專利名稱：一種機床能量回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械制造業(yè)中，在具有電機和旋轉(zhuǎn)機床主軸的機械加工式機床中使用 的機床能量回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前節(jié)能、低碳已成為21世紀(jì)最熱的主題詞，節(jié)能降耗已經(jīng)被各行各業(yè)作為重點 研究對象。在我國電機耗電量占我國總發(fā)電量的一半左右，其中有很可觀的一部分電機容 量都被作為機械加工機床動力源。但是機床在工作過程中，不是每時每刻機床主軸都處于 加工狀態(tài)，在工件加工的間隙，會產(chǎn)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，空轉(zhuǎn)又稱空載，很多機床又不適合于頻繁 啟停，因為很多機床在啟動后的開始段時間內(nèi)功耗最大，隨著運轉(zhuǎn)功耗將逐漸減小，最后趨 于穩(wěn)定，加之很多機床頻繁啟動其壽命將會受到一定影響，這樣為節(jié)約能源且兼顧機床壽 命，機床的空轉(zhuǎn)是難以避免的，如此便會造成能量的不必要損耗。同時機床在每次制動過程 中都會有動能被無謂地?fù)p耗掉，特別是對于頻繁啟停的機床，這部分無謂損耗的能量就相 當(dāng)可觀；故如何設(shè)計一種可回收利用機床的多余損耗能源的裝置，達到節(jié)約能源的目的，就 成為本技術(shù)領(lǐng)域有待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，怎樣提供一種可以回收機床多余損耗能源的機床能 量回收系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案一種機床能量回收系統(tǒng)，其特點在于，包括空載能量回收裝置，所述空載能量回收 裝置包括蓄電池、電機能量轉(zhuǎn)化裝置、空載檢測裝置；所述電機能量轉(zhuǎn)化裝置包括設(shè)置在電 機軸上的電機軸繞組線圈，與電機軸繞組線圈對應(yīng)設(shè)置的永磁體，所述電機軸繞組線圈與 蓄電池串聯(lián)成空載充電電路；所述空載檢測裝置包括電機空載檢測電路和主軸空載檢測電 路，所述電機空載檢測電路用于檢測到電機電路工作時，令空載充電電路中對應(yīng)位置處的 開關(guān)元件自動接通，所述主軸空載檢測電路用于檢測到主軸沒有扭矩時，令空載充電電路 中對應(yīng)位置處的開關(guān)元件自動接通并將空載充電電路的交流電流轉(zhuǎn)化為直流電流。申請人:研究發(fā)現(xiàn)，機床電機的最佳運行效果是在額定負(fù)載下運行，而機床在空載 的時候電機的運行功率大約為額定功率的50%左右，此時電機效率極為低下，造成大量能 量損耗和浪費。故申請人設(shè)計了上述技術(shù)方案，增加電機輸出端的負(fù)載，提高電機運行效 率，將機床空載時電機損耗浪費的部分能量轉(zhuǎn)化收集存儲起來，達到回收機床空載時的多 余損耗能源的目的。上述技術(shù)方案中，采用電機空載檢測電路來檢測電機電路是否工作，采 用主軸空載檢測電路檢測主軸是否存在扭矩，當(dāng)檢測到電機電路在工作的同時主軸不存在 扭矩，則表明此時機床處于空載狀況。此時使空載充電電路自動接通，所述電機軸繞組線圈 隨電機軸轉(zhuǎn)動切割與其對應(yīng)設(shè)置的永磁體磁場磁感線，產(chǎn)生電流，進而將產(chǎn)生的電能通過 充電電路儲存到蓄電池中。這樣就達到了回收機床多余損耗能源的目的。
