本發(fā)明屬于數(shù)控車床加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種消除共振的裝置及數(shù)控車床。

背景技術(shù)：

數(shù)控車床是一種高精度、高效率的自動(dòng)化車床，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件。車床在加工時(shí)，或多或少都會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，車床加工產(chǎn)生的共振現(xiàn)象會(huì)造成產(chǎn)品表面凸凹不平，刀具磨損加速等，嚴(yán)重影響加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，如何消除車床在加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，成為了業(yè)內(nèi)人員極大關(guān)注的問(wèn)題。目前，針對(duì)車床在加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，大多采用以下方式：第一種，大幅降低切削速度，雖然減緩了共振現(xiàn)象，但是效果有限，同時(shí)還會(huì)嚴(yán)重影響加工效率。第二種，加強(qiáng)加工鋼性，采用專門(mén)設(shè)計(jì)的夾具和刀具，由于采用的夾具和刀具需要專門(mén)設(shè)計(jì)，對(duì)于非批量加工而言，增加了成本，性價(jià)比不高，且效果有限。如何消除車床在加工過(guò)程中產(chǎn)生的共振想象，一直是令人頭痛的大難題，目前還沒(méi)有較為滿意的解決技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種消除共振的裝置及數(shù)控車床，以有效地改善上述問(wèn)題。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種消除共振的裝置，應(yīng)用于數(shù)控車床，所述數(shù)控車床包括：電機(jī)和主軸，所述電機(jī)和所述主軸傳動(dòng)連接。所述裝置包括：信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器與所述電機(jī)耦合，用于根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則發(fā)送信號(hào)去控制所述電機(jī)不間斷的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述主軸的不間斷變速輸出。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)送的所述信號(hào)包括：不間斷交替變化的第一信號(hào)和第二信號(hào)，所述第一信號(hào)用于使所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，所述第二信號(hào)用于使所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速減小。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器為處理器、控制系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述處理器與所述控制系統(tǒng)耦合，所述控制系統(tǒng)與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器耦合，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述電機(jī)耦合。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器為智能開(kāi)關(guān)、控制系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述智能開(kāi)關(guān)與所述控制系統(tǒng)耦合，所述控制系統(tǒng)與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器耦合，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述電機(jī)耦合。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述信號(hào)發(fā)生器為變頻器、控制系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述控制系統(tǒng)與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器耦合，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和所述變頻器均與所述電機(jī)耦合。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第一信號(hào)的振幅與所述第二信號(hào)的振幅滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，以使所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速減小的幅度與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大的幅度相匹配。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第一信號(hào)的振幅為第一閾值，用于使所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所述電機(jī)初始轉(zhuǎn)速相比減小的幅度為a，所述a選自5－20％。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述a為10％。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種數(shù)控車床，包括：電機(jī)、主軸和上述的消除共振的裝置，所述裝置中的信號(hào)發(fā)生器與所述電機(jī)耦合，所述電機(jī)和所述主軸傳動(dòng)連接。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述電機(jī)為主軸電機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種消除共振的裝置及數(shù)控車床。該消除共振的裝置應(yīng)用于數(shù)控車床，所述數(shù)控車床包括：電機(jī)和主軸，所述電機(jī)和所述主軸傳動(dòng)連接。所述裝置包括：信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器與所述電機(jī)耦合。電機(jī)作為車床加工過(guò)程中的核心元器件之一，其轉(zhuǎn)速的大小，直接影響加工的效果與效率等，同時(shí)，其轉(zhuǎn)速的大小也與車床加工時(shí)的震動(dòng)強(qiáng)度息息相關(guān)。因此，要想消除車床加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，就不得不考慮如何改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速等因素。通常，車床加工都是維持一個(gè)固定轉(zhuǎn)速加工，這就造成加工共振不斷加強(qiáng)，當(dāng)共振強(qiáng)度積累到超過(guò)加工工件的剛性時(shí)，就會(huì)造成產(chǎn)品表面凸凹不平，會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。因此，本發(fā)明的原理是使車床加工時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速不停變化，避免同一頻率震動(dòng)的持續(xù)累積加強(qiáng)而出現(xiàn)的共振現(xiàn)象的問(wèn)題。進(jìn)一步的，該信號(hào)發(fā)生器可以根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則去控制所述電機(jī)不間斷的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述主軸的不間斷變速輸出，從而有效的消除了車床加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，避免了車床加工產(chǎn)生的共振現(xiàn)象會(huì)造成產(chǎn)品表面凸凹不平，刀具磨損加速等等問(wèn)題，提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明具備：消除共振效果顯著、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用性強(qiáng)、性能優(yōu)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過(guò)附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的圖2中的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的震動(dòng)頻率示意圖。

