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滾齒機,數控滾齒機

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數控滾齒機各操作按鈕的功能和用處

本系統控制軟件是在純DOS下用C 語言開發的,DOS系統的開放性、單任務、準確的時鐘中斷管理及其良好的穩定性,為工業化生產提供了可靠的保證。軟件框圖如圖2 所示。其中系統初始化包括自制小漢字字模的裝入,顯示器圖形方式的初始化,控制器濾波參數的整定等;系統診斷模塊的作用是監控各被控軸的運動狀態,如:各軸有無運動誤差超限、伺服報警、運動完成、限位開關動作等;實時控制模塊,由中斷服務程序實現,它在每個時鐘中斷周期內讀入各軸位置,根據加工對象的加工工藝要求計算出新的運動控制指令送運動器解釋執行。
基于電子齒輪箱的數控滾齒系統
  齒輪加工的關鍵在于實現滾刀和工件之間的展成分度運動關系,也就是要準確地滿足兩者之間的速比關系,即滾刀轉過一轉,工件轉過K/zc 轉,如下所示:c b c z K n n = 式中b c n n , -分別為工件軸轉速和滾刀軸轉速k zc , -分別為工件齒數和滾刀頭數而在加工斜齒輪和蝸輪時,要求在完成分齒運動的同時,還要完成Z軸或Y軸的附加運動由式(2)可見,在加工斜齒輪和蝸輪時,輸入和輸出的關系已不再是一個簡單的單輸入、單輸出的定比傳動問題,而是一個多輸入、單輸出的問題。一般的電子齒輪方式無法解決這類問題,為此本系統成功地開發了電子齒輪箱功能,電子差動齒輪箱是指:對于任何一個通過機械差動變速機構將兩個以上(含兩個)不同運動,按一定的速比傳動關系
  合成輸出的運動軸,都可以改由計算機控制的交、直流伺服電機單獨驅動,去掉原有的機械差動傳動鏈,通過計算機讀取安裝在各輸入軸上傳感器反饋回來的運動參數(如轉速,進給量等),用軟件編程的方法實時計算合成輸出軸的運動,實現機械差動傳動鏈的功能。
  上述數控滾齒系統已成功地應用到一臺寧江機床廠生產的小模數機械滾齒機YG3612B的改造中,改造前該滾齒機用于批量生產模數1,齒數4,螺旋角20 度以上的斜齒輪軸加工,由于我國尚無適應這種小模數、少齒數工件的數控滾齒機,對這種類型工件,該機械滾齒機是目前加工精度最高的滾齒設備,但是由它加工出來的零件成品率僅達80%左右,造成了巨大的浪費,同時在更換加工品種時需要繁瑣地更換各種掛輪,使生產效率大為降低。為此生產廠家強烈要求進行數控改造以便提高加工精度,提高生產效率。經分析造成零件加工精度低的主要原因如下:
  (1)滾刀至工件兩末端傳動件之間各傳動元件的加工、裝配誤差直接影響了展成分度的精度,從而影響工件的加工精度
  (2)工件至Z進給軸兩末端傳動件之間各傳動元件的加工誤差直接影響了被加工工件螺旋角的準確性
  (3)由于是加工4個齒的斜齒輪,單頭滾刀每轉1轉工件要轉過90 度,這就決定了滾刀到工件之間的末端傳動副不能像通常的滾齒機那樣使用大降速比的蝸輪-蝸桿傳動副,以便大大降低前面傳動副的誤差對展成分度的影響〔5 〕(如采用大降速比的蝸輪-蝸桿傳動副作末端傳動副,蝸桿的高速轉動將造成其迅速磨損而失去精度),因此該機床采用了一對19/76=1/4 的空間相交軸傳動的螺旋齒輪副作末端傳動副,從而使得上述(1)、(2)兩點成為影響被加工齒輪軸精度的關鍵。
  針對以上問題,同時考慮生產廠家擔心改造后一旦不成功將造成機床報廢的顧慮,本文把以最少的改動、最小的投入加工出滿足精度要求的小模。

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