专利名称：多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控多刀管螺纹车床径向进给的运动合成系统。
背景技术管螺纹车床是一种专门加工管螺纹的车床，目前，一般选择工件自身旋转的专 用管子车床，当加工管子口径较大(Φ100 φ340mm)且较长(5000 10000mm)时， 存在一些困难如由于管子长，质量大，装夹比较困难，主轴带动这样的管子做旋转运 动，不仅产生极大的振动和噪音，而且影响加工精度和表面质量，所以提高机床的精度 和生产效率是很困难的。为此，国内已有机床企业开发出管子不旋转，刀具旋转的用于 加工大口径管子螺纹的数控机床，但是，已报导的这种机床均采用机械结构差动机构实 现运动合成。但是由于机械结构差动机构使用齿轮传动，导致机构复杂，增加了传动误 差。也由于机械差动机构本身结构的限制，使得机床难以实现多路径向进给传动链的结 构形式，进而就无法实现多刀分别径向进给的工作方式
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足，提供一种多路伺服径向进给数控 管螺纹车床的运动合成的装置。本实用新型利用电子传动链代替机械传动链，利用软件 实现运动合成，提供一种工件不动，刀具旋转，具有多刀分别径向进给功能的新式高效 管螺纹车床，刀具能够在做回转运动的同时实现径向进给运动。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为一种多路伺服径向进给数控 管螺纹车床的运动合成的装置，包括有主轴(12)，在主轴(12)的前端设有平旋盘(13)， 其主要特点包括有在主轴(12)上设有空套双联齿轮组(3)；径向进给输入轴(1)的左端 设有径向进给伺服电机，右端设有的进给输入齿轮(2)与空套双联齿轮组(3)的输入齿 轮啮合，空套双联齿轮组(3)的输出齿轮与进给输出齿轮(4-1)啮合，径向进给输出轴 (5-1)穿过主传动大齿轮(7)，在径向进给输出轴(5-1)上还设有锥齿轮传动副(10-1)的 主动锥齿轮，与锥齿轮传动副(10-1)的被动锥齿轮啮合；丝杠螺母机构(9-1)的丝杠与 锥齿轮传动副(10-1)的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有刀座(11-1)。所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有在与空 套双联齿轮组(3)的输出齿轮啮合的输出齿轮(4-1)对应方向的180度处，还设有输出齿 轮(4-2)，输出齿轮(4-2)设在径向进给输出轴(5-2)上，径向进给输出轴(5-2)穿过主 动齿轮(7)在径向进给输出轴(5)上还设有锥齿轮传动副(10-2)；丝杠螺母机构(9-2)的 丝杠与锥齿轮传动副(10-2)的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有径向刀 座(11-2)。所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有所述的 空套双联齿轮组(3)为包括有主轴(13)上设有第一双联齿轮(3-1)，主轴(13)与第一 双联齿轮(3-1)之间设有第一轴承(3-4)；在第一双联齿轮(3-1)上设有第二双联齿轮(3-2)，第一双联齿轮(3-1)与第二双联齿轮(3-2)之间设有第二轴承(3-5)；在第二双联齿轮(3-2)上设有第三双联齿轮(3-3)，第二双联齿轮(3-2)与第三双联齿轮(3-3)之 间设有第三轴承(3-6)。所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有所述的 径向进给输入轴(1)为1-3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为1-6个。所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有数控装 置，所述的数控装置包括有人机界面(101)与数控系统(102)双向连接，数控系统(102) 的接口连接主电机(103)、径向进给电机(104)和轴向进给电机(115)，主电机(103)的 输出端通过连接主传动链(105)连接运动合成(108)，径向进给电机(104)的输出端通过 连接径向进给传动链(106)连接运动合成机构(108)；轴向进给电机(115)输出端通过连 接轴向进给传动链(114)连接轴向进给丝杠(113)，轴向进给丝杠(113)连接主轴箱滑板 (112)与刀架(111)连接；旋转编码器(107)连接在主传动链(105)的末端，将主轴的角 位移值传输给数控系统(102)；主轴箱滑板(112)的位移量通过位置传感器(117)将信息 反馈给数控系统(102)；运动合成机构(108)合成后的径向进给运动通过锥齿轮(109)、 径向进给丝杠(110)驱动刀架(111)做径向进给运动；位置检测传感器(116)在机床停机 状态下检测刀架(111)的位置精度并传输给数控系统(102)。