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)控車床中的主軸實(shí)現(xiàn)不間斷變速輸出的原理圖。

圖4示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種消除共振的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種消除共振的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖6示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種消除共振的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖標(biāo)：10a－消除共振的裝置；10b－消除共振的裝置；10c－消除共振的裝置；11a－信號(hào)發(fā)生器；11b－信號(hào)發(fā)生器；11c－信號(hào)發(fā)生器；111a－處理器；112a－控制系統(tǒng)；113a－電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；111b－智能開(kāi)關(guān)；112b－控制系統(tǒng)；113b－電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；111c－變頻器；112c－控制系統(tǒng)；113c－電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；30－數(shù)控車床；31－電機(jī)；33－主軸。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”、“耦合”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)控車床30，如圖1所示。該數(shù)控車床30包括：電機(jī)31、主軸33和消除共振的裝置。

所述電機(jī)31與所述主軸33傳動(dòng)連接，用于驅(qū)動(dòng)主軸33轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電機(jī)31可以是目前數(shù)控車床30中常使用的電機(jī)，于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述電機(jī)31可以為交流電機(jī)，例如，可以是交流電機(jī)中的主軸電機(jī)。

電機(jī)31作為車床加工過(guò)程中的核心元器件之一，其轉(zhuǎn)速的大小，直接影響加工的效果與效率等，同時(shí)，其轉(zhuǎn)速的大小也與車床加工時(shí)的震動(dòng)強(qiáng)度息息相關(guān)。因此，要想消除車床加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，就不得不考慮如何改變電機(jī)31的轉(zhuǎn)速等因素。

所述消除共振的裝置包括：信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器與所述電機(jī)31耦合，用于根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則發(fā)送信號(hào)去控制所述電機(jī)31不間斷的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述主軸33的不間斷變速輸出。通過(guò)改變電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變主軸33的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而可以消除車床加工過(guò)程中的共振想象。

其中，上述的根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則發(fā)送信號(hào)是指，根據(jù)使用者為了滿足或達(dá)到車床加工工件的實(shí)際需求而預(yù)先設(shè)立的規(guī)則發(fā)送信號(hào)，例如，可以是不間斷的交替發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。其中，所述第一信號(hào)用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大，所述第二信號(hào)用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小。這樣通過(guò)不間斷的交替改變電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，便可以很好的消除電機(jī)31的共振現(xiàn)象，如圖2所示。

其中，圖2中的a所表示的是：較高轉(zhuǎn)速時(shí)，主軸33的震動(dòng)頻率；圖2中的b所表示的是：較低轉(zhuǎn)速時(shí)，主軸33的震動(dòng)頻率；圖2中的c所表示的是：較高轉(zhuǎn)速和較低轉(zhuǎn)速不間斷交替變化時(shí)，主軸33的震動(dòng)頻率。從圖中，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主軸33不間斷變速輸出時(shí)，即電機(jī)31不間斷的變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其主軸33的震動(dòng)頻率相互干擾抵消，如圖2中的圖形c所示。

其中，較高轉(zhuǎn)速和較低轉(zhuǎn)速是相對(duì)的，例如，高于正常轉(zhuǎn)速時(shí)，便為較高轉(zhuǎn)速，低于正常轉(zhuǎn)速時(shí)，便為較低轉(zhuǎn)速。例如，正常轉(zhuǎn)速為每分鐘100轉(zhuǎn)，則高于每分鐘100轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速便為較高轉(zhuǎn)速，低于每分鐘100轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速便為較低轉(zhuǎn)速。

其中，需要說(shuō)明的是，上述中的數(shù)值100，僅僅是為了便于理解而舉的例子而已，因此，并不能理解成是對(duì)本發(fā)明的限制。電機(jī)31的實(shí)際轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)實(shí)際實(shí)用情況來(lái)定，因此，不作限制。

