專利名稱：數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及數(shù)控研齒機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著汽車行業(yè)對(duì)后橋錐齒輪副的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和低噪聲等性能提出越來越高的要求，現(xiàn)代數(shù)控研齒技術(shù)成為了國(guó)內(nèi)外錐齒輪機(jī)床裝備行業(yè)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)有的研齒機(jī)研磨運(yùn)動(dòng)模型可以歸為兩類擺動(dòng)小輪節(jié)錐法研齒運(yùn)動(dòng)模型和V/H調(diào)整法研齒運(yùn)動(dòng)模型。 擺動(dòng)小輪節(jié)錐法研齒運(yùn)動(dòng)模型主要要用在傳統(tǒng)的機(jī)械式半自動(dòng)錐齒輪研齒機(jī)上，而數(shù)控研齒機(jī)基本上都是采用V/H調(diào)整法研齒運(yùn)動(dòng)模型。其中，擺動(dòng)小輪節(jié)錐法研齒加工的調(diào)試過程復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)置較為麻煩，對(duì)于變化多樣的齒面狀況來說，這些運(yùn)動(dòng)軌跡的樣式過于単一，不具有大大的可變性；此外，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)相對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，同時(shí)增加了系統(tǒng)的成本以及不穩(wěn)定性。因此，現(xiàn)代數(shù)控研齒機(jī)基本上都是采用V/H調(diào)整法研齒運(yùn)動(dòng)模型來進(jìn)行研齒加工。目前市場(chǎng)上主流產(chǎn)品如Glerson和Oerlikon公司的數(shù)控研齒機(jī)均直接采用進(jìn)ロ CNC數(shù)控平臺(tái)，因此功能擴(kuò)展方面受到平臺(tái)很大限制，而且由于進(jìn)ロ CNC數(shù)控平臺(tái)本身成本過高，導(dǎo)致使用該平臺(tái)的機(jī)型無法大規(guī)模應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的CNC數(shù)控平臺(tái)限制功能擴(kuò)展，成本高的不足，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是，包括エ業(yè)計(jì)算機(jī)、嵌入式控制芯片單元、光柵刻度尺、高速串行通信總線、局域控制單元和伺服驅(qū)動(dòng)單元，エ業(yè)計(jì)算機(jī)的中央處理器通過PCI系統(tǒng)總線與嵌入式控制芯片單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，嵌入式控制芯片單元分別與光柵刻度尺和局域控制單元相連，伺服驅(qū)動(dòng)單元與局域控制單元連接。根據(jù)本實(shí)用新型的另ー個(gè)實(shí)施例，進(jìn)ー步包括局域控制單元有三只，各局域控制単元之間通過高速串行通信總線聯(lián)結(jié)。根據(jù)本實(shí)用新型的另ー個(gè)實(shí)施例，進(jìn)ー步包括每只局域控制單元連接ー只伺服驅(qū)動(dòng)單元。本實(shí)用新型的有益效果是，中央處理器具有2. 4G的高速處理功能，負(fù)責(zé)高速運(yùn)算和核心控制，嵌入式控制芯片單元負(fù)責(zé)信號(hào)采集和維持高速串行通信，整個(gè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔高效，分エ明確，性能穩(wěn)定；三軸向的實(shí)時(shí)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，保證在研磨時(shí)大、小輪齒有恒定的側(cè)隙值和合理的齒面研磨區(qū)域；系統(tǒng)的閉環(huán)在線反饋，以保證伺服驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)的精確度；研齒前大、小輪自動(dòng)嚙合，自動(dòng)測(cè)量齒面?zhèn)认?，減少操作流程，提高生產(chǎn)效率。

[0008]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I.エ業(yè)計(jì)算機(jī)，2.嵌入式控制芯片單元，3.光柵刻度尺，4.高速串行通信總線，5.局域控制單元，6.伺服驅(qū)動(dòng)單元。
具體實(shí)施方式
如圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，一種數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是，包括エ業(yè)計(jì)算機(jī)I、嵌入式控制芯片單元2、光柵刻度尺3、高速串行通信總線4、局域控制單元5和伺服驅(qū)動(dòng)單元6，エ業(yè)計(jì)算機(jī)I的中央處理器通過PCI系統(tǒng)總線與嵌入式控制芯片單元2進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，嵌入式控制芯片單元2分別與光柵刻度尺3和局域控制單元5相連，伺服驅(qū)動(dòng)單元6與局域控制單元5連接。局域控制單元5有三只，各局域控制單元5之間通過高速串行通信總線4聯(lián)結(jié)。每只局域控制單元5連接ー只伺服驅(qū)動(dòng)單元6。由在エ業(yè)計(jì)算機(jī)I上安裝自主開發(fā)的專用軟件控制中央處理器，通過嵌入式控制芯片單元2控制局域控制單元5驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)單元6沿大輪軸線方向向小輪低速前進(jìn)(規(guī)定大輪軸線方向?yàn)镚方向，大輪沿其軸線向小輪移動(dòng)方向?yàn)镚正方向),局域控制單兀5實(shí)時(shí)反饋伺服驅(qū)動(dòng)單元6的當(dāng)前負(fù)荷。當(dāng)エ業(yè)計(jì)算機(jī)I的中央處理器檢測(cè)到伺服驅(qū)動(dòng)單元6的負(fù)荷大于設(shè)定上限值，立即停止伺服驅(qū)動(dòng)單元6向G方向前迸，讀取G方向光柵刻度尺3的數(shù)據(jù)并和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)安裝距做比較，如差值在規(guī)定范圍內(nèi)，則進(jìn)入自動(dòng)測(cè)量齒輪側(cè)隙的步驟；否則控制伺服驅(qū)動(dòng)單元6沿G方向低速后退到安全位置，通過エ業(yè)計(jì)算機(jī)I的RS232通信端ロ控制主電機(jī)轉(zhuǎn)一個(gè)規(guī)定的角度增量并重新進(jìn)入齒輪副自動(dòng)嚙合階段，如超過4次齒輪副仍未正確嚙合，則提示用戶進(jìn)入手動(dòng)嚙合。齒輪副正確嚙合后，通過エ業(yè)計(jì)算機(jī)I的RS232通信端ロ控制主電機(jī)驅(qū)動(dòng)小輪，使其帶動(dòng)大輪低速轉(zhuǎn)動(dòng)I圏，同時(shí)動(dòng)態(tài)記錄G方向光柵刻度尺3數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)反映了大輪各個(gè)位置的齒面跳動(dòng)，用來作為確定大小輪合理側(cè)隙的依據(jù)，進(jìn)而保證研齒效果。確定合理側(cè)隙后，設(shè)定好VHG方向的多點(diǎn)坐標(biāo)和工作模式，系統(tǒng)即可完成自動(dòng)研磨。エ業(yè)計(jì)算機(jī)I采用研華エ控機(jī)IPC ;嵌入式控制芯片單元2采用NIPPON PULSE MOTOR公司的9001A芯片單元，光柵刻度尺3采用HAIDEHAN公司的GBC2-B10型光柵尺，高速串行通信線4采用雙向20M專用屏蔽雙絞電纜，局域控制單元5采用NIPPON PULSE MOTOR公司的9003A芯片，伺服控制單元6采用市場(chǎng)上各大主流伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備均可。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是，包括エ業(yè)計(jì)算機(jī)(I)、嵌入式控制芯片單元(2)、光柵刻度尺(3)、高速串行通信總線(4)、局域控制單元(5)和伺服驅(qū)動(dòng)單元(6)，エ業(yè)計(jì)算機(jī)(I)的中央處理器通過PCI系統(tǒng)總線與嵌入式控制芯片單元(2)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，嵌入式控制芯片單元(2)分別與光柵刻度尺(3)和局域控制單元(5)相連，伺服驅(qū)動(dòng)單元(6)與局域控制單元(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是，局域控制単元(5)有三只，各局域控制單元(5)之間通過高速串行通信總線(4)聯(lián)結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征是，每只局域控制單元(5 )連接ー只伺服驅(qū)動(dòng)單元(6 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及數(shù)控研齒機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種數(shù)控錐齒輪研齒機(jī)的三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。其包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、嵌入式控制芯片單元、光柵刻度尺、高速串行通信總線、局域控制單元和伺服驅(qū)動(dòng)單元。中央處理器負(fù)責(zé)高速運(yùn)算和核心控制，嵌入式控制芯片單元負(fù)責(zé)信號(hào)采集和維持高速串行通信，整個(gè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔高效，分工明確，性能穩(wěn)定，系統(tǒng)的閉環(huán)在線反饋，以保證伺服驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)的精確度；研齒前大、小輪自動(dòng)嚙合，自動(dòng)測(cè)量齒面?zhèn)认?，減少操作流程，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B23F19/02GK202388064SQ201120488430
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者余霖, 彭永生, 王威 申請(qǐng)人:常州市步云工控自動(dòng)化有限公司