阅读说明：本技术 一种滚齿机高速二次对齿的方法及系统 (High-speed secondary gear aligning method and system for gear hobbing machine ) 是由 郭阿赛 李鹏举 刘孝辉 付海通 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明属于滚齿加工技术领域,具体公开了一种滚齿机高速二次对齿的方法及系统,该方法利用非接触式磁性传感器,通过快速旋转齿轮,实现一圈的齿顶坐标扫描,传感器信号直接进入驱动器,由驱动器直接记录编码器角度并反馈给控制系统做算法运算。相较于现有技术,本发明采用驱动器优先记录数据的方式,可保障数据的实时性和准确性,减少了数据记录延迟；通过旋转齿轮,滚齿机利用传感器高速扫描抓取齿轮点位,在保证高速扫描的情况下,同时保证对齿精度,提高了二次加工时齿轮对齿的效率。(The invention belongs to the technical field of hobbing, and particularly discloses a high-speed secondary tooth aligning method and a high-speed secondary tooth aligning system for a hobbing machine. Compared with the prior art, the invention adopts the mode that the driver records the data preferentially, can ensure the real-time and the accuracy of the data and reduce the data recording delay; through the rotating gear, the gear hobbing machine utilizes the high-speed scanning of sensor to snatch the gear position, under the circumstances of guaranteeing high-speed scanning, guarantees simultaneously to the tooth precision, has improved the gear efficiency of gear pair tooth in the secondary operation.)

一种滚齿机高速二次对齿的方法及系统

技术领域

本发明涉及滚齿加工技术领域，特别是关于一种滚齿机高速二次对齿方法及系统。

背景技术

滚齿机是一种用滚刀按展成法加工直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮的齿轮加工机床。目前，精密的数控滚齿机由于其高精度和高效率的齿轮加工优势，被广泛应用于汽车、工程机械、矿山机械、仪表、飞机航天器等各种机械制造业。

在滚齿工艺加工过程中，有以下技术需求：

为保证齿轮传动时啮合的稳定性，通常对齿轮表面有一定的硬度要求。此时就需要对齿轮进行粗加工，加工出齿轮轮廓完毕，取下淬火热处理，使得齿轮表面硬度提高。由于热处理会使得齿轮表面变形，需要再次装夹到机床上进行精加工修整。因为齿轮的回转特性，难以保证两次装夹的位置相同，此时需要利用传感器进行齿轮表面的定位。在齿轮的二次加工对齿过程中，如何精确快速地完成刀具与齿轮的对齿是十分重要的。二次对齿的具体过程为：

1、粗加工齿轮轮廓之后，在齿轮取下之前需要利用传感器探测齿轮每个齿的回转角度。

2、淬火完毕后重新装夹，再次利用传感器探测齿轮每个齿对应的回转角度。

两次对比结果的差值，即是装夹后的校正值。

为了提高齿轮加工效率，需要精准快速地透过传感器进行齿表面角度的捕捉。然而，在现有技术中，通常是将传感器信号直接进入滚齿机的控制系统，然后再通过控制系统通知驱动器抓取编码器角度，这个流程较为复杂，导致速度低下，数据记录延迟。

发明内容

为了改善上述问题，本发明主要的目的在于提供一种滚齿机高速二次对齿的方法及系统，以简化对齿流程，提高滚齿机在二次加工时齿轮表面定位的速度，减少数据记录延迟。

为了实现上述目的，本发明揭露了一种滚齿机高速二次对齿的方法，包括以下步骤：

将传感器推出到检测位置；

旋转齿轮对应的轴向；

令该传感器扫描该齿轮的齿顶，每扫描一个齿就将对应的一个传感器信号发送至驱动器；

该驱动器获取该传感器信号的同时，抓取由编码器获得的与每一个齿对应的角度，并将该角度反馈给机床的控制系统；

直至该齿轮所有齿的角度都抓取完毕。

进一步地，该传感器为非接触式磁性传感器。

进一步地，该传感器在该检测位置时正对着该齿轮的齿顶。

进一步地，通过气缸驱动的方式移动该传感器，并由该控制系统探测该气缸动作。

进一步地，在旋转齿轮对应的轴向之前，在该控制系统中下达对齿指令。

更进一步地，该对齿指令包括设定扫描的点数、抓取数据存放的位置、参考的传感器信号。

进一步地，该对齿指令由用户手动输入或者预先储存在该控制系统的储存单元中。

进一步地，在所有齿的角度都抓取完毕后，传感器退回。由控制系统对驱动器传送的数据进行算法运算，计算出齿轮装夹的校正值。

本发明还揭露了一种滚齿机高速二次对齿的系统，包括：旋转轴，用以带动该齿轮回转；传感器，用以在该齿轮旋转时扫描齿轮的齿顶，并且每扫描一个齿就将对应的一个传感器信号发送至驱动器；编码器，用以获取与该传感器信号对应的齿的角度；驱动器，用以获取该传感器信号，并同时抓取由该编码器获取的与每一个齿对应的角度，以及将该角度反馈至滚齿机的控制系统。

