C6150機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計含3張CAD圖

C6150機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計含3張CAD圖,c6150,機(jī)床,進(jìn)給,系統(tǒng),結(jié)構(gòu)設(shè)計,cad 附錄 1 外文譯文 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)減速器/齒輪箱間隙減小系統(tǒng) 摘要： CNC 機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動連桿是在閉環(huán)循環(huán)中建立的，它們的結(jié)構(gòu)包括減速器/ 變速箱。由于齒輪齒側(cè)面之間的機(jī)械間隙，在運(yùn)動連桿整體性能（速度和位置環(huán)） 方面出現(xiàn)干擾，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定。這項工作提出了一種新的系統(tǒng)，以減少機(jī)械側(cè)隙的基礎(chǔ)上設(shè)計具有錐形齒的新型圓柱齒輪，允許齒側(cè)面之間的間隙調(diào)整。還詳細(xì)闡述了減小進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)中減速器齒隙的作用方式。 1.介紹 目前數(shù)控機(jī)床的制造進(jìn)展主要取決于進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)性能的不斷提高，提供了更好的動態(tài)性能，定位精度和速度變化范圍寬。這樣的要求將機(jī)床設(shè)計者永久地適應(yīng)新的性能條件，特別是在輪廓曲線數(shù)值控制的情況下，其中在兩個或多個運(yùn)動軸上施加嚴(yán)格的相關(guān)性，以獲得越來越多的運(yùn)動。復(fù)雜的平面和空間輪廓[1, 2]。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動聯(lián)軸器存在的問題主要是通過改進(jìn)靜、動態(tài)參數(shù)，通過定位精度、軌跡誤差和運(yùn)動軸的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)的。靜態(tài)參數(shù)在運(yùn)動連桿的類型、機(jī)床的類型和用途方面有不同的功能。在實(shí)現(xiàn)靜態(tài)參數(shù)時，主要由機(jī)床內(nèi)的減速器的質(zhì)量所保持，該機(jī)械減速器位于進(jìn)給運(yùn)動連桿結(jié)構(gòu)中，在大多數(shù)情況下，位于位置環(huán)的內(nèi)部，直接影響閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定。進(jìn)給運(yùn)動連桿的閉環(huán)循環(huán)控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間特性受減速器機(jī)械側(cè)隙值的影響，因此在輸入和輸出信號之間產(chǎn)生時間差[3]。在與響應(yīng)時間相關(guān)的情況下，由于機(jī)械間隙的存在而影響進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)的動態(tài)穩(wěn)定性。第二個因素是整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)速度和位置電路離開穩(wěn)定平衡狀態(tài)之后，當(dāng)輸入（4）上的變化消失后，系統(tǒng)返回到固定模式時，進(jìn)給運(yùn)動連桿與速度和位置電路進(jìn)一步穩(wěn)定直到輸入變化。 進(jìn)給運(yùn)動連桿中的齒隙的存在導(dǎo)致滑塊偏離編程值或在編程的定位點(diǎn)的固定值，在其周圍永久振蕩。減速器中機(jī)械側(cè)隙的大小取決于減速器內(nèi)的齒輪的數(shù)量， 最終取決于減速器的傳動比。進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)可以是線性或圓形的，其中機(jī)械減速器的存在是不可缺少的。因此，在圓形進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)的情況下，特別是在銑床、鏜床、銑床和鉆床的旋轉(zhuǎn)臺上，使用高傳動比（I＝100）的減速器，這導(dǎo)致機(jī)械間隙的高值。在使用齒條齒輪機(jī)構(gòu)作為將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動的最后元件的線性進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)的情況下，在伺服電機(jī)之后放置減速器。 2.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動連桿的分塊結(jié)構(gòu) 在圖 1 中示出了減速器進(jìn)入直線進(jìn)給運(yùn)動連桿的塊結(jié)構(gòu)的位置，在這里它集 成在位置環(huán) BP 內(nèi)。