一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法
阅读说明：本技术 一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法 (High-speed precision hobbing machine hob spindle operation control system and control method ) 是由 褚国荣 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统,包括工作台,所述工作台下方设置有螺杆机构,所述第一齿轮盘和第三齿轮盘、第二齿轮盘和第四齿轮盘之间对应啮合传动,所述第四齿轮盘远离第三齿轮盘的一侧设置有伺服电机,且伺服电机的输出轴与第三齿轮盘和第四齿轮盘之间活动连接。本发明中,通过第一电磁铁对磁盘进行控制,从而实现对于第三齿轮盘和第四齿轮盘的独立控制,通过第四齿轮盘和第一齿轮盘之间的配合,实现对于第二螺杆的精确控制,提升驱动电机行程的精确性,通过第三齿轮盘和第二齿轮盘之间配合,实现对于第二螺杆的快速传动,提升退刀的速率。(The invention discloses a high-speed precise hobbing cutter spindle operation control system of a hobbing cutter, which comprises a workbench, wherein a screw mechanism is arranged below the workbench, a first gear disc, a third gear disc, a second gear disc and a fourth gear disc are in corresponding meshing transmission, a servo motor is arranged on one side of the fourth gear disc, which is far away from the third gear disc, and an output shaft of the servo motor is movably connected with the third gear disc and the fourth gear disc. According to the invention, the first electromagnet is used for controlling the magnetic disc, so that the third gear disc and the fourth gear disc are independently controlled, the fourth gear disc is matched with the first gear disc, the second screw rod is accurately controlled, the stroke accuracy of the driving motor is improved, the third gear disc is matched with the second gear disc, the second screw rod is rapidly driven, and the tool retracting speed is improved.)
技术领域
本发明涉及滚齿机技术领域，尤其涉及一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法。
背景技术
滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，在滚齿机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等；用滚刀按展成法加工直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮以及蜗轮的齿轮加工机床；这种机床使用特制的滚刀时也能加工花键和链轮等各种特殊齿形的工件。