其中，以圖3為例對(duì)所述主軸33不間斷變速輸出的原理進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。所述電機(jī)31根據(jù)第一轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為第一轉(zhuǎn)速，此時(shí)主軸33的轉(zhuǎn)速也可以視為第一轉(zhuǎn)速(其中，忽略傳動(dòng)過(guò)程中的能量損耗)；所述電機(jī)31根據(jù)第二轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為第二轉(zhuǎn)速，此時(shí)主軸33的轉(zhuǎn)速也可以視為第二轉(zhuǎn)速(其中，忽略傳動(dòng)過(guò)程中的能量損耗)。由于第一轉(zhuǎn)速與第二轉(zhuǎn)速不同，便可以使主軸33變速輸出。其中，若第一轉(zhuǎn)速信號(hào)和第二轉(zhuǎn)速信號(hào)不間斷的交替發(fā)送，便可以不間斷的交替改變電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，從而使主軸33不間斷變速輸出，便可以很好的消除共振現(xiàn)象。

第一實(shí)施例

作為第一種實(shí)施方式，應(yīng)用于上述的數(shù)控車床30中的消除共振的裝置10a，如圖4所示。所述消除共振的裝置10a包括：信號(hào)發(fā)生器11a，其中，所述信號(hào)發(fā)生器11a為：處理器111a、控制系統(tǒng)112a和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a。

其中，所述處理器111a與所述控制系統(tǒng)112a耦合，用于向控制系統(tǒng)112a發(fā)送用于改變電機(jī)31轉(zhuǎn)速的信號(hào)。于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述信號(hào)包括：不間斷交替變化的第一信號(hào)和第二信號(hào)，所述第一信號(hào)用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大，所述第二信號(hào)用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小。

其中，上述的處理器111a可以是一種具備信號(hào)處理能力的芯片，例如，可以是通用處理器，包括中央處理器(centralprocessingunit，cpu)、網(wǎng)絡(luò)處理器(networkprocessor，np)等；還可以是數(shù)字信號(hào)處理器(digitalsignalprocessing，dsp)、專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、現(xiàn)成可編程門(mén)陣列(fieldprogrammablegatearray，fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門(mén)或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。其中，通用處理器可以是微處理器或者也可以是任何常規(guī)的處理器等。于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，該處理器111a可以是stm32系列的處理器，而該型號(hào)的處理器能夠被人們所購(gòu)買和使用，其具體的使用方式必然已被公眾所熟知，例如，具體如何設(shè)置各引腳的功能、如何設(shè)置各引腳與其他設(shè)備的連接等。

其中，為了更好的消除車床加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一信號(hào)的振幅與所述第二信號(hào)的振幅滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，以使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小的幅度與所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大的幅度相匹配。例如，電機(jī)31初始轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)，第一信號(hào)作用后，電機(jī)31的轉(zhuǎn)速變?yōu)槊糠昼?00轉(zhuǎn)，則與初始轉(zhuǎn)速相比，增加的幅度為100轉(zhuǎn)，第二信號(hào)作用后，電機(jī)31的轉(zhuǎn)速為每分鐘400轉(zhuǎn)，則與初始轉(zhuǎn)速相比，減小的幅度為100轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小的幅度與所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大的幅度相匹配。

其中，預(yù)設(shè)關(guān)系是指為了滿足所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小的幅度與所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大的幅度相匹配的條件下，所述第一信號(hào)的振幅與所述第二信號(hào)的振幅須滿足的關(guān)系。其中，該預(yù)設(shè)關(guān)系，應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工需求來(lái)設(shè)定。

通常，車床在加工工件時(shí)，其電機(jī)31的轉(zhuǎn)速是根據(jù)實(shí)際加工需求來(lái)設(shè)定的，若增加的幅度過(guò)大或/和減小的幅度過(guò)大，均會(huì)影響工件的加工效果。因此，為了更好的滿足加工需求，于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一信號(hào)的振幅為第一閾值，用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速與所述電機(jī)31初始轉(zhuǎn)速相比減小的幅度為a，所述a選自5－20％。例如，電機(jī)31初始轉(zhuǎn)速為每分鐘100轉(zhuǎn)，第一信號(hào)作用后，電機(jī)31的轉(zhuǎn)速變?yōu)?，每分?05－120轉(zhuǎn)，第二信號(hào)作用后，所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速變?yōu)槊糠昼?0－95轉(zhuǎn)。即電機(jī)31的轉(zhuǎn)速與所述電機(jī)31初始轉(zhuǎn)速相比增加或減小的幅度應(yīng)在5－20％之間，例如，可以是5％、6％、7％、8％、……、18％、19％、20％，即只要滿足5－20％之間的任意數(shù)值即可。于本實(shí)施例中，優(yōu)選，電機(jī)31的轉(zhuǎn)速與所述電機(jī)31初始轉(zhuǎn)速相比增加或減小的幅度為10％，即a為10％。

