直驅(qū)式數(shù)控滾齒機(jī)的工作原理

2023-08-24 09:55:32

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滾齒機(jī)在做展成運(yùn)動(dòng)時(shí)滾刀主軸和工件主軸（工作臺(tái)）需要保持下式嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：

n工作臺(tái)=n滾刀XK/z;其中，n工作臺(tái)：工作臺(tái)轉(zhuǎn)速；K：滾刀頭數(shù)； Z：被加工齒輪齒數(shù)； n滾刀：工作臺(tái)轉(zhuǎn)速；在傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)滾齒機(jī)和2、3軸數(shù)控滾齒機(jī)上，上式的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是靠滾刀主軸和工作臺(tái)間的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)制完成的。工作臺(tái)和滾刀間的傳動(dòng)比決定了二者間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，傳動(dòng)精度決定了滾齒機(jī)的分度精度。當(dāng)改變被加工工件的齒數(shù)時(shí)，就通過(guò)計(jì)算改變掛輪箱內(nèi)的掛輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在滾刀和工作臺(tái)之間有很長(zhǎng)的傳動(dòng)鏈，機(jī)床的分度精度取決于傳動(dòng)鏈的精度。傳動(dòng)鏈中傳動(dòng)元件之間的間隙降低了傳動(dòng)剛性，并且在滾刀和工件間產(chǎn)生的沖擊會(huì)造成滾刀的快速磨損。由于這個(gè)原因，滾齒機(jī)的設(shè)計(jì)者一直在追求縮短機(jī)床的傳動(dòng)鏈。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，滾刀和工作臺(tái)之間可以采用數(shù)控系統(tǒng)中的電子齒輪箱（EBG）來(lái)代替原來(lái)的分度齒輪箱（包括差動(dòng)齒輪箱）。前述的蝸輪副傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)數(shù)控滾齒機(jī)就是應(yīng)用了電子齒輪箱技術(shù)而使傳動(dòng)鏈大大縮短。

直驅(qū)式數(shù)控滾齒機(jī)是應(yīng)用了內(nèi)裝式電機(jī)即直驅(qū)技術(shù)。滾刀主軸采用大力矩內(nèi)裝式伺服主軸電機(jī)，主軸尾部同軸安裝一個(gè)位置編碼器反饋主軸位置；工作臺(tái)則采用多級(jí)大扭矩低速力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，和電機(jī)的轉(zhuǎn)子直連一個(gè)高精度位置編碼器反饋工作臺(tái)的位置。這樣，工作臺(tái)和滾刀之間不存在任何機(jī)械傳動(dòng)元件，稱之為“零傳動(dòng)”；反饋元件直接檢測(cè)滾刀和工作臺(tái)位置，構(gòu)成了真正意義的全閉環(huán)。在設(shè)置中，滾刀作為主動(dòng)軸，工作臺(tái)作為跟隨軸。當(dāng)工作臺(tái)的響應(yīng)速度足夠時(shí)，在電子齒輪箱的控制之下，可以得到理想的分度精度和很好的表面質(zhì)量。

直驅(qū)式數(shù)控滾齒機(jī)