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作為上述技術(shù)方案中，所述電機空載檢測電路的一種優(yōu)化設(shè)計形式，其結(jié)構(gòu)為包 括一個用于檢測電機電路電流的電流互感器，所述電流互感器與一個二極管、一個放大器 以及一個常開式電磁繼電器的電磁鐵串聯(lián)為電機檢測電路作為繼電器控制端回路；所述常 開式電磁繼電器的工作回路端開關(guān)串聯(lián)入空載充電電路。這樣，當(dāng)電機在工作時，電流互感 器感應(yīng)到電機電路中的交流電，會產(chǎn)生互感電流，該互感電流是與電機電路電源頻率相同 的交流電，互感電流通過放大器和二極管轉(zhuǎn)換為比較大的單向電流。使得常開式電磁繼電 器的電磁鐵通電后產(chǎn)生磁場，并吸附銜鐵導(dǎo)致工作回路端的常開開關(guān)閉合。使空載充電電 路接通。這樣，具有結(jié)構(gòu)簡單，檢測方便準(zhǔn)確的優(yōu)點。當(dāng)然具體實施時，也還可以采用其他 公知結(jié)構(gòu)的電機空載檢測電路。只需使其能夠檢測電機是否在工作，并在電機工作時通過 開關(guān)保證空載充電電路的接通即可。作為上述技術(shù)方案中，所述主軸空載檢測電路的一種優(yōu)化設(shè)計形式，其結(jié)構(gòu)為包 括設(shè)置于機床主軸的扭矩電阻應(yīng)變片、脈沖發(fā)生器、擊穿二極管、第一晶閘管和第二晶閘 管，其中所述扭矩電阻應(yīng)變片與一個低壓電源和固定電阻串聯(lián)為扭矩檢測回路，固定電阻 位于扭矩電阻應(yīng)變片降勢端，所述脈沖發(fā)生器的輸出端通過第一晶閘管與第二晶閘管的控 制極連接，第二晶閘管串聯(lián)到空載充電回路中，所述第一晶閘管的控制極通過擊穿二極管 與扭矩檢測回路中扭矩電阻應(yīng)變片的降勢端相連。其中所述扭矩電阻應(yīng)變片為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn) 品，其貼附在主軸上可感應(yīng)主軸扭矩變化而變化，它的阻值會隨著主軸的扭矩增加而增大； 它與一個固定電阻和低壓電源串聯(lián)，當(dāng)機床處于空載狀態(tài)時，由于主軸沒有扭矩，此時電阻 應(yīng)變片電阻的阻值為最小，由于分壓差別使得扭矩電阻應(yīng)變片與固定電阻之間電勢處于最 大值，此時擊穿二極管由于高壓而被擊穿發(fā)送信號至第一晶間管的控制級，此時脈沖發(fā)生 器為第一晶閘管提供間隔性的正向電壓，擊穿二極管為第一晶閘管控制極提供觸發(fā)電流， 使得第一晶間管隨著脈沖發(fā)生器頻率被間隔性地導(dǎo)通。此時，脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖電壓 信號可以通過第一晶閘管到達第二晶閘管控制極。由于晶閘管工作的條件是加正向電壓且 控制極有觸發(fā)電流。故第二晶閘管通過第一晶閘管間接地受扭矩電阻應(yīng)變片電阻大小控制 的同時，還可以產(chǎn)生空載充電電路自身處于正向電流是接通，處于反向電流時斷開的效果。 故本主軸空載檢測電路，不僅僅具備檢測到機床主軸不受力矩時，即可控制空載充電電路 接通，而且還具備接通后可直接將空載充電電路中交流電轉(zhuǎn)化為直流電的效果。當(dāng)然，具體 實施時，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中，具備等同功能的其他電路結(jié)構(gòu)。例如，將扭矩電阻應(yīng)變片 與一個低壓電源以及一個常開式電磁繼電器的控制端串聯(lián)為回路，將該常開式電磁繼電器 的工作端串聯(lián)入空載充電電路。當(dāng)主軸沒有扭矩時電阻應(yīng)變片的阻值最小，繼電器控制端 回路電流增大，繼電器電磁鐵磁性增大并將銜鐵吸起使得繼電器工作端開關(guān)接通；從而使 空載充電電路接通。再在空載充電電路中單獨設(shè)置一個如二極管等可以將交流電轉(zhuǎn)化為直 流電的元件或電路，即可實現(xiàn)和本主軸空載檢測電路相同的功能。作為優(yōu)化，本發(fā)明還包括有制動能量回收裝置，所述制動能量回收裝置包括蓄電 池、主軸能量轉(zhuǎn)化裝置、制動檢測裝置；所述主軸能量轉(zhuǎn)化裝置包括設(shè)置在機床主軸上主軸 繞組線圈，與主軸繞組線圈對應(yīng)設(shè)置的永磁體，所述主軸繞組線圈與一個二極管和蓄電池 串聯(lián)成制動充電電路；所述制動檢測裝置包括電機制動檢測電路和主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置，所 述電機制動檢測電路用于檢測到電機電路停止工作時，令制動充電電路中對應(yīng)位置處的開 關(guān)元件自動接通，所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置用于檢測到主軸轉(zhuǎn)動時，令制動充電電路中對應(yīng)