其中，上述中的第一閾值是指為了滿足所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速與所述電機(jī)31初始轉(zhuǎn)速相比減小的幅度為a，所述a選自5－20％的條件下，所述第一信號(hào)的振幅須滿足的關(guān)系。其中，該第一信號(hào)的振幅，應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工需求來(lái)設(shè)定。

所述控制系統(tǒng)112a分別與處理器111a和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a耦合，用于控制電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)112a向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a發(fā)送轉(zhuǎn)速指令，以使電機(jī)31按照控制系統(tǒng)112a發(fā)送的轉(zhuǎn)速指令進(jìn)行運(yùn)作。所述控制系統(tǒng)112a可以是數(shù)控車床30中常使用的控制系統(tǒng)112a，于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)112a為計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)(computerizednumericalcontrol，cnc)系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)112a能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，通過(guò)計(jì)算機(jī)將其譯碼，從而使車床執(zhí)行規(guī)定好了的動(dòng)作，通過(guò)刀具切削將毛坯料加工成半成品成品零件。

其中，應(yīng)當(dāng)理解的是，上述中的處理器111a可以是集成于控制系統(tǒng)112a中的處理器111a，即，處理器111a可以是使用控制系統(tǒng)112a中的處理器111a來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需額外的處理器111a；也可以是控制系統(tǒng)112a之外的另一個(gè)單獨(dú)的處理器111a，在此不作，進(jìn)一步限定。

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a分別與所述控制系統(tǒng)112a和所述電機(jī)31耦合。用于根據(jù)控制系統(tǒng)112a發(fā)送的電機(jī)31轉(zhuǎn)速指令去控制電機(jī)31進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a作為一種根據(jù)控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)31的運(yùn)動(dòng)的元器件，主要用來(lái)調(diào)速、調(diào)扭矩、調(diào)轉(zhuǎn)向等，同時(shí)還具備保護(hù)功能，例如，具備過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等保護(hù)功能。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a可以是數(shù)控車床30中常使用的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)31的驅(qū)動(dòng)器，于本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a可以是交流伺服驅(qū)動(dòng)器。

第二實(shí)施例

作為第二種實(shí)施方式，應(yīng)用于上述的數(shù)控車床30中的消除共振的裝置10b，如圖5所示。所述消除共振的裝置10b包括：信號(hào)發(fā)生器11b，其中，所述信號(hào)發(fā)生器11b為：智能開(kāi)關(guān)111b、控制系統(tǒng)112b和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a。

其中，該實(shí)施例提供的消除共振的裝置10b與第一實(shí)施例相比，其不同之處在于，信號(hào)發(fā)生器11b不同，進(jìn)一步，如圖5所示。

所述智能開(kāi)關(guān)111b與所述控制系統(tǒng)112b耦合，用于向控制系統(tǒng)112b發(fā)送控制信號(hào)，所述控制系統(tǒng)112b接收到所述智能開(kāi)關(guān)111b發(fā)送的控制信號(hào)后，對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行處理，例如，經(jīng)過(guò)解碼、比對(duì)等處理后，識(shí)別出該控制信號(hào)，并將與該控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)信號(hào)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113b去控制電機(jī)31按照預(yù)設(shè)規(guī)則轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，所述控制信號(hào)包括：根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔交替變化的第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)112b接收到第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)后，對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出該信號(hào)，并將與第一控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)的第一信號(hào)和與第二控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)的第二信號(hào)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113b，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)31不間斷的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述第一信號(hào)用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大，所述第二信號(hào)用于使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小。所述智能開(kāi)關(guān)111b可以是具備硬件可編程能力的開(kāi)關(guān)，例如，plc可編程開(kāi)關(guān)?；蛘撸鲋悄荛_(kāi)關(guān)111b也可以是具備記憶或循環(huán)功能的元器件，例如，可以是延時(shí)循環(huán)時(shí)間繼電器等。例如，可以是dh48s－s系列、st3pr系列、zys11系列等型號(hào)的延時(shí)循環(huán)時(shí)間繼電器。

