1所示为操控系统示意图， 所述的控制面板6上设有一体式操纵手柄10， 所述 的一体式操纵手柄 10 通过控制电路与所述的电气控制系统 1 连接。 0031 本发明的电气控制系统 1 还控制两处的电磁换向装置 5， 使离合器 4 吸

14、合或脱开， 两者结合完成操作者所需的进给动作， 使用控制面板 6 上的一体式操纵手柄 10， 将方向及 进给速度输出信号传给电气控制系统1， 以控制电磁换向装置5开合、 控制离合器4的离合 ； 同时， 电气控制系统 1 给出正反转及转速信号给直流电机控制器 3 以控制直流调速电机 2， 实现 6 个方向、 每个方向两个档位的无级变速进给。 说 明 书 CN 103447874 A 4 3/3 页 5 0032 参见图 3， 所示述的一体式操纵手柄 10 设有前后、 左右及左旋、 右旋方向控制结 构， 分别对应机床进给机构的六个运动方向， 即所述纵向丝杆 7、 横向丝杆 8、 垂直升降丝杆 9的

15、正反转， 能实现6个方向的工进及快进动作。 每个方向设两个档位， 第一档为工进， 第二 档为快进， 每个档位均设有电气信号元件， 并与所述的电气控制系统 1 连接。 0033 一体式操纵手柄 10 设有十字形的槽， 槽内设有触杆， 用于触碰相应信号开关。触 杆上设有复位弹簧。通过限位钢珠及空间凸轮使工进状态能得以保持。十字形的槽控制前 后、 左右四个方向 ； 十字形的槽宽均相等 ； 由于卡进一个槽内就不可能对其它槽的信号开 关进行操作， 实现了前后、 左右四个方向动作的互锁 ； 手柄拨杆处为方形， 与底座十字形的 槽中心上的方形槽配合， 使左旋及右旋时不能同时向前后、 左右四个方向动作， 实现

16、左旋及 右旋与前后、 左右四个方向动作的互锁功能。 0034 参见图 4 和图 5， 十字槽的每个方向又有两个档位 ； 第一档为工进， 第二档为快进， 其中工进位置能停顿， 即不对操纵杆施加任外力， 操纵杆也能在工进位置保持不变， 实现自 动连续加工进给 ； 快进时操纵杆则自动回位， 即。 每个档位均通过信号开关与电气控制系统 1 连接， 分别实现工进和快进。 0035 参见图 6 至图 9， 手柄拨杆通过关节结构与凸轮上的旋转套连接， 使凸轮与手柄拨 杆连动旋转， 但手柄拨杆在凸轮上的旋转套内可进行角度摆动， 因为凸轮上的旋转套的孔 径较大， 完全满足两个档位的操作运动的要求， 且手柄拨杆在

17、所述的十字形的槽内运动， 与 其轴线形成夹角， 实现前后、 左右四个方向动作的各档位控制。 0036 手柄拨杆与凸轮上的旋转套的关节结构设在上述角度摆动的回转中心。 所谓的关 节结构， 是在凸轮旋转套的内壁上设与其固定的销， 该销的轴线与所述的凸轮旋转套的轴 线垂直相交。 该销插入所述的手柄拨杆相应孔中， 所述的相应孔的孔径比销的直径大一些， 满足手柄拨杆倾斜的需要。 0037 参见图 7 和图 9， 手柄拨杆旋转时， 带动凸轮旋转， 凸轮旋转过程中， 分别触碰正向 和反向的信号开关， 正向和反向又分别有工进和快进两个档位 ； 这四个信号开关电气控制 系统 1 连接， 分别实现工进和快进。 0

18、038 由于手柄拨杆处的方形边长与十字形的槽宽恰好配合， 所以在手柄拨杆卡入槽内 后， 无法进行旋转 ； 而左旋及右旋时， 因手柄陷入槽内的正中位置， 且角度偏转， 就不能再卡 入其它四个方向的槽， 从而实现互锁功能， 如图2所示 ； 其各工进位置见图4至7 ； 其工进速 度用如下所述的进给速度档位旋钮 11 控制。 0039 参见图 2， 所示的控制面板 6 上还设有进给速度档位旋钮 11、 主轴开按钮 12、 主轴 关按钮 13 和急停按钮 14， 并分别与所述的电气控制系统 1 电路连接。 0040 进给速度档位旋钮 11 用于控制各方向进给的工进速度和快进速度， 实质上是直 接控制直流

19、调速电机 2 的转速。 0041 主轴开按钮 12、 主轴关按钮 13 分别控制机床主轴的启动与停止。并且按照 ： 只有 主轴启动， 进给才能启动的策略进行控制。 0042 急停按钮 14 用于在紧急状况下， 使主轴和进给系统停止运动， 以保证安全。 0043 上面结合附图对本发明进行了示例性描述， 显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进， 或未经改 进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的， 均在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103447874 A 5 1/6 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103447874 A 6 2/6 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103447874 A 7 3/6 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 103447874 A 8 4/6 页 9 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103447874 A 9 5/6 页 10 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103447874 A 10 6/6 页 11 图 9 说 明 书 附 图 CN 103447874 A 11