專利名稱：一種面齒輪數(shù)控滾齒加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型齒輪-面齒輪數(shù)控滾齒加工裝置，適用于任何軸交角的面齒輪數(shù)控滾齒加工。
背景技術(shù)：
由于面齒輪可以采用插齒、滾齒和磨齒的加工方法加工，而國(guó)外對(duì)面齒輪加工技術(shù)實(shí)行嚴(yán)格保密，致使其加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)還未能掌握，國(guó)內(nèi)已認(rèn)識(shí)到面齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的前景，并進(jìn)行了一些基礎(chǔ)理論的工作，但由于國(guó)內(nèi)在面齒輪加工的能力方面不夠，嚴(yán)重地限制了面齒輪傳動(dòng)的深入研究，阻礙了面齒輪的傳動(dòng)試驗(yàn)和應(yīng)用的進(jìn)程，目前國(guó)內(nèi)對(duì)面齒輪滾齒加工還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的研究。國(guó)內(nèi)對(duì)面齒輪的插齒加工方法比較深入，南航和北航都對(duì)傳統(tǒng)的插齒機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了面齒輪插齒加工，北航己建立面齒輪插齒加工專用機(jī)床，但插齒效率低，且精度不高，而面齒輪數(shù)控滾齒加工技術(shù)的研究既可以提高面齒輪加工精度，又可以提高面齒輪的加工效率，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有面齒輪滾齒加工專用設(shè)備。因此，目前尚缺乏一種面齒輪滾齒加工方法及相應(yīng)的控制裝置來(lái)加工出高精度的面齒輪，本發(fā)明為面齒輪滾齒加工專用設(shè)備的發(fā)展提供了一套較為具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，完善現(xiàn)有面齒輪加工技術(shù)，提供一種面齒輪數(shù)控滾齒加工裝置，利用其可以完成面齒輪的高效滾齒加工。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種面齒輪數(shù)控滾齒加工裝置，其特征在于包括主傳動(dòng)裝置1、伺服進(jìn)給裝置2、本體結(jié)構(gòu)3、檢測(cè)裝置4及控制裝置5 ；伺服進(jìn)給裝置2包括X向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)和Z向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)，分別為X、Y和Z等三個(gè)方向上的機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，其中Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)是為主傳動(dòng)裝置1提供動(dòng)力，主傳動(dòng)裝置1是通過(guò)第一立柱58上的導(dǎo)軌在第一立柱58上滑動(dòng)，并能過(guò)Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的第十二固定螺釘59與 Y向絲杠座44連接的，工作時(shí)Y向絲杠螺母43帶動(dòng)Y向絲杠座44移動(dòng)，從而帶動(dòng)主傳動(dòng)裝置1在立柱58的導(dǎo)軌上移動(dòng)；本體結(jié)構(gòu)3起到各個(gè)方向的支承和基準(zhǔn)作用；檢測(cè)裝置4是固定在本體結(jié)構(gòu)3上；控制裝置5是通過(guò)電機(jī)和聯(lián)軸器與各伺服進(jìn)給裝置2連接并控制伺服進(jìn)給裝置2及檢測(cè)裝置4完成各種運(yùn)動(dòng)的；所述主傳動(dòng)裝置1包括主軸伺服電機(jī)6、主軸箱7、同步帶8、第一同步帶輪9和第二同步帶輪11、第一固定螺釘10、主軸12、圓螺母13、主軸軸承14及密封件15 ；主軸伺服電機(jī)6通過(guò)第一固定螺釘10連接在主軸箱7上，第一同步帶輪9通過(guò)鍵槽連接在主軸伺服電機(jī)6上，同步帶8聯(lián)接第二同步帶輪9和第二同步帶輪11，第二同步帶輪11通過(guò)鍵槽連接在主軸12上，主軸12通過(guò)圓螺母13連接在主軸箱7上，主軸軸承14和密封件15分別對(duì)主軸12起固定和密封作用；工作時(shí)，主軸伺服電機(jī)6通過(guò)同步帶8、第一同步帶輪9及第二同步帶輪11將動(dòng)力傳遞給主軸12 ；所述伺服進(jìn)給裝置2分為X向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)和Z向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)；所述X向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向伺服電機(jī)16、X向聯(lián)軸器17、X向滾珠絲杠18、X向圓螺母19、X向第一支承軸承20、第二固定螺釘21、X向卡盤(pán)22、第三固定螺釘23、X向電機(jī)座對(duì)、第四固定螺釘26、X向絲杠螺母27、X向絲杠座28、X向擋板29、X向第二支承軸承30及第五固定螺釘31 ；X向伺服電機(jī)16通過(guò)X向聯(lián)軸器17與X向滾珠絲杠18相連接， X向圓螺母19將X向滾珠絲杠18固定在X向卡盤(pán)22上，第三固定螺釘23將X向卡盤(pán)22 固定在X向電機(jī)座M上，X向電機(jī)座M通過(guò)第二固定螺釘21固定在試驗(yàn)臺(tái)底座25上，第四固定螺釘26將X向絲杠座28固定在X向絲杠螺母27上，第五固定螺釘31將X向擋板 29固定在試驗(yàn)臺(tái)底座25上，X向第二支承軸承30對(duì)X向滾珠絲杠18起支承作用；工作時(shí) X向伺服電機(jī)16通過(guò)X向聯(lián)軸器17帶動(dòng)X向滾珠絲杠18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)X向絲杠螺母27 在X向滾珠絲杠18移動(dòng)，X向絲杠螺母27帶動(dòng)X向絲杠座28移動(dòng)，完成X向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； X向第一支承軸承20是通過(guò)第三固定螺釘23及X向卡盤(pán)22壓在X向電機(jī)座M上。