專利名稱：珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種珩磨機(jī)床，特別是珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
珩磨機(jī)床主軸在珩磨過程中需要做往復(fù)運(yùn)動，珩磨機(jī)床主軸往復(fù)數(shù)字控制的技術(shù)是珩磨機(jī)床的核心制造技術(shù)，它決定了珩磨機(jī)床的性能以及珩磨工藝水平的高低。目前，高檔的珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)運(yùn)動已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)控，其主軸往復(fù)運(yùn)動液壓缸的換向控制系統(tǒng)的控制驅(qū)動方法有兩種，其一是采用電液伺服比例閥和主軸位移傳感器組成的電液位置換向閉環(huán)控制驅(qū)動系統(tǒng)，實現(xiàn)主軸換向的數(shù)控；其二是采用特殊的珩磨專用轉(zhuǎn)閥，將機(jī)床主軸的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成閥內(nèi)控制部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，閥的先導(dǎo)控制部分在電機(jī)驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，與主軸往復(fù)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動通過特殊的機(jī)構(gòu)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)液位置閉環(huán)，再由轉(zhuǎn)閥控制器的電氣接口，實現(xiàn)主軸往復(fù)換向的數(shù)控。上述兩種主軸往復(fù)換向控制系統(tǒng)中，電液伺服比例閥和主軸位移傳感器組成的電液位置換向閉環(huán)控制系統(tǒng)，其電液伺服比例閥昂貴且對使用條件較苛刻；而采用特殊的珩磨專用轉(zhuǎn)閥的往復(fù)換向控制系統(tǒng)，其需要將主軸的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)液位置閉環(huán)系統(tǒng)，使換向控制系統(tǒng)的生產(chǎn)成本大大提高，同時也使得系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)保
養(yǎng)非常繁瑣。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用數(shù)控裝置控制機(jī)械液壓伺服閥的動作，實現(xiàn)珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)運(yùn)動的速度、位置、換向的數(shù)字控制功能，即采用數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)和線性機(jī)械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實現(xiàn)珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)運(yùn)動的速度、位置、換向可控的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置。本實用新型的技術(shù)方案一種珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置，包括床身、安裝在床身上的珩磨機(jī)主軸系統(tǒng)、液壓換向驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機(jī)的液壓換向驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸液壓缸和控制主軸液壓缸往復(fù)移動的機(jī)械液壓伺服閥，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體與主軸液壓缸中的移動件相連，機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯通過連接件與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由固定安裝在床身上的伺服電機(jī)、安裝在伺服電機(jī)輸出端的絲杠和與絲杠相配的螺母組成，連接件的一端與機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯相連，連接件的另一端與螺母相連，伺服電機(jī)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。上述主軸液壓缸中的移動件為活塞桿，在活塞桿的頂端安裝有連接件，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體通過連接件與活塞桿相連。在上述床身上安裝有直線導(dǎo)軌，連接件安裝在直線導(dǎo)軌上。本實用新型的特點是1、本實用新型利用伺服電機(jī)、絲杠螺母組成的數(shù)控裝置控制機(jī)械液壓伺服閥的動作，可實現(xiàn)主軸液壓缸的速度、位置、換向的隨動控制，即采用數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)和線性機(jī)械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實現(xiàn)液壓缸的速度、位置、換向的數(shù)字控制功能。2、采用伺服電機(jī)、絲杠螺母組成的檢測和設(shè)定直線位移的數(shù)控裝置作為先導(dǎo)控制單元，將具有線性機(jī)械特性的機(jī)械液壓伺服閥作為隨動單元，形成完全獨立的兩套位置閉環(huán)單元，前者采用電信號位置閉環(huán)，后者通過機(jī)械液壓伺服閥的隨動特性，系統(tǒng)的調(diào)試可以采用將電氣和液壓分別進(jìn)行調(diào)試的方法，降低了調(diào)試工作的難度，也便于出現(xiàn)問題時迅速找到問題的所在。與現(xiàn)有高檔的往復(fù)運(yùn)動數(shù)控裝置相比，本實用新型不需要昂貴且對使用條件較苛刻的電液伺服比例閥，而且能將目前一個電液位置閉環(huán)拆分成數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)以及線性機(jī)液伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，即將一個復(fù)雜的位置閉環(huán)拆分成兩個相對簡單的位置閉環(huán)，使系統(tǒng)的調(diào)試變得簡單，提高了系統(tǒng)工作的可靠性，降低了對使用人員的技術(shù)要求以及系統(tǒng)的組成成本。與采用特殊的珩磨專用轉(zhuǎn)閥的數(shù)控方法相比，由于采用較常用的線性機(jī)械液壓伺服閥代替了珩磨專用轉(zhuǎn)閥，珩磨主軸的線性運(yùn)動直接與閥芯的線性運(yùn)動構(gòu)成隨動位置閉環(huán)，不需要將主軸的線性運(yùn)動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，更不需要復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)液位置閉環(huán)，其工作原理、驅(qū)動和反饋方式、機(jī)械結(jié)構(gòu)等完全不同，并且由于機(jī)械液壓伺服閥的結(jié)構(gòu)簡單，降低了構(gòu)成系統(tǒng)的成本，并提高了系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)的方便性。