一种加工中心主轴齿轮变速系统的制作方法

本发明涉及金属切削机床技术领域，尤其涉及一种加工中心主轴齿轮变速系统。

背景技术：

随着制造业的产业升级，近年来，机械加工业对数控机床的高效及自动化程度要求有着明显的提升，通过数控机床结构装置的改进与提升，减少制造成本的投入、节能与维护成本，以及降低工人劳动强度与机械部件故障率，提高机床的加工效率等一系列的措施已经成为机床制造业新的思考问题。尤其是随着设备的投入使用，机械精度下降、可靠性降低，无法满足精密设备的加工要求。

技术实现要素：

本发明是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种各种切削条件下获得最佳的切削速度，从而满足加工精度、生产率的加工中心主轴齿轮变速伺服系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种加工中心主轴齿轮变速系统，包括主电机、传动轴、主轴、松刀气缸，伺服系统，伺服驱动系统，其特征在于：所述伺服系统是由位置环、速度环、电流环三环组成，当系统指令与置反馈信号比较作为速度环的指令信号时,进给伺服电动机旋转使置编码器产生信号,经处理后的信息作为负反馈送至所述速度环,速度环的输出为所述电流环的指令输入信号,所述电流环由高速响应矢量来控制路产生相应的应得占空比,使电机获得一个与系统指令相关的并机位置速度、电流相关的运行状态。

进一步的，所述伺服驱动系统主要由伺服电机、驱动控制系统、位置检测与反馈装置组成。

进一步的，所述伺服电机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电机的动力源。装置发出控制指令与位置反馈信号比较后作为移动指令,再经过驱动系统的功率放大后,驱动电机运转,通过机械传动装置后拖动工作台运动,完成程序所规定的操作。

进一步的，伺服系统是由电源模块、主轴伺服模块、进给坐标轴模块、分离检测器接口单元组成。

本发明的有益效果是：

本发明数控机床的工艺范围很宽，工艺能力强数控系统和伺服系统完全满足机床的使用要求,能够满足电元件高精度、高效率、高可靠性的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的齿轮变速装置结构示意图；

图2是本伺服系统原理图。

附图标记：1、主电机；2、传动轴；3、主轴；4、松刀气缸；5、电机齿轮；6、从动齿轮；7、高档花键轴齿轮；8、低档花键轴齿轮；9、主轴高档齿轮；10、主轴低档齿轮；11、主轴恒功率区；12、拉杆；13、拉钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种加工中心主轴齿轮变速系统，其特征在于：包括主电机1、传动轴2、主轴3、松刀气缸4，所述主电机1输出端设置有电机齿轮5，所述传动轴2从动端设置有从动齿轮6，主动端设置有高档花键轴齿轮7、低档花键轴齿轮8，所述主轴2设置有主轴高档齿轮9、主轴低档齿轮10，所述主电机1的电机齿轮5和传动轴2的从动齿轮6连接，所述传动轴2的高档花键轴齿轮7、低档花键轴齿轮8与主轴3的主轴高档齿轮9、主轴低档齿轮10设置在主轴恒功率区11的空间中，通过系统控制选择高档花键轴齿轮7与主轴高档齿轮9连接或低档花键轴齿轮8与主轴低档齿轮10连接，所述松刀气缸4设置在主轴3正上方。

本加工中心主轴齿轮变速的伺服系统具体如下：

如图2所示，伺服系统主要包括主电机、传动轴、主轴、松刀气缸，伺服系统，伺服驱动系统，伺服系统是由位置环、速度环、电流环三环组成，当系统指令与置反馈信号比较作为速度环的指令信号时,进给伺服电动机旋转使置编码器产生信号,经处理后的信息作为负反馈送至所述速度环,速度环的输出为所述电流环的指令输入信号,所述电流环由高速响应矢量来控制路产生相应的应得占空比,使电机获得一个与系统指令相关的并机位置速度、电流相关的运行状态。

伺服驱动系统主要由伺服电机、驱动控制系统、位置检测与反馈装置组成。

伺服电机均在具体选型时要重点考虑伺服电机的额定转矩转速是否满足机床的要求,电机的负载特性是否优良,电机转子惯量与负载惯量是否匹配等问题。伺服电机的额定扭矩应大于或等于负载转矩。

结合原机床电机参数,选择各进给轴伺服电机如下：

x轴:α22/3000i；功率：4kw；扭矩：22nm。

y轴:α30/3000i；功率：7。5kw；扭矩:30nm。

z轴:α22/3000i；功率：4kw；扭矩:22nm。

b轴:α4/4000i；功率：1。4kw；扭矩4nm。

伺服电机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电机的动力源。装置发出控制指令与位置反馈信号比较后作为移动指令,再经过驱动系统的功率放大后,驱动电机运转,通过机械传动装置后拖动工作台运动,完成程序所规定的操作。

伺服系统是由电源模块、主轴伺服模块、进给坐标轴模块、分离检测器接口单元组成。选择电源模块的功率输出≥主轴电机额定功率的1.15倍+所有伺服轴额定功率的0.8倍。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种加工中心主轴齿轮变速系统，包括主电机、传动轴、主轴、松刀气缸，伺服系统，伺服驱动系统，其特征在于：所述伺服系统是由位置环、速度环、电流环三环组成，当系统指令与置反馈信号比较作为速度环的指令信号时,进给伺服电动机旋转使置编码器产生信号,经处理后的信息作为负反馈送至所述速度环,速度环的输出为所述电流环的指令输入信号,所述电流环由高速响应矢量来控制路产生相应的应得占空比,使电机获得一个与系统指令相关的并机位置速度、电流相关的运行状态。通过本发明扩宽了主轴恒功率区，本发明的数控系统和伺服系统完全满足机床的使用要求,能够满足电元件高精度、高效率、高可靠性的要求。

技术研发人员：张旻;毛似柏
受保护的技术使用者：广州鑫利数控科技有限公司
技术研发日：2018.12.21
技术公布日：2019.04.05