所述Y向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向伺服電機(jī)33、Y向聯(lián)軸器34、Y向滾珠絲杠35、Y 向圓螺母36、Y向第一支承軸承37、第六固定螺釘38、Y向卡盤(pán)39、第七固定螺釘40、Y向電機(jī)座41、第八固定螺釘42、Y向絲杠螺母43、Y向絲杠座44、Y向擋板45、Y向第二支承軸承46及第九固定螺釘47 ；Y向伺服電機(jī)33通過(guò)聯(lián)軸器34與滾珠絲杠35相連接，圓螺母36將滾珠絲杠35固定在卡盤(pán)39上，第七固定螺釘40將Y向卡盤(pán)39固定在Y向電機(jī)座 41上，Y向電機(jī)座41通過(guò)第六固定螺釘38固定在下滑座32上，第八固定螺釘42將Y向絲杠座44固定在Y向絲杠螺母43上，第九固定螺釘47將Y向擋板45固定在下滑座32上， Y向第二支承軸承46對(duì)滾珠絲杠35起支承作用；工作時(shí)Y向伺服電機(jī)33通過(guò)Y向聯(lián)軸器 34帶動(dòng)Y向滾珠絲杠35轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)Y向絲杠螺母43在Y向滾珠絲杠35移動(dòng)，Y向絲杠螺母43帶動(dòng)Y向絲杠座44移動(dòng)，完成Y向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；Y向第一支承軸承37是通過(guò)第七固定螺釘40及Y向卡盤(pán)39壓在Y向電機(jī)座41上。所述Z向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z向伺服電機(jī)49、Z向聯(lián)軸器50、Z向滾珠絲杠51、Z 向圓螺母52、Z向第一支承軸承53、第十固定螺釘54、Z向卡盤(pán)55、第i^一固定螺釘56、電機(jī)座57、第十二固定螺釘59、Z向絲杠螺母60、Z向絲杠座61、Z向擋板62、Z向第二支承軸承63及第十三固定螺釘64 ；Z向伺服電機(jī)49通過(guò)Z向聯(lián)軸器50與Z向滾珠絲杠51相連接，Z向圓螺母52將Z向滾珠絲杠51固定在Z向卡盤(pán)55上，第i^一固定螺釘56將Z向卡盤(pán)陽(yáng)固定在Z向電機(jī)座57上，電機(jī)座57通過(guò)第十固定螺釘M固定在第一立柱58上，第三者十二固定螺釘59將Z向絲杠座61固定在Z向絲杠螺母60上，第十三固定螺釘64將 Z向擋板62固定在第一立柱58上，Z向第二支承軸承63對(duì)Z向滾珠絲杠51起支承作用； 工作時(shí)Z向伺服電機(jī)49通過(guò)Z向聯(lián)軸器50帶動(dòng)Z向滾珠絲杠51轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲Z向杠螺母60在Z向滾珠絲杠51上移動(dòng)，Z向絲杠螺母60帶動(dòng)Z向絲杠座61移動(dòng)，完成Z向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；Z向第一支承軸承53是通過(guò)第十一固定螺釘56及Z向卡盤(pán)55壓在Z向電機(jī)座 57上。所述本體結(jié)構(gòu)包括第一立柱58和第二立柱67、試驗(yàn)臺(tái)底座25、導(dǎo)軌65、上滑座 48、下滑座32及數(shù)控工作臺(tái)68 ；第一立柱58和第二立柱67與試驗(yàn)臺(tái)底座25分別通過(guò)第十四固定螺釘66和第十五固定螺釘70連接，導(dǎo)軌65與試驗(yàn)臺(tái)底座25同為一體，下滑座32 通過(guò)矩形槽與試驗(yàn)臺(tái)底座25連接，上滑座48通過(guò)導(dǎo)軌與下滑座32相接，數(shù)控工作臺(tái)68通過(guò)螺釘69固定在上滑座48上。工作時(shí)下滑座32在導(dǎo)軌65上往復(fù)移動(dòng)，上滑座48在下滑座32上往復(fù)移動(dòng)；所述檢測(cè)裝置4包括機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)頭102、數(shù)據(jù)采集卡103及信號(hào)傳輸卡104 ； 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)裝置伺服電機(jī)71、聯(lián)軸器72、滾珠絲杠73、圓螺母74、檢測(cè)裝置第一支承軸承75、第十六固定螺釘76、卡盤(pán)77、第十七固定螺釘78、電機(jī)座79、第十八固定螺釘 80、絲杠螺母81、絲杠座82、擋板83、檢測(cè)裝置第二支承軸承84，第十九固定螺釘85及測(cè)頭 102 ；檢測(cè)裝置伺服電機(jī)71通過(guò)聯(lián)軸器72與滾珠絲杠73相連接，圓螺母74將滾珠絲杠73 固定在卡盤(pán)77上，第十七固定螺釘78將卡盤(pán)77固定在電機(jī)座79上，電機(jī)座79通過(guò)固定螺釘76固定在第二立柱67上，第十八固定螺釘80將絲杠座82固定在絲杠螺母81上，固定螺釘85將擋板83固定在第二立柱67上，檢測(cè)裝置第二支承軸承84對(duì)滾珠絲杠73起支承作用。工作時(shí)檢測(cè)裝置伺服電機(jī)71通過(guò)聯(lián)軸器72帶動(dòng)滾珠絲杠73轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲杠螺母81在滾珠絲杠73上移動(dòng)，絲杠螺母81帶動(dòng)絲杠座82移動(dòng)，完成檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)； 檢測(cè)裝置4的第一支承軸承75是通過(guò)第十七固定螺釘78及卡盤(pán)77壓在電機(jī)座79上；所述控制裝置5包括工控機(jī)86、SERCOS卡87、控制面板88、SERCOS光纖89、KE整流模塊90、Kff主軸驅(qū)動(dòng)模塊91、第一至第五個(gè)KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92、93、94、95、96、PLC-IO模塊97 ；SERCOS卡87通過(guò)ISA插口安裝在工控機(jī)86上；控制面板88通過(guò)控制線與SERCOS 卡87連接，并發(fā)出各種控制指令；SERCOS卡87通過(guò)SERCOS光纖89與KE整流供電模塊90 和KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91、KW進(jìn)給第一驅(qū)動(dòng)模塊92相連；KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91與主軸電機(jī)6 連接；五個(gè)KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92、93、94、95、96通過(guò)控制線分別與進(jìn)給五個(gè)伺服電機(jī)16、33、 49、98、99連接；工控機(jī)86為控制裝置的核心部件，負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的計(jì)算和產(chǎn)生，SERCOS卡 