3、本實用新型中采用線性機(jī)械液壓伺服閥作為機(jī)械力的放大機(jī)構(gòu)，可以驅(qū)動較大負(fù)載，應(yīng)用范圍也不僅僅局限于珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)驅(qū)動控制，還適用于其他需要數(shù)控和液壓驅(qū)動的各種場合。配用的機(jī)械液壓伺服閥可以是雙邊滑閥也可以是四邊滑閥。4、本實用新型所用的電控和機(jī)械液壓伺服元件已在機(jī)床控制領(lǐng)域廣泛使用，因此價格低廉、可靠性高，在同樣的位置控制精度和換向響應(yīng)速度等技術(shù)條件下，其價格只有進(jìn)口電液伺服比例閥和專用換向轉(zhuǎn)閥的1/3—1/5，同時為位置控制精度和換向響應(yīng)速度等技術(shù)條件要求高的高檔液壓換向數(shù)控驅(qū)動裝置，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、價格低廉、 便于調(diào)整、操作和維護(hù)的珩磨機(jī)液壓往復(fù)運(yùn)動隨動控制裝置。本裝置通過實驗證明，可滿足高檔珩磨機(jī)床對主軸往復(fù)驅(qū)動控制的要求，是替代進(jìn)口電液伺服比例閥和專用轉(zhuǎn)閥的理想裝置，對我國珩磨機(jī)床的發(fā)展具有重大實用意義。

附圖1為本實用新型實的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，帶動珩磨機(jī)主軸往復(fù)移動的主軸液壓缸10、伺服電機(jī)和保證連接件5 上下移動穩(wěn)定性的直線導(dǎo)軌6，直線導(dǎo)軌6安裝在珩磨機(jī)的床身上，連接件5安裝在直線導(dǎo)軌上。圖中所示的1為數(shù)字控制器、2為伺服驅(qū)動器、8為伺服電機(jī)，數(shù)字控制器、伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)通過電纜相連，根據(jù)液壓缸10的位移需要，通過數(shù)字控制器進(jìn)行設(shè)定，液壓系統(tǒng)的壓力是通過液壓泵9提供。工作時，根據(jù)所設(shè)定的程序，伺服驅(qū)動器發(fā)出指令使伺服電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)，帶動安裝在伺服電機(jī)輸出軸上的絲杠19順時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動與絲杠相配的螺母20向下直線移動，通過與螺母相連的連接件5，帶動機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯14向下移動，從而接通液壓缸的向下通路，使液壓缸中的活塞桿11向下移動，帶動珩磨機(jī)主軸及安裝在主軸上的珩磨頭15向下移動。在活塞桿11向下移動的同時，通過連接活塞桿和機(jī)械液壓伺服閥中的閥體 12的連接件13，帶動機(jī)械液壓伺服閥中的閥體12向下移動，此時閥體跟隨閥芯向下一同隨動。當(dāng)珩磨頭移動到設(shè)定位置時，數(shù)字控制器發(fā)出指令，同樣通過伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動，通過絲杠、螺母、連接件5組成的傳動鏈，帶動機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯14向上移動，接通液壓缸的向上通路，使活塞桿換向向上移動，同時閥體跟隨閥芯向上移動，從而構(gòu)成了由伺服電機(jī)、絲杠螺母、閥芯、活塞桿、閥體和連接件組成的液壓往復(fù)隨動系統(tǒng)。上述液壓往復(fù)隨動系統(tǒng)循環(huán)往復(fù)上下移動時，就帶動珩磨頭15對被加工工件進(jìn)行珩磨加工。
上述由伺服電機(jī)、絲杠螺母、閥芯、活塞桿、閥體和連接件就組成了本技術(shù)方案的液壓往復(fù)隨動系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置，包括床身、安裝在床身上的珩磨機(jī)主軸系統(tǒng)、液壓換向驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機(jī)的液壓換向驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸液壓缸(10)和控制主軸液壓缸往復(fù)移動的機(jī)械液壓伺服閥，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體 (12)與主軸液壓缸中的移動件相連，機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯(14)通過連接件(5)與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由固定安裝在床身上的伺服電機(jī)(8)、安裝在伺服電機(jī)輸出端的絲杠 (19)和與絲杠相配的螺母(20)組成，連接件(5)的一端與機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，連接件的另一端與螺母相連，伺服電機(jī)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置，其特征在于上述主軸液壓缸中的移動件為活塞桿(11)，在活塞桿(11)的頂端安裝有連接件(13)，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體(12)通過連接件(1 與活塞桿相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置，其特征在于在上述床身上安裝有直線導(dǎo)軌(6)，連接件(5)安裝在直線導(dǎo)軌上。
專利摘要本實用新型涉及一種珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動控制絲杠螺母驅(qū)動裝置。該裝置包括床身、安裝在床身上的珩磨機(jī)主軸系統(tǒng)、液壓換向驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機(jī)的液壓換向驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸液壓缸和控制主軸液壓缸往復(fù)移動的機(jī)械液壓伺服閥，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體與主軸液壓缸中的移動件相連，機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯通過連接件與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由固定安裝在床身上的伺服電機(jī)、安裝在伺服電機(jī)輸出端的絲杠和與絲杠相配的螺母組成，連接件的一端與機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯相連，連接件的另一端與螺母相連，伺服電機(jī)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。本實用新型為結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、價格低廉、便于調(diào)整、操作和維護(hù)的珩磨機(jī)液壓往復(fù)運(yùn)動隨動數(shù)控驅(qū)動裝置。
文檔編號B24B47/16GK201998053SQ20112007763
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者廖威, 張宏軍, 徐建華, 牟世維, 鄭金傳, 郭洪凌, 高鵬賢 申請人:北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所, 寧夏銀川大河數(shù)控機(jī)床有限公司