[发明专利]基于数控滚齿机床的自动二次对刀方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及数控滚齿机床的二次对刀方法技术领域。

背景技术          

数控滚齿机是按展成法加工齿轮的机床。二次对刀就是齿轮零件在粗切或半精加工后，脱离机床进行淬火或其它工艺处理。经淬火或其它工艺处理后的齿轮再次装夹进行精加工，此时滚刀与工件必须对准（滚刀齿与被加工零件齿槽吻合），即二次对刀。二次对刀是滚齿加工中复杂的工艺准备之一。

传统滚齿机的二次对刀操作是凭生产经验，用目测法确定滚刀与被加工工件的对中。具体方法是用滚刀刃顶在工件上刮印（0.06~0.15毫米），以目测刮印的对称情况来确定滚刀偏离工件中心的多少，然后再调整刀具轴向（窜刀方向）移动，以达到刀具对中。当工件齿数较少时(并非最少齿数)，经常出现齿廓误差大的问题，用目测法实现精准对刀不仅困难，还费时费力，对于批量零件的加工更为艰难，每件都需目测。一旦缺失经验丰富的操作工，二次对刀非常困难，更换人员后工件报废率达30%，滚刀损伤加大且使用寿命缩短。与数控滚齿机的高效加工应用背道而驰，采用目测法二次对刀零件加工时，往往加工零件的时间与对刀时间相比，对刀时间更长。人工二次对刀不仅精度低，效率低，而且对刀是否精准受人为生产经验制约，已不能适应现代制造工业的高效、自动化的发展需要。

经检索，目前国内外都未有公开文献报道关于数控滚齿机床的二次对刀方法的期刊文献或专利文献，在国内，这个技术还属于空白。

发明内容

本发明旨在针对传统滚齿机床二次对刀依靠人工经验进行目测对刀的方式，精度和效率都较低的技术问题，提出了一种基于数控滚齿机床的自动二次对刀方法，本方法操作简单，能自动实现二次对刀，不受人为生产经验的制约，精度和效率都得到显著提高。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种基于数控滚齿机床的自动二次对刀方法，其特征在于包括如下步骤：

a、采用不同规格的传感器对不同模数、齿数的被测齿轮进行单个齿的数据测量采集；

b、以所测量采集获得的数据和被测齿轮的齿数为基础建立测量数学模型； 

c、以采用的传感器和被测齿轮为对象，根据建立的测量数学模型，通过实验测试传感器测量数据，确定放大器设置参数；

d、通过首件工件的调切结果设置补偿角度，根据补偿角度改变工件安装轴的偏置参数，完成自动补偿，首件工件调切合格后，完成自动二次对刀的调整。

所述传感器为智能测量传感器。

测量采集的数据（智能传感器输出的位移值）是被测齿轮转角的函数。

建立测量数学模型是通过实验测试记录不同规格传感器测量不同模数、齿数的工件的数据，将所得数据经过数学计算和图形处理，建立测量数学模型；所述的数学计算包括函数的极值、函数的周期、阀值测量点、测量点灵敏度、饱和输出区间和函数的插值计算；所述的图形处理包括图形的光顺处理和阀值的截取处理。

所述的确定放大器设置参数是指：通过手轮移动工件轴找到齿顶中心和齿槽中心，根据测量数学模型推算的设置点，移动工件轴相应角度找到放大器需要设置的高点和低点数据。

所说的通过首件工件的试切结果设置补偿角度是：用于批量零件二次对刀时，在控制程序完成滚刀主轴和工件轴定位后，通过首件调切，确认精确补偿角度，当调切确认对称后，通过数控系统将精确补偿值输入人机界面中，在后续的二次对刀中控制程序会自动调用该精确补偿值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、一方面，该自动二次对刀方法操作简单、维修方便、灵活性更好，可随时更换不同规格的智能传感器，适用性较强。另一方面，传感器和放大器的精度可以达到0.001mm或0.0001mm，数控系统控制工件轴的回转最小分辨率为0.001°，放大器高、低点参数的设置由测量数学模型确定，合理的参数设置提高了二次对刀的可靠性；同时本发明的数控系统还可以输入报警误差范围值，用户可根据自身加工零件的精度要求适当调整误差范围，保证在满足零件需求的前提下缩短二次对刀的时间，提高了加工效率；本发明在首次调切输入精确补偿值后，同类零件无需再调切，机床操作工将零件装夹完成后，按下循环启动按钮后，即可利用数控系统对刀程序控制，针对不同齿数模数的齿轮完成对刀，对刀时间仅为几秒到十几秒，对刀效率较高。