87負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；工作時(shí)，工控機(jī)86根據(jù)齒輪加工原理進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)位置指令數(shù)據(jù)，然后通過(guò)ISA插口將指令數(shù)據(jù)寫(xiě)入SERCOS卡87，SERCOS卡87將指令數(shù)據(jù)通過(guò)SERCOS光纖89發(fā)送給KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91和KW進(jìn)給第一驅(qū)動(dòng)模塊92，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制，并接收KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91和KW進(jìn)給第一驅(qū)動(dòng)模塊92反饋的電機(jī)實(shí)際位置數(shù)據(jù)，做閉環(huán)控制；滾刀100本身的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)滾刀的切削主運(yùn)動(dòng)，滾刀100隨主軸箱7在第一立柱58上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)面齒輪滾齒加工的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滾刀100轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)面齒輪工件101圍繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分齒運(yùn)動(dòng)，面齒輪工件101隨數(shù)控工作臺(tái)68的傾斜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)面齒輪加工過(guò)程中的螺旋升角的要求，面齒輪數(shù)控工作臺(tái)68隨上下滑板在床底座25上的運(yùn)動(dòng)完成面齒輪加工的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工時(shí)，面齒輪滾刀100裝在主軸箱的主軸12上，調(diào)整主軸伺服電機(jī)6帶動(dòng)主軸 12可獲得所需要范圍內(nèi)的各種轉(zhuǎn)速，完成滾齒加工過(guò)程中的主運(yùn)動(dòng)；主軸箱7可沿立柱58 導(dǎo)軌上下移動(dòng)，完成滾齒加工過(guò)程中的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；面齒輪工件101安裝在數(shù)控工作臺(tái) 68上，可與數(shù)控工作臺(tái)68—起隨上滑座48做橫向和縱向移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)滾齒加工過(guò)程中的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并完成面齒輪滾刀100螺旋升角的要求。此外數(shù)控工作臺(tái)68選用煙臺(tái)環(huán)球有限公司生產(chǎn)的SKT14系列數(shù)控工作臺(tái)，其技術(shù)指標(biāo)如下表1所示，可以實(shí)現(xiàn)滾齒加工過(guò)程中的分齒運(yùn)動(dòng)，并可達(dá)到較高的精度。上述運(yùn)動(dòng)都是由控制裝置5發(fā)送指令給各個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)面齒輪的滾齒原理，該加工裝置必須能夠?qū)崿F(xiàn)面齒輪數(shù)控滾齒加工的主運(yùn)動(dòng)、分齒運(yùn)動(dòng)、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)這四個(gè)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于滾刀螺旋升角存在，使得滾刀軸線必須繞面齒輪斷面旋轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角的角度，為了簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，采用刀具不動(dòng)，工件相對(duì)于原來(lái)位置，偏置一個(gè)距離來(lái)等價(jià)完成面齒輪滾刀螺旋升角的旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(1)相對(duì)于面齒輪插齒加工，面齒輪數(shù)控滾齒加工技術(shù)的研究既可以提高面齒輪加工精度，又可以提高面齒輪的加工效率。同時(shí)，由于滾齒原理和磨齒原理的相似或相同， 使得開(kāi)展面齒輪滾齒加工技術(shù)的研究為面齒輪磨齒加工的研究奠定了基礎(chǔ)。(2)本發(fā)明的設(shè)備本體結(jié)構(gòu)中的立柱、上、下滑座均采用矩形導(dǎo)軌，設(shè)備的穩(wěn)定性好，適合于精加工和復(fù)雜零件加工。(3)本發(fā)明的主傳動(dòng)部分由電機(jī)通過(guò)同步帶及同步帶輪帶動(dòng)主軸傳遞動(dòng)力，具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)。(4)做工件的檢測(cè)工作時(shí)，用工件的部分運(yùn)動(dòng)來(lái)代替測(cè)頭的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化了整機(jī)結(jié)構(gòu)。(5)本發(fā)明采用開(kāi)放式數(shù)控技術(shù)。上述的SERCOS總線是一種用于數(shù)字伺服控制裝置的現(xiàn)場(chǎng)總線和數(shù)據(jù)交換協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與數(shù)字伺服系統(tǒng)，傳感器和可編程控制器IO 口之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。1995年被確立為IEC1491 SYSTEM-Interface國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它可以擴(kuò)展連接多個(gè)伺服電機(jī)；加工程序由用戶用C語(yǔ)言編寫(xiě)，這樣可以充分利用C語(yǔ)言的功能和資源，特別適合開(kāi)放式系統(tǒng)的技術(shù)要求。


圖1為面齒輪滾齒加工各運(yùn)動(dòng)示意圖2為面齒輪滾齒螺旋傾角位置示意圖3為面齒輪滾齒螺旋角傾斜等價(jià)原理圖4為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明的主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明的X向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明的Y向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的Z向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明的本體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖10為本發(fā)明的檢測(cè)原理示意圖11為本發(fā)明檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖12為本發(fā)明面齒輪滾齒加工控制裝置硬件平臺(tái)組成示意圖
