一种基于精确定位的闭环式机床控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子领域,具体是指一种基于精确定位的闭环式机床控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来,由于市场竞争日趋激烈,为了在竞争中求得生存和发展,各生产企业不仅要提高产品的质量,而且必需频繁的改型,缩短生产周期,以满足市场上不断变化的需求。然而,目前很多企业都是使用传统的加工设备进行生产,而传统的设备其定位精度不佳,在生产时很大程度上降低了生产率、产品的合格率。因此传统的加工设备已难以适应市场对产品多样性的要求,难以适应市场竞争的高效率、高质量的要求。如何提高加工设备的定位精度,以提高生产效率和产品的合格率则是人们所急需解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决目前所使用的机床设备定位精度不佳的缺陷,提供一种基于精确定位的闭环式机床控制系统。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案现实:一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,由比较模块,与比较模块相连接的伺服放大模块,与伺服放大模块相连接的驱动装置,与驱动装置相连接的机床工作台,与机床工作台相连接的检测装置,以及与检测装置相连接的反馈信号处理系统组成。所述的反馈信号处理系统则由变压器Tl,变压器T2,设置在变压器Tl原边的电感线圈L4,设置在变压器Tl副边的电感线圈L5,设置在变压器T2原边的电感线圈LI和电感线圈L2,设置在变压器T2副边的电感线圈L3,与变压器T2原边电感线圈LI和电感线圈L2相连接的导通电路,与变压器Tl副边电感线圈L5相连接的整流滤波稳压电路,与变压器T2的副边电感线圈L3相连接的抑制电路,与整流滤波稳压电路和抑制电路相连接的脉冲触发电路,与抑制电路相连接的输出处理电路,以及同时与抑制电路和输出处理电路相连接的两级放大电路组成。
[0005]进一步的,所述的导通电路由晶闸管D1,晶闸管D2,一端与晶闸管Dl的P极相连接、另一端则与变压器Tl原边电感线圈L4的同名端相连接的电阻R1,N极与晶闸管D2的控制极相连接、P极则与变压器T2原边电感线圈LI的非同名端相连接的二极管D3,N极与晶闸管Dl的N极相连接、P极则与变压器T2的原边电感线圈L2的非同名端相连接的二极管D4组成。所述晶闸管Dl的P极与变压器T2原边电感线圈LI的同名端相连接、其控制极则与变压器T2的原边电感线圈L2的同名端相连接、N极则与变压器Tl原边电感线圈L4的非同名端相连接,晶闸管D2的N极与晶闸管Dl的P极相连接、其P极则与晶闸管Dl的N极相连接。
[0006]所述的整流滤波稳压电路由二极管桥式整流器U,极性电容Cl,电阻R2,稳压二极管D5组成;二极管桥式整流器U的两个输入端分别与变压器Tl副边电感线圈L5的同名端和非同名端相连接、其两个输出端则分别与极性电容Cl的正极和负极相连接,电阻R2的一端与极性电容Cl的正极相连接、另一端则与稳压二极管D5的N极相连接,而稳压二极管D5的N极还与脉冲触发电路相连接、P极则同时与极性电容Cl的负极以及脉冲触发电路相连接,所述极性电容Cl的正极还与变压器T2副边电感线圈L3的同名端相连接。
[0007]所述的抑制电路由场效应管Q,三极管VT3,一端与场效应管Q的栅极相连接、另一端与脉冲触发电路相连接的电阻R6,负极与场效管Q的栅极相连接、正极则与脉冲触发电路相连接的极性电容C2,一端与极性电容C2的正极相连接、另一端接地的电阻R7,P极与三极管VT3的基极相连接、N极则同时与变压器T2副边电感线圈L3的非同名端以及外部电源相连接的稳压二极管D6,一端与稳压二极管D6的N极相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R8组成;所述的三极管VT3的基极与极性电容C2的正极相连接、其发射极则与输出处理电路相连接、集电极与场效应管Q的源极相连接,场效应管Q的漏极则与两级放大电路相连接。
