[发明专利]数控凸轮轴磨床跳档控制机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控凸轮轴磨床跳档控制机构，尤其是涉及一种数控凸轮轴磨床自动跳档控制机构。

背景技术

数控凸轮轴磨床跳档机构常通过齿轮与齿条（或齿块）的传动带动轴转动，从而使得靠磨导轮移动，完成在加工过程中对靠磨样板的选择。现有跳档机构的靠磨导轮的位置不能任意往复移动，故跳档速度受到限制，导致机床加工效率低；倘若还需更换工件种类，则需对齿条（或齿块）进行重新更换或调节，这样，往往会使得加工效率再次降低。且加工不规则的工件时很难实现连续磨削加工。

数控凸轮轴磨床的运动包括磨头的高速旋转、砂轮的进给、工作台带动工件的往返移动、砂轮的修整及修整进给、靠磨导轮的跳档等，其大多选用六轴控制四轴联动加工的方式。其中，磨头旋转和砂轮修整在加工过程中只需要给出运动和停止指令即可，无须参与联运控制，而砂轮进给、工件移动、砂轮修整进给、靠磨导轮跳档等动作，在磨削过程中须由程序控制进行联动加工。因此，数控凸轮轴磨床对数控系统的选择要求较高。目前，大多直接通过带4个直线轴控制的数控系统来实现四轴联动控制，这样，往往会提高数控凸轮轴磨床的制造成本。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种有利于提高机床加工效率，操作简单，工作稳定可靠的数控凸轮轴磨床跳档控制机构。

本发明的技术方案是：其包括由机床主数控系统控制的伺服电机和跳档传动装置，跳档传动装置包括齿轮轴，伺服电机轴上的小齿轮与设于齿轮轴上的大齿轮啮合，大齿轮与齿轮轴紧固为一体，齿轮轴设于机床壳体内，齿轮轴两端装有轴承，齿轮轴与齿条传动轴相啮合，支座固定于可在机床体壳内作往复运动的齿条传动轴上，拨叉一端与支座连接，拨叉另一端与可在导轮轴上移动的靠磨导轮接触，靠磨导轮与对其进行仿形的靠磨样板接触。

所述伺服电机优选西门子1FK7同步伺服电机。

工作时，伺服电机通过小齿轮和大齿轮带动齿轮轴传动，齿轮轴再带动齿条传动轴任意往复移动，经支座和拨叉带动靠磨导轮在导轮轴上往复移动，从而实现靠磨导轮在加工过程中对靠磨样板的任意定位，使得在磨削凸轮轴上任意一个凸轮时，都能由机床数控系统控制进行编程，使靠磨导轮与靠磨样板相应部位相接触进行仿形，实现连续磨削加工。

使用本发明，靠磨导轮的位置可根据实际情况任意往复移动，能有效提高机床加工效率。

本发明结构简单、紧凑，制造成本低，操作方便，工作稳定可靠，工作效率高，适用范围广。

附图说明

图1为本发明一实施例结构示意图；

图2为图1所示实施例A-A处剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照附图，本实施例包括由机床主数控系统控制的伺服电机10和跳档传动装置，跳档传动装置包括齿轮轴3，伺服电机10轴上的小齿轮1与设于齿轮轴3上的大齿轮2啮合，大齿轮2与齿轮轴3紧固为一体，齿轮轴3设于机床壳体内，齿轮轴3两端装有轴承，以利于保证齿轮轴能灵活转动，齿轮轴3由伺服电机10控制，实现齿轮轴3的任意转动，齿轮轴3与齿条传动轴4相啮合，齿轮轴3的转动可带动齿条传动轴4任意往复移动，支座5固定于可在机床体壳内作往复运动的齿条传动轴4上，拨叉6一端与支座5连接，拨叉6另一端与可在导轮轴8上移动的靠磨导轮7接触，靠磨导轮7与对其进行仿形的靠磨样板9接触。

工作时，伺服电机10通过小齿轮1和大齿轮2带动齿轮轴3传动，齿轮轴3再带动齿条传动轴4任意往复移动，经支座5和拨叉6带动靠磨导轮7在导轮轴8上往复移动，从而实现靠磨导轮7在加工过程中对靠磨样板9的任意定位，使得在磨削凸轮轴上任意一个凸轮时，都能由机床数控系统控制进行编程，使靠磨导轮与靠磨样板相应部位相接触进行仿形，实现连续磨削加工。

使用本发明之数控凸轮轴磨床跳档控制机构时，为了降低生产成本，进一步提高工作效率，机床的主数控系统可选用经济型的数控系统，优选西门子802C（控制三个直线轴，一个旋转轴），替代普通型的数控系统实现四轴联动，最常用的普通型的数控系统有西门子802D（控制4个直线轴）。

西门子802C数控系统作为经济型的数控系统，可以控制4个伺服轴，包括三个直线轴和一个旋转轴，一般为三个直线轴控制X、Y、Z三个方向的直线运动，一个旋转轴控制机床主轴运转。

选用西门子802C数控系统作为机床的主数控系统时，三个直线轴分别伺服数控凸轮轴磨床运动的砂轮进给（X轴）、工作台移动（Y轴）和砂轮修整器进给（Z轴），一个旋转轴用于伺服控制数控凸轮轴磨床运动的靠磨导轮7的跳档运动（W轴）。因W轴本身为旋转轴，X轴、Y轴和Z轴均为直线轴，为了实现W轴与X轴、Y轴和Z轴的联动，需进行如下设置：首先，在靠磨样板9两端安装W轴的原点开关、正限位开关和负限位开关，其中，W轴的原点开关起到位置基准的作用，加工时每次程序的起始点都以它为参考点，正限位开关和负限位开关为W轴移动的极限位置，这样，可有效避免W轴出现走过头而卡死的故障；其次，修改西门子802C数控系统中的机床参数，将旋转轴变为直线轴，并将系统显示的轴名SP改为W轴，以便于操作者观察；最后，通过两个西门子模拟数字伺服驱动单元，将数控凸轮轴磨床的伺服驱动系统、伺服电机和数控系统匹配调试好。经过以上设置，即可实现W轴与X轴、Y轴和Z轴的联动，并统一由机床数控系统伺服控制，便可在加工过程中通过编程控制实现凸轮轴的连续磨削加工。