4位置處的開關(guān)元件自動接通。這是因為申請人研究發(fā)現(xiàn)，機床在制動時，機床電機停止轉(zhuǎn)動 后，機床主軸由于慣性還會保持一定時間的旋轉(zhuǎn)。如果能夠?qū)⑦@部分主軸慣性旋轉(zhuǎn)的能量 回收起來，可以進一步達到回收機床多余損耗能源的目的的同時，還能使制動時間縮短，得 到更佳的制動效果。故申請人增設(shè)了本制動能量回收裝置，其中采用電機制動檢測電路檢 測來檢測電機電路是否工作，采用主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置檢測主軸是否在轉(zhuǎn)動，當(dāng)檢測到電機 電路未工作的同時主軸仍然在轉(zhuǎn)動，則表明此時機床處于制動狀態(tài)。此時制動充電電路自 動接通，所述主軸繞組線圈隨主軸轉(zhuǎn)動切割與其對應(yīng)設(shè)置的永磁體磁場磁感線，產(chǎn)生電流， 電流通過對應(yīng)的二極管轉(zhuǎn)化為直接電并儲存于蓄電池中。這樣就回收了機床制動時的能量 損耗。進一步達到回收機床多余損耗能源的目的。同時，和現(xiàn)有技術(shù)中為了縮短制動時間 而采用能耗制動的現(xiàn)有手段相比，更是有了顛覆性的進步。作為所述電機制動檢測電路的一種優(yōu)化設(shè)置形式，其結(jié)構(gòu)為包括一個用于檢測電 機電路電流的電流互感器，該電流互感器與一個二極管、一個放大器以及一個常閉式電磁 繼電器的電磁鐵串聯(lián)為電機檢測電路作為繼電器控制端回路；所述常閉式電磁繼電器的工 作回路端開關(guān)串聯(lián)入制動充電電路。這樣，當(dāng)電機工作時，電流互感器感應(yīng)到電機電路中的 交流電，會產(chǎn)生互感電流，該互感電流是與電機電路電源頻率相同的交流電，互感電流通過 放大器和二極管轉(zhuǎn)換為比較大的單向電流。使得常閉式電磁繼電器的電磁鐵通電后產(chǎn)生磁 場，并吸附銜鐵導(dǎo)致工作回路端的常閉開關(guān)打開。故當(dāng)電機未工作時，常閉式電磁繼電器的 工作端為接通狀態(tài)，使制動充電電路接通。這樣，具有結(jié)構(gòu)簡單，檢測方便準(zhǔn)確的優(yōu)點。當(dāng) 然具體實施時，也還可以采用其他公知結(jié)構(gòu)的電機空載檢測電路。只需使其能夠檢測電機 是否在工作，并在電機沒有工作時通過開關(guān)保證制動充電電路的接通即可。作為所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置的一種優(yōu)化，所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置包括一端固定在 主軸上的橡膠條、對應(yīng)設(shè)置于橡膠條上方的檢測開關(guān)；所述檢測開關(guān)包括一個一端鉸接在 制動充電電路中的楔鐵，楔鐵另一端在自重作用下下落可使制動充電電路斷開，當(dāng)主軸轉(zhuǎn) 動時，所述橡膠條在離心力作用下可將楔鐵向上頂起并使制動充電電路接通。這樣，具有結(jié) 構(gòu)簡單、檢測方便準(zhǔn)確的優(yōu)點。當(dāng)然，具體實施時，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中其余結(jié)構(gòu)的主軸 停轉(zhuǎn)檢測裝置，只需具備能夠在主軸轉(zhuǎn)動情況下接通制動充電電路，主軸停止轉(zhuǎn)動情況下 斷開制動充電電路防止蓄電池回流損失即可。綜上所述，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不僅僅可以將機床空載時的能量損耗回收至蓄 電池，還可以進一步地將機床制動時候的能量損耗回收至蓄電池儲存。