專利名稱：一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)和識別方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，尤其涉及一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別的方法。
背景技術：
以往普通車床只是將節(jié)電器單獨安裝了事，這樣做的后果是節(jié)電器很快報廢。因為普通車床啟動過程的電流巨變顯然會引發(fā)星三轉換，啟動過程發(fā)生星三轉換將會損傷傳動齒輪并發(fā)出很大的齒輪撞擊聲、因此必須避免啟動過程發(fā)生任何星三轉換。要做到這一點，前提顯然是節(jié)電裝置必須能自動識別主軸啟動完成，前人一直無法解決這一難題。輕型車床依靠電按鈕實施主軸啟動停車、重型車床依靠摩擦離合器實現(xiàn)主軸啟動停車。顯然摩擦離合器式的主軸啟動過程也會產(chǎn)生過多的星三轉換，如何解決這一問題，前人也一直沒能找出答案。以往普通車床星三轉換節(jié)電器在生產(chǎn)現(xiàn)場很快報廢的原因:一是無法識別車床啟動狀態(tài)、二是無法識別摩擦離合器操作狀態(tài)、三是可能處于輕重負載交織的邊緣狀態(tài)、這三種之任一狀態(tài)都會引起星三轉換交流接觸器來回反復頻繁切換，既有害車床穩(wěn)定工作，又損傷接觸器元件令節(jié)電器很快報廢。四是交流接觸器切換時間若與車床轉動慣量失配，會造成傳動齒輪來回撞擊、可能打碎齒輪損傷設備，并發(fā)出很大撞擊噪聲。國內研究普通車床節(jié)電雖有四十年的歷史，但以上四個難題一直未能解決，因而真正能夠穩(wěn)定可靠的使用于普通車床之節(jié)電器一直未能面世。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在·于提供一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，將星/三轉換原理應用于普通車床的節(jié)電裝置中，避免車床啟動時的大電流與啟動后的小電流快速交替導致交流接觸器燒損或報廢，解決現(xiàn)有技術存在的缺憾。本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn):一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，包括車床操縱桿、車床主軸、主軸齒盤、電動機、節(jié)電器，所述車床主軸與變速箱相連，所述電動機通過皮帶輪與變速箱內的摩擦離合器相連，所述摩擦離合器與車床主軸嚙合，所述車床主軸向后穿出變速箱，穿出端安裝有傳遞主軸轉速信號用主軸齒盤，車床主軸的另一端向前穿出變速箱、與車床卡盤相連，所述節(jié)電器與星三轉換交流接觸器組件相連，所述星三轉換交流接觸器組件分別與三相交流電源和電動機相連，其特征在于，所述車床操縱桿上安裝有車床操縱桿位置傳感器，所述變速箱后端外表面靠近主軸齒盤的地方安裝有主軸齒盤傳感器，所述車床操縱桿位置傳感器和所述主軸齒盤傳感器與所述節(jié)電器相連。一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別方法，其特征在于，所述轉換方法包括如下步驟:I)車床操縱桿動作，車床操縱桿位于中間位置車床主軸停轉，操縱桿位于上拉位置主軸正轉、操縱桿位于下拉位置主軸反轉，操縱桿位置傳感器將操縱桿位置信息導入計算機，用于識別主軸運動的起始時間點；2)電動機通電啟動，通過摩擦離合器帶動車床主軸滯后遲緩啟動，齒盤傳感器將車床主軸的運動狀態(tài)導入節(jié)電器的計算機芯片，識別主軸何時完成啟動；3)節(jié)電器內設置有主軸啟動完成識別模塊，得知車床主軸開始正向啟動時間點，連續(xù)監(jiān)視所述主軸齒盤傳感器導入的主軸轉速信號，分析其何時完成主軸啟動，在主軸啟動完成之前禁止任何星三轉換；4)識別車床主軸啟動完成，節(jié)電器第一時間進入“星三轉換監(jiān)控狀態(tài)”、以備隨時發(fā)生重負載時可迅速上跳到三角形運行、應對重負載下對大馬力動力的需求。