[发明专利]珩磨机主轴往复随动控制齿形带驱动装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种珩磨机床，特别是珩磨机主轴往复随动控制齿形带驱动装置。

背景技术

珩磨机床主轴在珩磨过程中需要做往复运动，珩磨机床主轴往复数字控制的技术是珩磨机床的核心制造技术，它决定了珩磨机床的性能以及珩磨工艺水平的高低。

目前，高档的珩磨机床的主轴往复运动已经实现数控，其主轴往复运动液压缸的换向控制系统的控制驱动方法有两种，其一是采用电液伺服比例阀和主轴位移传感器组成的电液位置换向闭环控制驱动系统，实现主轴换向的数控；其二是采用特殊的珩磨专用转阀，将机床主轴的往复直线运动转换成阀内控制部件的旋转运动，阀的先导控制部分在电机驱动下转动，与主轴往复产生的转动通过特殊的机构构成旋转机液位置闭环，再由转阀控制器的电气接口，实现主轴往复换向的数控。

上述两种主轴往复换向控制系统中，电液伺服比例阀和主轴位移传感器组成的电液位置换向闭环控制系统，其电液伺服比例阀昂贵且对使用条件较苛刻；而采用特殊的珩磨专用转阀的往复换向控制系统，其需要将主轴的线性运动转变成旋转运动和复杂的旋转机液位置闭环系统，使换向控制系统的生产成本大大提高，同时也使得系统的调试、维护保养非常繁琐。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种利用伺服电机、齿形带组成的数控装置，控制机械液压伺服阀的动作，实现珩磨机床的主轴往复运动的速度、位置、换向的数字控制功能，即采用数控机械位置闭环和线性机械液压伺服阀组成的液压位置闭环，实现珩磨机床的主轴往复运动的速度、位置、换向可控的珩磨机主轴往复随动控制齿形带驱动装置。

本发明的技术方案：一种珩磨机主轴往复随动控制齿形带驱动装置，包括床身、安装在床身上的珩磨机主轴系统、液压换向驱动系统和控制系统，其特征在于珩磨机的液压换向驱动系统包括主轴液压缸和控制主轴液压缸往复移动的机械液压伺服阀，机械液压伺服阀中的阀体与主轴液压缸中的移动件相连，机械液压伺服阀中的阀芯通过连接件与转换机构相连，转换机构通过控制系统进行控制，上述转换机构是由固定安装在床身上的伺服电机、安装在伺服电机输出端的主动齿形带轮、安装在床身上的与主动齿形带轮相对应的被动齿形带轮及安装在主动齿形带轮、被动齿形带轮之间的齿形皮带组成，连接件的一端与机械液压伺服阀中的阀芯相连，另一端固定在齿形皮带上。

上述主轴液压缸中的移动件为活塞杆，在活塞杆的顶端安装有连接件，机械液压伺服阀中的阀体通过连接件(13)与活塞杆相连。

在上述床身上安装有直线导轨，连接件安装在直线导轨上。

本发明的特点是：

1、本发明利用伺服电机、齿形带组成的数控装置控制机械液压伺服阀的动作，可实现主轴液压缸的速度、位置、换向的随动控制，即采用数控机械位置闭环和线性机械液压伺服阀组成的液压位置闭环，实现液压缸的速度、位置、换向的数字控制功能。

2、采用伺服电机、齿形带组成的检测和设定直线位移的数控装置作为先导控制单元，将具有线性机械特性的机械液压伺服阀作为随动单元，形成完全独立的两套位置闭环单元，前者采用电信号位置闭环，后者通过机械液压伺服阀的随动特性，系统的调试可以采用将电气和液压分别进行调试的方法，降低了调试工作的难度，也便于出现问题时迅速找到问题的所在。

与现有高档的往复运动数控装置相比，本发明不需要昂贵且对使用条件较苛刻的电液伺服比例阀，而且能将目前一个电液位置闭环拆分成数控机械位置闭环与线性机液伺服阀组成的液压位置闭环，即将一个复杂的位置闭环拆分成两个相对简单的位置闭环，使系统的调试变得简单，提高了系统工作的可靠性，降低了对使用人员的技术要求以及系统的组成成本。

与采用特殊的珩磨专用转阀的数控方法相比，由于采用较常用的线性机械液压伺服阀代替了珩磨专用转阀，珩磨主轴的线性运动直接与阀芯的线性运动构成随动位置闭环，不需要将主轴的线性运动转变成旋转运动，更不需要复杂的旋转机液位置闭环，其工作原理、驱动和反馈方式、机械结构等完全不同，并且由于机械液压伺服阀的结构简单，降低了构成系统的成本，并提高了系统维护保养的方便性。

3、本发明中采用线性性能好的机械液压伺服阀作为机械力的放大机构，可以驱动较大负载，应用范围也不仅仅局限于珩磨机床的主轴往复驱动控制，还适用于其他需要数控和液压驱动的各种场合。配用的机械液压伺服阀可以是双边滑阀也可以是四边滑阀。