專利名稱：珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種珩磨機(jī)床，特別是珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
珩磨機(jī)床主軸在珩磨過程中需要做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，珩磨機(jī)床主軸往復(fù)數(shù)字控制的技術(shù)是珩磨機(jī)床的核心制造技術(shù)，它決定了珩磨機(jī)床的性能以及珩磨工藝水平的高低。目前，高檔的珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)控，其主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)液壓缸的換向控制系統(tǒng)的控制驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主軸換向的數(shù)控；其二是采用特殊的珩磨專用轉(zhuǎn)閥，將機(jī)床主軸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成閥內(nèi)控制部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，閥的先導(dǎo)控制部分在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，與主軸往復(fù)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)通過特殊的機(jī)構(gòu)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機(jī)液位置閉環(huán)，再由轉(zhuǎn)閥控制器的電氣接口，實(shí)現(xiàn)主軸往復(fù)換向的數(shù)控。上述兩種主軸往復(fù)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(zhuǎn)閥的往復(fù)換向控制系統(tǒng)，其需要將主軸的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)液位置閉環(huán)系統(tǒng)，使換向控制系統(tǒng)的生產(chǎn)成本大大提高，同時(shí)也使得系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)保
養(yǎng)非常繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種利用伺服電機(jī)、齒形帶組成的數(shù)控裝置，控制機(jī)械液壓伺服閥的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度、位置、換向的數(shù)字控制功能，即采用數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)和線性機(jī)械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度、位置、換向可控的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案一種珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置，包括床身、安裝在床身上的珩磨機(jī)主軸系統(tǒng)、液壓換向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機(jī)的液壓換向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸液壓缸和控制主軸液壓缸往復(fù)移動(dòng)的機(jī)械液壓伺服閥，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體與主軸液壓缸中的移動(dòng)件相連，機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯通過連接件與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，上述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由固定安裝在床身上的伺服電機(jī)、安裝在伺服電機(jī)輸出端的主動(dòng)齒形帶輪、安裝在床身上的與主動(dòng)齒形帶輪相對應(yīng)的被動(dòng)齒形帶輪及安裝在主動(dòng)齒形帶輪、被動(dòng)齒形帶輪之間的齒形皮帶組成，連接件的一端與機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端固定在齒形皮帶上。上述主軸液壓缸中的移動(dòng)件為活塞桿，在活塞桿的頂端安裝有連接件，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體通過連接件(1 與活塞桿相連。在上述床身上安裝有直線導(dǎo)軌，連接件安裝在直線導(dǎo)軌上。本發(fā)明的特點(diǎn)是1、本發(fā)明利用伺服電機(jī)、齒形帶組成的數(shù)控裝置控制機(jī)械液壓伺服閥的動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)主軸液壓缸的速度、位置、換向的隨動(dòng)控制，即采用數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)和線性機(jī)械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)液壓缸的速度、位置、換向的數(shù)字控制功能。2、采用伺服電機(jī)、齒形帶組成的檢測和設(shè)定直線位移的數(shù)控裝置作為先導(dǎo)控制單元，將具有線性機(jī)械特性的機(jī)械液壓伺服閥作為隨動(dòng)單元，形成完全獨(dú)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(jī)械液壓伺服閥的隨動(dòng)特性，系統(tǒng)的調(diào)試可以采用將電氣和液壓分別進(jìn)行調(diào)試的方法，降低了調(diào)試工作的難度，也便于出現(xiàn)問題時(shí)迅速找到問題的所在。與現(xiàn)有高檔的往復(fù)運(yùn)動(dòng)數(shù)控裝置相比，本發(fā)明不需要昂貴且對使用條件較苛刻的電液伺服比例閥，而且能將目前一個(gè)電液位置閉環(huán)拆分成數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)與線性機(jī)液伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，即將一個(gè)復(fù)雜的位置閉環(huán)拆分成兩個(gè)相對簡單的位置閉環(huán)，使系統(tǒng)的調(diào)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(shù)要求以及系統(tǒng)的組成成本。與采用特殊的珩磨專用轉(zhuǎn)閥的數(shù)控方法相比，由于采用較常用的線性機(jī)械液壓伺服閥代替了珩磨專用轉(zhuǎn)閥，珩磨主軸的線性運(yùn)動(dòng)直接與閥芯的線性運(yùn)動(dòng)構(gòu)成隨動(dòng)位置閉環(huán)，不需要將主軸的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，更不需要復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機(jī)液位置閉環(huán)，其工作原理、驅(qū)動(dòng)和反饋方式、機(jī)械結(jié)構(gòu)等完全不同，并且由于機(jī)械液壓伺服閥的結(jié)構(gòu)簡單，降低了構(gòu)成系統(tǒng)的成本，并提高了系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)的方便性。3、本發(fā)明中采用線性性能好的機(jī)械液壓伺服閥作為機(jī)械力的放大機(jī)構(gòu)，可以驅(qū)動(dòng)較大負(fù)載，應(yīng)用范圍也不僅僅局限于珩磨機(jī)床的主軸往復(fù)驅(qū)動(dòng)控制，還適用于其他需要數(shù)控和液壓驅(qū)動(dòng)的各種場合。配用的機(jī)械液壓伺服閥可以是雙邊滑閥也可以是四邊滑閥。4、本發(fā)明所用的電控和機(jī)械液壓伺服元件已在機(jī)床控制領(lǐng)域廣泛使用，因此價(jià)格低廉、可靠性高，在同樣的位置控制精度和換向響應(yīng)速度等技術(shù)條件下，其價(jià)格只有進(jìn)口電液伺服比例閥和專用換向轉(zhuǎn)閥的1/3—1/5，同時(shí)為位置控制精度和換向響應(yīng)速度等技術(shù)條件要求高的高檔液壓換向數(shù)控驅(qū)動(dòng)裝置，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、價(jià)格低廉、便于調(diào)整、操作和維護(hù)的珩磨機(jī)液壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)隨動(dòng)控制裝置。本裝置通過實(shí)驗(yàn)證明，可滿足高檔珩磨機(jī)床對主軸往復(fù)驅(qū)動(dòng)控制的要求，是替代進(jìn)口電液伺服比例閥和專用轉(zhuǎn)閥的理想裝置，對我國珩磨機(jī)床的發(fā)展具有重大實(shí)用意義。