[0008]所述的脉冲触发电路由三极管VT1,三极管VT2,一端与稳压二极管D5的N极相连接、另一端则与三极管VTl的发射极相连接的电阻R3,一端与三极管VT2的基极相连接、另一端则经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R4组成;所述的三极管VTl的基极与极性电容C2的正极相连接、集电极与电阻R4和电阻R5的连接点相连接,三极管VT2的集电极与变压器T2副边电感线圈L3的非同名端相连接、发射极则同时与稳压二极管D5的P极以及电阻R6相连接。
[0009]所述的输出处理电路由三极管VT4,三极管VT5,一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与两级放大电路相连接的电阻R9,正极与稳压二极管D6的N极相连接、负极接地的极性电容C8,正极与三极管VT4的发射极相连接、负极则与三极管VT5的基极相连接的极性电容C9,正极与两级放大电路相连接、负极则顺次经电阻R14和电阻R12后与三极管VT5的基极相连接的极性电容C10,N极与极性电容C8的正极相连接、P极接地的稳压二极管D7,正极与稳压二极管D7的N极相连接、负极则与两级放大电路相连接的极性电容C11,以及一端与极性电容C8的正极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R13组成;所述的三极管VT4的基极与三极管VT3的发射极相连接、其集电极接地,三极管VT5的集电极与电阻R12和电阻R14的连接点相连接、发射极则与两级放大电路相连接。
[0010]所述的两级放大电路由放大器P1,放大器P2,三极管VT6,三极管VT7,负极与场效应管Q的漏极相连接、正极则与电阻R9相连接的极性电容C3,一端与极性电容C3的正极相连接、另一端与放大器Pl的正极相连接的电阻R10,负极接地、正极则经电阻Rll后与放大器Pl的负极相连接的极性电容C4,正极与放大器Pl的负极相连接、负极则与放大器Pl的输出极相连接的极性电容C5,负极与放大器Pl的输出极相连接、正极则与三极管VT6的基极相连接的极性电容C6,正极与放大器P2的负极相连接、负极则与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C7,串接在放大器P2的负极与输出极之间的电阻R15,一端与三极管VT7的发射极相连接、另一端与极性电容C7的负极相连接的电阻R16组成;所述三极管VT6的集电极与三极管VT5的发射极相连接,放大器P2的正极与极性电容ClO的正极相连接、输出极则与三极管VT7的基极相连接,三极管VT7的集电极与极性电容Cll的负极相连接。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果:
1、本发明的反馈信号处理系统设置有抑制电路,其可以抑制干扰信号,避免干扰信号对反馈信号造成影响,使比较模块所接收到的反馈信号更准确,提高了机床的定位精度。
[0012]2、本发明采用闭环控制系统,使机床的定位精度更高、调节速度更快。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的反馈信号处理系统电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
[0015]如图1所示,本发明由比较模块1,与比较模块I相连接的伺服放大模块2,与伺服放大模块2相连接的驱动装置3,与驱动装置3相连接的机床工作台4,与机床工作台4相连接的检测装置5,以及与检测装置5相连接的反馈信号处理系统6组成。
[0016]工作时,给比较模块I输入一个固定脉冲信号,由比较模块I输送给伺服放大模块2进行放大后再输送给驱动装置3,驱动装置3则会根据脉冲信号的大小对机床工作台4进行驱动,使机床工作台4按照要求移动到相应的位置。而检测装置5则用于检测机床工作台4的位置信号,并把位置信号反馈给反馈信号处理系统6进行处理。经过反馈信号处理系统6处理后的位置信号再传输给比较模块1,该位置信号则与给定的脉冲指令进行比较,如果机床的当前位置与给定的脉冲信号存在误差,则会再次发送信号给驱动装置3,进一步的对机床工作台4进行控制,使机床工作台4按照实际的要求运动,最终实现精确定位。