本發(fā)明具備的有益技術效果是:車床屬于一種頻繁啟動設備，例如車削螺紋可快達每秒鐘啟動一次。啟動時的大電流與啟動后的小電流快速交替導致星三轉換交流接觸器不斷劈啪作響，在此工況下交流接觸器很快燒損，導致節(jié)電器報廢無法持續(xù)使用，這也是過去的星三轉換節(jié)電器無法應用于車床的主要原因。本發(fā)明依靠傳感器與控制模塊一舉解決這一難題，實現(xiàn)了節(jié)電器在此復雜工況下也處于靜音運行狀態(tài)，避免了主軸啟動過程巨大的電流變化引發(fā)星三轉換的可能性，預防了交流接觸器大電流損傷及強烈的機械撞擊聲。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖。
具體實施例方式通過下面對實施例的描述，將更加有助于公眾理解本發(fā)明，但不能也不應當將申請人所給出的具體的實施例視為對本發(fā)明技術方案的限制，任何對部件或技術特征的定義進行改變和/或對整體結構作形式的而非實質的變換都應視為本發(fā)明的技術方案所限定的保護范圍。 如圖1所示本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖，車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，包括車床操縱桿1、車床主軸 5、主軸齒盤4、電動機8、節(jié)電器11，車床卡盤6與變速箱15相連，電動機8通過皮帶輪與變速箱15內的摩擦離合器7相連，摩擦離合器7與車床主軸5嚙合，車床主軸5穿出變速箱15，穿出變速箱的一端安裝有主軸齒盤4，車床主軸5的另一端與車床卡盤6相連，車床操縱桿I上安裝有車床操縱桿位置傳感器2，變速箱15外表面靠近主軸齒盤4的地方安裝有主軸齒盤傳感器3，車床操縱桿位置傳感器2和主軸齒盤傳感器3與節(jié)電器11相連，節(jié)電器11還與星三轉換交流接觸器組件9相連，星三轉換交流接觸器組件9分別與三相交流電源10和電動機8相連。在本實施例中，除了節(jié)電器11控制星三轉換交流接觸器、令馬達根據(jù)負載大小自動進行星三轉換這一現(xiàn)有技術的基本結構外，還在車床操縱桿I上安裝了車床操縱桿位置傳感器2 ;在車床主軸5的后端安裝了主軸齒盤傳感器3，能夠實時監(jiān)控車床主軸5的運行情況，本實施例中的星三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)能夠連續(xù)監(jiān)視車床操縱桿位置傳感器2導入的主軸轉速信號，為進一步實施對整個系統(tǒng)的監(jiān)視控制提供基礎。當操作工上拉操縱桿令摩擦離合器結合，車床主軸得到正轉力矩開始正向轉動；同時“操縱桿位置傳感器”將其上拉位置及時導入節(jié)電器，節(jié)電器得知車床主軸開始正向啟動時間點，啟動“主軸啟動完成識別模塊”連續(xù)監(jiān)視“齒盤傳感器”導入的主軸轉速信號，分析其何時完成主軸啟動，在主軸啟動完成之前禁止任何星三轉換。這樣就避免了主軸啟動過程巨大的電流變化引發(fā)星三轉換的可能性，預防了交流接觸器大電流損傷及強烈的機械撞擊聲。一挨識別啟動完成，節(jié)電器第一時間進入“星三轉換監(jiān)控狀態(tài)”、以備隨時發(fā)生重負載時可迅速上跳到三角形運行、應對重負載下對大馬力動力的需求。當給出“馬達開關指令”、此指令直接吸合交流接觸器KMZ ;因此前已經(jīng)處于星形運轉準備狀態(tài)，馬達通電后即按星形實施啟動。