附圖1為本發(fā)明實(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，帶動(dòng)珩磨機(jī)主軸往復(fù)移動(dòng)的主軸液壓缸10、伺服電機(jī)和保證連接件5 上下移動(dòng)穩(wěn)定性的直線導(dǎo)軌6，直線導(dǎo)軌6安裝在珩磨機(jī)的床身上，連接件5安裝在直線導(dǎo)軌上。圖中所示的1為數(shù)字控制器、2為伺服驅(qū)動(dòng)器、8為伺服電機(jī)，數(shù)字控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)通過電纜相連，根據(jù)液壓缸10的位移需要，通過數(shù)字控制器進(jìn)行設(shè)定，液壓系統(tǒng)的壓力是通過液壓泵9提供。
工作時(shí)，根據(jù)所設(shè)定的程序，伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出指令使伺服電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過安裝在伺服電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)齒形帶輪7、與主動(dòng)齒形帶輪配套的被動(dòng)齒形帶輪3和安裝在主動(dòng)齒形帶輪、被動(dòng)齒形帶輪之間的齒形皮帶4組成的往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定在齒形帶上的連接件5，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接件5的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與連接件相連的機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯14向下移動(dòng)，接通液壓缸的向下通路，使液壓缸中的活塞桿11向下移動(dòng)，帶動(dòng)珩磨機(jī)主軸和安裝在主軸上的珩磨頭15向下移動(dòng)。在活塞桿11向下移動(dòng)的同時(shí)，通過連接活塞桿和機(jī)械液壓伺服閥中的閥體12的連接機(jī)構(gòu)13，帶動(dòng)機(jī)械液壓伺服閥中的閥體12向下移動(dòng)，帶動(dòng)閥體跟隨閥芯向下移動(dòng)。當(dāng)珩磨頭移動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，數(shù)字控制器發(fā)出指令，同樣通過伺服驅(qū)動(dòng)器使伺服電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯14向上移動(dòng)，接通液壓缸的向上通路，使活塞桿換向向上移動(dòng)，帶動(dòng)閥體跟隨閥芯向上移動(dòng)，從而構(gòu)成了由伺服電機(jī)、齒形帶、閥芯、活塞桿、閥體和連接件組成的液壓往復(fù)隨動(dòng)系統(tǒng)。上述液壓往復(fù)隨動(dòng)系統(tǒng)循環(huán)往復(fù)上下移動(dòng)時(shí)，就帶動(dòng)珩磨頭15對被加工工件進(jìn)行珩磨加工。上述由伺服電機(jī)、齒形帶、閥芯、活塞桿、閥體和連接件就組成了本技術(shù)方案的液壓往復(fù)隨動(dòng)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置，包括床身、安裝在床身上的珩磨機(jī)主軸系統(tǒng)、液壓換向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機(jī)的液壓換向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸液壓缸(10)和控制主軸液壓缸往復(fù)移動(dòng)的機(jī)械液壓伺服閥，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體 (12)與主軸液壓缸中的移動(dòng)件相連，機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯(14)通過連接件(5)與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，上述轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是由固定安裝在床身上的伺服電機(jī)(8)、安裝在伺服電機(jī)輸出端的主動(dòng)齒形帶輪(7)、安裝在床身上的與主動(dòng)齒形帶輪相對應(yīng)的被動(dòng)齒形帶輪(3)及安裝在主動(dòng)齒形帶輪、被動(dòng)齒形帶輪之間的齒形皮帶(4)組成， 連接件(5)的一端與機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯(14)相連，另一端固定在齒形皮帶上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于上述主軸液壓缸中的移動(dòng)件為活塞桿(11 )，在活塞桿(11)的頂端安裝有連接件(13)，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體(12)通過連接件(1 與活塞桿相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于在上述床身上安裝有直線導(dǎo)軌(6)，連接件(5)安裝在直線導(dǎo)軌上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種珩磨機(jī)床，特別是珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制齒形帶驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置包括床身、安裝在床身上的珩磨機(jī)主軸機(jī)構(gòu)、液壓換向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于珩磨機(jī)的液壓換向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸液壓缸和控制主軸液壓缸往復(fù)移動(dòng)的機(jī)械液壓伺服閥，機(jī)械液壓伺服閥中的閥體通過連接機(jī)構(gòu)與主軸液壓缸中的活塞桿相連，連接件的一端與機(jī)械液壓伺服閥中的閥芯相連，另一端與轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。本發(fā)明采用數(shù)控機(jī)械位置閉環(huán)和線性機(jī)械液壓伺服閥組成的液壓位置閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)珩磨機(jī)主軸液壓缸的速度、位置、換向的數(shù)控，是一種具有結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、價(jià)格低廉、便于調(diào)整、操作和維護(hù)的珩磨機(jī)主軸往復(fù)隨動(dòng)控制裝置。
文檔編號B24B47/16GK102189481SQ20111007001
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者劉陽春, 廖威, 張宏軍, 徐建華, 李永順, 鄭金傳, 高鵬賢 申請人:北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所, 寧夏銀川大河數(shù)控機(jī)床有限公司