进一步地，还包括传感器推出机构，用以将该传感器推出至检测位置以及从该检测位置退回，位于该检测位置时，该传感器被设置为正对该齿轮的齿顶。

基于上述技术方案，本发明滚齿机高速二次对齿方法及系统，达到以下有益效果：通过将传感器信号直接进入驱动器，由驱动器直接记录编码器角度，驱动器记录完毕后反馈给控制系统做算法运算，采用此种驱动器优先记录数据的方式，将保障数据的实时性和准确性，减少了数据记录延迟；通过旋转齿轮，滚齿机利用传感器高速扫描抓取齿轮点位，在保证高速扫描的情况下，同时保证对齿精度，提高了二次加工时齿轮对齿的效率。

附图说明

图1是根据本发明一种实施例的滚齿机高速二次对齿的方法的步骤流程图。

图2是根据本发明的滚齿机高速二次对齿的系统结构示意图。

附图中：

1：齿轮；2：传感器；3：驱动器；4：电机；41：旋转轴；5：气缸；51：伸缩杆；6：控制系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面将结合实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所做的等效变化与修饰前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

首先请参考图1，请表示根据本发明滚齿机高速二次对齿的方法步骤流程图。同时，请结合参考图2，请表示根据本发明的滚齿机高速二次对齿的系统结构示意图。

于本实施例中，依据该方法步骤进行编程并将程序写入控制系统中，操作者在对齿轮1进行二次加工的对齿操作时，只需要在控制系统的操作界面操作运行该程序下达对齿指令即可实现自动高速对齿的操作。以下对该滚齿机高速二次对齿的方法的具体步骤说明如下。

首先步骤101：开始。操作者在控制系统中运行程序下达对齿指令（G10指令）。该对齿指令可由用户手动输入或储存在控制系统的储存单元中。同时，该对齿指令还包括设定扫描的点数、抓取数据存放的位置、参考的传感器信号。

步骤102：探测气缸动作，将传感器推出到检测位置。于本实施例中，传感器2被设置在气缸5的伸缩杆51上，随着伸缩杆51的伸缩动作被推出到检测位置和退回。当伸缩杆51伸出时，将传感器2推出至检测位置，在检测位置时，传感器2正对着齿轮1的齿顶。本实施例中，传感器2优选为非接触式磁性传感器，在检测时传感器2与齿轮1之间具有一定的间隙，使得齿轮1旋转时，传感器2能够检测到每个齿顶。传感器2的开关信号线连接到驱动器3的接口上，驱动器3将实施检测传感器2的信号。

接着，步骤103：开启对齿指令，通知驱动器做扫描抓取。当传感器2到达检测位置后，控制系统6通知驱动器3做扫描抓取。

步骤104：旋转齿轮对应的轴向，传感器扫描到每个齿都会送出一个信号给驱动器。于此步骤中，由于齿轮1被装夹在旋转轴41上，旋转轴41由电机4带动旋转。电机4由驱动器4驱动，从而旋转轴41开始带动齿轮1旋转，旋转过程中，传感器2扫描齿顶时，每扫描一个齿就将对应的一个传感器信号传送给驱动器3。

步骤105：驱动器获取传感器信号的同时，立刻抓取编码器的角度，反馈给控制系统。由于编码器被设置在电机4上，可以获得旋转轴41的旋转角度，也即是齿轮1的回转角度。于是，当驱动器3每扫描一个齿获取传感器信号的同时，就立刻抓取对应的编码器的角度，即可获得每个齿对应的齿面角度。驱动器3将传感器遇到的每个齿的点位信息反馈给控制系统6。

步骤106：所有齿的传感器信号和角度都抓取完毕，传感器退回。当齿轮旋转一圈后，传感器2就完成了一圈的齿顶坐标扫描，与买个齿对应的编码器的角度也同时都被驱动器3抓取并发送至控制系统。此时，驱动器的扫描抓取工作完毕，控制系统即可由驱动器传送的数据进行运算得出齿轮装夹的校正值。传感器2在气缸5的带动下退回。齿轮1的装夹位置校正后，即可进行二次精加工。

步骤107：结束。程序终止。

请参考图2，本发明揭露的一种滚齿机高速二次对齿的系统，包括旋转轴41，用以带动该齿轮1回转；传感器2，用以在该齿轮1旋转时扫描齿轮1的齿顶，并且每扫描一个齿就将对应的一个传感器信号发送至驱动器3；编码器（图中未示出），用以获取与该传感器信号对应的齿的角度；驱动器3，用以获取该传感器信号，并同时抓取由该编码器获取的与每一个齿对应的角度，以及将该角度反馈至滚齿机的控制系统。本实施例的系统包括传感器推出机构，用以将该传感器推出至检测位置以及从该检测位置退回，位于该检测位置时，该传感器2被设置为正对该齿轮1的齿顶。

以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用以限定本发明的保护范围；同时以上的描述，对于相关技术领域中具有通常知识者应可明了并据以实施，因此其他未脱离本发明所揭露概念下所完成之等效改变或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。