專利名稱：珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種珩磨機床，特別是珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置。
背景技術：
珩磨機床主軸在珩磨過程中需要做往復運動，珩磨機床主軸往復數字控制的技術是珩磨機床的核心制造技術，它決定了珩磨機床的性能以及珩磨工藝水平的高低。目前，高檔的珩磨機床的主軸往復運動已經實現數控，其主軸往復運動液壓缸的換向控制系統(tǒng)的控制驅動方法有兩種，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)控制驅動系統(tǒng)，實現主軸換向的數控；其二是采用特殊的珩磨專用轉閥，將機床主軸的往復直線運動轉換成閥內控制部件的旋轉運動，閥的先導控制部分在電機驅動下轉動，與主軸往復產生的轉動通過特殊的機構構成旋轉機液位置閉環(huán)，再由轉閥控制器的電氣接口，實現主軸往復換向的數控。上述兩種主軸往復換向控制系統(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閥的往復換向控制系統(tǒng)，其需要將主軸的線性運動轉變成旋轉運動和復雜的旋轉機液位置閉環(huán)系統(tǒng)，使換向控制系統(tǒng)的生產成本大大提高，同時也使得系統(tǒng)的調試、維護保
養(yǎng)非常繁瑣。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種利用直線電機控制機械液壓伺服閥的動作，實現珩磨機床的主軸往復運動的速度、位置、換向的數字控制功能，即采用數控機械位置閉環(huán)和線性機械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實現珩磨機床的主軸往復運動的速度、位置、換向可控的珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置。本實用新型的技術方案一種珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置，包括床身、安裝在床身上的珩磨機主軸系統(tǒng)、液壓換向驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機的液壓換向驅動系統(tǒng)包括主軸液壓缸和控制主軸液壓缸往復移動的機械液壓伺服閥，機械液壓伺服閥中的閥體與主軸液壓缸中的移動件相連，機械液壓伺服閥中的閥芯通過連接件與轉換機構相連，轉換機構通過控制系統(tǒng)進行控制，上述轉換機構是由安裝在床身上的直線電機組成，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與直線電機中的直線移動件相連，直線電機通過控制系統(tǒng)進行控制。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，機械液壓伺服閥中的閥體通過連接件與活塞桿相連。本實用新型的特點是1、本實用新型利用直線電機控制機械液壓伺服閥的動作， 可實現主軸液壓缸的速度、位置、換向的隨動控制，即采用數控機械位置閉環(huán)和線性機械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實現液壓缸的速度、位置、換向的數字控制功能。[0009]2、采用直線電機作為先導控制單元，將具有線性機特性的機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)，后者通過機械液壓伺服閥的隨動特性，系統(tǒng)的調試可以采用將電氣和液壓分別進行調試的方法，降低了調試工作的難度，也便于出現問題時快速找到問題的所在。與現有高檔的往復運動數控裝置相比，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，且將目前一個電液位置閉環(huán)拆分成數控機械位置閉環(huán)以及線性機械液伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，即將一個復雜的位置閉環(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要求以及系統(tǒng)的組成成本。與采用特殊的珩磨專用轉閥的數控方法相比，由于采用較常用的線性機械液壓伺服閥代替了珩磨專用轉閥，珩磨主軸的線性運動直接與閥芯的線性運動構成隨動位置閉環(huán)，不需要將主軸的線性運動轉變成旋轉運動，更不需要復雜的旋轉機液位置閉環(huán)，其工作原理、驅動和反饋方式、機械結構等完全不同，并且由于機械液壓伺服閥的結構簡單，降低了構成系統(tǒng)的成本，并提高了系統(tǒng)維護保養(yǎng)的方便性。