其中，上述中的預(yù)設(shè)時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用需求來(lái)設(shè)定，例如，車床在加工對(duì)加工精度不是特別高的工件時(shí)，可以將預(yù)設(shè)時(shí)間間隔設(shè)置為稍長(zhǎng)一些，例如，5－10秒。車床在加工對(duì)加工精度要求特別高的工件時(shí)，可以將預(yù)設(shè)時(shí)間間隔設(shè)置為稍短一些，例如，1－3秒等。例如，智能開(kāi)關(guān)111b向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第一控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)5秒的時(shí)間間隔后，智能開(kāi)關(guān)111b又向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第二控制信號(hào)，在經(jīng)過(guò)5秒的時(shí)間間隔后，智能開(kāi)關(guān)111b又向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第一控制信號(hào)……如此反復(fù)，不間斷的交替發(fā)送第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)。

其中，第一控制信號(hào)與第二控制信號(hào)之間的時(shí)間間隔還可以不是相等的，例如，智能開(kāi)關(guān)111b向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第一控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)1秒的時(shí)間間隔后，智能開(kāi)關(guān)111b又向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第二控制信號(hào)，再經(jīng)過(guò)2秒的時(shí)間間隔后，智能開(kāi)關(guān)111b又向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第一控制信號(hào)，再經(jīng)過(guò)3秒的時(shí)間間隔后，智能開(kāi)關(guān)111b又向控制系統(tǒng)112b發(fā)送第二控制信號(hào)……如此反復(fù)，不間斷的交替發(fā)送第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)。

其中，應(yīng)當(dāng)理解的是，上述中列舉的預(yù)設(shè)時(shí)間間隔，例如，1－3秒、5－10秒等，僅僅是為了便于理解而舉的例子，具體的時(shí)間間隔，應(yīng)根據(jù)實(shí)際實(shí)用需求來(lái)設(shè)定，因此并不能理解成是對(duì)本發(fā)明的限制。

其中，控制信號(hào)可以為一個(gè)電平信號(hào)，例如高電平或低電平。低電平表示電壓值低于第一數(shù)值的電壓，第一數(shù)值為行業(yè)內(nèi)的一個(gè)常用數(shù)值。例如，一般對(duì)于ttl電路來(lái)說(shuō)，第一數(shù)值為0.0v－0.4v，而對(duì)于cmos電路來(lái)說(shuō)，第一數(shù)值為0.0－0.1v。本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選地，第一數(shù)值為0v，即低電平為0v。高電平表示電壓值高于第二數(shù)值的電壓，第二數(shù)值為行業(yè)內(nèi)的一個(gè)常用數(shù)值。例如，一般對(duì)于ttl電路來(lái)說(shuō)，第二數(shù)值為2.4v－5.0v，而對(duì)于cmos電路來(lái)說(shuō)，第二數(shù)值為4.99－5.0v。本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選地，第二數(shù)值為3.3v，即高電平為3.3v。

其中，“控制系統(tǒng)112b將與第一控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)的第一信號(hào)和與第二控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)的第二信號(hào)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113b”中的預(yù)設(shè)的第一信號(hào)和第二信號(hào)，是使用者根據(jù)實(shí)際加工需求，預(yù)先設(shè)定的滿足加工需求的規(guī)則等。

其中，所述控制系統(tǒng)112b與第一實(shí)施例提供的消除共振的裝置10a中的控制系統(tǒng)112a相同，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113b與第一實(shí)施例提供的消除共振的裝置10a中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a相同，為了避免累贅，此處不再對(duì)控制系統(tǒng)112b和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113b進(jìn)行說(shuō)明。其中，需要說(shuō)明的是，該控制系統(tǒng)112b分別與所述智能開(kāi)關(guān)111b和所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113b耦合。

第三實(shí)施例

作為第三種實(shí)施方式，應(yīng)用于上述的數(shù)控車床30中的消除共振的裝置10c，如圖6所示。所述消除共振的裝置10c包括：信號(hào)發(fā)生器11c，其中，所述信號(hào)發(fā)生器11c為：變頻器111c、控制系統(tǒng)112c和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113c。

其中，該實(shí)施例提供的消除共振的裝置10c與第一實(shí)施例相比，其不同之處在于，信號(hào)發(fā)生器11c不同，進(jìn)一步，如圖6所示。