[0017]为了使经反馈信号处理系统6处理后的位置信号更加清晰,且具有很高的保真度,该反馈信号处理系统6如图2所示,由用于变压的变压器Tl,变压器T2,设置在变压器Tl原边的电感线圈L4,设置在变压器Tl副边的电感线圈L5,设置在变压器T2原边的电感线圈LI和电感线圈L2,设置在变压器T2副边的电感线圈L3,与变压器T2原边电感线圈LI和电感线圈L2相连接的导通电路61,与变压器Tl副边电感线圈L5相连接的整流滤波稳压电路62,与变压器T2的副边电感线圈L3相连接的抑制电路63,与整流滤波稳压电路62和抑制电路63相连接的脉冲触发电路64,与抑制电路63相连接的输出处理电路65,以及同时与抑制电路63和输出处理电路65相连接的两级放大电路66组成。
[0018]其中,该导通电路61由晶闸管D1,晶闸管D2,一端与晶闸管Dl的P极相连接、另一端则与变压器Tl原边电感线圈L4的同名端相连接的电阻R1,N极与晶闸管D2的控制极相连接、P极则与变压器T2原边电感线圈LI的非同名端相连接的二极管D3,N极与晶闸管Dl的N极相连接、P极则与变压器T2的原边电感线圈L2的非同名端相连接的二极管D4组成;所述晶闸管Dl的P极与变压器T2原边电感线圈LI的同名端相连接、其控制极则与变压器T2的原边电感线圈L2的同名端相连接、N极则与变压器Tl原边电感线圈L4的非同名端相连接,晶闸管D2的N极与晶闸管Dl的P极相连接、其P极则与晶闸管Dl的N极相连接。
[0019]而整流滤波稳压电路62则可以对位置信号进行整流滤波处理,其由二极管桥式整流器U,极性电容Cl,电阻R2,稳压二极管D5组成。连接时,二极管桥式整流器U的两个输入端分别与变压器Tl副边电感线圈L5的同名端和非同名端相连接、其两个输出端则分别与极性电容Cl的正极和负极相连接,电阻R2的一端与极性电容Cl的正极相连接、另一端则与稳压二极管D5的N极相连接,而稳压二极管D5的N极还与脉冲触发电路64相连接、P极则同时与极性电容Cl的负极以及脉冲触发电路64相连接,所述极性电容Cl的正极还与变压器T2副边电感线圈L3的同名端相连接。
[0020]另外,抑制电路63可以对干扰信号进行抑制,使位置信号的保真度更高,其由场效应管Q,三极管VT3,电阻R6,电阻R7,电阻R8,极性电容
C2,稳压二极管D6组成。电阻R6的一端与场效应管Q的栅极相连接、另一端与脉冲触发电路64相连接,极性电容C2的负极与场效管Q的栅极相连接、正极则与脉冲触发电路64相连接,电阻R7的一端与极性电容C2的正极相连接、另一端接地,稳压二极管D6的P极与三极管VT3的基极相连接、N极则与变压器T2副边电感线圈L3的非同名端相连接的同时接外部5V电压,电阻R8的一端与稳压二极管D6的N极相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接,同时,三极管VT3的基极与极性电容C2的正极相连接、其发射极则与输出处理电路65相连接、集电极与场效应管Q的源极相连接,场效应管Q的漏极则与两级放大电路66相连接。
[0021]脉冲触发电路64由三极管VT1,三极管VT2,一端与稳压二极管D5的N极相连接、另一端则与三极管VTl的发射极相连接的电阻R3,一端与三极管VT2的基极相连接、另一端则经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R4组成。所述的三极管VTl的基极与极性电容C2的正极相连接、集电极与电阻R4和电阻R5的连接点相连接,三极管VT2的集电极与变压器T2副边电感线圈L3的非同名端相连接、发射极则同时与稳压二极管D5的P极以及电阻R6相连接。
[0022]输出处理电路65由三极管VT4,三极管VT5,一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与两级放大电路66相连接的电阻R9,正极与稳压二极管D6的N极相连接、负极接地的极性电容C8,正极与三极管VT4的发射极相连接、负极则与三极管VT5的基极相连接的极性电容C9,正极与两级放大电路66相连接、负极则顺次经电阻R14和电阻R12后与三极管VT5的基极相连接的极性电容C10,N极与极性电容C8的正极相连接、P极接地的稳压二极管D7,正极与稳压二极管D7的N极相连接、负极则与两级放大电路66相连接的极性电容ClL以及一端与极性电容C8的正极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R13组成;所述的三极管VT4的基极与三极管VT3的发射极相连接、其集电极接地,三极管VT5的集电极与电阻R12和电阻R14的连接点相连接、发射极则与两级放大电路66相连接。