图1是本实用新型的的结构主视剖视示意图；图2是实现刀具径向进给运动的运动合成系统的控制流程图图3是本实用新型的径向进给滑板的径向进给量与主轴转速之间的内联传动链 示意图。
具体实施方式
以下对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型， 并非用于限定本实用新型的范围。实施例1 见图1，一种多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置， 包括有主轴12，在主轴12的前端设有平旋盘13，在主轴12上设有空套双联齿轮组3;径 向进给输入轴1的左端设有径向进给伺服电机，右端设有的进给输入齿轮2与空套双联 齿轮组3的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组3的输出齿轮与进给输出齿轮4-1啮合，径向 进给输出轴5-1穿过主传动大齿轮7，在径向进给输出轴5-1上还设有锥齿轮传动副10-1 的主动锥齿轮，与锥齿轮传动副10-1的被动锥齿轮啮合；丝杠螺母机构9-1的丝杠与锥 齿轮传动副10-1的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有刀座11-1。在与空套双联齿轮组3的输出齿轮啮合的输出齿轮4-1对应方向的180度处，还 设有输出齿轮4-2，输出齿轮4-2设在径向进给输出轴5-2上，径向进给输出轴5-2穿过 主动齿轮7在径向进给输出轴5上还设有锥齿轮传动副10-2 ；丝杠螺母机构9-2的丝杠与 锥齿轮传动副10-2的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有径向刀座11-2。所述的空套双联齿轮组3为包括有主轴13上设有第一双联齿轮3-1，主轴13 与第一双联齿轮3-1之间设有第一轴承3-4 ；在第一双联齿轮3-1上设有第二双联齿轮3-2，第一双联齿轮3-1与第二双联齿轮3-2之间设有第二轴承3-5 ；在第二双联齿轮 3-2上设有第三双联齿轮3-3，第二双联齿轮3-2与第三双联齿轮3-3之间设有第三轴承 3-6。所述的径向进给输入轴1为3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为6个。实施例2:见图2，一种多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置， 还包括有数控装置，所述的数控装置包括有人机界面101与数控系统102双向连接，数控 系统102的接口连接主电机103、径向进给电机104和轴向进给电机115，主电机103的输 出端通过连接主传动链105连接运动合成108，径向进给电机104的输出端通过连接径向 进给传动链106连接运动合成机构108 ；轴向进给电机115输出端通过连接轴向进给传动 链114连接轴向进给丝杠113，轴向进给丝杠113连接主轴箱滑板112与刀架111连接； 旋转编码器107连接在主传动链105的末端，将主轴的角位移值传输给数控系统102 ；主 轴箱滑板112的位移量通过位置传感器117将信息反馈给数控系统102 ；运动合成机构 108合成后的径向进给运动通过锥齿轮109、径向进给丝杠110驱动刀架111做径向进给 运动；位置检测传感器116在机床停机状态下检测刀架111的位置精度并传输给数控系统 102。使用时，多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的计算为，所述的数控 多刀管螺纹机床的径向进给系统是建立在运动合成基础之上的，它的控制算法也是建立 在运动合成的基础之上的，在完成传动系统图之后，确定出该机床的运动合成的算法径向进给滑板的径向进给量与主轴转速之间的内联传动链径向进给伺服电机的转速，η实际包括两部分组成ι!基本与η工作；η实际=η基本+η工作其中η^——平旋盘旋转时，刀架滑板保持不做径向进给运动的伺服电机转速；η工&——平旋盘零转速时，滑板实现径向进给的伺服电机转速。由于Z4以乙_为太阳轮做行星运动，所以径向进给伺服电机的基本进给转速
本