所述變頻器111c與所述電機(jī)31耦合，用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113c正常驅(qū)動(dòng)電機(jī)31的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則去增加或/和降低電機(jī)31的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，所述變頻器111c可以根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則去改變電機(jī)31工作電源的電壓或/和頻率，進(jìn)而去改變電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)所述主軸33的不間斷變速輸出。變頻器111c作為一種通過(guò)改變電機(jī)31工作電源的電壓或/和頻率等方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。所述變頻器111c可以是目前市面上常使用的變頻器111c。例如，可以是6se64系列、g11s系列等型號(hào)的變頻器111c。

例如，變頻器111c不間斷的交替發(fā)送與電機(jī)31工作電源相關(guān)的第一信號(hào)和第二信號(hào)，去增加或/和降低電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)所述主軸33的不間斷變速輸出。其中，第一信號(hào)和第二信號(hào)是按照預(yù)設(shè)規(guī)則發(fā)送的，例如，可以是不間斷的交替發(fā)送第一信號(hào)和第二信號(hào)。所述第一信號(hào)的振幅與所述第二信號(hào)的振幅滿足預(yù)設(shè)關(guān)系，以使所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小的幅度與所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大的幅度相匹配。

其中，該預(yù)設(shè)關(guān)系是指為了滿足所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速減小的幅度與所述電機(jī)31的轉(zhuǎn)速增大的幅度相匹配的條件下，所述第一信號(hào)的振幅與所述第二信號(hào)的振幅須滿足的關(guān)系。其中，該預(yù)設(shè)關(guān)系，應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工需求來(lái)設(shè)定。

其中，所述控制系統(tǒng)112c與第一實(shí)施例提供的消除共振的裝置10a中的控制系統(tǒng)112a相同，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113c與第一實(shí)施例提供的消除共振的裝置10a中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113a相同，為了避免累贅，此處不再對(duì)控制系統(tǒng)112c和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113c進(jìn)行說(shuō)明。

其中，需要說(shuō)明的是，所述控制系統(tǒng)112c向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器113c發(fā)送轉(zhuǎn)速指令，以使電機(jī)31按照控制系統(tǒng)112c發(fā)送的轉(zhuǎn)速指令進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，例如，以每分鐘500轉(zhuǎn)的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，然后通過(guò)變頻器111c來(lái)改變電機(jī)31的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)所述主軸33的不間斷變速輸出。

例如，以600、400、600、400……的方式轉(zhuǎn)動(dòng)，即，電機(jī)31以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)、電機(jī)31以每分鐘400轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)、電機(jī)31以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)、電機(jī)31以每分鐘400轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)……。其時(shí)間間隔可以是相等的，例如，電機(jī)31以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5秒后，電機(jī)31以每分鐘400轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)5秒后，電機(jī)31以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)5秒后，電機(jī)31以每分鐘400轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)……。其時(shí)間間隔也可以是不相等的，例如，電機(jī)31以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1秒后，電機(jī)31以每分鐘400轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)2秒后，電機(jī)31以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)3秒后，電機(jī)31以每分鐘400轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)……。

其中，應(yīng)該理解的是，上述中的500、400、600等數(shù)字示意，僅僅是為了便于理解而舉的例子而已，并不能理解成是對(duì)本發(fā)明的限制。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種消除共振的裝置及數(shù)控車床。該消除共振的裝置應(yīng)用于數(shù)控車床，所述數(shù)控車床包括：電機(jī)和主軸，所述電機(jī)和所述主軸傳動(dòng)連接。所述裝置包括：信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器與所述電機(jī)耦合。其中，作為第一種實(shí)施方式，所述信號(hào)發(fā)生器可以為：處理器、控制系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。作為第二種實(shí)施方式，所述信號(hào)發(fā)生器可以為：智能開(kāi)關(guān)、控制系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。作為第三種實(shí)施方式，所述信號(hào)發(fā)生器可以為：變頻器、控制系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。但無(wú)論信號(hào)發(fā)生器為何種實(shí)施方式，均可以是根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則去控制所述電機(jī)不間斷的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述主軸的不間斷變速輸出，從而有效的消除了車床加工過(guò)程中的共振現(xiàn)象，避免了車床加工產(chǎn)生的共振現(xiàn)象會(huì)造成產(chǎn)品表面凸凹不平，刀具磨損加速等等問(wèn)題，提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明具備：消除共振效果顯著、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用性強(qiáng)、性能優(yōu)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。