直驱式数控滚齿机的工作原理

2021-04-12 09:56:32

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滚齿机在做展成运动时滚刀主轴和工件主轴（工作台）需要保持下式严格的运动关系：

n工作台=n滚刀XK/z;其中，n工作台：工作台转速；K：滚刀头数； Z：被加工齿轮齿数； n滚刀：工作台转速；在传统的机械传动滚齿机和2、3轴数控滚齿机上，上式的运动关系是靠滚刀主轴和工作台间的机械传动机构强制完成的。工作台和滚刀间的传动比决定了二者间的运动关系，传动精度决定了滚齿机的分度精度。当改变被加工工件的齿数时，就通过计算改变挂轮箱内的挂轮来实现。

这种传统的结构在滚刀和工作台之间有很长的传动链，机床的分度精度取决于传动链的精度。传动链中传动元件之间的间隙降低了传动刚性，并且在滚刀和工件间产生的冲击会造成滚刀的快速磨损。由于这个原因，滚齿机的设计者一直在追求缩短机床的传动链。

直驱式数控滚齿机

随着数控技术的发展，滚刀和工作台之间可以采用数控系统中的电子齿轮箱（EBG）来代替原来的分度齿轮箱（包括差动齿轮箱）。前述的蜗轮副传动和齿轮传动数控滚齿机就是应用了电子齿轮箱技术而使传动链大大缩短。

直驱式数控滚齿机是应用了内装式电机即直驱技术。滚刀主轴采用大力矩内装式伺服主轴电机，主轴尾部同轴安装一个位置编码器反馈主轴位置；工作台则采用多级大扭矩低速力矩电机驱动，和电机的转子直连一个高精度位置编码器反馈工作台的位置。这样，工作台和滚刀之间不存在任何机械传动元件，称之为“零传动”；反馈元件直接检测滚刀和工作台位置，构成了真正意义的全闭环。在设置中，滚刀作为主动轴，工作台作为跟随轴。当工作台的响应速度足够时，在电子齿轮箱的控制之下，可以得到理想的分度精度和很好的表面质量。

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辽宁省中野数控机床制造有限公司

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