一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù)控修整控制裝置及控制方法制造方法及圖紙

一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù)控修整控制裝置及控制方法，包括：砂輪主軸單元(1)、砂輪修整器(2)、控制裝置(3)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)；控制裝置包括工控機(jī)、SERCOS卡、控制面板、SERCOS光纖、KE整流供電模塊、KW主軸控制模塊、KW進(jìn)給控制模塊和PLC-IO模塊；SERCOS卡通過ISA插口安裝在工控機(jī)上；控制面板通過控制線與SERCOS卡連接，并發(fā)出控制指令；SERCOS卡通過SERCOS光纖與KE整流供電模塊和KW主軸控制模塊、KW進(jìn)給控制模塊相連；KW主軸控制模塊與修整器主軸電機(jī)及砂輪主軸電機(jī)連接；KW進(jìn)給控制模塊通過控制線與各進(jìn)給電機(jī)連接。本發(fā)明專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)面齒輪磨削專用砂輪的數(shù)控修整過程的控制。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及，適用于任何 模數(shù)、壓力角的面齒輪磨削專用砂輪的修整加工。
技術(shù)介紹
砂輪修整是使用修整工具將砂輪修整成形或修去磨鈍的表層，以恢復(fù)砂輪工作表 面的磨削性能和正確的幾何形狀的操作過程。在使用面齒輪專用磨床對面齒輪進(jìn)行磨削加 工的過程中，對砂輪的尺寸、形狀、幾何角度等進(jìn)行修整，是保證加工出的面齒輪型面正確 性及表面質(zhì)量的必需環(huán)節(jié)。 面齒輪專用磨床使用漸開線廓型的砂輪，對面齒輪的齒面通過展成運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精加 工。若使用成型金剛滾輪對砂輪型面進(jìn)行修整，則對金剛滾輪的制造精度要求高，型面復(fù) 雜，金剛滾輪的制造誤差、安裝誤差、機(jī)床誤差綜合作用后，修整的砂輪誤差大，對展成加工 的齒面精度影響大，且成型法修整時(shí)磨削接觸面積大，發(fā)熱高，不具有通用性，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng) 用使用及維護(hù)困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù) 控修整加工控制裝置及加工控制方法，實(shí)現(xiàn)面齒輪磨削專用砂輪的高效、高精度修整加工。 本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案如下： 1、一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù)控修整控制裝置，包括：砂輪主軸單元（1)、砂輪修 整器（2)、控制裝置（3)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（4);所述砂輪主軸單元⑴包括主軸電機(jī)（5)，進(jìn)給電 機(jī)（6)，砂輪主軸箱（7)、砂輪（8)、拖板1(9)、床身1(10)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（11)、拖板II (12)、底 座（13)，砂輪（8)安裝在砂輪主軸箱（7)上，砂輪主軸箱（7)通過床身I (9)上的拖板I (9)、 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（11)、拖板II (12)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（4)安裝在底座（13)上；所述砂輪修整器（2)包 括金剛滾輪（14)、修整器主軸箱（15)、拖板III (16)、床身II (17)、主軸電機(jī)（5)、進(jìn)給電機(jī) (6)和底座（13)，金剛滾輪（14)安裝在修整器主軸箱（15)上，修整器主軸箱（15)通過拖 板III (16)安裝在床身11(17)上，床身11(17)安裝在底座（13)上；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（4)包 括聯(lián)軸器（18)、絲杠螺母（19)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器（20)和滾珠絲杠（21)，進(jìn)給電機(jī)（6)通過 聯(lián)軸器（18)與滾珠絲杠（21)相聯(lián)，絲杠螺母（19)在滾珠絲杠（21)上移動(dòng)形成滾珠絲杠 螺母副，絲杠螺母（19)通過螺釘與執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器（20)相聯(lián)接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器（20)通 過螺釘與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)接；控制裝置（3)包括工控機(jī)（22)、SERC0S卡（23)、控制面板（24)、 SERC0S光纖（25)、KE整流供電模塊（26)、KW主軸控制模塊（27)、KW進(jìn)給控制模塊（28)和 PLC-I0模塊（29) ;SERC0S卡（23)通過ISA插口安裝在工控機(jī)（22)上；控制面板（24)通 過控制線與SERC0S卡（23)連接，并發(fā)出各種控制指令；SERC0S卡（23)通過SERC0S光纖 (25)與KE整流供電模塊（26)和KW主軸控制模塊（27)、KW進(jìn)給控制模塊（28)相連；KW主 