现有滚齿机的大多采用气动或液压导轨进行行程控制，由于气动或液压控制精度不易控制，因而存在行程不精确的问题，且在加工完成后进行退刀时，应尽可能的加速，从而提升加工的速度。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有齿轮机导轨行程不易控制的问题，而提出的一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统，包括工作台，工作台上由左至右依次同中心轴设置有第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机输出端传动连接有工件，第二驱动电机输出端传动连接有稳定锥，所述第一驱动电机和第二驱动电机之间设置有与装置驱动机构传动连接的滚刀，所述工作台下方设置有螺杆机构，且螺杆机构通过套管与第一驱动电机和第二驱动电机之间传动连接，所述螺杆机构的下方设置有一组同轴设置的第一齿轮盘和第二齿轮盘，以及一组同轴心设置的第三齿轮盘和第四齿轮盘，所述第一齿轮盘和第三齿轮盘、第二齿轮盘和第四齿轮盘之间对应啮合传动，所述第四齿轮盘远离第三齿轮盘的一侧设置有伺服电机，且伺服电机的输出轴与第三齿轮盘和第四齿轮盘之间活动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述螺杆机构包括第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和第二螺杆螺纹方向反向设置，且第一螺杆和第二螺杆之间活动连接，并且第一螺杆和第二螺杆连接处设置有套环。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第一齿轮盘和第四齿轮盘直径相同，第二齿轮盘和第三齿轮盘直径相同，且第一齿轮盘与第二螺杆之间啮合传动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第三齿轮盘的中心位置滑嵌有连杆，且连杆的一端固定连接有磁盘，并且外部框架上与磁盘对应设置有第一电磁铁，所述第四齿轮盘中心位置处滑嵌有滑套，且滑套通过内部滑嵌的传动杆与伺服电机之间传动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述连杆上固定连接有滚珠环，且滚珠环轴向位置固定设置于滑套的内部，并且连杆位于滑套内部的一端开设有插接块，所述传动杆位于滑套内部一端开设有与插接块对应设置的插接槽，所述传动杆上套设有第五齿轮盘，且滑套的内部设置有与第五齿轮盘对应设置的空转槽，并且空转槽宽度大于插接块行进最大距离。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第二螺杆靠近第一螺杆一端焊接有套设在第一螺杆延伸端外侧的固定环，且固定环内侧嵌设有呈环形阵列的滚珠，并且滚珠与第一螺杆之间滚动连接，所述套环上环形阵列有至少四个第二电磁铁，且第二电磁铁的内侧均滑嵌设置有呈弧形结构的磁板，并且相邻两个磁板之间间隙设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制方法，包括以下步骤：
步骤一：将工件安装在第一驱动电机输出轴传动连接的夹具上，在装置运行前，控制第一电磁铁得电，产生与磁盘磁极相反的磁性，对磁盘进行吸引，磁盘连动连杆进行动作，在连杆上轴向位置固定的滚珠环作用下，将滑套向第三齿轮盘一侧进行拉动，从而使得第五齿轮盘与滑套之间卡接；
步骤二：启动伺服电机进行动作，伺服电机输出轴传动连接传动杆转动，由于第五齿轮盘与滑套之间限位，从而对第四齿轮盘进行传动，由于第四齿轮盘直径小于第一齿轮盘，线速度相同时角速度不同，从而提升传动的精度；
步骤三：第一齿轮盘传动连接第二螺杆进行转动，同时第二电磁铁得电，获得与磁板一侧磁极相同的磁性，从而对磁板向内侧进行推挤，使嵌设在固定环内侧的滚珠向内侧进行运动，由于两侧均存在挤压力，从而对滚珠位置进行限制，进而完成第一螺杆和第二螺杆固定连接，进而在齿轮盘对螺杆机构进行传动过程中，将位于其上的两个套管均进行位置传动，使得第一驱动电机和第二驱动电机同时向中间位置进行运动；
