油浴送料機控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種油浴送料機控制器，包括電機正反轉控制電路，所述電機正反轉控制電路包括5個繼電器和一個微控制器，所述微控制器控制5個繼電器實現電機正轉和反轉控制；所述5個繼電器連接反向電動勢吸收電路和繼電器觸頭機械互鎖電路，所述反向電動勢吸收電路用于抑制反向電動勢，所述繼電器觸頭機械互鎖電路用于控制電機僅處于正轉狀態或僅處于反轉狀態。本實用新型油浴送料機控制器采用繼電器取代傳統控制器中交流接觸器的使用，可采用PCB布線，大大縮小了控制器的體積，降低成本。通過微控制器控制繼電器實現電機正轉和反轉，避免了電機瞬時狀態切換導致的繼電器觸頭損壞、電機連軸斷裂。
【專利說明】油浴送料機控制器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及數控【技術領域】，特別是一種油浴送料機控制器。
【背景技術】
[0002] 油浴送料機是數控車床送料機的一種。目前油浴送料機用控制器是采用低壓電器 原件組裝成的互鎖控制電路，如圖1所示，包括一個時間繼電器、兩個交流接觸器、一個控 制變壓器、三個常用低壓電氣按鈕、一個帶燈的低壓電氣蜂鳴器。控制器主要控制三相異步 電機正轉和反轉，電機負載為一個齒輪油泵。當按下送料鍵時KM1吸合并自鎖保持，電機正 轉泵油給一根金屬棒材一定的推力，供給數控機床加工；推到盡頭后液壓油驅動壓力開關， KM1跳開KM2吸合并自鎖保持，控制器控制電機轉為反轉，收回液壓油，一根推桿退回送料 機內，反轉延時一定時間后送料機自動停止工作。
[0003] 在該控制電路中，使用了兩個交流接觸器以實現控制電機正轉和反轉，交流接觸 器體積大，實現正轉和反轉需要的外圍電路復雜，使得該控制電路結構體積大，人工接線量 大，電氣元件成本高，可靠性低。此外，該控制電路控制電機正轉與反轉交替沒有延時，使得 設備運行時電機反向電動勢很高，易導致接觸器燒壞觸頭、電機連軸因金屬疲勞而斷裂。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于：針對現有技術存在的使用交流接觸器的控制電路體積 大，結構復雜，接觸器易燒壞的問題，提供一種油浴送料機控制器，采用繼電器代替交流接 觸器的使用，減小控制器的體積，提高生產效率。
[0005] 為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：
[0006] -種油浴送料機控制器，包括電機正反轉控制電路，所述電機正反轉控制電路包 括5個繼電器和一個微控制器，所述微控制器控制5個繼電器實現電機正轉和反轉控制；所 述5個繼電器連接反向電動勢吸收電路和繼電器觸頭機械互鎖電路，所述反向電動勢吸收 電路用于抑制反向電動勢，所述繼電器觸頭機械互鎖電路用于控制電機僅處于正轉狀態或 僅處于反轉狀態。根據本實用新型實施例，所述微控制器為單片機。采用繼電器取代傳統 控制器中交流接觸器的使用，可采用PCB布線，大大縮小了控制器的體積，降低成本。通過 微控制器控制繼電器實現電機正轉和反轉轉換時的延時啟動，避免了電機瞬時狀態切換導 致的繼電器觸頭燒壞、電機連軸斷裂。
[0007] 根據本實用新型實施例，所述5個繼電器分別為第一繼電器、第二繼電器、第三繼 電器、第四繼電器和第五繼電器，第一繼電器的常開觸點與第四繼電器的常開觸點連接，第 二繼電器的常開觸點與第五繼電器的常開觸點連接；第一繼電器的公共觸點與第五繼電器 的公共觸點連接，第二繼電器的公共觸點與第四繼電器的公共觸點連接；5個繼電器的常 開觸點均接入電源輸入端，5個繼電器的公共觸點均接入電源輸出端；第一繼電器、第二繼 電器和第三繼電器為一組，第三繼電器、第四繼電器和第五繼電器為一組，兩組繼電器輪換 閉合控制電機正轉或反轉。米用5個繼電器控制電機正轉和反轉，一相電源用一個繼電器 驅動，利用繼電器的密封結構將電弧密封在相序電路中，使得每相產生的電弧相互獨立，從 而消除電弧飛狐造成的短路問題。
[0008] 根據本實用新型實施例，所述繼電器觸頭機械互鎖電路包括第七繼電器和第八繼 電器，第七繼電器和第八繼電器組成機械互鎖，當第七繼電器和第八繼電器其中一個處于 常開狀態另一個處于常閉狀態時，則驅動其中一組繼電器控制電機正轉或反轉；當第七繼 電器和第八繼電器同時處于常閉狀態或常開狀態時，則無法驅動任何一組繼電器。通過繼 電器觸頭機械互鎖電路控制AK1B、AK2B和AK4B、AK5B兩組觸頭在電力驅動下絕對不會同時 閉合，保障電路電氣安全。
