直驅式數控滾齒機的工作原理

2023-08-24 09:55:32

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滾齒機在做展成運動時滾刀主軸和工件主軸（工作臺）需要保持下式嚴格的運動關系：

n工作臺=n滾刀XK/z;其中，n工作臺：工作臺轉速；K：滾刀頭數； Z：被加工齒輪齒數； n滾刀：工作臺轉速；在傳統的機械傳動滾齒機和2、3軸數控滾齒機上，上式的運動關系是靠滾刀主軸和工作臺間的機械傳動機構強制完成的。工作臺和滾刀間的傳動比決定了二者間的運動關系，傳動精度決定了滾齒機的分度精度。當改變被加工工件的齒數時，就通過計算改變掛輪箱內的掛輪來實現。

這種傳統的結構在滾刀和工作臺之間有很長的傳動鏈，機床的分度精度取決于傳動鏈的精度。傳動鏈中傳動元件之間的間隙降低了傳動剛性，并且在滾刀和工件間產生的沖擊會造成滾刀的快速磨損。由于這個原因，滾齒機的設計者一直在追求縮短機床的傳動鏈。

隨著數控技術的發展，滾刀和工作臺之間可以采用數控系統中的電子齒輪箱（EBG）來代替原來的分度齒輪箱（包括差動齒輪箱）。前述的蝸輪副傳動和齒輪傳動數控滾齒機就是應用了電子齒輪箱技術而使傳動鏈大大縮短。

直驅式數控滾齒機是應用了內裝式電機即直驅技術。滾刀主軸采用大力矩內裝式伺服主軸電機，主軸尾部同軸安裝一個位置編碼器反饋主軸位置；工作臺則采用多級大扭矩低速力矩電機驅動，和電機的轉子直連一個高精度位置編碼器反饋工作臺的位置。這樣，工作臺和滾刀之間不存在任何機械傳動元件，稱之為“零傳動”；反饋元件直接檢測滾刀和工作臺位置，構成了真正意義的全閉環。在設置中，滾刀作為主動軸，工作臺作為跟隨軸。當工作臺的響應速度足夠時，在電子齒輪箱的控制之下，可以得到理想的分度精度和很好的表面質量。

直驅式數控滾齒機