步骤四：第一驱动电机传动工件到滚刀一侧位置处时，第二驱动电机传动稳定锥与夹具中间杆接触，从而对中间杆轴向位置进行稳定；
步骤五：第二电磁铁断电，磁板失去对于滚珠的限制，从而第二螺杆和第一螺杆之间相对转动，伺服电机通过第二螺杆传动工件向滚刀逐步移动，滚刀通过外部驱动机构传动进行匀速转动，同时第一驱动电机和第二驱动电机进行配合滚刀转速的转动，保证滚刀在工件上的沟槽水平稳定，以此即完成对于工件的加工；
步骤六：磁板在第二电磁铁作用下将第一螺杆和第二螺杆之间进行固定，第一电磁铁产生与磁盘磁极相同的磁性，将位于连杆一端的插接块插入插接槽中，滚珠环连动滑套向右侧进行运动，从而使得第五齿轮盘位移至空转槽中，伺服电机的传动力经由连杆传导至第三齿轮盘上，进而通过第二齿轮盘和第一齿轮盘对螺杆机构进行传动，加速退刀的进程，从而加速加工的速率。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过第一电磁铁对磁盘进行控制，从而实现对于第三齿轮盘和第四齿轮盘的独立控制，通过第四齿轮盘和第一齿轮盘之间的配合，实现对于第二螺杆的精确控制，提升驱动电机行程的精确性，通过第三齿轮盘和第二齿轮盘之间配合，实现对于第二螺杆的快速传动，提升退刀的速率。
2、本发明中，通过第二电磁铁对磁板的控制，从而磁板对滚珠进行限位，实现对于两段螺杆之间固定，通过伺服电机对两段螺杆进行同步转动，加速两个驱动电机相对的行进速率，通过第二电磁铁对磁板控制，在磁板失去对于滚珠限位后，伺服电机可以实现对于第二螺杆的单独控制，提升加工速率。
附图说明
图1为本发明提出的一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法的正视图；
图2为本发明提出的一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法的传动机构结构图；
图3为本发明提出的一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法的调节机构结构图；
图4为本发明提出的一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统及控制方法的锁定机构结构图。
图例说明：
1、工作台；2、第一驱动电机；3、工件；4、滚刀；5、第二驱动电机；6、稳定锥；7、螺杆机构；701、第一螺杆；702、第二螺杆；8、套管；9、套环；10、第一齿轮盘；11、第二齿轮盘；12、第三齿轮盘；13、第四齿轮盘；14、滑套；15、磁盘；16、第一电磁铁；17、连杆；18、伺服电机；19、滚珠环；20、插接块；21、传动杆；22、第五齿轮盘；23、空转槽；24、插接槽；25、固定环；26、滚珠；27、磁板；28、第二电磁铁。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4，一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统，包括工作台1，工作台1上由左至右依次同中心轴设置有第一驱动电机2和第二驱动电机5，第一驱动电机2输出端传动连接有工件3，第二驱动电机5输出端传动连接有稳定锥6，第一驱动电机2和第二驱动电机5之间设置有与装置驱动机构传动连接的滚刀4，工作台1下方设置有螺杆机构7，螺杆机构7包括第一螺杆701和第二螺杆702，第一螺杆701和第二螺杆702螺纹方向反向设置，且第一螺杆701和第二螺杆702之间活动连接，并且第一螺杆701和第二螺杆702连接处设置有套环9，第二螺杆702靠近第一螺杆701一端焊接有套设在第一螺杆701延伸端外侧的固定环25，且固定环25内侧嵌设有呈环形阵列的滚珠26，并且滚珠26与第一螺杆701之间滚动连接，套环9上环形阵列有至少四个第二电磁铁28，且第二电磁铁28的内侧均滑嵌设置有呈弧形结构的磁板27，并且相邻两个磁板27之间间隙设置，且螺杆机构7通过套管8与第一驱动电机2和第二驱动电机5之间传动连接，螺杆机构7的下方设置有一组同轴设置的第一齿轮