這類普通車床的變速箱內置了摩擦離合器，此時雖然馬達已經(jīng)啟動了，因此時操縱桿位于中間停止位置，摩擦離合器分離，故車床主軸依然處于靜止狀態(tài)。車床屬于一種頻繁啟動設備，例如車削螺紋可快達每秒鐘啟動一次。啟動時的大電流與啟動后的小電流快速交替導致星三轉換交流接觸器不斷劈啪作響。在此工況下交流接觸器很快燒損，導致節(jié)電器報廢無法持續(xù)使用；這也是過去的星三轉換節(jié)電器無法應用于車床的主要原因。本發(fā)明依靠上述二種傳感器與分析軟件，一舉解決這一難題，實現(xiàn)了節(jié)電器在此復雜工況下也處于靜音運行狀態(tài)。在另一實施例中，節(jié)電器11的計算機芯片與馬達開關指令模塊12相連，并注入下跳星形看門狗軟件模塊13和撞擊聲消除軟件模塊14。解決了以往節(jié)電器安裝在車床運行的諸多缺陷，達到了一種近乎靜音運行的星三轉換控制模式。該實施例為重型普通車床用節(jié)電裝置:節(jié)電器得電后便處于準備狀態(tài)，因此時“負載功率取樣”為零，故計算機輸出“星形接觸器KMY”信號，吸合交流接觸器KMY，馬達處于星形運轉的準備狀態(tài)。發(fā)生星三轉換時，馬達瞬時斷電又通電，在某些轉速下有可能轉動慣量與此瞬間時長失配，不但引發(fā)較大的齒輪撞擊聲污染工作環(huán)境，而且容易打碎傳動齒輪損傷設備。依靠本裝置注入的“撞擊 聲消除軟件模塊”，可將此撞擊聲消除到可容忍的輕微程度，保護了車床設備的安全使用。車床負載有可能處于重載與輕載交織的邊緣狀態(tài)，以往的節(jié)電器碰到這種交變負載其“星三轉換交流接觸器”必然隨之不斷地頻繁動作劈啪作響。不但設備難以穩(wěn)定運行、而且很容易燒壞接觸器令節(jié)電器報廢。依靠本裝置注入的“下跳星形看門狗軟件模塊”，便可將這種頻繁動作消弭為零。其軟件構造原理是:由于電機運行在三角形不存在突增重載失控問題，所以計算機接到下跳指令時并不急于立即下跳。而是延長一段時間S7，看看S7時間內是否還存在負載突增到上跳分界線以上的現(xiàn)象？如有則說明設備目前還處于重載與輕載交織變化階段或邊緣震蕩狀態(tài)。如貿(mào)然下跳則會造成交流接觸器隨震蕩反復劈啪作響、既不利于設備穩(wěn)定運行又損傷器件壽命。因此這組軟件的功能是:只要在S7時間內看到一次或者若干次“突增到上跳分界線以上的重載脈沖”、便立即取消下跳指令、繼續(xù)三角形狀態(tài)。并且每收到一次“突增到上跳分界線以上的重載脈沖”、便重新開始S7計時、再看看在新的一輪S7時間內是否還有重載脈沖出現(xiàn)，若還有、繼續(xù)照此辦理。若沒有、才安全的下跳到星型狀態(tài)運行。一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別方法，轉換方法包括如下步驟:I)車床操縱桿I動作，車床操縱桿I位于中間位置車床主軸5停轉，車床操縱桿I位于上拉位置則車床主軸5正轉、車床操縱桿I位于下拉位置則車床主軸5反轉，車床操縱桿位置傳感器2將車床操縱桿I的位置信息導入計算機，用于識別車床主軸5運動的起始時間點；2)電動機通電啟動，通過摩擦離合器7帶動車床主軸5滯后遲緩啟動，主軸齒盤傳感器3將車床主軸5的運動狀態(tài)導入節(jié)電器11的計算機芯片，識別主軸何時完成啟動；車床主軸后端安裝了齒盤傳感器。因為這類設備馬達與主軸傳動鏈存在摩擦離合器，馬達通電啟動后，由于摩擦離合器的滯后作用，雖然馬達很快啟動，但主軸滯后遲緩一定時間才能完成啟動。依靠齒盤傳感器將主軸的運動狀態(tài)導入計算機，依靠分析軟件可準確識別主軸何時完成啟動。另給節(jié)電器計算機芯片注入下跳星形看門狗軟件模塊和撞擊聲消除軟件模塊，解決了以往節(jié)電器安裝在車床運行的諸多缺陷，達到了一種近乎靜音運行的星三轉換控制模式，使得絕大多數(shù)運行工況下星三轉換極少發(fā)生。不但大大延長了交流接觸器壽命，保證了整機安全可靠運行，而且令設備本身不因安裝節(jié)電器而贅生機械撞擊聲。