[0023]两级放大电路66可以对位置信号进行放大处理,使信号更加清晰。其由放大器Pl,放大器P2,三极管VT6,三极管VT7,负极与场效应管Q的漏极相连接、正极则与电阻R9相连接的极性电容C3,一端与极性电容C3的正极相连接、另一端与放大器Pl的正极相连接的电阻R10,负极接地、正极则经电阻Rll后与放大器Pl的负极相连接的极性电容C4,正极与放大器Pl的负极相连接、负极则与放大器Pl的输出极相连接的极性电容C5,负极与放大器Pl的输出极相连接、正极则与三极管VT6的基极相连接的极性电容C6,正极与放大器P2的负极相连接、负极则与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C7,串接在放大器P2的负极与输出极之间的电阻Rl5,一端与三极管VT7的发射极相连接、另一端与极性电容C7的负极相连接的电阻R16组成。所述三极管VT6的集电极与三极管VT5的发射极相连接,放大器P2的正极与极性电容ClO的正极相连接、输出极则与三极管VT7的基极相连接,三极管VT7的集电极与极性电容Cll的负极相连接,极性电容Cll的正极和极性电容C7的负极则做为信号的输出端。
如上所述,便可很好的实现本发明。
【主权项】
1.一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:由比较模块(1),与比较模块(I)相连接的伺服放大模块(2 ),与伺服放大模块(2 )相连接的驱动装置(3 ),与驱动装置(3)相连接的机床工作台(4),与机床工作台(4)相连接的检测装置(5),以及与检测装置(5)相连接的反馈信号处理系统(6)组成;所述的反馈信号处理系统(6)则由变压器Tl,变压器T2,设置在变压器Tl原边的电感线圈L4,设置在变压器Tl副边的电感线圈L5,设置在变压器T2原边的电感线圈LI和电感线圈L2,设置在变压器T2副边的电感线圈L3,与变压器T2原边电感线圈LI和电感线圈L2相连接的导通电路(61),与变压器Tl副边电感线圈L5相连接的整流滤波稳压电路(62),与变压器T2的副边电感线圈L3相连接的抑制电路(63),与整流滤波稳压电路(62)和抑制电路(63)相连接的脉冲触发电路(64),与抑制电路(63)相连接的输出处理电路(65),以及同时与抑制电路(63)和输出处理电路(65)相连接的两级放大电路(66)组成。2.根据权利要求1所述的一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:所述的导通电路(61)由晶闸管D1,晶闸管D2,一端与晶闸管Dl的P极相连接、另一端则与变压器Tl原边电感线圈L4的同名端相连接的电阻R1,N极与晶闸管D2的控制极相连接、P极则与变压器T2原边电感线圈LI的非同名端相连接的二极管D3,N极与晶闸管Dl的N极相连接、P极则与变压器T2的原边电感线圈L2的非同名端相连接的二极管D4组成;所述晶闸管Dl的P极与变压器T2原边电感线圈LI的同名端相连接、其控制极则与变压器T2的原边电感线圈L2的同名端相连接、N极则与变压器Tl原边电感线圈L4的非同名端相连接,晶闸管D2的N极与晶闸管Dl的P极相连接、其P极则与晶闸管Dl的N极相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:所述的整流滤波稳压电路(62)由二极管桥式整流器U,极性电容Cl,电阻R2,稳压二极管D5组成;二极管桥式整流器U的两个输入端分别与变压器Tl副边电感线圈L5的同名端和非同名端相连接、其两个输出端则分别与极性电容Cl的正极和负极相连接,电阻R2的一端与极性电容Cl的正极相连接、另一端则与稳压二极管D5的N极相连接,而稳压二极管D5的N极还与脉冲触发电路(64)相连接、P极则同时与极性电容Cl的负极以及脉冲触发电路(64)相连接,所述极性电容Cl的正极还与变压器T2副边电感线圈L3的同名端相连接。4.根据权利要求3所述的一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:所述的抑制电路(63)由场效应管Q,三极管VT3,一端与场效应管Q的栅极相连接、另一端与脉冲触发电路(64)相连接的电阻R6,负极与场效管Q的栅极相连接、正极则与脉冲触发电路(64)相连接的极性电容C2,一端与极性电容C2的正极相连接、另一端接地的电阻R7,P极与三极管VT3的基极相连接、N极则同时与变压器T2副边电感线圈L3的非同名端以及外部电源相连接的稳压二极管D6,一端与稳压二极管D6的N极相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R8组成;所述的三极管VT3的基极与极性电容C2的正极相连接、其发射极则与输出处理电路(65)相连接、集电极与场效应管Q的源极相连接,场效应管Q的漏极则与两级放大电路(66)相连接。