[发明专利]主轴马达高速准停的控制方法及控制装置

说明书

本公开提供一种主轴马达高速准停的控制方法及控制装置，该控制方法包括：主轴马达以第一速度运行过程中，在准停信号处于使能状态时，所述主轴马达由所述第一速度减速到第二速度；在所述主轴马达以所述第二速度运行过程中找到零点并在达到准停目标时停止。通过在主轴马达高速运行中准停使能后减速到低速运行找零点，找到零点后执行准停程序，该控制方法中准停动作连续，可以快速到达准停条件，减少主轴马达高速准停所需时间，大大提高生产效率。

技术领域

本公开涉及机床控制技术领域，尤其涉及一种主轴马达高速准停的控制方法及控制装置。

背景技术

主轴准停又称为主轴定位功能，即当主轴停止时，能够准确地停于某一固定圆周位置。数控机床为了完成ATC(Automatic Tool Changer，刀具自动交换)装置的动作过程，必须设置主轴准停机构。由于刀具装在主轴上，切削时切削转矩不可能仅靠锥孔的摩擦力来传递，因此在主轴前端设置一个突键，当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与主轴上的突键对准，才能顺利换刀，为此，主轴必须准确停在某固定的角度上才有利于换刀操作，由此可知主轴准停是实现ATC过程的重要环节。

目前主轴准停有两种方式，即机械方式定位与电气方式定位。机械方式就是利用机械凸轮机构或光电盘方式进行粗定位，然后有一个液动或气动的定位销插入主轴上的销孔或销槽实现精确定位，完成换刀后定位销退出，主轴才开始旋转。采用这种机械方式定位结构复杂，定位精度不高，在早期数控机床上及目前国内低端机床上使用较多。而现代数控机床则更多地采用电气方式定位较多，电气方式定位包括利用磁性传感器检测定位和主轴编码器检测定位。利用磁性传感器检测定位就是在主轴上安装一个发磁体与主轴一起旋转，在距离发磁体旋转外轨迹1～2mm处固定一个磁传感器，磁传感器经过放大器与主轴控制单元相连接，当主轴需要定向时，便可停止在调整好的位置上。而主轴编码器检测定位就是通过主轴电动机内置安装的位置编码器或在机床主轴箱上安装一个与主轴1∶1同步旋转的位置编码器来实现准停控制，准停角角度可任意设定。当前准停操作一般是将编码器反馈的增量型编码器的Z相方波脉冲给数控系统或主轴伺服驱动器作为零点，然后根据目标位置，进行运行到指定位置，完成准停。

但是，现有技术中对于主轴马达在高速运转过程中的准停，则需要高速停止后再进行准停动作，减速与准停过程不连续，准停时间较长，造成生产时效率低下。

公开内容

针对现有技术中存在的问题，本公开提供一种主轴马达高速准停的控制方法及控制装置，以解决现有技术主轴马达在高速运转过程中准停时减速与准停过程不连续，准停时间较长，造成生产时效率低下的技术问题。

为实现上述目的，一方面，

本公开提供了一种主轴马达高速准停的控制方法，包括：

主轴马达以第一速度运行过程中，在准停信号处于使能状态时，所述主轴马达由所述第一速度减速到第二速度；

在所述主轴马达以所述第二速度运行过程中找到零点，并在达到准停目标时停止。

在本公开的一个实施方式中，将编码器反馈的Z相方波作为所述零点。

在本公开的一个实施方式中，所述编码器为增量型编码器。

在本公开的一个实施方式中，所述准停目标根据编码器脉冲数确定，准停位置的范围为0～(4*Enc Num-1)，其中Enc Num为所述编码器脉冲数，所述编码器脉冲数为所述编码器反馈的脉冲数。

在本公开的一个实施方式中，根据编码器脉冲数确定准停目标的步骤包括：

将准停位置脉冲数与所述编码器脉冲数进行负反馈运算以及比例-积分- 微分控制；

经过滤波以及限定的速度值转换成频率值；

根据所述频率值进行矢量控制的速度环和电流环进行计算；