軸控制模塊（27)與主軸電機(jī)（5)連接；KW進(jìn)給控制模塊（28)通過控制線與進(jìn)給電機(jī)（6) 連接；工控機(jī)（22)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（23)負(fù) 責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；工作時(shí)，工控機(jī)（22)根據(jù)修整加工原理進(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ISA插口將指令數(shù)據(jù)寫入SERCOS卡（23)，SERCOS卡（23)將指 令數(shù)據(jù)通過SERCOS光纖（25)發(fā)送給KW主軸控制模塊（27)和KW進(jìn)給控制模塊（28)，實(shí) 現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制，并接收KW主軸控制模塊（27)和KW進(jìn)給控制模塊（28)反 饋的電機(jī)實(shí)際位置數(shù)據(jù)，做閉環(huán)控制；砂輪（8)與金剛滾輪（14)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)修整時(shí)兩條軸 的主運(yùn)動(dòng)，金剛滾輪（14)隨修整器主軸箱（15)通過拖板III (16)進(jìn)行e向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪 (8)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)通過拖板I (9)進(jìn)行y向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過拖板II (12)進(jìn)行z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 2、一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù)控修整控制方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下： A.根據(jù)砂輪（8)和金剛滾輪（14)的型面及加工要求，確定對刀位置及修整加工程 序； B.將SERCOS卡（23)通過ISA插口安裝在工控機(jī)（22)上；工控機(jī)（22)根據(jù)輸入 的加工程序及修整加工原理進(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ISA插 口將指令數(shù)據(jù)寫入SERCOS卡（23); C.控制面板（24)通過控制線與SERCOS卡（23)連接，工控機(jī)（22)讀寫SERCOS 卡（23)上的端口地址，實(shí)現(xiàn)控制面板（24)的操作；SERCOS卡（23)通過SERCOS光纖（25) 與KE整流供電模塊（26)和KW主軸控制模塊（27)、KW進(jìn)給控制模塊（28)相連；SERCOS卡 (23)將指令數(shù)據(jù)通過SERCOS光纖（25)發(fā)送給KW主軸控制模塊（27)和KW進(jìn)給控制模塊 (27)，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制； D.將KW主軸控制模塊（27)與主軸電機(jī)（5)連接；各KW進(jìn)給控制模塊（28)通過 控制線與各進(jìn)給電機(jī)（6)連接；各KW進(jìn)給控制模塊采用變頻調(diào)速的原理實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控 制，電機(jī)使用編碼器反饋轉(zhuǎn)動(dòng)位置給KW進(jìn)給控制模塊，從而實(shí)現(xiàn)位置控制； E.根據(jù)實(shí)際加工要求在控制裝置（3)中設(shè)定加工參數(shù)，所述加工參數(shù)包括金剛滾 輪（14)轉(zhuǎn)速、砂輪（8)轉(zhuǎn)速、修整進(jìn)給速度、單次修整切深；然后砂輪（8)和金剛滾輪（14) 進(jìn)行對刀并完成面齒輪磨削專用砂輪的數(shù)控修整加工。 3、面齒輪專用砂輪數(shù)控修整時(shí)采用偏置曲線法，實(shí)現(xiàn)步驟如下： A.考慮面齒輪磨削過程是使用砂輪的單側(cè)進(jìn)行加工特點(diǎn)，對需修整的砂輪外廓 線，通過軟件進(jìn)行參數(shù)化建模，作出其需修整的一側(cè)的1_的外偏置曲線。 B.在偏置曲線上按精度要求取一系列點(diǎn)，以通過這些的折線作為修整時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌 跡。 C.通過軟件獲得這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并計(jì)算出每兩點(diǎn)間的相對坐標(biāo)，從而獲得在 相對坐標(biāo)下該段折線的G代碼。 4、面齒輪專用砂輪數(shù)控修整時(shí)采用偏置曲線法，工藝參數(shù)如下： 修整工藝參數(shù)為砂輪轉(zhuǎn)速1200r/min，滾輪轉(zhuǎn)速480?840r/min，每次修整總切深 0. 2mm，單次進(jìn)刀切深0. 02mm，進(jìn)給速度1. 5?2. 5mm/s。 5、使用的金剛滾輪（8)切削刃部分圓角半徑為R1，滾輪直徑100mm，厚22mm。 本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是： (1)本專利技術(shù)采用開放式數(shù)控技術(shù)。