3)節(jié)電器得知車床主軸5開始正向啟動時間點，啟動“主軸啟動完成識別軟件”連續(xù)監(jiān)視主軸齒盤傳感器3導入的車床主軸5的轉速信號，分析其何時完成主軸啟動，在主軸啟動完成之前禁止任何星三轉換；4)識別車床主軸5啟動完成，節(jié)電器第一時間進入“星三轉換監(jiān)控狀態(tài)”、以備隨時發(fā)生重負載時可迅速上跳到三角形運行、應對重負載下對大馬力動力的需求。當然，本發(fā)明還可以有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可以根據(jù)本發(fā)明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要 求的保護范圍。
權利要求
1.一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，包括車床操縱桿、車床主軸、主軸齒盤、電動機、節(jié)電器，所述車床主軸與變速箱相連，所述電動機通過皮帶輪與變速箱內的摩擦離合器相連，所述摩擦離合器與車床主軸嚙合，所述車床主軸向后穿出變速箱，穿出端安裝有傳遞主軸轉速信號用主軸齒盤，車床主軸的另一端向前穿出變速箱、與車床卡盤相連，所述節(jié)電器與星三轉換交流接觸器組件相連，所述星三轉換交流接觸器組件分別與三相交流電源和電動機相連，其特征在于，所述車床操縱桿上安裝有車床操縱桿位置傳感器，所述變速箱后端外表面靠近主軸齒盤的地方安裝有主軸齒盤傳感器，所述車床操縱桿位置傳感器和所述主軸齒盤傳感器與所述節(jié)電器相連。
2.一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別方法，其特征在于，所述轉換方法包括如下步驟 1)車床操縱桿動作，車床操縱桿位于中間位置車床主軸停轉，操縱桿位于上拉位置主軸正轉、操縱桿位于下拉位置主軸反轉，操縱桿位置傳感器將操縱桿位置信息導入計算機，用于識別主軸運動的起始時間點； 2)電動機通電啟動，通過摩擦離合器帶動車床主軸滯后遲緩啟動,齒盤傳感器將車床主軸的運動狀態(tài)導入節(jié)電器的計算機芯片，識別主軸何時完成啟動； 3)節(jié)電器內設置有主軸啟動完成識別模塊，得知車床主軸開始正向啟動時間點，連續(xù)監(jiān)視所述主軸齒盤傳感器導入的主軸轉速信號，分析其何時完成主軸啟動，在主軸啟動完成之前禁止任何星三轉換； 4)識別車床主軸啟動完成，節(jié)電器第一時間進入“星三轉換監(jiān)控狀態(tài)”、以備隨時發(fā)生重負載時可迅速上跳到三角形運行、應對重負載下對大馬力動力的需求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)，還公開了一種車床節(jié)電器的星/三轉換狀態(tài)識別的方法，在車床操縱桿上安裝有車床操縱桿位置傳感器，在靠近主軸齒盤的地方安裝有主軸齒盤傳感器，車床操縱桿位置傳感器和所述主軸齒盤傳感器與所述節(jié)電器相連，通過車床操縱桿動作、電動機通電啟動，識別車床主軸啟動完成，在主軸啟動完成之前禁止任何星三轉換，識別車床主軸啟動完成，節(jié)電器第一時間進入“星三轉換監(jiān)控狀態(tài)”。本發(fā)明的星/三轉換狀態(tài)識別系統(tǒng)和識別方法依靠傳感器與控制模塊，實現(xiàn)了節(jié)電器在此復雜工況下也處于靜音運行狀態(tài)，避免了主軸啟動過程巨大的電流變化引發(fā)星三轉換的可能性，預防了交流接觸器大電流損傷及強烈的機械撞擊聲。
文檔編號B23B25/00GK103252507SQ20131013045
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權日2013年4月16日
發(fā)明者陳冰雪 申請人:北京優(yōu)爾特科技股份有限公司