盘10和第二齿轮盘11，以及一组同轴心设置的第三齿轮盘12和第四齿轮盘13，第一齿轮盘10和第三齿轮盘12、第二齿轮盘11和第四齿轮盘13之间对应啮合传动，第四齿轮盘13远离第三齿轮盘12的一侧设置有伺服电机18，且伺服电机18的输出轴与第三齿轮盘12和第四齿轮盘13之间活动连接，第一齿轮盘10和第四齿轮盘13直径相同，第二齿轮盘11和第三齿轮盘12直径相同，且第一齿轮盘10与第二螺杆702之间啮合传动连接，第三齿轮盘12的中心位置滑嵌有连杆17，连杆17上开设有与第三齿轮盘12径向限位的凹槽，且连杆17的一端固定连接有磁盘15，并且外部框架上与磁盘15对应设置有第一电磁铁16，第四齿轮盘13中心位置处滑嵌有滑套14，滑套14外壁开设有与第四齿轮盘13径向限位的凹槽，且滑套14通过内部滑嵌的传动杆21与伺服电机18之间传动连接，连杆17上固定连接有滚珠环19，且滚珠环19轴向位置固定设置于滑套14的内部，并且连杆17位于滑套14内部的一端开设有插接块20，传动杆21位于滑套14内部一端开设有与插接块20对应设置的插接槽24，插接块20和插接槽24对接位置足够多，保证对接的成功率，传动杆21上套设有第五齿轮盘22，且滑套14的内部设置有与第五齿轮盘22对应设置的空转槽23，并且空转槽23宽度大于插接块20行进最大距离。
一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制方法，包括以下步骤：
步骤一：将工件3安装在第一驱动电机2输出轴传动连接的夹具上，在装置运行前，控制第一电磁铁16得电，产生与磁盘15磁极相反的磁性，对磁盘15进行吸引，磁盘15连动连杆17进行动作，在连杆17上轴向位置固定的滚珠环19作用下，将滑套14向第三齿轮盘12一侧进行拉动，从而使得第五齿轮盘22与滑套14之间卡接；
步骤二：启动伺服电机18进行动作，伺服电机18输出轴传动连接传动杆21转动，由于第五齿轮盘22与滑套14之间限位，从而对第四齿轮盘13进行传动，由于第四齿轮盘13直径小于第一齿轮盘10，线速度相同时角速度不同，从而提升传动的精度；
步骤三：第一齿轮盘10传动连接第二螺杆702进行转动，同时第二电磁铁28得电，获得与磁板27一侧磁极相同的磁性，从而对磁板27向内侧进行推挤，使嵌设在固定环25内侧的滚珠26向内侧进行运动，由于两侧均存在挤压力，从而对滚珠26位置进行限制，进而完成第一螺杆701和第二螺杆702固定连接，进而在齿轮盘对螺杆机构7进行传动过程中，将位于其上的两个套管8均进行位置传动，使得第一驱动电机2和第二驱动电机5同时向中间位置进行运动；
步骤四：第一驱动电机2传动工件3到滚刀4一侧位置处时，第二驱动电机5传动稳定锥6与夹具中间杆接触，从而对中间杆轴向位置进行稳定；
步骤五：第二电磁铁28断电，磁板27失去对于滚珠26的限制，从而第二螺杆702和第一螺杆701之间相对转动，伺服电机18通过第二螺杆702传动工件3向滚刀4逐步移动，滚刀4通过外部驱动机构传动进行匀速转动，同时第一驱动电机2和第二驱动电机5进行配合滚刀4转速的转动，保证滚刀4在工件3上的沟槽水平稳定，以此即完成对于工件3的加工。
实施例2
请参阅图1-4，一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制系统，包括工作台1，工作台1上由左至右依次同中心轴设置有第一驱动电机2和第二驱动电机5，第一驱动电机2输出端传动连接有工件3，第二驱动电机5输出端传动连接有稳定锥6，第一驱动电机2和第二驱动电机5之间设置有与装置驱动机构传动连接的滚刀4，工作台1下方设置有螺杆机构7，螺杆机构7包括第一螺杆701和第二螺杆702，第一螺杆701和第二螺杆702螺纹方向反向设置，且第一螺杆701和第二螺杆702之间活动连接，并且第一螺杆701和第二螺杆702连接处设置有套环9，第二螺杆702靠近第一螺杆701一端焊接有套设在第一螺杆701延伸端外侧的固定环25，且固定环25内侧嵌设有呈环形阵列的滚珠26，并且滚珠26与第一螺杆701之间滚动连接，套环9上环形阵列有至少四个第二电磁铁28，且第二电磁铁28的内侧均滑嵌设置有呈弧形结构的磁板27，并且相邻两个磁板27之间间隙设置