在塊 C 中，將表示命令的預(yù)設(shè)部分的控制信號 E1 與位置編碼器 TP 發(fā)射的信號 E0 進(jìn)行比較，其結(jié)果是差分信號“E1-E0”被放大到變頻器 CF 中，從而輸出電流 I 被應(yīng)用到交流。電動機(jī) MCA。該電機(jī)在其輸出處產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩 MT，進(jìn)一步施加在減速器 R 的輸入軸上。在減速器 R 的輸出軸上獲得的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 Th 被傳遞到滾珠絲杠，然后轉(zhuǎn)換成滑塊 S 的線性速度。可以注意到，速度環(huán) BV 從位于電機(jī) MCA 的轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)編碼器電視拾取其信號。將該信號與輸入信號進(jìn)行比較，并將它們的差值施加到電動機(jī)，直到誤差被取消，從而在電阻轉(zhuǎn)矩可變時保持 RPM 在電機(jī)軸上恒定。從圖 1 中可以看出進(jìn)給運(yùn)動連桿的每個部件的結(jié)構(gòu)位置：比較器 C 屬于數(shù)控；轉(zhuǎn)換器 CF 位于電氣柜中；電機(jī) MCA、減速器 R 和滾珠絲杠位于機(jī)床上。 圖 1 聯(lián)動與速度環(huán)和位置 圖 2 環(huán)型進(jìn)給運(yùn)動與聯(lián)動 圖 2 示出了進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其中可以找到與線性元件相同的元件， 但是位置編碼器 TP 是旋轉(zhuǎn)編碼器，并且直接位于減速器 R 的輸出軸上。在這種情況下，減速器的輸出 RPM 與表旋轉(zhuǎn)的快速 RPM 和電機(jī)所產(chǎn)生的最大 RPM 之間的比率決定了減速器 R 的傳動比的最大值。兩個方塊圖的結(jié)構(gòu)中的每個元素都有其自身的傳遞函數(shù)，在此基礎(chǔ)上可以得到整個進(jìn)給運(yùn)動連桿的傳遞函數(shù)。進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)的響應(yīng)由其部件的值決定。在決定進(jìn)給運(yùn)動連桿最合適的響應(yīng)時，可以應(yīng)用兩個準(zhǔn)則： a）運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)快速響應(yīng)給定的輸入信號，并且在靜態(tài)條件下的振蕩應(yīng)被最小化。 該標(biāo)準(zhǔn)適用于僅進(jìn)行定位的機(jī)床，如鉆床和車床等。在這種情況下，減速器的質(zhì)量是重要的，但在機(jī)械間隙方面卻不是很苛刻。實(shí)現(xiàn)定位的機(jī)床的主要方法， 是使用具有大于 6 分鐘響應(yīng)時間的機(jī)械間隙的減速器。 b）運(yùn)動連桿應(yīng)快速響應(yīng)給定的輸入信號和圍繞 A 的振蕩。 靜態(tài)條件應(yīng)消除。這一準(zhǔn)則適用于輪廓振動的連桿機(jī)構(gòu)，其中光在振蕩上的存在是不可接受的，因?yàn)樵谳喞尚芜^程中，任何振蕩都會改變所需的輪廓，以及加工表面的粗糙度。在這種情況下，要求間隙盡可能低，甚至在可能的情況下消除。在這樣的輪廓進(jìn)給運(yùn)動連桿上使用的減速器具有非常低的齒隙率，即 2-4 分鐘[5]。 3.機(jī)械側(cè)隙對進(jìn)給運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性的影響 減速器中的機(jī)械間隙是進(jìn)給運(yùn)動連桿的循環(huán)周期的一個組成部分的存在，使得輸出信號在輸入信號發(fā)生后的一定時間內(nèi)發(fā)生。 4.圓柱齒輪傳動 這種新型傳動裝置用于減小齒側(cè)之間的機(jī)械間隙?，F(xiàn)有的解決方案，以減少齒側(cè)之間的齒隙是已知的；它們使用兩個運(yùn)動分支，使得在它們的相對角旋轉(zhuǎn)期間，齒隙減小。這種解決方案的缺點(diǎn)在于運(yùn)動傳遞的方向。最終，才生意一個巨大的運(yùn)慣性。 圓錐齒輪的圓柱齒輪由兩個齒輪 1 和 2 組成，它們的齒是錐形的；它們的兩側(cè) A 和 B 分別不同，即側(cè)面 A 是直的，而側(cè)面 B 在 2°到 5°之間具有傾斜角度， 在一個意義上具有齒輪 1 的傾斜。齒輪 2 在相反的方向上，圖 5。通過一個齒輪 1 和 2 的軸向運(yùn)動，輪齒側(cè)之間的齒隙減小。齒的兩個側(cè)面 A 和 B 的存在導(dǎo)致執(zhí)行兩個齒輪，其中兩個齒輪在同一傳動裝置的軸之間具有兩個不同的距離，并且為了使傳動裝置成為可能，即保持軸線之間的相同距離，一個傳動裝置將在角度方面進(jìn)行校正。在建立校正指標(biāo)值之和時，必須考慮軸間距離的差異，并在獲得相同幾何元素的基礎(chǔ)上，根據(jù)以下推理的階段來獲得各校正指標(biāo)的值。兩個齒輪 1 和 2 為側(cè)面 A 和 B：外徑、內(nèi)徑和齒高。 圖 5 漸開線圓柱齒輪傳動 附錄 2 外文原文 45