一种四轴数控磨齿机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种四轴数控磨齿机，涉及齿轮加工技术领域，旨在解决现有磨齿机调整慢，工作效率低的问题，其技术要点在于：由数字化传感器实时监测齿轮的加工进度，以调整砂轮和夹具的相对位置，使砂轮抵接在齿面上；具体地，开启第一驱动电机，凭借第一转轴带动砂轮同轴自转来磨削齿面，然后第二驱动电机动作使齿轮转动相邻两齿隙对应的圆心角的角度，同时直线电机要滑轨方向向前推动倾斜的滑移座再复位，以三轴联动的方式实现对齿轮齿面的自动化磨削加工；其中，利用砂轮一侧的砂轮修整器配合第一执行件亦可实现联动，对砂轮的位置进行微调，从而适用于不同齿形的齿轮，无需人工多次拆装对中。

A Four-axis CNC Gear Grinding Machine

The utility model discloses a four-axis CNC gear grinding machine, which relates to the technical field of gear processing, aiming at solving the problems of slow adjustment and low working efficiency of the existing gear grinding machine. Its technical points are as follows: real-time monitoring of gear processing progress by digital sensors to adjust the relative position of grinding wheel and fixture, so that the grinding wheel is butted to the tooth surface; specifically, opening the first drive motor, and relying on it. The first rotating shaft drives the grinding wheel to rotate coaxially to grind the tooth surface, and then the second driving motor makes the gear rotate the angle of the center angle corresponding to the two adjacent clearances. At the same time, the linear motor pushes forward the inclined sliding seat to reset and realizes the automatic grinding of the gear tooth surface by means of three-axis linkage. The grinding wheel dresser on one side of the grinding wheel cooperates with the first one. An actuator can also realize linkage and fine-tune the position of the grinding wheel, so that it can be applied to gears with different tooth shapes without manual multiple disassembly and alignment.

【技术实现步骤摘要】
一种四轴数控磨齿机
本技术涉及齿轮加工
，尤其涉及一种四轴数控磨齿机。
技术介绍
齿轮传动以其传动平稳、传动精度高而被广泛应用，因此，齿轮的加工精度和效率关系着机械的运转精度。而在齿轮加工工艺中，磨齿可以提高齿轮的运转精度，其主要通过磨齿机上的砂轮对齿轮的齿形型面进行精加工，从而得到齿形、齿向以及齿面的精度要求。但是现有数控磨齿机的砂轮磨削方式为单齿磨削，即每个砂轮上只有一个磨削截形，磨削截形环设在砂轮的外圆周面上，每次只能对齿轮的一个齿槽进行精磨，因此需要经验丰富的工人将磨削工件与砂轮进行多次对中，使得每磨削一个齿形，就需要一次人工对中，不仅耗费劳动力，还极易出现因对中不够精准而造成工件报废的情形，从而出现调整慢，工作效率低的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种四轴数控磨齿机，可实现加工精磨时自动监控、对中调节、及时修整，以有效提高加工效率和加工精度。