圖13為本發(fā)明的加工方法實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，根據(jù)面齒輪的滾齒原理，多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床必須能夠?qū)崿F(xiàn)面齒輪數(shù)控滾齒加工的主運(yùn)動(dòng)、分齒運(yùn)動(dòng)、垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)這四個(gè)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于滾刀螺旋升角存在，使得滾刀軸線必須繞面齒輪斷面旋轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角的角度，如圖2所示，但由于機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，主軸刀具并不能完成旋轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角，因此給加工帶來(lái)了不便，為解決這個(gè)問(wèn)題，采用刀具不動(dòng)，工件相對(duì)于原來(lái)位置，偏置一個(gè)距離來(lái)等價(jià)完成面齒輪滾刀螺旋升角的旋轉(zhuǎn)，如圖3所示。nw代表滾刀的轉(zhuǎn)速、Ii2代表工件的轉(zhuǎn)速、代表滾刀沿工件徑向的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、f2代表滾刀沿工件軸向的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相對(duì)速度。如圖4所示，本發(fā)明包括主傳動(dòng)裝置1、伺服進(jìn)給裝置2、本體結(jié)構(gòu)3、檢測(cè)裝置4 及控制裝置5，主傳動(dòng)裝置1是用來(lái)實(shí)現(xiàn)該裝置主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，它具有一定的轉(zhuǎn)速和一定的變速范圍，并能方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制；伺服進(jìn)給裝置2是控制裝置與本體結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)；本體結(jié)構(gòu)主要起到支承和基準(zhǔn)作用，為了保證各部件之間正確的相互位置關(guān)系和相對(duì)的運(yùn)動(dòng)軌跡；檢測(cè)裝置4是為了對(duì)加工工件的性能進(jìn)行測(cè)量，為下一步進(jìn)行再加工提供數(shù)據(jù)；控制裝置5的作用是對(duì)滾刀和工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。伺服進(jìn)給裝置2包括 X向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)和Z向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)，分別為X、Y和Z等三個(gè)方向上的機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，在下面有較詳細(xì)的敘述，其中Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)是為主傳動(dòng)裝置1提供動(dòng)力，主傳動(dòng)裝置是通過(guò)第一立柱58上的導(dǎo)軌在第一立柱58上滑動(dòng)，并能過(guò)Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的第十二固定螺釘59與Y向絲杠座44連接的，工作時(shí)Y向絲杠螺母43帶動(dòng)Y向絲杠座44移動(dòng)，從而帶動(dòng)主傳動(dòng)裝置1在立柱58的導(dǎo)軌上移動(dòng)；而本體結(jié)構(gòu)3是幾個(gè)分散部件的總稱，在下面有詳細(xì)地?cái)⑹?，它主要起到各個(gè)方向的支承和基準(zhǔn)作用；檢測(cè)裝置4是固定在本體結(jié)構(gòu)3上；控制裝置5是通過(guò)電機(jī)和聯(lián)軸器與各伺服進(jìn)給裝置2連接并控制伺服進(jìn)給裝置2及檢測(cè)裝置4完成各種運(yùn)動(dòng)的。如圖5所示，本發(fā)明中的主傳動(dòng)裝置1包括主軸伺服電機(jī)6、主軸箱7、同步帶8、第一同步帶輪9、第一固定螺釘10、第二同步帶輪11、主軸12、圓螺母13、主軸軸承14及密封件15。主軸伺服電機(jī)6通過(guò)固定螺釘10連接在主軸箱7上，同步帶輪9通過(guò)鍵槽連接在主軸伺服電機(jī)6上，同步帶8聯(lián)接第一同步帶輪9與第二同步帶輪11，第二同步帶輪11通過(guò)鍵槽連接在主軸12上，主軸12通過(guò)圓螺母13連接在主軸箱7上，主軸軸承14和密封件15 分別對(duì)主軸12起固定和密封作用；工作時(shí)，主軸伺服電機(jī)6通過(guò)同步帶8、第一同步帶輪9 及同步帶輪6將動(dòng)力傳遞給主軸12。如圖6所示，伺服進(jìn)給裝置分為X向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Z向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)，X向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向伺服電機(jī)16、X向聯(lián)軸器17、X向滾珠絲杠18、X向圓螺母19、X向第一支承軸承20、第二固定螺釘21、X向卡盤(pán)22、第三固定螺釘23、X向電機(jī)座對(duì)、第四固定螺釘沈、絲杠螺母27、X向絲杠座28、X向擋板29、X向第二支承軸承30及第五固定螺釘31。X向伺服電機(jī)16通過(guò)X向聯(lián)軸器17與X向滾珠絲杠18相連接，X向圓螺母19將X向滾珠絲杠18固定在X向卡盤(pán)22上，第三固定螺釘23將X向卡盤(pán)22固定在X 向電機(jī)座M上，X向電機(jī)座M通過(guò)第二固定螺釘21固定在試驗(yàn)臺(tái)底座25上，第四固定螺釘沈?qū)向絲杠座28固定在X向絲杠螺母27上，第五固定螺釘31將X向擋板四固定在試驗(yàn)臺(tái)底座25上，X向第二支承軸承30對(duì)X向滾珠絲杠18起支承作用。