[发明专利]单路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成装置及其计算方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种数控管螺纹车床的运动合成装置及其计算方法。

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的存在，导致机构复杂，增加了传动误差。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置及其计算方法。针对现有技术的缺陷而提供一种工件不动，刀具旋转，并具有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。利用电子传动链代替机械传动链实现刀具在旋转中同时径向进给的运动合成。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种单路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成装置，其主要特点是包括有在机床主轴箱的外侧设有主电机(1)，主电机(1)的输出轴通过变速装置的输出齿轮与主传动大齿轮(6)啮合，主传动大齿轮(6)与主轴(7)固连，主轴(7)的端部固连有平旋盘(13)；径向进给传动轴(4)设于主轴(7)的内孔中，与主轴(7)为同一轴线，其尾部设有进给伺服电机(2)，其端部与主动锥齿轮(9)固连并与从动锥齿轮(12)啮合：从动锥齿轮(12)固连于径向进给丝杠(8)，径向进给丝杠(8)与平旋盘(13)固连；滑板(10)固连于与径向进给丝杠(8)配合的螺母(14)上，滑板(10)上设有径向刀架(11)；旋转编码器(3)通过同步齿形带机构(15)与主轴(7)连接。

所述的单路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成装置，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)通过锥齿轮(109)、径向进给丝杠(110)连接刀架(111)；位置检测传感器(116)检测刀架(111)的位置精度并传输给数控系统(102)。

一种单路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的计算方法，其主要特点为：径向进给伺服电机的转速n_实际由与平旋盘的转速保持同步的伺服电机转速n_基本和与平旋盘转速为零的情况下实现径向进给的伺服电机转速n_工作组成：

n_实际＝n_基本+n_工作

其中：

n_实际——进给伺服电机的实际转速；

n_基本——平旋盘旋转时，刀架滑板保持不做径向移动时径向进给伺服电机的转速，n_基本＝n_主轴；

n_工作——平旋盘旋转为零的情况下滑板实现径向进给的径向进给伺服电机的转速，

其中：s——主轴每转的刀具径向进给量mm/主轴每转；

t——径向进给丝杠螺距mm；

i_进给——径向进给传动链的减速比。