专利名称：用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法
技术领域：
本发明属于数控机床设备技术领域，涉及一种用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法。
背景技术：
成形法磨齿的基本原理是采用与被加工齿轮齿槽的截面形状相同的成形砂轮，使砂轮高速旋转并沿齿轮的齿向方向作往复运动完成一个齿整齿宽的磨削；当前一个齿磨完后，分度一次再磨第二个齿。现有的数控成形砂轮磨齿机在对渐开线直齿和斜齿轮进行磨削加工时，被加工齿轮安装定位在机床的回转工作台上。其在加工机床上的定位的精度对齿轮加工精度有直接的影响。大齿轮在成形砂轮磨齿机上安装主要采用外圆和端面定位，齿坯端面定位在机床回转工作台上，用找正外圆来调整齿轮回转中心的位置。每次装夹时由操作工利用检测仪表(一般用百分表)将齿轮的回转中心与机床工作台的回转中心进行找正，使两个回转中心的同心度达到加工的要求，然后再进行齿轮的磨削加工。当安装在工作台上的齿轮与工作台回转中心不重合时，则无法保证砂轮的轴向截形与齿轮齿槽的径向截形的完全重合，因此不能磨出正确的渐开线齿面。如果偏心量较小时，则会影响齿轮的渐开线形状，产生齿形误差和齿距误差。如果装夹偏心量较大时，则无法正常磨削甚至会破坏砂轮和齿轮。然而将齿轮的回转中心与机床工作台的回转中心进行找正的工作费时、费力，特别是对于大齿轮，依靠人工调整难度将更大。通常一个I米以上的大齿轮，安装找正往往需要花费好几个小时，严重影响加工效率和加工精度。因此为了节省调整时间，提高生产效率和加工精度，实现将大齿轮一次装夹在机床回转工作台上而不需要进行找正便可直接进行加工将具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法，解决了现有技术中存在齿轮的回转中心与机床工作台的回转中心装夹偏心量、调整难度大、严重影响加工效率和加工精度的问题。本发明所采用的技术方案是，一种用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法，该方法依赖一种在机测量装置，其结构是，在机床的X轴上安装触发式传感器，该触发式传感器的测头朝向齿轮一侧，触发式传感器通过接口板与NC系统连接，NC系统与后方的终端控制台连接，NC系统同时还通过伺服系统与数控机床上的各个运转控制部分连接，利用上述的装置，按照以下步骤实施步骤I、进行偏心检测使得齿轮在机床C轴的驱动下做分度运动，测头在机床X轴的驱动下与齿轮基准带外圆接触并产生触发中断信号，记录触发时刻机床X轴的坐标值Lxi和齿轮绕机床C轴的转角Yi,将Lxi和Y 换成齿轮外圆各点处的直角坐标值(Xi, Yi),其中的i = 1，2，L，N，转换公式是Xi=LxiCOS Y i,(I)Yi = Lxisin Y j通过最小二乘法获得齿轮的中心在机床中的坐标值(X1^1),
权利要求
1.一种用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法，其特征在于，该方法依赖一种在机测量装置，其结构是，在机床的X轴上安装触发式传感器，该触发式传感器的测头(4)朝向齿轮(3 ) 一侧，触发式传感器通过接口板(5 )与NC系统(6 )连接，NC系统(6)与后方的终端控制台(7)连接，NC系统(6)同时还通过伺服系统(8)与数控机床上的各个运转控制部分连接， 利用上述的装置，按照以下步骤实施 步骤I、进行偏心检测 使得齿轮在机床C轴的驱动下做分度运动，测头在机床X轴的驱动下与齿轮基准带外圆接触并产生触发中断信号，记录触发时刻机床X轴的坐标值Lxi和齿轮绕机床C轴的转角Yi,将Lxi和Y 换成齿轮外圆各点处的直角坐标值(Xi, Yi),其中的i = 1，2，L，N，转换公式是 Xi=LxiCos Y(I) Yi = LxiSin Y i 通过最小二乘法获得齿轮的中心在机床中的坐标值(X1, Y1)， A = NYXl-YXt^Xi B = NE XiYi- Σ Xi Σ Yi 令ΣΜ+κ2 )Σ《，⑵ "二乂Σ};2- E = NY4X1-Yi+-^{X^+Y^YjY1 IiB-CD =- AD-BB π , AIj — Bi{ yJ \ 贝Ij有办=--，(3) BB - Al) ^ Σ(Χ" +Y") + aTXr+bT^ C ~ ---N 即齿轮回转中心在机床工作台坐标系的坐标值为 _ a Xj =-- I，得到齿轮的安装偏心的测量值(Xp Y1); ^= — 2 步骤2、对偏心进行补偿 数值e表示齿轮中心O1与工作台回转中心O之间的偏心量，α为基准齿槽上A点在砂轮轴向截形的对称线X轴上时OO1与OA的夹角，此时OA与O1A的夹角为β，O1A为齿轮的齿根圆半径rf ;通过上一步获得的齿轮回转中心O1在工作台坐标系的坐标值(Xl，yi)，则偏心量e及偏心角度α、β通过下式计算得到 (x ^ f e ) a = arctan ， 厂——7 则P = arcsin — sina ，(4)UJ +.V；，Vf J 然后，NC系统(6)通过伺服系统(8)向数控机床发出指令，利用机床Y轴平移砂轮，使砂轮轴向截形的对称线与齿槽对称线O1A重合，再使砂轮沿齿轮的径向方向进给，砂轮轴向截形与齿槽的径向截形完全吻合，即成。
2.根据权利要求I所述的用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法，其特征在于所述的步骤2中，NC系统(6)通过伺服系统(8)向数控机床发出的指令，用于控制数控机床的回转工作台和各个伺服运动轴的运动，实现砂轮与齿轮位置的调整及补 \-ZX O
全文摘要
本发明公开了一种用于数控成形砂轮磨齿的齿轮装夹偏心误差自动补偿方法，在数控机床的X轴上将触发式传感器的测头朝向齿轮一侧安装，触发式传感器与接口板、NC系统、后方的终端控制台依次连接，NC系统还通过伺服系统与机床的各个运转控制部分连接，利用上述的装置按照以下步骤实施，步骤1、进行偏心检测；步骤2、对偏心进行调整，NC系统通过伺服系统向机床发出指令，然后利用机床Y轴平移砂轮，使砂轮轴向截形的对称线与齿槽对称线重合，再使砂轮沿齿轮的径向方向进给，砂轮轴向截形与齿槽的径向截形完全吻合，即成。本发明的方法，步骤简单，调节效率高。
文档编号B23F23/12GK102814557SQ20121027166
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者高峰, 李艳, 杨新刚, 黄玉美, 韩旭炤 申请人:西安理工大学