這樣就達到了回收 機床多余損耗能源的目的。具有節(jié)約能源的優(yōu)點。同時，本發(fā)明中，各檢測電路或裝置部分 優(yōu)化后，還具備結(jié)構(gòu)簡單、檢測方便準(zhǔn)確等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中單獨主軸空載檢測電路和空載充電電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明主軸空載檢測電路工作時，電機軸繞組線圈產(chǎn)生電壓與脈沖發(fā)生器 電壓對比波形示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施實例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。具體實施時，如圖1所示，一種機床能量回收系統(tǒng)，包括空載能量回收裝置，所述 空載能量回收裝置包括蓄電池1、電機能量轉(zhuǎn)化裝置、空載檢測裝置；所述電機能量轉(zhuǎn)化裝 置包括設(shè)置在電機軸2上的電機軸繞組線圈3，與電機軸繞組線圈3對應(yīng)設(shè)置的永磁體4， 所述電機軸繞組線圈3與蓄電池1串聯(lián)成空載充電電路；所述空載檢測裝置包括電機空載 檢測電路和主軸空載檢測電路，所述電機空載檢測電路用于檢測到電機電路工作時，令空 載充電電路中對應(yīng)位置處自動接通，所述主軸空載檢測電路用于檢測到主軸沒有扭矩時， 令空載充電電路中對應(yīng)位置處自動接通并將充電電路的交流電流轉(zhuǎn)化為直流電流。實施 時，所述電機空載檢測電路優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，包括一個用于檢測電機電路電流的電流互 感器5，所述電流互感器5與一個二極管6、一個放大器7以及一個常開式電磁繼電器8的 電磁鐵串聯(lián)為電機檢測電路作為繼電器控制端回路；所述常開式電磁繼電器8的工作回路 端開關(guān)串聯(lián)入空載充電電路。實施時，所述主軸空載檢測電路優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，如圖1和 圖2所示，包括設(shè)置于機床主軸16的扭矩電阻應(yīng)變片9、脈沖發(fā)生器10、擊穿二極管11、第 一晶閘管12和第二晶閘管13，其中所述扭矩電阻應(yīng)變片9與一個低壓電源14和固定電阻 15串聯(lián)為扭矩檢測回路，固定電阻15位于扭矩電阻應(yīng)變片9降勢端，所述脈沖發(fā)生器10的 輸出端通過第一晶閘管12與第二晶閘管13的控制極連接，第二晶閘管13串聯(lián)到空載充電 回路中，所述第一晶閘管12的控制極通過擊穿二極管11與扭矩檢測回路中扭矩電阻應(yīng)變 片9的降勢端相連。本機床能量回收系統(tǒng)，還包括制動能量回收裝置，所述制動能量回收裝置包括和 空載能量回收裝置共用的蓄電池1、主軸能量轉(zhuǎn)化裝置、制動檢測裝置；所述主軸能量轉(zhuǎn)化 裝置包括設(shè)置在機床主軸16上的主軸繞組線圈17，與主軸繞組線圈17對應(yīng)設(shè)置的永磁體 18，所述主軸繞組線圈17與一個二極管19和蓄電池1串聯(lián)成制動充電電路；所述制動檢測 裝置包括電機制動檢測電路和主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置，所述電機制動檢測電路用于檢測到電機 電路停止工作時，令制動充電電路中對應(yīng)位置處自動接通，所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置用于檢 測到主軸轉(zhuǎn)動時，令制動充電電路中對應(yīng)位置處自動接通。實施時，所述電機制動檢測電路 優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，包括一個用于檢測電機電路電流的電流互感器20，該電流互感器20與 一個二極管21、一個放大器22以及一個常閉式電磁繼電器23的電磁鐵串聯(lián)為電機檢測電 路作為繼電器控制端回路；所述常閉式電磁繼電器23的工作回路端開關(guān)串聯(lián)入制動充電 電路。