工作時(shí)X向伺服電機(jī)16通過(guò)X向聯(lián)軸器17帶動(dòng)X向滾珠絲杠18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)X向絲杠螺母27在X向滾珠絲杠18移動(dòng)，X向絲杠螺母27帶動(dòng)X向絲杠座28移動(dòng)，完成X向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。X向第一支承軸承20是通過(guò)第三固定螺釘23及X向卡盤(pán)22壓在X向電機(jī)座M上。如圖7所示，Y向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向伺服電機(jī)33、Y向聯(lián)軸器34、Y向滾珠絲杠35、Y向圓螺母36、Y向第一支承軸承37、第六固定螺釘38、Y向卡盤(pán)39、第七固定螺釘 40、Y向電機(jī)座41、第八固定螺釘42、Y向絲杠螺母43、Y向絲杠座44、Y向擋板45、Y向第二支承軸承46及第九固定螺釘47。Y向伺服電機(jī)33通過(guò)Y向聯(lián)軸器34與Y向滾珠絲杠 35相連接，Y向圓螺母36將滾珠絲杠35固定在卡盤(pán)39上，第七固定螺釘40將Y向卡盤(pán)39固定在Y向電機(jī)座41上，Y向電機(jī)座41通過(guò)第六固定螺釘38固定在下滑座32上，第八固定螺釘42將Y向絲杠座44固定在Y向絲杠螺母43上，第九固定螺釘47將Y向擋板45固定在下滑座32上，Y向第二支承軸承46對(duì)Y向滾珠絲杠35起支承作用。工作時(shí)Y向伺服電機(jī)33通過(guò)Y向聯(lián)軸器34帶動(dòng)Y向滾珠絲杠35轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)Y向絲杠螺母43在Y向滾珠絲杠35移動(dòng)，Y向絲杠螺母43帶動(dòng)Y向絲杠座44移動(dòng)，完成Y向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，Y向第一支承軸承37是通過(guò)第七固定螺釘40及Y向卡盤(pán)39壓在Y向電機(jī)座41上。如圖8所示，Z向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z向伺服電機(jī)49、Z向聯(lián)軸器50、Z向滾珠絲杠51、Z向圓螺母52、Z向第一支承軸承53、第十固定螺釘M、卡盤(pán)55、第i^一固定螺釘56、 電機(jī)座57、第十二固定螺釘59、Z向絲杠螺母60、Z向絲杠座61、Z向擋板62、Z向第二支承軸承63及第十三固定螺釘64。Z向伺服電機(jī)49通過(guò)Z向聯(lián)軸器50與Z向滾珠絲杠51相連接，Z向圓螺母52將Z向滾珠絲杠51固定在Z向卡盤(pán)55上，第i^一固定螺釘56將Z向卡盤(pán)55固定在Z向電機(jī)座57上，Z向電機(jī)座57通過(guò)第十固定螺釘M固定在第一立柱58 上，第十二固定螺釘59將Z向絲杠座61固定在Z向絲杠螺母60上，第十三固定螺釘64將 Z向擋板62固定在第一立柱58上，Z向第二支承軸承63對(duì)Z向滾珠絲杠51起支承作用。 工作時(shí)Z向伺服電機(jī)49通過(guò)Z向聯(lián)軸器50帶動(dòng)Z向滾珠絲杠51轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)Z向絲杠螺母60在Z向滾珠絲杠51上移動(dòng)，Z向絲杠螺母60帶動(dòng)Z向絲杠座61移動(dòng)，完成Z向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。Z向第一支承軸承53是通過(guò)第i^一固定螺釘56及Z向卡盤(pán)55壓在Z向電機(jī)座 57上。如圖9所示，本體結(jié)構(gòu)3包括第一立柱58和第二立柱67、試驗(yàn)臺(tái)底座25、導(dǎo)軌65、 上滑座48、下滑座32及數(shù)控工作臺(tái)68。第一立柱58和第二立柱67與試驗(yàn)臺(tái)底座25分別通過(guò)第十三固定螺釘66和第十四固定螺釘70連接，導(dǎo)軌65與試驗(yàn)臺(tái)底座25同為一體，下滑座32通過(guò)矩形槽與試驗(yàn)臺(tái)底座25連接，上滑座48通過(guò)導(dǎo)軌與下滑座32相接，數(shù)控工作臺(tái)68通過(guò)螺釘69固定在上滑座48上。工作時(shí)下滑座32在導(dǎo)軌65上往復(fù)移動(dòng)，上滑座48 在下滑座32上往復(fù)移動(dòng)。圖9中101是面齒輪工件，是本發(fā)明用來(lái)被加工的對(duì)象；100是滾刀，是用來(lái)加工的工具，在以前的專利中有較詳細(xì)的說(shuō)明。如圖10所示，檢測(cè)裝置4包括機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)105、測(cè)頭102、數(shù)據(jù)采集卡103及信號(hào)傳輸卡104，測(cè)頭102是安裝在機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)105上，數(shù)據(jù)采集卡103及信號(hào)傳輸卡104安裝在工控機(jī)86內(nèi)。工作時(shí)，工控機(jī)86通過(guò)伺服系統(tǒng)及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)105帶動(dòng)測(cè)頭102完成對(duì)工件101的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡103及信號(hào)傳輸卡104輸送給工控機(jī) 86，工控機(jī)86通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)及加工要求的對(duì)比后，對(duì)伺服系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)完成對(duì)滾刀100 及數(shù)控工作臺(tái)68下一步的控制。如圖11所示，檢測(cè)裝置4中的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)裝置伺服電機(jī)71、聯(lián)軸器 72、滾珠絲杠73、圓螺母74、檢測(cè)裝置第一支承軸承75、第十六固定螺釘76、卡盤(pán)77、第十七固定螺釘78、電機(jī)座79、第十八固定螺釘80、絲杠螺母81、絲杠座82、擋板83、檢測(cè)裝置第二支承軸承84及第十九固定螺釘85。檢測(cè)裝置伺服電機(jī)71通過(guò)聯(lián)軸器72與滾珠絲杠73 相連接，圓螺母74將滾珠絲杠73固定在卡盤(pán)77上，第十六固定螺釘78將卡盤(pán)77固定在電機(jī)座79上，電機(jī)座79通過(guò)第十六固定螺釘76固定在第二立柱67上，第十八固定螺釘80 將絲杠座82固定在絲杠螺母81上，第十九固定螺釘85將擋板83固定在第二立柱67上， 檢測(cè)裝置第二支承軸承84對(duì)滾珠絲杠73起支承作用。