[发明专利]一种数控滚齿机床工件主轴旋转伺服驱动系统

说明书

本发明公开了一种数控滚齿机床工件主轴旋转伺服驱动系统,包括伺服驱动模块、通信接口模块、位置速度传感器，并通过传动机构与机床主机相连，其特征在于：所述机床上设置刀具主轴和工件主轴，刀具主轴沿轴向直线运动称为Y坐标方向运动、绕轴转动称为B坐标方向运动，工件主轴的沿轴向直线运动称为Z坐标方向运动、绕轴转动称为C坐标方向运动，各坐标方向的运动由4台交流伺服电机分别驱动，交流伺服电机连接着对应的伺服驱动模块。本发明的有益效果是：通过将B坐标、Y坐标、Z坐标方向运动的实际速度、位置信号各自乘以相应的系数的线性组合信号作为C坐标方向运动的输入信号，实现各轴间的同步运动，同时在具有反馈控制的基础上采用增量位置控制方法，明显缩短了传动链并且提高了各坐标方向运动的控制精度，降低了成本，最终提高了齿轮加工精度。

技术领域

本发明涉及数控机床系统应用技术领域，具体为一种数控滚齿机床工件主轴旋转伺服驱动系统。

背景技术

齿轮是机器制造领域关键基础部件之一，滚齿是一种应用最广的齿形加工方法，具有生产效率高、精度高等特点。滚齿机床在加工齿轮时必须具备三种传动运动：展成运动、切削运动和垂直进给运动。

传统滚齿机床通常采用机械方式来保持多轴之间的同步协调运动，由于传动链比较长，容易积累大量的误差，影响加工精度。数控滚齿机床通常采用专用的数控系统用电子齿轮箱代替了传统滚齿机床的挂轮装置，但专用滚齿机数控系统不仅结构十分复杂，价格昂贵，而且完全由数控系统中的电子齿轮箱实现展成运动信号，而各个运动坐标的伺服驱动系统之间没有交叉耦合反馈作用，也有累积误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控滚齿机床工件主轴旋转伺服驱动系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控滚齿机床工件主轴旋转伺服驱动系统,包括伺服驱动模块、通信接口模块、位置速度传感器，并通过传动机构与机床主机相连，所述机床上设置刀具主轴和工件主轴，刀具主轴可沿轴向直线运动和绕轴转动，刀具主轴的轴向直线运动称为Y坐标方向运动、绕轴转动称为B坐标方向运动，工件主轴也可沿着轴向直线运动和绕轴转动，工件主轴的沿着轴向直线运动称为Z坐标方向运动、绕轴转动称为C坐标方向运动，上述4个坐标方向的运动由4台交流伺服电机分别驱动，交流伺服电机连接着对应的伺服驱动模块。

所述通信接口模块用于接收上级数控系统给定B坐标、Y坐标和Z坐标运动的速度和位置信号，并对上级数控系统反馈数控滚齿机床各坐标方向运动的运行状态；

所述位置速度传感器用于实时监测B坐标、Y坐标、Z坐标和C坐标运动的转速和位置信号并反馈给各自的伺服驱动模块，伺服驱动模块由控制器部分和驱动器部分组成，每个控制器对应一个驱动器。

优选的，所述B坐标、Y坐标、Z坐标运动对应连接的伺服驱动模块分别用于控制刀具主轴绕轴转动、刀具主轴沿轴向直线运动和工件主轴的沿轴向直线运动，所述C坐标运动连接的另一伺服驱动模块用于控制C坐标运动即工件主轴绕轴转动。

优选的，所述B坐标、Y坐标、Z坐标运动和C坐标运动的伺服电机各自安装一个位置速度传感器，其中，B坐标、Y坐标、Z坐标运动的伺服电机上的位置速度传感器将B坐标、Y坐标、Z坐标运动的速度、位置信号反馈给与控制B坐标、Y坐标、Z坐标运动的各个伺服驱动模块的同时还需将检测到的速度、位置信号发送与控制C坐标运动的伺服驱动模块，所述C坐标运动的伺服驱动模块将此信号作为C坐标运动的速度、位置输入信号并输入。

优选的,所述B坐标、Y坐标、Z坐标运动的伺服驱动模块的控制器用于接收上级数控系统给定B坐标、Y坐标、Z坐标运动的位置速度信号和位置速度传感器的反馈信号，采用前馈补偿的方式达到减小跟随误差提高运动精度的目的。