[0009] 較優的，所述油浴送料機控制器中還設有外部送料信號接口電路，所述外部送料 信號接口電路包括有至少四個接入點的接口件，其中兩個接入點為控制電機正轉接入點， 該兩個接入點之間連接有第一整流橋，所述第一整流橋與第七繼電器連接；另外兩個接入 點為控制電機反轉接入點，該兩個接入點之間連接有第二整流橋，所述第二整流橋與第八 繼電器連接。
[0010] 根據本實用新型實施例，所述反向電動勢吸收電路包括三組相互并聯的容阻對， 每組容阻對由至少一個電阻和一個電容串聯組成。在三相電電源輸出端，當有反饋電動勢 產生時，電流經過三個電阻由三個電容吸收，從而抑制由負載端停止時反饋出的反向電動 勢。
[0011] 較優的，所述油浴送料機控制器中還設有數控車床停機信號接口電路，所述數控 車床停機信號接口電路包括一個接口器件，所述接口器件連接第六繼電器，通過第六繼電 器實現數控車床停機信號通過常開/常閉的開關信號接入，或者通過高電平/低電平的電 平號接入。
[0012] 較優的，所述油浴送料機控制器中還設有無線遙控器接入口。利用無線遙控器來 控制送料機的"送料"、"停止"和"退桿"功能。
[0013] 作為另一種實施方式，上述油浴送料機控制器中，所述電機正反轉控制電路中的5 個繼電器由5個雙向可控硅晶體管代替。
[0014] 較優的，所述油浴送料機控制器設有用于輸入三種控制命令的三個控制按鍵，所 述三個控制按鍵還用于配合實現時間設置。
[0015] 綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：
[0016] 1、本實用新型油浴送料機控制器，采用5個繼電器(或雙向可控硅晶體管）代替傳 統控制器的交流接觸器實現控制電機正轉和反轉，克服了交流接觸器體積大、接線多、電氣 成本高的缺陷，體積縮小至傳統控制器的1/5,適合各種場合安裝；控制器電路可采用PCB 布線代替手工連線，且接線量小，極大的提高了生產效率，降低了生產成本。
[0017] 2、5個繼電器由單片機控制，通過控制電機正轉與反轉切換時延時，避免了繼電器 實現電機正反轉時快速切換產生的高反向電動勢，進而避免了繼電器觸頭燒壞、電機連軸 易產生金屬疲勞而斷裂的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為傳統的油浴送料機控制電路示意圖；
[0019] 圖2是本實用新型油浴送料機控制器(不含單片機）的電路結構圖；
[0020] 圖3為實施例中油浴送料機控制器的單片機連接示意圖；
[0021] 圖4為ULN2004與PC817連接示意圖；
[0022] 圖5為5個繼電器連接示意圖；
[0023] 圖6為反向電動勢吸收電路示意圖；
[0024] 圖7為繼電器觸頭機械互鎖電路示意圖；
[0025] 圖8為外部送料信號接口電路；
[0026] 圖9為數控車床停機信號接口電路。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0028] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029] 參考圖2、圖3,本實施例列舉的油浴送料機控制器包括電機正反轉控制電路，電 機正反轉控制電路包括5個繼電器和單片機。5個繼電器由單片機控制，實現控制電機正轉 和反轉。當然的，可以采用6個繼電器實現控制電機正轉和反轉，為了降低成本采用5個繼 電器，其中一個繼電器作為公共相開關使用，與另外4個繼電器分別組成兩組，控制電機正 轉和反轉。5個繼電器連接由電容和電阻組成的反向電動勢吸收電路，5個繼電器同時連接 繼電器觸頭機械互鎖電路，實現繼電器AK1B、AK2B與AK4B、AK5B不可同時吸合，從而避免因 錯誤指令而造成電氣短路的現象。若負載出現不可避免的故障時，首先會燒壞FI、F2從而 切斷控制變壓器接口 JP4的電路，使得控制電源斷電達到保護控制器和電機的目的。
[0030] 5個繼電器如圖2中AK1?AK5所示，圖中AK*表示某個繼電器，AK*B表示某個繼 電器的觸頭開關，例如AK1B為繼電器AK1的觸頭開關。AK1B?AK5B為三相電電源的切換 部分，即控制電機正轉或反轉，其中，AK1B、AK2B、AK3B為一組，控制電機反轉，AK3B、AK4B、 AK5B為一組，控制電機正轉。參考圖5,電源輸入端的AK1B的第三接線腳(常開觸點)與AK4B 的第三接線腳連接，AK2B的第三接線腳與AK5B的第三接線腳連接；電源輸出端的AK1B的 第四接線腳(公共觸點）與AK5B的第四接線腳連接，AK2B的第四接線腳與AK4B的第四接線 腳連接；5個繼電器的常開觸點均接入電源輸入/輸出接口 JP5的電源輸入端，其公共觸點 均接入電源輸入/輸出接口 JP5的電源輸出端。