权利要求1.一种多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，包括有主轴(12)， 在主轴(12)的前端设有平旋盘(13)，其特征包括有在主轴(12)上设有空套双联齿轮组 (3)；径向进给输入轴(1)的左端设有径向进给伺服电机，右端设有的进给输入齿轮(2) 与空套双联齿轮组(3)的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组(3)的输出齿轮与进给输出齿 轮(4-1)啮合，径向进给输出轴(5-1)穿过主传动大齿轮(7)，在径向进给输出轴(5-1) 上还设有锥齿轮传动副(10-1)的主动锥齿轮，与锥齿轮传动副(10-1)的被动锥齿轮啮 合；丝杠螺母机构(9-1)的丝杠与锥齿轮传动副(10-1)的被动锥齿轮连接，螺母与滑板 连接，滑板上固连有刀座(11-1)。
2.如权利要求1所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，其特 征还包括有在与空套双联齿轮组(3)的输出齿轮啮合的输出齿轮(4-1)对应方向的180度 处，还设有输出齿轮(4-2)，输出齿轮(4-2)设在径向进给输出轴(5-2)上，径向进给输 出轴(5-2)穿过主动齿轮(7)在径向进给输出轴(5)上还设有锥齿轮传动副(10-2)；丝 杠螺母机构(9-2)的丝杠与锥齿轮传动副(10-2)的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接， 滑板上固连有径向刀座(11-2)。
3.如权利要求1所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，其特征 还包括有所述的空套双联齿轮组(3)为包括有主轴(13)上设有第一双联齿轮(3-1)，主轴 (13)与第一双联齿轮(3-1)之间设有第一轴承(3-4)；在第一双联齿轮(3-1)上设有第二 双联齿轮(3-2)，第一双联齿轮(3-1)与第二双联齿轮(3-2)之间设有第二轴承(3-5)； 在第二双联齿轮(3-2)上设有第三双联齿轮(3-3)，第二双联齿轮(3-2)与第三双联齿轮 (3-3)之间设有第三轴承(3-6)。
4.如权利要求1所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，其特征 还包括有所述的径向进给输入轴(1)为1-3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为 1-6 个。
5.如权利要求1所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，其 特征还包括有数控装置，所述的数控装置包括有人机界面(101)与数控系统(102)双向 连接，数控系统(102)的接口连接主电机(103)、径向进给电机(104)和轴向进给电机 (115)，主电机(103)的输出端通过连接主传动链(105)连接运动合成(108)，径向进给 电机(104)的输出端通过连接径向进给传动链(106)连接运动合成机构(108)；轴向进给 电机(115)输出端通过连接轴向进给传动链(114)连接轴向进给丝杠(113)，轴向进给丝 杠(113)连接主轴箱滑板(112)与刀架(111)连接；旋转编码器(107)连接在主传动链 (105)的末端，将主轴的角位移值传输给数控系统(102)；主轴箱滑板(112)的位移量通 过位置传感器(117)将信息反馈给数控系统(102)；运动合成机构(108)合成后的径向进 给运动通过锥齿轮(109)、径向进给丝杠(110)驱动刀架(111)做径向进给运动；位置检 测传感器(116)在机床停机状态下检测刀架(111)的位置精度并传输给数控系统(102)。
专利摘要本实用新型涉及一种数控多刀管螺纹车床径向进给的运动合成系统。一种多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，包括有主轴，在主轴的前端设有平旋盘，其主要特点包括有在主轴上设有空套双联齿轮组；径向进给输入轴的左端设有径向进给伺服电机，右端设有的进给输入齿轮与空套双联齿轮组的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组的输出齿轮与进给输出齿轮啮合，径向进给输出轴穿过主传动大齿轮，在径向进给输出轴上还设有锥齿轮传动副的主动锥齿轮，与锥齿轮传动副的被动锥齿轮啮合；丝杠螺母机构的丝杠与锥齿轮传动副的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有刀座。
文档编号B23G1/52GK201792058SQ201020219379
公开日2011年4月13日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者代晓进, 张玉梅, 王宏, 赵俊友, 郭维新, 阎沛渊 申请人:兰州机床厂