實施時，所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，包括一端固定在主軸16上的橡 膠條24、對應(yīng)設(shè)置于橡膠條24上方的檢測開關(guān)；所述檢測開關(guān)包括一個一端鉸接固定在制 動充電電路中的楔鐵25，楔鐵25另一端在自重作用下下落可使制動充電電路斷開，當(dāng)主軸 轉(zhuǎn)動時，所述橡膠條24在離心力作用下可將楔鐵25向上頂起并使制動充電電路接通。另 外，圖1中，標(biāo)號26表示機床電機，標(biāo)號27表示機床電機電源線路，標(biāo)號28表示機床傳動 系統(tǒng)。本發(fā)明實施后，可以在機床空載時，從機床電機軸處將損耗的能量回收，在機床制 動時，從機床主軸處將損耗的能源回收。具體地說，當(dāng)機床空載時，此時機床電機持續(xù)工作， 同時機床主軸保持旋轉(zhuǎn)但是不產(chǎn)生扭矩。此時電機空載檢測電路中的電流互感器5產(chǎn)生感 應(yīng)電流從而使常開式電磁繼電器8控制端回路工作，常開式電磁繼電器8電磁鐵產(chǎn)生吸力
6將銜鐵吸起使其工作端的常開式開關(guān)保持閉合。同時，主軸空載檢測電路中的扭矩電阻應(yīng) 變片9由于主軸16不存在扭矩而阻值變?yōu)樽钚?，由于分壓差別使得扭矩電阻應(yīng)變片9與固 定電阻15之間點A處的電勢為最大值，此時擊穿二極管11由于高壓而被擊穿并將電壓信 號送至第一晶閘管12的控制級，脈沖發(fā)生器10為第一晶閘管12提供間隔性的正向電壓， 擊穿二極管11為第一晶閘管12控制極提供的觸發(fā)電流，使得第一晶閘管12隨著脈沖發(fā)生 器頻率被間隔性地導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝痪чl管12被導(dǎo)通時，脈沖發(fā)生器10產(chǎn)生的脈沖電壓信號即 可通過第一晶閘管12到達第二晶閘管13控制極。由于晶閘管工作的條件是加正向電壓且 控制極有觸發(fā)電流。故第二晶閘管必須是自身正負(fù)極之間電壓為正向且控制極具有觸發(fā)信 號時接通并工作。由于脈沖發(fā)生器10頻率遠小于空載充電回路中電機軸繞組線圈3產(chǎn)生 的交流電壓頻率。故第二晶閘管13可以在當(dāng)電機軸繞組線圈3產(chǎn)生正向電壓是接通，產(chǎn)生 反向電壓是斷開，進而實現(xiàn)當(dāng)空載時接通空載充電回路的同時將電機軸繞組線圈3產(chǎn)生的 交流電轉(zhuǎn)化為直流電的雙重功能。另外，當(dāng)機床未處于空載狀態(tài)時，可能是機床未工作，此 時電機26電源線27沒有電流，故電流互感器5不產(chǎn)生電流，此時常開式電磁繼電器8可使 得空載充電電路斷開；也可能是機床正常工作，此時主軸16存在扭矩，故扭矩電阻應(yīng)變片9 阻值增大，低壓電源14的電壓經(jīng)扭矩電阻應(yīng)變片9降壓后，點A的電勢不能將擊穿二極管 11擊穿。故第一晶閘管12和第二晶閘管13的控制極均不再有控制信號，從而使得空載充 電電路保持?jǐn)嚅_。這樣，就使得空載充電電路只有在空載情況下，才能導(dǎo)通并充電，當(dāng)機床 處于非空載情況下時可以自動斷開，避免蓄電池的放電。 其中，所述主軸空載檢測電路對空載充電電路的通斷控制和電流切換原理，可以 進一步參考圖3進行理解。圖3為本發(fā)明主軸空載檢測電路工作時，電機軸繞組線圈產(chǎn)生 電壓與脈沖發(fā)生器電壓波形圖。如其所示，假定、到t4時間段為主軸空載時間段，在此時 間段內(nèi)扭矩電阻應(yīng)變片9由于不存在扭矩而阻值降低，點A的電勢增大并將擊穿二極管11 擊穿；進而使脈沖發(fā)生器10在、到t4時間段內(nèi)發(fā)送的脈沖可以通過第一晶閘管12并到達 第二晶閘管13。在其它時間段內(nèi)由于點A的電勢降低難以將擊穿二極管11。故脈沖發(fā)生 器10發(fā)送脈沖的脈沖不能通過第一晶閘管12而到達第二晶閘管13。