工作時(shí)檢測(cè)裝置伺服電機(jī)71通過(guò)聯(lián)軸器72帶動(dòng)滾珠絲杠73轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲杠螺母81在滾珠絲杠73上移動(dòng)，絲杠螺母81 帶動(dòng)絲杠座82移動(dòng)，完成檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。檢測(cè)裝置第一支承軸承75是通過(guò)第十七固定螺釘78及卡盤(pán)77壓在電機(jī)座79上。如圖12所示，控制裝置5包括工控機(jī)86、SERCOS卡87、控制面板88、SERCOS光纖 89、KE整流模塊90、Kff主軸驅(qū)動(dòng)模塊91、Kff進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92、93、94、95及96、PLC-IO模塊97 ；SERCOS卡87通過(guò)ISA插口安裝在工控機(jī)86上；控制面板88通過(guò)控制線與SERCOS 卡87連接，并發(fā)出各種控制指令；SERCOS卡87通過(guò)SERCOS光纖89與KE整流供電模塊90 和KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91、KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92相連；KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91與主軸電機(jī)6連接； KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92、93、94、95及96通過(guò)控制線分別與進(jìn)給伺服電機(jī)16、33、49、98及99連接。工控機(jī)86為控制裝置的核心部件，負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的計(jì)算和產(chǎn)生，SERCOS卡87負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；工作時(shí)，工控機(jī)86根據(jù)齒輪加工原理進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)位置指令數(shù)據(jù)，然后通過(guò)ISA插口將指令數(shù)據(jù)寫(xiě)入SERCOS卡87，SERCOS卡87將指令數(shù)據(jù)通過(guò) SERCOS光纖89發(fā)送給KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91和KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制，并接收KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊91和KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊92反饋的電機(jī)實(shí)際位置數(shù)據(jù)，做閉環(huán)控制；滾刀100本身的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)滾刀的切削主運(yùn)動(dòng)，滾刀100隨主軸箱7在立柱58上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)面齒輪滾齒加工的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滾刀100轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)面齒輪工件101圍繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分齒運(yùn)動(dòng)，面齒輪工件101隨數(shù)控工作臺(tái)68的傾斜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)面齒輪加工過(guò)程中的螺旋升角的要求，面齒輪數(shù)控工作臺(tái)68隨上下滑板在試驗(yàn)臺(tái)底座25上的運(yùn)動(dòng)完成面齒輪加工的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工時(shí)，面齒輪滾刀100裝在主軸箱的主軸12上，調(diào)整主軸伺服電機(jī)6帶動(dòng)主軸 12可獲得所需要范圍內(nèi)的各種轉(zhuǎn)速，完成滾齒加工過(guò)程中的主運(yùn)動(dòng)；主軸箱7可沿立柱58 導(dǎo)軌上下移動(dòng)，完成滾齒加工過(guò)程中的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；面齒輪工件101安裝在數(shù)控工作臺(tái) 68上，可與數(shù)控工作臺(tái)68—起隨上滑座48做橫向和縱向移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)滾齒加工過(guò)程中的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并完成面齒輪滾刀100螺旋升角的要求。此外數(shù)控工作臺(tái)68選用煙臺(tái)環(huán)球有限公司生產(chǎn)的SKT14系列數(shù)控工作臺(tái)，其技術(shù)指標(biāo)如下表1所示，可以實(shí)現(xiàn)滾齒加工過(guò)程中的分齒運(yùn)動(dòng)，并可達(dá)到較高的精度。上述運(yùn)動(dòng)都是由控制裝置5發(fā)送指令給各個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。表1 數(shù)控工作臺(tái)性能參數(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1. 