CN1042705C - 卷筒螺旋绳槽的加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种卷筒螺旋绳槽的加工装置，由安装在车床拖板上的液压仿形机构，仿形轮传动机构及电气控制系统组成，仿形轮传动机构包括两台步进电机、一个差动减速箱及由它们控制的一个板状凸轮的仿形轮；电控系统使经数显检测装置采集的拖板纵向位移信号传递给计算机，计算机使之与来自主轴脉冲发生器信号作实时计算，发出指令对步进电机及仿形轮的运动进行控制，实现刀架的径向复杂运动，使数控系统得以简化。
Description
本发明属于用于特殊工件的加工装置。
美国专利US3595106中介绍，其装置是利用旋转轴位移变化量与直线轴位移变化量之比为一常量的规律，采用逐点比较法插补原理，实现螺纹的加工。加工普通螺纹时，螺纹的起点及终点值预先应输入程序中，当螺纹加工值小于设定值时，插补单元就要对旋转轴每次的位移变量按编定的加工程序进行计算，得到对应的直线轴位移变量值，以此往复，实现螺纹的加工。若需几次加工，则应把加工次数编入程序中。对于锥螺纹，则插补单元还需分别计算和控制二个直线轴位移量的值。对螺纹加工方法仍采用传统的方式，只是利用插补单元计算方式代替了机械挂轮传动方式完成加工。
本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提出一种采用数控系统控制具有步进电机的差动机构使板状仿形轮转动的技术方案，使复杂的卷筒截面的计算由特殊作用的板状仿形轮代替，使数控系统得以简化。
本发明的装置是由安装在普通车床拖板上的液压仿形机构和仿形轮传动机构以及电气控制系统组成。仿形轮传动机构包括两台步进电机、一个差动减速箱及由它们控制的一个板状凸轮的仿形轮。电气控制系统使经数显检测装置采集的拖板纵向线性位移量信号变换后传递给计算机，计算机使之与来自一个主轴脉冲发生器信号作实时计算的结果，发出指令对所述步进电机及仿形轮的运动进行控制，配合以该液压仿形机构的作用，实现刀架按加工所需的径向的复杂运动。差动减速箱是由四个啮合在一起的伞齿轮组成行星传动，仿形轮与行星齿轮轴成T形连接，并与步进电机D1同轴转动，步进电机D2与蜗杆同轴，传动与蜗轮固定在一起的伞齿轮。主轴脉冲发生器是一个光电脉冲发生器。数显检测装置可是一个感应同步显示装置，也可是一个光栅数字显示装置，还可是一个磁栅数字显示装置。计算机是一个STD工业计算机。
本发明与已有技术相比，由于采用了计算机软件程序对拖板纵向位移信号与主轴脉冲信号作实时计算和具有步进电机的差动机构及由它们控制的板状凸轮的仿形轮，使数控系统得以简化。同时，还具有生产效率高、加工精度高、拆装方便、操作简便、装置安全可靠等优点，为机床制造提供了先进的技术方案，更适用于我国重型行业机床的改造。
本发明将通过以下实施例结合附图进一步加以说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是差动机构示意图。
图3是数控系统的框图。
如图1所示。其结构和工作过程是工件[2]夹紧在主轴卡盘[1]和尾座顶尖[3]之间，主轴脉冲发生器[15]是一个光电脉冲发生器，安装在主轴上，随车床主轴的转动发出连续的脉冲信号，经数控柜[14]的STD工业计算机实时控制功率放大器驱动步进电机D1[6]，再经差动减速箱[5]，使板状凸轮的仿形轮[4]转动，其截面与卷筒绳槽截面相似，与车床主轴做同步旋转，其转速为n1。数显检测装置[13]是一个感应同步显示装置，也可是一个光栅数字显示装置，或磁栅数字显示装置。它所采集的拖板纵向位移信号经数控柜[14]的STD工业计算机与主轴转速信号作实时计算，控制由功放器驱动步进电机D2[7]，使其转动，通过差动减速箱[5]与步进电机D1[6]的转动合成，使板状凸轮的仿形轮[4]得到一个附加转速n2，使板状凸轮的仿形轮[4]得到主轴转速n1和附加转速n2的叠加转动，即板状凸轮的仿形轮[4]跟随主轴同步转动的同时还有拖板位移附加的差速转动，从而完成卷筒绳槽截面形状和绳槽螺旋形成的功能。安装在随动阀[9]上的仿形触头[8]跟随板状凸轮的仿形轮[4]运动，随动阀[9]驱动由液压站[12]供油的液压仿形刀架[10]，使固定在刀架上的尖刀[11]沿工件作径向仿形运动，随着拖板的纵向位移，在工件上就可加工出所需的螺旋绳槽。
如图2所示。其差动减速箱的结构可以是：由四个啮合在一起的伞齿轮[5-1][5-2][5-3][5-4]组成行星传动，板状凸轮的仿形轮[4]与行星伞齿轮[5-2][5-4]的轴成T形连接，并与步进电机D1[6]同步转动，步进电机D2[7]与蜗杆[5-6]同轴连接，传动与蜗轮[5-5]固定在一起的伞齿轮[5-3]，使板状凸轮的仿形轮[4]随步进电机D1转动的同时，还要附加由于步进电机D2产生的差动转动。
如图3所示。其数控系统的构成可以包括安装在柜门上的转换开关(工作方式、螺纹类型)、拨码盘；安装在柜内的交、直流稳压器、功率放大器、STD工业计算机及发光二极管显示阵列；安装在车床拖板上的操作按钮站，走刀手柄联动开关；安装在差动减速箱上的仿形轮定位开关；安装在液压仿形刀架上的液压退刀电磁阀、小刀架限位开关；安装在床身上的感应同步位移检测器；安装在主轴上的主轴光电脉冲发生器；安装在差动减速箱上的步进电机D1、D2。
Claims (7)
1．一种卷筒螺旋绳槽的加工装置，由安装在车床拖板上的液压仿形机构，仿形轮传动机构及电气控制系统组成，其特征在于，该仿形轮传动机构包括了两台步进电机、一个差动减速箱及由它们控制的一个板状凸轮的仿形轮；所述电气控制系统使经数显检测装置采集的拖板纵向线性位移量信号变换后传递给计算机，计算机使之与来自一个主轴脉冲发生器信号作实时计算的结果，发出指令对所述步进电机及仿形轮的运动进行控制，配合以该液压仿形机构的作用，实现刀架按加工所需的径向的复杂运动。
2．按照权利要求1所述的卷筒螺旋绳槽的加工装置，其特征在于，所述的差动减速箱是由四个啮合在一起的伞齿轮组成行星传动，板状凸轮的仿形轮与行星齿轮轴成T形连接，并与步进电机D1同轴转动，步进电机D2与蜗杆同轴，传动与蜗轮固定在一起的伞齿轮。
3．按照权利要求1所述的卷筒螺旋绳槽的加工装置，其特征在于，所述的主轴脉冲发生器是一个光电脉冲发生器。
4．按照权利要求1所述的卷筒螺旋绳槽的加工装置，其特征在于，所述的数显检测装置是一个感应同步显示装置。
5．按照权利要求1所述的卷筒螺旋绳槽的加工装置，其特征在于，所述的数显检测装置是一个光栅数字显示装置。
6．按照权利要求1所述的卷筒螺旋绳槽的加工装置，其特征在于，所述的数显检测装置是一个磁栅数字显示装置。
7．按照权利要求1所述的卷筒螺旋绳槽的加工装置，其特征在于，所述的计算机是一个STD工业计算机。
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