所述的SERCOS總線是一種用于數(shù)字伺服控制裝 置的現(xiàn)場總線和數(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10 口之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊，1995年被確立為IEC1491SYSTEM-Interface國際標(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語言編寫，能充分利用C語言的功 能和資源，特別適合開放式系統(tǒng)的技術(shù)要求。 (2)采用數(shù)控軌跡法進(jìn)行砂輪修整，降低了修整器的安裝精度要求，且可以通過調(diào) 整機(jī)床參數(shù)降低修整誤差，較傳統(tǒng)的成型法修整，砂輪型面精度更高，易于保證砂輪加工出 的面齒輪精度及表面質(zhì)量。 (3)采本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù)控修整控制裝置，其特征在于包括：砂輪主軸單元(1)、砂輪修整器(2)、控制裝置(3)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)；所述砂輪主軸單元(1)包括主軸電機(jī)(5)，進(jìn)給電機(jī)(6)，砂輪主軸箱(7)、砂輪(8)、拖板I(9)、床身I(10)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(11)、拖板II(12)、底座(13)，砂輪(8)安裝在砂輪主軸箱(7)上，砂輪主軸箱(7)通過床身I(9)上的拖板I(9)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(11)、拖板II(12)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)安裝在底座(13)上；所述砂輪修整器(2)包括金剛滾輪(14)、修整器主軸箱(15)、拖板III(16)、床身II(17)、主軸電機(jī)(5)、進(jìn)給電機(jī)(6)和底座(13)，金剛滾輪(14)安裝在修整器主軸箱(15)上，修整器主軸箱(15)通過拖板III(16)安裝在床身II(17)上，床身II(17)安裝在底座(13)上；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)包括聯(lián)軸器(18)、絲杠螺母(19)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器(20)和滾珠絲杠(21)，進(jìn)給電機(jī)(6)通過聯(lián)軸器(18)與滾珠絲杠(21)相聯(lián)，絲杠螺母(19)在滾珠絲杠(21)上移動(dòng)形成滾珠絲杠螺母副，絲杠螺母(19)通過螺釘與執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器(20)相聯(lián)接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器(20)通過螺釘與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)接；控制裝置(3)包括工控機(jī)(22)、SERCOS卡(23)、控制面板(24)、SERCOS光纖(25)、KE整流供電模塊(26)、KW主軸控制模塊(27)、KW進(jìn)給控制模塊(28)和PLC?IO模塊(29)；SERCOS卡(23)通過ISA插口安裝在工控機(jī)(22)上；控制面板(24)通過控制線與SERCOS卡(23)連接，并發(fā)出各種控制指令；SERCOS卡(23)通過SERCOS光纖(25)與KE整流供電模塊(26)和KW主軸控制模塊(27)、KW進(jìn)給控制模塊(28)相連；KW主軸控制模塊(27)與主軸電機(jī)(5)連接；KW進(jìn)給控制模塊(28)通過控制線與進(jìn)給電機(jī)(6)連接；工控機(jī)(22)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(23)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；工作時(shí)，工控機(jī)(22)根據(jù)修整加工原理進(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ISA插口將指令數(shù)據(jù)寫入SERCOS卡(23)，SERCOS卡(23)將指令數(shù)據(jù)通過SERCOS光纖(25)發(fā)送給KW主軸控制模塊(27)和KW進(jìn)給控制模塊(28)，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制，并接收KW主軸控制模塊(27)和KW進(jìn)給控制模塊(28)反饋的電機(jī)實(shí)際位置數(shù)據(jù)，做閉環(huán)控制；砂輪(8)與金剛滾輪(14)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)修整時(shí)兩條軸的主運(yùn)動(dòng)，金剛滾輪(14)隨修整器主軸箱(15)通過拖板III(16)進(jìn)行e向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪(8)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)通過拖板I(9)進(jìn)行y向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過拖板II(12)進(jìn)行z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。...

