計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其包括至少一磁鐵、一磁性感測單元、一中央處理單元、一儲存單元及一斷電檢測電路。而該伺服刀庫與刀塔對應刀具數量而等分成多個刀艙，并通過一伺服馬達帶動一傳動機構帶動該伺服刀庫與刀塔作360度的旋轉，并通過一伺服驅動器控制該伺服馬達依據該每個刀具作不等分割角度的旋轉以便取刀使用。本實用新型通過磁性的定位裝置應用于該伺服刀庫與刀塔上，當磁場產生變化后而解譯各刀艙的絕對位置，并于斷電前記錄下來，以大幅提高系統的安全與可靠度。
【專利說明】計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于計算機輔助加工機的控制系統的領域，特別是關于一種應用于計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，當機構損壞或馬達異常時，能夠確實避免機臺損毀或亂刀情形發生。
【背景技術】
[0002]按，既有的碟型刀塔機構通過一伺服馬達帶動齒輪或傳動機構而使其旋轉，且該伺服馬達本身具有一編碼器，其通常采用增量型編碼器，或是八83絕對型編碼器等，以回授該碟型刀塔機構的相對位置。然而，與該伺服馬達相連接的齒輪或傳動機構在運轉時難免會產生背隙，或因減速比的誤差所產生的誤差量，造成實際該碟型刀塔機構的角度與該伺服馬達編碼器間的回授量產生誤差；又或者是當該傳動機構已經損壞，但該伺服馬達并無異常時，該編碼器仍會進行圈數的計算并將其結果通知該伺服馬達的一驅動器，使該驅動器誤以為完成，但是，由于該傳動機構并非位于正確的角度與位置上，故容易造成刀號錯誤而使工件與主軸培林損毀，或是因為定位不正確而造成刀夾或刀臂損毀，以上問題對于既有的該碟型刀塔機構可說是相當常見的損壞情況，因而造成廠商在維修時間及成本上的損失。
[0003]是以，本發明人遂積多年的設計經驗，在該齒輪或傳動機構的末端安裝一絕對型編碼器，當該傳動機構損壞或是馬達異常時，仍可確保回授正確的刀號與角度位置，徹底解決傳統傳感器的計數問題，或是安裝于該伺服馬達上所計算的相對位置，容易因該傳動機構誤差損壞而導致的誤判情況，避免定位數據回授至該驅動器的異常情況，造成機臺損毀或亂刀情形發生的窘境。
實用新型內容
[0004]有鑒于此，本實用新型的一目的，旨在提供一種計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，使安裝于一伺服馬達相連接的一傳動機構的末端，其是采用磁性感測的方式檢測刀號刀艙的正確位置，而能夠有效提高系統的可靠度的功效；并且，該定位裝置本身不需要電池記憶，故不需要更換或安裝電池，而兼具環保的優點。
[0005]為達上述目的，本實用新型的計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其中該伺服刀庫與刀塔對應刀具數量而等分成多個刀艙，并通過一伺服馬達帶動一傳動機構帶動該伺服刀庫與刀塔作360度的旋轉，并通過一伺服驅動器控制該伺服馬達依據該每個刀具作不等分割角度的旋轉以便取刀使用，該定位裝置包括:至少一磁鐵，設于該傳動機構上，使該磁鐵可隨著該傳動機構作同步旋轉；一磁性感測單元，設于該傳動機構的一側且對應該磁鐵的位置，該磁性感測單元可檢測該磁鐵旋轉后的磁性變化，并解譯出對應旋轉后的絕對位置(在計算機數字控制機床領域中，刀艙的位置都是事先被定義好的，故能夠產生絕對位置及絕對角度位置，表示旋轉后的刀艙位置與定義的刀艙位置間的相對位置)的一信號數據；一中央處理單元，分別電性連接該磁性感測單元及該伺服驅動器，供接收該信號數據而運算每一該刀艙于正確位置(事先定義好的刀艙應該位于的位置)時的角度增減值，進而產生對應該信號數據的一定位數據，并將該定位數據傳輸至該伺服驅動器；一儲存單元，電性連接該中央處理單元，以供儲存斷電前每一該刀艙對應的絕對角度位置的該定位數據；及一斷電檢測電路，電性連接該中央處理單元及該儲存單元，該斷電檢測電路檢測系統電源是否正確或是斷電發生，若發生則通知該中央處理單元將該定位數據儲放于該儲存單元內。