5.根据权利要求4所述的一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:所述的脉冲触发电路(64)由三极管VT1,三极管VT2,一端与稳压二极管D5的N极相连接、另一端则与三极管VTl的发射极相连接的电阻R3,一端与三极管VT2的基极相连接、另一端则经电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R4组成;所述的三极管VTl的基极与极性电容C2的正极相连接、集电极与电阻R4和电阻R5的连接点相连接,三极管VT2的集电极与变压器T2副边电感线圈L3的非同名端相连接、发射极则同时与稳压二极管D5的P极以及电阻R6相连接。6.根据权利要求5所述的一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:所述的输出处理电路(65)由三极管VT4,三极管VT5,一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与两级放大电路(66)相连接的电阻R9,正极与稳压二极管D6的N极相连接、负极接地的极性电容C8,正极与三极管VT4的发射极相连接、负极则与三极管VT5的基极相连接的极性电容C9,正极与两级放大电路(66)相连接、负极则顺次经电阻R14和电阻R12后与三极管VT5的基极相连接的极性电容C10,N极与极性电容C8的正极相连接、P极接地的稳压二极管D7,正极与稳压二极管D7的N极相连接、负极则与两级放大电路(66)相连接的极性电容C11,以及一端与极性电容C8的正极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R13组成;所述的三极管VT4的基极与三极管VT3的发射极相连接、其集电极接地,三极管VT5的集电极与电阻R12和电阻R14的连接点相连接、发射极则与两级放大电路(66)相连接。7.根据权利要求6所述的一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:所述的两级放大电路(66)由放大器P1,放大器P2,三极管VT6,三极管VT7,负极与场效应管Q的漏极相连接、正极则与电阻R9相连接的极性电容C3,一端与极性电容C3的正极相连接、另一端与放大器Pl的正极相连接的电阻R10,负极接地、正极则经电阻Rll后与放大器Pl的负极相连接的极性电容C4,正极与放大器Pl的负极相连接、负极则与放大器Pl的输出极相连接的极性电容C5,负极与放大器Pl的输出极相连接、正极则与三极管VT6的基极相连接的极性电容C6,正极与放大器P2的负极相连接、负极则与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C7,串接在放大器P2的负极与输出极之间的电阻R15,一端与三极管VT7的发射极相连接、另一端与极性电容C7的负极相连接的电阻R16组成;所述三极管VT6的集电极与三极管VT5的发射极相连接,放大器P2的正极与极性电容ClO的正极相连接、输出极则与三极管TH的基极相连接,三极管VT7的集电极与极性电容Cll的负极相连接。
【专利摘要】本发明公开了一种基于精确定位的闭环式机床控制系统,其特征在于:由比较模块(1),与比较模块(1)相连接的伺服放大模块(2),与伺服放大模块(2)相连接的驱动装置(3),与驱动装置(3)相连接的机床工作台(4),与机床工作台(4)相连接的检测装置(5),以及与检测装置(5)相连接的反馈信号处理系统(6)组成;本发明的反馈信号处理系统设置有抑制电路,其可以抑制干扰信号,避免干扰信号对反馈信号造成影响,使比较模块所接收到的反馈信号更准确,提高了机床的定位精度。
【IPC分类】G05B19/19
【公开号】CN104898552
【申请号】CN201510144190
【发明人】王艳
【申请人】成都颉隆科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月30日