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種面齒輪磨削專用砂輪數(shù)控修整控制裝置，其特征在于包括：砂輪主軸單元（1)、 砂輪修整器（2)、控制裝置（3)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（4);所述砂輪主軸單元（1)包括主軸電機(jī)（5)， 進(jìn)給電機(jī)（6)，砂輪主軸箱（7)、砂輪（8)、拖板1(9)、床身1(10)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（11)、拖板 II (12)、底座（13)，砂輪（8)安裝在砂輪主軸箱（7)上，砂輪主軸箱（7)通過床身1(9)上 的拖板1(9)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（11)、拖板II (12)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（4)安裝在底座（13)上；所述砂輪 修整器⑵包括金剛滾輪（14)、修整器主軸箱（15)、拖板III (16)、床身II (17)、主軸電機(jī) (5)、進(jìn)給電機(jī)（6)和底座（13)，金剛滾輪（14)安裝在修整器主軸箱（15)上，修整器主軸箱 (15)通過拖板III (16)安裝在床身II (17)上，床身II (17)安裝在底座（13)上；所述傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)（4)包括聯(lián)軸器（18)、絲杠螺母（19)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器（20)和滾珠絲杠（21)，進(jìn)給電 機(jī)（6)通過聯(lián)軸器（18)與滾珠絲杠（21)相聯(lián)，絲杠螺母（19)在滾珠絲杠（21)上移動(dòng)形 成滾珠絲杠螺母副，絲杠螺母（19)通過螺釘與執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接器（20)相聯(lián)接，執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接 器（20)通過螺釘與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)接；控制裝置⑶包括工控機(jī)（22)、SERCOS卡（23)、控制 面板（24)、SERCOS光纖（25)、KE整流供電模塊（26)、KW主軸控制模塊（27)、KW進(jìn)給控制 模塊（28)和PLC-IO模塊（29) ;SERCOS卡（23)通過ISA插口安裝在工控機(jī)（22)上；控制 面板（24)通過控制線與SERCOS卡（23)連接，并發(fā)出各種控制指令；SERCOS卡（23)通過 SERCOS光纖（25)與KE整流供電模塊（26)和KW主軸控制模塊（27)、KW進(jìn)給控制模塊（28) 相連；KW主軸控制模塊（27)與主軸電機(jī)（5)連接；KW進(jìn)給控制模塊（28)通過控制線與進(jìn) 給電機(jī)（6)連接；工控機(jī)（22)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（23)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；工作時(shí)，工控機(jī)（22)根據(jù)修整加工原理進(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ISA插口將指令數(shù)據(jù)寫入SERCOS卡（23)，SERCOS卡 (23)將指令數(shù)據(jù)通過SERCOS光纖（25)發(fā)送給KW主軸控制模塊（27)和KW進(jìn)給控制模塊 (28)，實(shí)現(xiàn)主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)的控制，并接收KW主軸控制模塊（27)和KW進(jìn)給控制模塊 (28)反饋的電機(jī)實(shí)際位置數(shù)據(jù)，做閉環(huán)控制；砂輪（8)與金剛滾輪（14)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)修整時(shí) 兩條...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王延忠，鐘揚(yáng)，侯良威，
申請(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11