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种四轴数控磨齿机，其特征在于，包括：安装在机架上并对齿轮进行磨削的砂轮、供齿轮放置的夹具，以及一控制子系统，所述砂轮和夹具经控制子系统调整驱动后以输出指标实时数据符合指标目标数据的磨削所得齿轮；其中，所述指标实时数据包括接触条件、切除量、切除率及切形，所述指标目标数据包括对应于各所述指标实时数据的目标参数数据；所述控制子系统包括：设置于所述夹具一侧、对齿轮的指标实时数据进行检测的数字化传感器；设置于机架上且与所述砂轮、夹具相连接，以控制砂轮对齿轮进行磨削工作的第一执行件和第二执行件；以及，与数字化传感器通信连接，将数字化传感器检测所得的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制第一执行件和第二执行件动作，以期输出符合指标目标数据要求的磨削所得齿轮的控制端。通过采用上述技术方案，将齿轮装设到夹具上，然后经过控制子系统调整砂轮和夹具的相对位置，使得齿轮抵紧砂轮，随之驱使砂轮、夹具动作来对齿轮进行精磨，具体地是用数字化传感器来实时监测齿轮的加工进度，将检测所得的指标实时数据发送给控制端并使其与对应的指标目标数据比对，紧接着根据判断结果发送控制指令给安装在机架上的第一执行件和第二执行件，可在精加工的过程自动对中、及时修正，以此大幅度提升该过程的自动化程度和工作效率，降低加工成本和废品率。进一步地，所述接触条件包括表面粗糙度、钝化程度、热损伤程度、工件材料及砂轮特性中一种或多种的组合，所述指标目标数据还包括切除量、切除率、切形与至少一种所述接触条件间的目标关联关系。通过采用上述技术方案，利用数字化传感器采集可能影响切除量、切除率、切形的一种或多种接触条件，并在控制端编辑存储各接触条件下相对应切除量、切除率、切形的目标数据，使在不同接触条件下检测的切除量、切除率、切形均有对应的目标数据相比对，消除加工过程中接触条件发生变化对精度的影响。进一步地，所述第一执行件包括与所述砂轮同轴设置的第一转轴，所述第一转轴远离砂轮一侧设有第一驱动电机，并且所述第一执行件通过无杆气缸滑动连接有竖直安装在机架的导轨。通过采用上述技术方案，开启第一驱动电机，可凭借第一转轴带动砂轮同轴自转，实现对齿轮齿隙的加工，并可根据数字化传感器检测到齿轮接触面变化的粗糙度、钝化程度、热损伤程度来调节转速，以此保证加工精度，并且第一执行件整体通过无杆气缸滑动连接在竖直设置的导轨上，以此调节砂轮竖直方向上的位置。进一步地，所述砂轮外侧罩设有半开式保护罩，所述保护罩内设有与砂轮一侧相连接的砂轮修整器，所述砂轮修整器为电机内置式砂轮修整器。通过采用上述技术方案，砂轮外罩设的保护罩可避免磨削产生的碎屑四处溅射，在保护罩内设置与砂轮相接的砂轮修整器，一方面可对砂轮的位置进行微调，从而适用于不同齿形的齿轮，不需要人工多次拆装对中，另一方面在砂轮使用一段时间需要修整时，无需拆卸即可直接修整，为加工提供了便利。进一步地，所述第二执行件包括与所述夹具同轴设置的第二转轴，所述第二转轴远离夹具一侧设有第二驱动电机，并且所述第二驱动电机底部设有滑移座及与滑移座相配合的滑轨，所述滑移座一侧设有驱动其沿着滑轨方向位移的直线电机。通过采用上述技术方案，利用安装在倾斜滑移座一侧的直线电机驱动滑移座沿着滑轨方向位移，使得砂轮能自动加工齿轮周侧的齿隙，即当砂轮抵紧在齿轮的任一齿隙中，驱使砂轮动作进行磨削，然后第二驱动电机使齿轮转动预设好的角度，同时直线电机推动倾斜的滑移座再复位，使砂轮在不动的情况以便于齿轮的转动，从而代替人工实现自动化磨削齿形。进一步地，所述滑轨底部设有转动连接在机架上的支承座，所述支承座一侧延伸有对支承座驱动传动的第三转轴。通过采用上述技术方案，在滑轨底部设置转动连接在机架上的支承座，从而带动支承座旋转，以调节滑轨的倾斜角度，适配不同规格大小的齿轮加工。进一步地，所述控制端包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器，所述个人计算机与所述可编程逻辑控制器之间进行数据同步。通过采用上述技术方案，采用堆栈算法进行数据存储，实现数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧的数据；另外，个人计算机及可编程逻辑控制器之间进行数据同步，防止信息丢失。进一步地，所述可编程逻辑控制器内存储有各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，并根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则进行本地和/或远程警示。通过采用上述技术方案，实现了对磨齿机中各部件工作状态的预判功能，提前提醒工作人员更换或维修，防止故障发生，提高工作效率。