圖3中的正弦電壓為 電機軸繞組線圈3產(chǎn)生的電壓波形。在、時刻第二晶閘管13控制級被加以正向脈沖，于 此同時第二晶閘管主電路也被電機軸繞組線圈3加以正向電壓，滿足晶閘管工作條件而被 導(dǎo)通。由晶閘管的工作特點知，在、至、段時間內(nèi)，第二晶閘管13可以不受脈沖影響而保 持導(dǎo)通，從而使空載充電電路持續(xù)充電；在、至t2段由于第二晶閘管13正負(fù)極被加反向電 壓，即便此時有脈沖信號，由晶閘管的工作特點知，第二晶閘管13此時不會導(dǎo)通，空載充電 電路不能實現(xiàn)充電；t2到t3段第二晶閘管13正負(fù)極被加以正向電壓，但是在該時間段脈沖 信號處于真空區(qū)，因而也不能充電(因此時間段實際上可增大脈沖發(fā)生器10的頻率而使其 極短，故不會造成充電效率的大幅降低)；而到t3時刻時由于在第二晶閘管13關(guān)斷后出現(xiàn) 了第一個控制級脈沖而被導(dǎo)通，實現(xiàn)空載充電電路的繼續(xù)充電；在、時刻脈沖信號消失，這 意味著此時主軸加載了，但是由晶閘管工作特性知，即便在、至t5時段第二晶閘管13控制 級沒有得到控制脈沖，故第二晶閘管依然處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼續(xù)充電；到達t5時第二晶閘管被 加以反向電壓而被斷掉。在t4至t5階段實際上是機床在承受外載荷的同時也承受著充電 負(fù)載。但是由于這個時間段的最大值不會超過電機軸繞組線圈3旋轉(zhuǎn)周期的半個周期，因 而對機床的正常工作不會造成影響。
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另外，本發(fā)明實施后，還可以在機床制動時，從機床主軸處將主軸由于慣性轉(zhuǎn)動所 損耗的能量回收。具體地說，當(dāng)機床制動時，此時機床電機停止工作，但機床主軸由于慣性 保持旋轉(zhuǎn)。故我們設(shè)置的電機制動檢測電路可以保證當(dāng)電機電源線路27沒有電流時，令常 閉式電磁繼電器23中串聯(lián)在制動充電電路中的常閉開關(guān)保持閉合。同時，我們設(shè)置的主軸 停轉(zhuǎn)檢測裝置可以保證楔鐵25被頂起而使得制動充電電路導(dǎo)通，進而通過主軸繞組線圈 17對蓄電池1進行充電；將主軸由于慣性轉(zhuǎn)動損耗的這部分能量回收起來。最后，值得指出的本具體實施方式
及其附圖僅僅是對本發(fā)明進一步的說明而不是 限定。比如，所述蓄電池1也可以是在空載充電電路和制動充電電路中各設(shè)置一個，與蓄電 池1相鄰的主干路中也還可以設(shè)置一個主控制開關(guān)；所述低壓電源14所在的電路回路中也 可以設(shè)置一個控制開關(guān)，等等，而不僅限于具體實施方式
所述情況。另外，本發(fā)明中，機床制 動能量回收裝置部分也屬于申請人自主設(shè)計，同時單獨申請了專利進行保護，如單獨實施 此部分結(jié)構(gòu)也會侵犯申請人專利權(quán)。
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權(quán)利要求
一種機床能量回收系統(tǒng)，其特征在于，包括空載能量回收裝置，所述空載能量回收裝置包括蓄電池、電機能量轉(zhuǎn)化裝置、空載檢測裝置；所述電機能量轉(zhuǎn)化裝置包括設(shè)置在電機軸上的電機軸繞組線圈，與電機軸繞組線圈對應(yīng)設(shè)置的永磁體，所述電機軸繞組線圈與蓄電池串聯(lián)成空載充電電路；所述空載檢測裝置包括電機空載檢測電路和主軸空載檢測電路，所述電機空載檢測電路用于檢測到電機電路工作時，令空載充電電路中對應(yīng)位置處自動接通，所述主軸空載檢測電路用于檢測到主軸沒有扭矩時，令空載充電電路中對應(yīng)位置處自動接通并將充電電路的交流電流轉(zhuǎn)化為直流電流。
2.如權(quán)利要求1所述的機床能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述電機空載檢測電路包括 一個用于檢測電機電路電流的電流互感器，所述電流互感器與一個二極管、一個放大器以 及一個常開式電磁繼電器的電磁鐵串聯(lián)為電機檢測電路；所述常開式電磁繼電器的工作回 路端開關(guān)串聯(lián)入空載充電電路。