[0006]于一實施例中，該磁性感測單元是依據該磁鐵的磁性大小而解譯出4096 (12811)個絕對位置的該信號數據，以準確地記錄絕對角度位置。應注意的是，該磁性感測單元可以設定為當該伺服刀庫或刀塔轉動一圈產生一次的該信號數據(即1:1),或可設定為每轉動一把刀具間隔時產生一次的該信號數據⑶:1，且~為刀具數量)。
[0007]于另一實施例中，該儲存單元選自如:電子抹除式可復寫只讀存儲器(￡1601:1-1'&8^131616 1^68(1-01117及閃存
1^01)其中之一，因而可于斷電重新啟動后，快速讀取前次記錄于該儲存單元內的該定位數據，并與開機后的磁場變化解析開機后的角度正確性。
[0008]于一實施例中，該中央處理單元通過利用1？3422作3485傳輸總線電性連接至該伺服驅動器，以將正確的該定位數據傳輸給該伺服驅動器，作為該伺服馬達旋轉時的依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型較佳實施例的配置示意圖；
[0010]圖2為本實用新型較佳實施例的硬件方塊圖。
[0011]附圖標記說明:1-伺服刀庫與刀塔刀艙；12-伺服馬達；13-傳動機構；14-伺服驅動器；2-定位裝置；21-磁鐵；22-磁性感測單元；23-中央處理單元；24-儲存單元；25-斷電檢測電路。
【具體實施方式】
[0012]為使清楚了解本實用新型的內容，以下配合附圖進行說明，敬請參閱。
[0013]請參閱圖1、2，為本實用新型較佳實施例的配置示意圖及其硬件方塊圖。如圖中所示，本實用新型的計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其中該伺服刀庫與刀塔1對應刀具數量而等分成多個刀艙11，并通過一伺服馬達12帶動一傳動機構13帶動該伺服刀庫與刀塔1作360度的旋轉，并通過一伺服驅動器14控制該伺服馬達12依據該每個刀具作不等分割角度的旋轉以便取刀使用，該定位裝置2包括至少一磁鐵21、一磁性感測單元22、一中央處理單元23、一儲存單元24及一斷電檢測電路25。
[0014]其中該磁鐵21設于該傳動機構13上，使該磁鐵21可隨著該傳動機構13作同步旋轉，其實際采用一個極對的方式進行安裝。
[0015]該磁性感測單元22固設于該傳動機構13的一側且對應該磁鐵21的位置，藉該磁性感測單元22可檢測該磁鐵旋轉后的磁性變化(包括磁性變化及磁場的大小)而解譯出對應旋轉后的4096 (12811)個絕對位置的信號數據。應注意的是，該磁性感測單元22可根據該磁鐵21的設置位置不同，而可以設定為當該伺服刀庫或刀塔1轉動一圈產生一次的該信號數據(即1:1)，或可設定為每轉動一把刀具(也就是該相鄰二刀艙11間的間隔距離)間隔時產生一次的該信號數據⑶:1，且~為刀具數量
[0016]該中央處理單元23選用一般常見的微處理器(1⑶)，其分別電性連接該磁性感測單元22及該伺服驅動器14，供以接收該信號數據而運算該每一刀艙11于正確位置時的角度增減值，進而產生對應該信號數據的一定位數據，并將該定位數據傳輸至該伺服驅動器14進行通訊溝通；于此實施例中，本實用新型的該中央處理單元23通過利用舊422傳輸總線電性連接至該伺服驅動器14，以將正確的該定位數據傳輸給該伺服驅動器14，作為該伺服馬達12旋轉時的依據。
[0017]該儲存單元24選自如:電子抹除式可復寫只讀存儲器
？1~0狀咖111^316 1^68(1-01117 161110^及閃存(513811 001)其中之一，其電性連接該中央處理單元23，以供儲存斷電前該每一刀艙11對應的絕對角度位置的該定位數據。