综上所述，本技术具有以下有益效果：1、通过设置数字化传感器，来实时监测齿轮的加工进度并采集可能影响切除量、切除率、切形的一种或多种接触条件，配合第一执行件和第二执行件实现精加工过程的自动对中、及时修正，亦消除加工过程中接触条件发生变化对精度的影响；2、通过设置第一执行件和第二执行件，代替人工实现自动化精准磨削齿形，大幅度提升了自动化程度和工作效率，降低加工成本和废品率；3、通过在可编程逻辑控制器内存储磨齿机中各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，实现了系统的预判功能，提前提醒工作人员更换或维修。附图说明图1是本实施例一种四轴数控磨齿机的整体结构示意图；图2是本实施例一种四轴数控磨齿机的部分结构示意图；图3是本实施例一种四轴数控磨齿机的流程示意图。图中，1、砂轮；2、夹具；21、数字化传感器；22、第一执行件；221、第一转轴；222、第一驱动电机；223、保护罩；224、无杆气缸；225、导轨；23、第二执行件；231、第二转轴；232、第二驱动电机；233、滑移座；234、滑轨；235、直线电机；236、支承座；237、第三转轴；24、控制端；241、个人计算机；242、可编程逻辑控制器；243、逻辑控制单元；244、数据库单元；245、警报单元；3、砂轮修整器；31、电机本体；32、金刚石滚轮；4、吸气管。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。一种四轴数控磨齿机，如图1所示，包括安装在机架上的砂轮1、夹具2，以及一控制子系统，首先将齿轮装设到夹具2上，然后经过控制子系统调整砂轮1和夹具2的相对位置，使得夹具2上的齿轮抵紧砂轮1，随之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轴数控磨齿机，其特征在于，包括：安装在机架上并对齿轮进行磨削的砂轮（1）、供齿轮放置的夹具（2），以及一控制子系统，所述砂轮（1）和夹具（2）经控制子系统调整驱动后以输出指标实时数据符合指标目标数据的磨削所得齿轮；其中，所述指标实时数据包括接触条件、切除量、切除率及切形，所述指标目标数据包括对应于各所述指标实时数据的目标参数数据；所述控制子系统包括：设置于所述夹具（2）一侧、对齿轮的指标实时数据进行检测的数字化传感器（21）；设置于机架上且与所述砂轮（1）、夹具（2）相连接、以控制砂轮（1）对齿轮进行磨削工作的第一执行件（22）和第二执行件（23）；以及，与数字化传感器（21）通信连接，将数字化传感器（21）检测所得的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制第一执行件（22）、第二执行件（23）动作，以期输出符合指标目标数据要求的磨削所得齿轮的控制端（24）。

【技术特征摘要】
1.一种四轴数控磨齿机，其特征在于，包括：安装在机架上并对齿轮进行磨削的砂轮（1）、供齿轮放置的夹具（2），以及一控制子系统，所述砂轮（1）和夹具（2）经控制子系统调整驱动后以输出指标实时数据符合指标目标数据的磨削所得齿轮；其中，所述指标实时数据包括接触条件、切除量、切除率及切形，所述指标目标数据包括对应于各所述指标实时数据的目标参数数据；所述控制子系统包括：设置于所述夹具（2）一侧、对齿轮的指标实时数据进行检测的数字化传感器（21）；设置于机架上且与所述砂轮（1）、夹具（2）相连接、以控制砂轮（1）对齿轮进行磨削工作的第一执行件（22）和第二执行件（23）；以及，与数字化传感器（21）通信连接，将数字化传感器（21）检测所得的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制第一执行件（22）、第二执行件（23）动作，以期输出符合指标目标数据要求的磨削所得齿轮的控制端（24）。2.根据权利要求1所述的一种四轴数控磨齿机，其特征在于：所述接触条件包括表面粗糙度、钝化程度、热损伤程度、工件材料及砂轮特性中一种或多种的组合，所述指标目标数据还包括切除量、切除率、切形与至少一种所述接触条件间的目标关联关系。3.根据权利要求1所述的一种四轴数控磨齿机，其特征在于：所述第一执行件（22）包括与所述砂轮（1）同轴设置的第一转轴（221），所述第一转轴（221）远离砂轮（1）一侧设有第一驱动电机（222），并且所述第一执行件（22）通过无杆气缸（224）滑动连接有竖直安装在机架的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋能，周立坤，唐钧，
申请(专利权)人：上海星合机电有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31