機床主軸換擋變頻器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子自動化和電氣傳動技術領域，主要在機床主軸換擋過程中使用。
【背景技術】
[0002]對于普通機床，主軸是由一臺交流電機通過齒輪箱帶動卡盤運轉，并且電機的轉速是固定的。要改變卡盤或工件的轉速只能靠改變齒輪箱的轉數比即換擋來實現。由于換擋是通過改變不同齒輪的嚙合來完成，但齒輪的嚙合不一定到位，因此需要主軸電機點動一下，以便齒輪嚙合。以往人們在換擋時需要點動一下主軸電機或人為手動轉一下卡盤來使齒輪嗤合。但這種方式很費時費力，而且對機械結構有沖擊、對人身安全存在隱患。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種機床主軸換擋變頻器，能夠自動控制的、能和數控系統結合起來代替人工換擋的主軸專用換擋變頻器，并且具有成本低、體積小、噪聲小、輸出電壓低、額定功率小等特點。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]機床主軸換擋變頻器，包括電路板，電路板安裝在保護罩中，保護罩包括帶有底面的三側面互連的底罩和帶有上側面的兩側面互連的蓋板，保護罩的無側面板的面留有電路板的端子排安裝位，電路板的端子排在上述無側面板的面伸出保護罩，蓋板的兩側面設有散熱孔。
[0006]作為優選，蓋板上側板的外側面設螺孔，底罩底側板的內側面設螺孔柱，電路板上設螺釘孔，螺釘在蓋板的上側板外側面螺孔處貫穿電路板上的螺釘孔后固定在底罩上的螺孔柱上，所述底罩兩側板的內側面設定位蓋板上側板的凸起。
[0007]作為優選，底罩在設端子排的一側的兩側板凸出形成延伸板，電路板端子下部接觸延伸板。
[0008]作為優選，保護罩的底罩底部面和側面留有安裝孔，并通過螺釘將保護罩安裝于機床電柜箱內。
[0009]作為優選，所述的電路板中包括:電源處理電路、輸出單元a、輸出單元b、輸出單元c和控制電路，所述控制電路中使用的主芯片為AVR單片機，AVR單片機通過PF0-PF7端口連接驅動與光電隔尚電路，驅動與光電隔尚電路信號輸出端連接輸出單兀a、輸出單兀b和輸出單元c，并控制接輸出單元a、輸出單元b和輸出單元c。
[0010]該實用新型外部輸入直流24V，輸出三相交流24V給三相同步電動機或三相異步電動機供電，頻率為2HZ，促使電機低速穩定旋轉以完成換擋功能。
[0011 ]在機床換擋時使用主軸換擋變頻器，接通SB按鈕(如圖4)，此變頻器即輸出頻率為2HZ的三相交流電，帶動主軸電機以很低的轉速旋轉，從而使齒輪咬合，以便完成換擋動作。主軸換擋變頻器輸入電壓為直流24V，輸出為三相交流24V，頻率2HZ，所以與其他變頻器相比它具有體積小、功率低、成本低、電磁干擾與噪聲小等特點。因此適合各種機床在換擋中使用。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步描述
[0013]圖1為本實用新型主視結構不意圖；
[0014]圖2為本實用新型中電路板示意圖；
[0015]圖3為本實用新型中蓋板結構示意圖；
[0016]圖4為本實用新型中底罩結構示意圖；
[0017]圖5為本實用新型電路原理框圖；
[0018]圖6為本實用新型輸出單元A的原理圖；
[0019]圖7為本實用新型控制電路原理圖；
[0020]圖8為本實用新型應用電路原理圖；
[0021]附圖標記:1、電路板，2、蓋板，3、端子排，4、底罩，5、輸出單元a，6、輸出單元b，7、輸出單元c，8、控制電路，9、散熱孔，10、延伸板，11、螺釘孔，12、螺孔柱，13、凸起，14、安裝孔，15、電源處理電路，16、AVR單片機，17、驅動與光電隔離。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型如圖所示:
[0023]機床主軸換擋變頻器，包括電路板，電路板I安裝在保護罩中，保護罩包括帶有底面的三側面互連的底罩4和帶有上側面的兩側面互連的蓋板2，保護罩的無側面板的面留有電路板的端子排3安裝位，電路板I的端子排3在上述無側面板的面伸出保護罩，蓋板2的兩側面設有散熱孔9。蓋板2上側板的外側面設螺孔，底罩4底側板的內側面設螺孔柱12，電路板I上設螺釘孔U，螺釘在蓋板2的上側板外側面螺孔處貫穿電路板I上的螺釘孔11后固定在底罩4上的螺孔柱12上，所述底罩4兩側板的內側面設有凸起13，起到定位蓋板2的作用。底罩4在設端子排3的一側的兩側板凸出形成延伸板10，電路板I端子下部接觸延伸板10。保護罩2的底罩4底部面和側面留有安裝孔14，并通過螺釘將保護罩安裝于機床電柜箱內。
[0024]實施例:
[°°25] 電路板I中包括:電源處理電路15、輸出單元a5、輸出單元b6、輸出單元c7和控制電路8，所述控制電路8中使用的主芯片為厶￥1?單片機16，4￥1?單片機16通過??0^^7端口連接驅動與光電隔尚電路17，驅動與光電隔尚電路10信號輸出端連接輸出單兀a5、輸出單兀b6和輸出單元c7，并控制接輸出單元a5、輸出單元b6和輸出單元c7。
[0026]電源處理電路輸入端EA由外部控制按鈕SB(如圖5)提供直流24V，輸出端分別接輸出單元a、輸出單元b、輸出單元V和控制電路;所述的控制電路由AVR單片機主芯片控制，通過驅動與光電隔離與輸出單元a、輸出單元b、輸出單元c相連(如圖6)，進而控制各輸出單元中的開關管，實現三相交流輸出。
[0027]主控芯片采用AVR單片機16，它是一款高性能、低功耗的微處理器，具有性價比高、運行速度快、穩定等優勢。當主軸換擋變頻器工作時，電源處理電路將輸入電壓變為直流18V和直流5V兩路電源。18V電源供輸出單元控制電路和繼電器使用，5V電源供A VR單片機和其他控制芯片使用。AVR單片機16帶電開始工作，然后把控制信號送給驅動芯片(如圖3)，驅動芯片輸出控制信號送到光電隔離器。控制信號通過光電隔離器分配到每一個輸出單元控制電路，然后控制場效應管穩定輸出U、V、W三相交流電送到主軸電機。
[0028]各輸出單元由兩個場效應管及兩個三極管組成，通過控制三極管的通斷來控制場效應管的通斷。如圖7，當Kl導通K2截止時，U相作為三相交流電的正向輸入，當K2導通Kl截止時，U相作為三相交流電的負向輸入。同理通過在時序上準確的控制輸出單元B和輸出單元C的場效應管的通斷來模擬出正弦的三相交流電。如圖4，三相交流電通過交流接觸器KM連接到主軸電機上，電機可以是三相異步電動機也可以是三相同步電動機。KM的吸合受繼電器觸點JC的控制，同時也受主軸正轉、主軸反轉和制動接觸器的互鎖接點控制。當SB按鈕按下，控制電路控制繼電器JC觸點接通，若其他觸點都是接通的，則KM接觸器吸合，主軸電機就會由換擋變頻器提供的三相交流電驅動而穩定運轉起來。
【主權項】
1.一種機床主軸換擋變頻器，包括電路板，其特征是，電路板(I)安裝在保護罩中，保護罩包括帶有底面的三側面互連的底罩(4)和帶有上側面的兩側面互連的蓋板(2)，保護罩的無側面板的面留有電路板的端子排(3)安裝位，電路板(I)的端子排(3)在上述無側面板的面伸出保護罩，蓋板(2)的兩側面設有散熱孔(9)。2.根據權利要求1所述的機床主軸換擋變頻器，其特征是，蓋板(2)上側板的外側面設螺孔，底罩(4)底側板的內側面設螺孔柱(12)，電路板(I)上設螺釘孔(11)，螺釘在蓋板(2)的上側板外側面螺孔處貫穿電路板(I)上的螺釘孔(11)后固定在底罩(4)上的螺孔柱(12)上，所述底罩(4)兩側板的內側面設定位蓋板(2)上側板的凸起(13)。3.根據權利要求2所述的機床主軸換擋變頻器，其特征是，底罩(4)在設端子排(3)的一側的兩側板凸出形成延伸板(10)，電路板(I)端子下部接觸延伸板(10)。4.根據權利要求3所述的機床主軸換擋變頻器，其特征是，保護罩(2)的底罩(4)底部面和側面留有安裝孔(14)，并通過螺釘將保護罩安裝于機床電柜箱內。5.根據權利要求4所述的機床主軸換擋變頻器，其特征是，所述的電路板(I)中包括:電源處理電路(15)、輸出單元a(5)、輸出單元b(6)、輸出單元c(7)和控制電路(8)，所述控制電路(8)中使用的主芯片為AVR單片機(16)，AVR單片機(16)通過PF0-PF7端口連接驅動與光電隔咼電路(17)，驅動與光電隔咼電路(17)信號輸出端連接輸出單兀a (5 )、輸出單兀b (6 )和輸出單元c(7)，并控制輸出單元a(5)、輸出單元b(6)和輸出單元c(7)。
【專利摘要】本實用新型涉及機床主軸換擋變頻器，主要在機床主軸換擋過程中使用。本實用新型采用的技術方案是：機床主軸換擋變頻器，包括電路板，電路板安裝在保護罩中，保護罩包括帶有底面的三側面互連的底罩和帶有上側面的兩側面互連的蓋板，保護罩的無側面板的面留有電路板的端子排安裝位，電路板的端子排在上述無側面板的面伸出保護罩，蓋板的兩側面設有散熱孔。在機床換擋時使用主軸換擋變頻器，接通SB按鈕，此變頻器即輸出頻率為2HZ的三相交流電，帶動主軸電機以很低的轉速旋轉，從而使齒輪咬合，以便完成換擋動作。
【IPC分類】H02M1/00, H02P27/04
【公開號】CN205336088
【申請號】CN201620009871
【發明人】蔣雷, 劉栗, 何大偉, 張云法, 張啟甲, 張彬, 段艷明, 李香青, 李廣冉, 狄崇剛
【申請人】山東山森數控技術有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月7日