一種面齒輪數(shù)控滾齒加工裝置，其特征在于包括主傳動(dòng)裝置(1)、伺服進(jìn)給裝置 (2)、本體結(jié)構(gòu)(3)、檢測(cè)裝置(4)及控制裝置(5)；所述主傳動(dòng)裝置(1)包括主軸伺服電機(jī)(6)、主軸箱(7)、同步帶(8)、第一同步帶輪 (9)和第二同步帶輪(11)、第一固定螺釘(10)、主軸(12)、圓螺母(13)、主軸軸承(14)及密封件(1 ；主軸伺服電機(jī)(6)通過(guò)第一固定螺釘(10)連接在主軸箱(7)上，第一同步帶輪(9)通過(guò)鍵槽連接在主軸伺服電機(jī)(6)上，同步帶(8)聯(lián)接第二同步帶輪(9)和第二同步帶輪(11)，第二同步帶輪(11)通過(guò)鍵槽連接在主軸(1 上，主軸(1 通過(guò)圓螺母(13) 連接在主軸箱(7)上，主軸軸承(14)和密封件(1 分別對(duì)主軸(1 起固定和密封作用； 工作時(shí)，主軸伺服電機(jī)(6)通過(guò)同步帶(8)、第一同步帶輪(9)及第二同步帶輪(11)將動(dòng)力傳遞給主軸(12)；所述伺服進(jìn)給裝置(2)分為X向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、Y向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)和Z向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)；所述X向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向伺服電機(jī)(16)、X向聯(lián)軸器(17)、X向滾珠絲杠(18)、 X向圓螺母(19)、X向第一支承軸承00)、第二固定螺釘、X向卡盤(pán)0 、第三固定螺釘03)、X向電機(jī)座04)、第四固定螺釘06)、X向絲杠螺母(XT)、X向絲杠座08)、X向擋板09)、X向第二支承軸承(30)及第五固定螺釘(31) ；X向伺服電機(jī)(16)通過(guò)X向聯(lián)軸器 (17)與X向滾珠絲杠(18)相連接，X向圓螺母(19)將X向滾珠絲杠(18)固定在X向卡盤(pán) (22)上，第三固定螺釘03)將X向卡盤(pán)02)固定在X向電機(jī)座04)上，X向電機(jī)座04) 通過(guò)第二固定螺釘固定在試驗(yàn)臺(tái)底座0 上，第四固定螺釘06)將X向絲杠座08) 固定在X向絲杠螺母(XT)上，第五固定螺釘(31)將X向擋板09)固定在試驗(yàn)臺(tái)底座05) 上，X向第二支承軸承(30)對(duì)X向滾珠絲杠(18)起支承作用；工作時(shí)X向伺服電機(jī)(16)通過(guò)X向聯(lián)軸器(17)帶動(dòng)X向滾珠絲杠(18)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)X向絲杠螺母、2 )在X向滾珠絲杠(18)移動(dòng)，X向絲杠螺母、2 )帶動(dòng)X向絲杠座08)移動(dòng)，完成X向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；X向第一支承軸承00)是通過(guò)第三固定螺釘及X向卡盤(pán)0 壓在X向電機(jī)座04)上； 所述Y向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向伺服電機(jī)(33)、Y向聯(lián)軸器(34)、Υ向滾珠絲杠(35)、 Y向圓螺母(36)、Y向第一支承軸承(37)、第六固定螺釘(38)、Y向卡盤(pán)(39)、第七固定螺釘(40)、Y向電機(jī)座(41)、第八固定螺釘(42)、Y向絲杠螺母(43)、Y向絲杠座(44)、Y向擋板0幻、Y向第二支承軸承G6)及第九固定螺釘G7) ；Y向伺服電機(jī)(3 通過(guò)聯(lián)軸器 (34)與滾珠絲杠(3 相連接，圓螺母(36)將滾珠絲杠(3 固定在卡盤(pán)(39)上，第七固定螺釘GO)將Y向卡盤(pán)(39)固定在Y向電機(jī)座Gl)上，Y向電機(jī)座Gl)通過(guò)第六固定螺釘(38)固定在下滑座(3 上，第八固定螺釘0 將Y向絲杠座G4)固定在Y向絲杠螺母^幻上，第九固定螺釘G7)將Y向擋板0 固定在下滑座(3 上，Y向第二支承軸承 (46)對(duì)滾珠絲杠(35)起支承作用；工作時(shí)Y向伺服電機(jī)(33)通過(guò)Y向聯(lián)軸器(34)帶動(dòng)Y 向滾珠絲杠(3 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)Y向絲杠螺母在Y向滾珠絲杠(3 移動(dòng)，Y向絲杠螺母^幻帶動(dòng)Y向絲杠座G4)移動(dòng)，完成Y向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；Y向第一支承軸承(37)是通過(guò)第七固定螺釘GO)及Y向卡盤(pán)(39)壓在Y向電機(jī)座Gl)上；所述Z向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z向伺服電機(jī)G9)、Z向聯(lián)軸器(50)、Z向滾珠絲杠(51)、 Z向圓螺母(5 、Z向第一支承軸承(5 、第十固定螺釘(54)、Z向卡盤(pán)(5 、第十一固定螺釘(56)、電機(jī)座(57)、第十二固定螺釘(59)、Z向絲杠螺母(60)、Z向絲杠座(61)、Z向擋板(62)、Z向第二支承軸承(63)及第十三固定螺釘(64) ；Z向伺服電機(jī)09)通過(guò)Z向聯(lián)軸器(50)與Z向滾珠絲杠(51)相連接，Z向圓螺母(52)將Z向滾珠絲杠(51)固定在Z 向卡盤(pán)(55)上，第i^一固定螺釘(56)將Z向卡盤(pán)(55)固定在Z向電機(jī)座(57)上，電機(jī)座 (57)通過(guò)第十固定螺釘(54)固定在第一立柱(58)上，第三者十二固定螺釘(59)將Z向絲杠座(61)固定在Z向絲杠螺母(60)上，第十三固定螺釘(64)將Z向擋板(6 固定在第一立柱(58)上，Z向第二支承軸承(6 對(duì)Z向滾珠絲杠(51)起支承作用；工作時(shí)Z向伺服電機(jī)G9)通過(guò)Z向聯(lián)軸器(50)帶動(dòng)Z向滾珠絲杠(51)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲Z向杠螺母 (60)在Z向滾珠絲杠(51)上移動(dòng)，Z向絲杠螺母(60)帶動(dòng)Z向絲杠座(61)移動(dòng)，完成Z 向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；Z向第一支承軸承(5 是通過(guò)第十一固定螺釘(56)及Z向卡盤(pán)(5 壓在 Z向電機(jī)座(57)上；所述本體結(jié)構(gòu)包括第一立柱(58)和第二立柱(67)、試驗(yàn)臺(tái)底座(25)、導(dǎo)軌(65)、上滑座(48)、下滑座(3 及數(shù)控工作臺(tái)(68)；第一立柱(58)和第二立柱(67)與試驗(yàn)臺(tái)底座 (25)分別通過(guò)第十四固定螺釘(66)和第十五固定螺釘(70)連接，導(dǎo)軌(6 與試驗(yàn)臺(tái)底座0 同為一體，下滑座(3 通過(guò)矩形槽與試驗(yàn)臺(tái)底座0 連接，上滑座G8)通過(guò)導(dǎo)軌與下滑座(3 相接，數(shù)控工作臺(tái)(68)通過(guò)螺釘(69)固定在上滑座08)上；工作時(shí)下滑座 (32)在導(dǎo)軌(6 上往復(fù)移動(dòng)，上滑座08)在下滑座(3 上往復(fù)移動(dòng)；所述檢測(cè)裝置(4)包括機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)頭(102)、數(shù)據(jù)采集卡(10 及信號(hào)傳輸卡(104)；機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)裝置伺服電機(jī)(71)、聯(lián)軸器(72)、滾珠絲杠(73)、圓螺母(74)、檢測(cè)裝置第一支承軸承(75)、第十六固定螺釘(76)、卡盤(pán)(77)、第十七固定螺釘 (78)、電機(jī)座(79)、第十八固定螺釘(80)、絲杠螺母(81)、絲杠座(82)、擋板(83)、檢測(cè)裝置第二支承軸承(84)，第十九固定螺釘(8 及測(cè)頭(102)；檢測(cè)裝置伺服電機(jī)(71)通過(guò)聯(lián)軸器(7 與滾珠絲杠(7 相連接，圓螺母(74)將滾珠絲杠(7 固定在卡盤(pán)(77)上，第十七固定螺釘(78)將卡盤(pán)(77)固定在電機(jī)座(79)上，電機(jī)座(79)通過(guò)固定螺釘(76)固定在第二立柱(67)上，第十八固定螺釘(80)將絲杠座(8 固定在絲杠螺母(81)上，固定螺釘 (85)將擋板(8 固定在第二立柱(67)上，檢測(cè)裝置第二支承軸承(84)對(duì)滾珠絲杠(73) 起支承作用；工作時(shí)檢測(cè)裝置伺服電機(jī)(71)通過(guò)聯(lián)軸器(7 帶動(dòng)滾珠絲杠(7 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)絲杠螺母(81)在滾珠絲杠(7 上移動(dòng)，絲杠螺母(81)帶動(dòng)絲杠座(8 移動(dòng)，完成檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)；檢測(cè)裝置的第一支承軸承(7 是通過(guò)第十七固定螺釘(78)及卡盤(pán)(77)壓在電機(jī)座(79)上；所述控制裝置( 包括工控機(jī)(86)、SERC0S卡(87)、控制面板(88)、SERC0S光纖(89)、 KE整流模塊(90)、KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊(91)、第一至第五個(gè)KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊(92、93、94、95、 96)、PLC-I0模塊(97) ；SERCOS卡(87)通過(guò)I SA插口安裝在工控機(jī)(86)上；控制面板(88) 通過(guò)控制線與SERCOS卡(87)連接，并發(fā)出各種控制指令；SERCOS卡(87)通過(guò)SERCOS光纖(89)與KE整流供電模塊(90)和KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊(91)、Kff進(jìn)給第一驅(qū)動(dòng)模塊(92)相連；KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊(91)與主軸電機(jī)(6)連接；五個(gè)KW進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊(92、93、94、95、96) 通過(guò)控制線分別與進(jìn)給五個(gè)伺服電機(jī)(16、33、49、98、99)連接；工控機(jī)(86)為控制裝置的核心部件，負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的計(jì)算和產(chǎn)生，SERCOS卡(87)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；工作時(shí)，工控機(jī)(86)根據(jù)齒輪加工原理進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)位置指令數(shù)據(jù)，然后通過(guò)ISA插口將指令數(shù)據(jù)寫(xiě)入SERCOS卡(87) ,SERCOS卡(87)將指令數(shù)據(jù)通過(guò)SERCOS光纖(89)發(fā)送給KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊(91)和KW進(jìn)給第一驅(qū)動(dòng)模塊(92)，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制，并接收KW主軸驅(qū)動(dòng)模塊(91)和KW進(jìn)給第一驅(qū)動(dòng)模塊(92)反饋的電機(jī)實(shí)際位置數(shù)據(jù)，做閉環(huán)控制；滾刀(100)本身的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)滾刀的切削主運(yùn)動(dòng)，滾刀(100)隨主軸箱(7)在第一立柱(58)上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)面齒輪滾齒加工的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滾刀(100)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)面齒輪工件 (101)圍繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分齒運(yùn)動(dòng)，面齒輪工件(101)隨數(shù)控工作臺(tái)(68)的傾斜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)面齒輪加工過(guò)程中的螺旋升角的要求，面齒輪數(shù)控工作臺(tái)(68)隨上下滑板在床底座0 上的運(yùn)動(dòng)完成面齒輪加工的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種面齒輪數(shù)控滾齒加工裝置包括主傳動(dòng)裝置、伺服進(jìn)給裝置、本體結(jié)構(gòu)、檢測(cè)裝置及控制裝置。主傳動(dòng)裝置是用來(lái)實(shí)現(xiàn)該裝置主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，它具有一定的轉(zhuǎn)速和一定的變速范圍，并能方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制；伺服進(jìn)給裝置是控制裝置與本體結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)；本體結(jié)構(gòu)主要起到支承和基準(zhǔn)作用，為了保證各部件之間正確的相互位置關(guān)系和相對(duì)的運(yùn)動(dòng)軌跡；檢測(cè)裝置是為了對(duì)加工工件的性能進(jìn)行測(cè)量，為下一步進(jìn)行再加工提供數(shù)據(jù)；控制裝置的作用是對(duì)滾刀和工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)B23F15/06GK102248228SQ20111020027
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者侯良威, 劉艷強(qiáng), 張俐, 王延忠, 郇極 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)