AK1B和AK2B為一組，AK4B和AK5B為一 組，AK1B和AK2B與AK4B和AK5B組成三相電源相序對換點，兩組中任意一組與AK3B同時 閉合，輸出端則會輸出一個完整的三相正弦波電源信號，控制AK1B、AK2B、AK3B或者AK4B、 AK5B、AK3B兩組觸頭開關的輪換閉合，即可驅動電機的反時旋轉或者正時旋轉。AK1B、AK2B 和AK3B為一組，AK3B、AK4B和AK5B為一組，分別組成三相電源相序對換點，即是說，三相電 網中每相序的每個開關點采用一個繼電器來作為電氣的開關點，一相電源用一個繼電器驅 動，利用繼電器的密封結構將電弧密封在相序電路中，這樣每相所產生的電弧是獨立的，不 會飛到相連相序上，從而消除電弧飛狐造成的短路問題。5個繼電器可采用5個雙向可控硅 晶體管代替，雙向可控硅晶體管在開關過程中沒有機械試觸點，不會產生電弧。
[0031] 參考圖6,本實施例中，反向電動勢吸收電路由三個耐高壓電阻（R9、RIO、R11)和 三個電容（C7、C8、C9)并聯組成。在三相電電源輸出端，當有反饋電動勢產生時，電流經過 R9、RIO、R11分別由電容C7、C8、C9吸收，從而抑制由負載端停止時反饋出的反向電動勢。
[0032] 如圖7所示，C1為驅動電源+24V，繼電器觸頭機械互鎖電路包括兩個繼電器AK7、 AK8, AK7與AK8的四個常開、常閉觸點組成機械互鎖，AK7C的第6接線腳(常閉觸點）連接 AK5和AK4的線圈，AK7C的第7接線腳(公共觸點)連接AK8C的第5接線腳(常開觸點);AK8B 的第3接線腳連接AK2和AK1的線圈，AK8B的第2接線腳連接AK7B的第4接線腳。圖7所 示的繼電器觸頭機械互鎖電路中，只有當AK7與AK8中的一個要處于常開狀態、且另一個處 于常閉狀態才能夠驅動其中的一組繼電器（AK1B、AK2B、AK3B或者AK4B、AK5B、AK3B)的吸 合，AK7與AK8處于同種狀態則不能驅動任何繼電器。通過繼電器觸頭機械互鎖電路控制 AKIB、AK2B和AK4B、AK5B兩組觸頭在電力驅動下絕對不會同時閉合，保障電路電氣安全。
[0033] 參考圖3、圖4,由一個單片機（STC15F204EA)發出控制指令，單片機通過光電耦合 器PC817連接一驅動模塊ULN2004,驅動塊ULN2004再與繼電器AK7A、AK8A連接，采用帶限 流電阻直接耦合的驅動模式驅動AK7B、AK7C、AK8B、AK8C閉合或斷開。
[0034] 在此單片機上可實現三位數碼顯示管顯示退桿時間以及可調整的兩個時間。配置 "送料""停止" "退桿"三個按鍵，在三個按鍵中穿插調整功能，具體實施操作為：長按3秒 停止鍵進入時間設置狀態，此時送料、退桿鍵將變為修改時間參數的" + "和第二次長 按3秒停止鍵將進入單件加工時長(第二時間)狀態，此時送料、退桿鍵將轉換為修改時間參 數的" + "和"-"。第三次長按3秒停止鍵則保存這兩段時間并進入待機狀態。通過單片機 配置按鍵可大大減少硬件設計。為使得操控送料機更方便，本實施例提供的油浴送料機控 制器中還設有無線遙控器的接入口，利用無線遙控器來控制送料機的"送料"、"停止"和"退 桿"功能，使得操作更方便簡潔。
[0035] 參考圖8,本實施例提供的油浴送料機控制器中還設有外部送料信號接口電路， 電路中包括有四個接入點的接口件（圖中的J3)，其中兩個接入點為控制電機正轉接入點， 該兩個接入點之間連接有由四個二極管組成的整流橋，整流橋與AK7A連接；另外兩個接入 點為控制電機反轉接入點，該兩個接入點之間也連接有整流橋，整流橋與AK8A連接。當外 部送料信號與送料機執行信號發生沖突時，通過繼電器AK7、AK8的觸點機械互鎖功能來保 障電氣安全。設置外部送料信號接口電路，可利用數控車床系統的指令來控制送料機控制 器，當數控車床系統發出送料或退桿信號時，控制器接收后相應發出送料或退桿指令。當送 料機控制器的信號與數控車床系統的信號發生沖突時，送料機將停止不再發出任何動作指 令。
[0036] 參考圖9,本實施例提供的油浴送料機控制器中還設有數控車床停機信號接口電 路，電路中包括一個包含6個接入點的接口器件，該接口器件連接一個繼電器AK6 (圖中的 AK6B、AK6C)，為適應不同的數控車床系統，通過繼電器AK6, AK6B的第2接線腳連接24V驅 動電源，AK6B的第3、第4接線腳連接接口器件的兩個接入點，AK6C的第5、第6、第7接線 點分布連接接口器件的3個接入點，實現兩種模式四種狀態的接入方式，即常開、常閉的開 關信號和高電平、低電平的電平信號。增設數控車床停機信號接口電路，在送料機送完整根 原材料，控制器記錄完成退桿時間的同時也記錄完成最后一個工件所需的加工時間，等待 車床加工完成最后一個工件的工序后，送料機即發出停機信號，車床即停止工作。該接口器 件的接入點較多，還可通過該接口器件的兩個接入點控制蜂鳴器。