[0018]該斷電檢測電路25分別電性連接該中央處理單元23及該儲存單元24，該斷電檢測電路25檢測系統電源是否正確或是斷電發生，若發生則通知該中央處理單元23將該等定位數據儲放于該儲存單元24內。
[0019]由于該伺服刀庫與刀塔1經常必須使用如:減速機構作為該傳動機構13而用來傳輸該伺服馬達12的動力，供以帶動該伺服刀庫與刀塔1進行旋轉換刀，并通過該斷電檢測電路25在需要于斷電時記憶斷電前的最后使用的該刀艙11的絕對角度位置的該定位數據，而儲存于該儲存單元24內。
[0020]當系統重新供電后，該伺服驅動器則通過1^422/1^485傳輸匯流讀取斷電前的該定位數據，并且與目前的絕對角度位置及該刀艙11的刀號位置進行比對，以確保系統的該刀艙11的號碼與絕對角度正確，使該伺服驅動器14會依據這些數據控制該伺服馬達12運轉至正確的該刀艙11的刀號與絕對位置。而本實用新型的該伺服驅動器14會按照用戶設定安裝位置的減速比參數傳輸至該磁性感測單元22內作為該刀艙11的位置增減的依據，將大大提高系統的安全與可靠度。再者，由于本實用新型采用該磁鐵21及該磁性感測單元22作為檢測定位的主要手段，故完全不需要電池記憶角度，除了提高系統可靠度外并兼具環保的優點，不需更換與安裝電池，避免停機維修或更換電池的窘境。
[0021]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用以限定本實用新型實施的范圍，故該所屬【技術領域】中具有通常知識者，或是熟悉此技術作出等效或輕易的變化，在不脫離本實用新型的精神與范圍下所作的均等變化與修飾，皆涵蓋于本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其特征在于，其中該伺服刀庫與刀塔對應刀具數量而等分成多個刀艙，并通過一伺服馬達帶動一傳動機構帶動該伺服刀庫與刀塔作360度的旋轉，并通過一伺服驅動器控制該伺服馬達依據該每個刀具作不等分割角度的旋轉以便取刀使用，該定位裝置包括: 至少一磁鐵，設于該傳動機構上，使該磁鐵隨著該傳動機構作同步旋轉； 一磁性感測單元，設于該傳動機構的一側且對應該磁鐵的位置，該磁性感測單元檢測該磁鐵旋轉后的磁性變化，并解譯出對應旋轉后的各刀艙絕對位置的一信號數據； 一中央處理單元，分別電性連接該磁性感測單元及該伺服驅動器，供接收該信號數據而運算每一該刀艙于正確位置時的角度增減值，進而產生對應該信號數據的一定位數據，并將該定位數據傳輸至該伺服驅動器； 一儲存單元，電性連接該中央處理單元，以供儲存斷電前每一該刀艙對應的絕對角度位置的該定位數據；及 一斷電檢測電路，電性連接該中央處理單元及該儲存單元，該斷電檢測電路檢測系統電源是否正確或是斷電發生，若發生，則該中央處理單元將該定位數據儲放于該儲存單元內。
2.如權利要求1所述的計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其特征在于，該磁性感測單元依據該磁鐵的磁性大小而解譯出4096個絕對位置的該信號數據。
3.如權利要求1所述的計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其特征在于，該儲存單元選自:電子抹除式可復寫只讀存儲器及閃存其中之一。
4.如權利要求1所述的計算機輔助加工機的伺服刀庫與刀塔的定位裝置，其特征在于，該中央處理單元利用RS422/RS485傳輸總線電性連接至該伺服驅動器。
【文檔編號】B23Q3/16GK204195363SQ201420577750
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】陳昆宏 申請人:陳昆宏, 野力機電實業有限公司