3、本實用新型中采用線性性能好的機械液壓伺服閥作為機械力的放大機構，可以驅動較大負載，應用范圍也不僅僅局限于珩磨機床的主軸往復驅動控制，還適用于其他需要數控和液壓驅動的各種場合。配用的機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械液壓伺服元件已在機床控制領域廣泛使用，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速度等技術條件下，其價格只有進口電液伺服比例閥和專用換向轉閥的1/3—1/5，同時為位置控制精度和換向響應速度等技術條件要求高的高檔液壓換向數控驅動裝置，提供了一種結構簡單、控制可靠、價格低廉、 便于調整、操作和維護的珩磨機液壓往復運動隨動控制裝置。本裝置通過實驗證明，可滿足高檔珩磨機床對主軸往復驅動控制的要求，是替代進口電液伺服比例閥和專用轉閥的理想裝置，對我國珩磨機床的發(fā)展具有重大實用意義。

附圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，在珩磨機的床身上安裝有帶動珩磨機主軸往復移動的主軸液壓缸 10、直線電機和保證連接件5上下移動的穩(wěn)定性的線軌6，連接件5安裝在線軌上。圖中所示的1為數字控制器、2為伺服驅動器、8為伺服電機，數字控制器、伺服驅動器和伺服電機通過電纜相連，根據主軸液壓缸10的位移需要，通過數字控制器進行設定，液壓系統(tǒng)的壓力是通過液壓泵9提供。工作時，根據所設定的程序，伺服驅動器發(fā)出指令使直線電機中的直線移動件22 向下移動，帶動與直線移動件相連的連接件5向下移動，從而帶動與連接件5相連的機械液壓伺服閥中的閥芯14向下移動，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，由安裝在活塞桿下端的連接件13，帶動與連接件13相連的機械液壓伺服閥中的閥體12和珩磨頭15向下移動，當珩磨頭移動到設定位置時，數字控制器發(fā)出指令，同樣通過伺服驅動器使直線電機向上移動，通過連接件帶動機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，帶動閥體跟隨閥芯向上移動，從而構成了由直線電機、閥芯、活塞桿、閥體和連接件組成的液壓往復隨動系統(tǒng)。循環(huán)往復上述過程，就可完成被加工工件的珩磨。 上述直線電機、閥芯、活塞桿、閥體和連接件就組成了本技術方案的液壓往復隨動系統(tǒng)。
權利要求1.一種珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置，包括床身、安裝在床身上的珩磨機主軸系統(tǒng)、液壓換向驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機的液壓換向驅動系統(tǒng)包括主軸液壓缸(10)和控制主軸液壓缸往復移動的機械液壓伺服閥，機械液壓伺服閥中的閥體 (12)與主軸液壓缸中的移動件相連，機械液壓伺服閥中的閥芯(14)通過連接件(5)與轉換機構相連，轉換機構通過控制系統(tǒng)進行控制，上述轉換機構是由安裝在床身上的直線電機 (21)組成，連接件(5)的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端與直線電機中的直線移動件(22)相連，直線電機通過控制系統(tǒng)進行控制。
2.根據權利要求1所述的珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置，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)，機械液壓伺服閥中的閥體(12)通過連接件與活塞桿相連。
專利摘要本實用新型涉及一種珩磨機床，特別是珩磨機主軸往復隨動控制直線電機驅動裝置，該驅動裝置包括床身、安裝在床身上的珩磨機主軸系統(tǒng)、液壓換向驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機的液壓換向驅動系統(tǒng)包括主軸液壓缸和控制主軸液壓缸往復移動的機械液壓伺服閥，機械液壓伺服閥中的閥體與主軸液壓缸中的移動件相連，機械液壓伺服閥中的閥芯通過連接件與轉換機構相連，轉換機構是由安裝在床身上的直線電機組成，連接件的一端與機械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與直線電機中的直線移動件相連，直線電機通過控制系統(tǒng)進行控制轉換機構通過控制系統(tǒng)進行控制。本實用新型具有結構簡單、控制可靠、價格低廉、便于調整、操作和維護的珩磨機主軸往復隨動控制裝置。
文檔編號B24B49/08GK202021540SQ20112007779
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者劉陽春, 廖威, 張宏軍, 徐建華, 鄭金傳, 郭洪凌, 高鵬賢 申請人:北京機械工業(yè)自動化研究所, 寧夏銀川大河數控機床有限公司