[0037] 為適應以后的擴展功能，還可在此控制器上增設擴展功能接口板，例如該接口板 包含"送料"、"停止"、"退桿"和蜂鳴器的信號接入口，連接三節顯示燈、蜂鳴器，或作為車床 系統判斷送料機狀態的信號輸出點，使得車床系統可隨時掌控送料機的工作狀態。
[0038] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種油浴送料機控制器，包括電機正反轉控制電路，其特征在于，所述電機正反轉控 制電路包括5個繼電器和一個微控制器，所述微控制器控制5個繼電器實現電機正轉和反 轉控制；所述5個繼電器連接反向電動勢吸收電路和繼電器觸頭機械互鎖電路，所述反向 電動勢吸收電路用于抑制反向電動勢，所述繼電器觸頭機械互鎖電路用于控制電機僅處于 正轉狀態或僅處于反轉狀態。
2. 根據權利要求1所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述5個繼電器分別為第一 繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器和第五繼電器，第一繼電器的常開觸點與第 四繼電器的常開觸點連接，第二繼電器的常開觸點與第五繼電器的常開觸點連接；第一繼 電器的公共觸點與第五繼電器的公共觸點連接，第二繼電器的公共觸點與第四繼電器的公 共觸點連接；5個繼電器的常開觸點均接入電源輸入端，5個繼電器的公共觸點均接入電源 輸出端；第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器為一組，第三繼電器、第四繼電器和第五繼 電器為一組，兩組繼電器輪換閉合控制電機正轉或反轉。
3. 根據權利要求2所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述繼電器觸頭機械互鎖 電路包括第七繼電器和第八繼電器，第七繼電器和第八繼電器組成機械互鎖，當第七繼電 器和第八繼電器其中一個處于常開狀態另一個處于常閉狀態時，則驅動其中一組繼電器控 制電機正轉或反轉；當第七繼電器和第八繼電器同時處于常閉狀態或常開狀態時，則無法 驅動任何一組繼電器。
4. 根據權利要求3所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述油浴送料機控制器中 還設有外部送料信號接口電路，所述外部送料信號接口電路包括有至少四個接入點的接口 件，其中兩個接入點為控制電機正轉接入點，該兩個接入點之間連接有第一整流橋，所述第 一整流橋與第七繼電器連接；另外兩個接入點為控制電機反轉接入點，該兩個接入點之間 連接有第二整流橋，所述第二整流橋與第八繼電器連接。
5. 根據權利要求1所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述反向電動勢吸收電路 包括三組相互并聯的容阻對，每組容阻對由至少一個電阻和一個電容串聯組成。
6. 根據權利要求1所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述油浴送料機控制器中 還設有數控車床停機信號接口電路，所述數控車床停機信號接口電路包括一個接口器件， 所述接口器件連接有第六繼電器，通過第六繼電器實現數控車床停機信號通過常開/常閉 的開關信號接入，或者通過高電平/低電平的電平信號接入。
7. 根據權利要求1所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述油浴送料機控制器中 還設有無線遙控器接入口。
8. 根據權利要求1至7之一所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述電機正反轉控 制電路中的5個繼電器由5個雙向可控硅晶體管代替。
9. 根據權利要求8所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述油浴送料機控制器設 有用于輸入三種控制命令的三個控制按鍵，所述三個控制按鍵還用于配合實現時間設置。
10. 根據權利要求8所述的油浴送料機控制器，其特征在于，所述微控制器為單片機。
【文檔編號】H02P1/40GK203883710SQ201420095564
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】李世雄 申請人:李世雄