3.如權(quán)利要求1所述的機床能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述主軸空載檢測電路包括 設(shè)置于機床主軸的扭矩電阻應(yīng)變片、脈沖發(fā)生器、擊穿二極管、第一晶閘管和第二晶閘管， 其中所述扭矩電阻應(yīng)變片與一個低壓電源和固定電阻串聯(lián)為扭矩檢測回路，固定電阻位于 扭矩電阻應(yīng)變片降勢端，所述脈沖發(fā)生器的輸出端通過第一晶閘管與第二晶閘管的控制極 連接，第二晶閘管串聯(lián)到空載充電回路中，所述第一晶閘管的控制極通過擊穿二極管與扭 矩檢測回路中扭矩電阻應(yīng)變片的降勢端相連。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的機床能量回收系統(tǒng)，其特征在于，還包括制動能量回收 裝置，所述制動能量回收裝置包括蓄電池、主軸能量轉(zhuǎn)化裝置、制動檢測裝置；所述主軸能 量轉(zhuǎn)化裝置包括設(shè)置在機床主軸上主軸繞組線圈，與主軸繞組線圈對應(yīng)設(shè)置的永磁體，所 述主軸繞組線圈與一個二極管和蓄電池串聯(lián)成制動充電電路；所述制動檢測裝置包括電機 制動檢測電路和主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置，所述電機制動檢測電路用于檢測到電機電路停止工作 時，令制動充電電路中對應(yīng)位置處自動接通，所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置用于檢測到主軸轉(zhuǎn)動 時，令制動充電電路中對應(yīng)位置處自動接通。
5.如權(quán)利要求4所述的機床能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述電機制動檢測電路包括 一個用于檢測電機電路電流的電流互感器，該電流互感器與一個二極管、一個放大器以及 一個常閉式電磁繼電器的電磁鐵串聯(lián)為電機檢測電路；所述常閉式電磁繼電器的工作回路 端開關(guān)串聯(lián)入制動充電電路。
6.如權(quán)利要求4所述的機床能量回收系統(tǒng)，其特征在于，所述主軸停轉(zhuǎn)檢測裝置包括 一端固定在主軸上的橡膠條、對應(yīng)設(shè)置于橡膠條上方的檢測開關(guān)；所述檢測開關(guān)包括一個 一端鉸接固定在制動充電電路中的楔鐵，楔鐵另一端在自重作用下下落可使制動充電電路 斷開，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時，所述橡膠條在離心力作用下可將楔鐵向上頂起并使制動充電電路接iM o
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機床能量回收系統(tǒng)，其特點在于，包括空載能量回收裝置，所述空載能量回收裝置包括蓄電池、電機能量轉(zhuǎn)化裝置、空載檢測裝置；所述電機能量轉(zhuǎn)化裝置包括設(shè)置在電機軸上的電機軸繞組線圈，與電機軸繞組線圈對應(yīng)設(shè)置的永磁體；所述電機軸繞組線圈與蓄電池串聯(lián)成空載充電電路；所述空載檢測裝置包括電機空載檢測電路和主軸空載檢測電路，所述電機空載檢測電路用于檢測到電機電路工作時，令空載充電電路中對應(yīng)位置處自動接通，所述主軸空載檢測電路用于檢測到主軸沒有扭矩時，令空載充電電路中對應(yīng)位置處自動接通并將充電電路的交流電流轉(zhuǎn)化為直流電流。本發(fā)明可以達到回收機床多余損耗能源的目的。具有節(jié)約能源的優(yōu)點。
文檔編號H02J7/00GK101867206SQ20101019726
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者劉飛, 曹華軍, 陶緒財 申請人:重慶大學(xué)