，且螺杆机构7通过套管8与第一驱动电机2和第二驱动电机5之间传动连接，螺杆机构7的下方设置有一组同轴设置的第一齿轮盘10和第二齿轮盘11，以及一组同轴心设置的第三齿轮盘12和第四齿轮盘13，第一齿轮盘10和第三齿轮盘12、第二齿轮盘11和第四齿轮盘13之间对应啮合传动，第四齿轮盘13远离第三齿轮盘12的一侧设置有伺服电机18，且伺服电机18的输出轴与第三齿轮盘12和第四齿轮盘13之间活动连接，第一齿轮盘10和第四齿轮盘13直径相同，第二齿轮盘11和第三齿轮盘12直径相同，且第一齿轮盘10与第二螺杆702之间啮合传动连接，第三齿轮盘12的中心位置滑嵌有连杆17，连杆17上开设有与第三齿轮盘12径向限位的凹槽，且连杆17的一端固定连接有磁盘15，并且外部框架上与磁盘15对应设置有第一电磁铁16，第四齿轮盘13中心位置处滑嵌有滑套14，滑套14外壁开设有与第四齿轮盘13径向限位的凹槽，且滑套14通过内部滑嵌的传动杆21与伺服电机18之间传动连接，连杆17上固定连接有滚珠环19，且滚珠环19轴向位置固定设置于滑套14的内部，并且连杆17位于滑套14内部的一端开设有插接块20，传动杆21位于滑套14内部一端开设有与插接块20对应设置的插接槽24，插接块20和插接槽24对接位置足够多，保证对接的成功率，传动杆21上套设有第五齿轮盘22，且滑套14的内部设置有与第五齿轮盘22对应设置的空转槽23，并且空转槽23宽度大于插接块20行进最大距离。
一种高速精密滚齿机滚刀主轴运行控制方法：
磁板27在第二电磁铁28作用下将第一螺杆701和第二螺杆702之间进行固定，第一电磁铁16产生与磁盘15磁极相同的磁性，将位于连杆17一端的插接块20插入插接槽24中，滚珠环19连动滑套14向右侧进行运动，从而使得第五齿轮盘22位移至空转槽23中，伺服电机18的传动力经由连杆17传导至第三齿轮盘12上，进而通过第二齿轮盘11和第一齿轮盘10对螺杆机构7进行传动，加速退刀的进程，从而加速加工的速率。
工作原理：使用时，将工件3安装在第一驱动电机2输出轴传动连接的夹具上，在装置运行前，控制第一电磁铁16得电，产生与磁盘15磁极相反的磁性，对磁盘15进行吸引，磁盘15连动连杆17进行动作，在连杆17上轴向位置固定的滚珠环19作用下，将滑套14向第三齿轮盘12一侧进行拉动，从而使得第五齿轮盘22与滑套14之间卡接；启动伺服电机18进行动作，伺服电机18输出轴传动连接传动杆21转动，由于第五齿轮盘22与滑套14之间限位，从而对第四齿轮盘13进行传动，由于第四齿轮盘13直径小于第一齿轮盘10，线速度相同时角速度不同，从而提升传动的精度；第一齿轮盘10传动连接第二螺杆702进行转动，同时第二电磁铁28得电，获得与磁板27一侧磁极相同的磁性，从而对磁板27向内侧进行推挤，使嵌设在固定环25内侧的滚珠26向内侧进行运动，由于两侧均存在挤压力，从而对滚珠26位置进行限制，进而完成第一螺杆701和第二螺杆702固定连接，进而在齿轮盘对螺杆机构7进行传动过程中，将位于其上的两个套管8均进行位置传动，使得第一驱动电机2和第二驱动电机5同时向中间位置进行运动；第一驱动电机2传动工件3到滚刀4一侧位置处时，第二驱动电机5传动稳定锥6与夹具中间杆接触，从而对中间杆轴向位置进行稳定；第二电磁铁28断电，磁板27失去对于滚珠26的限制，从而第二螺杆702和第一螺杆701之间相对转动，伺服电机18通过第二螺杆702传动工件3向滚刀4逐步移动，滚刀4通过外部驱动机构传动进行匀速转动，同时第一驱动电机2和第二驱动电机5进行配合滚刀4转速的转动，保证滚刀4在工件3上的沟槽水平稳定，以此即完成对于工件3的加工；磁板27在第二电磁铁28作用下将第一螺杆701和第二螺杆702之间进行固定，第一电磁铁16产生与磁盘15磁极相同的磁性，将位于连杆17一端的插接块20插入插接槽24中，滚珠环19连动滑套14向右侧进行运动，从而使得第五齿轮盘22位移至空转槽23中，伺服电机18的传动力经由连杆17传导至第三齿轮盘12上，进而通过第二齿轮盘11和第一齿轮盘10对螺杆机构7进行传动，加速退刀的进程，从而加速加工的速率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。