数控滚齿机编程教学(数控滚齿机编程教学视频)

关于数控滚齿机

齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工技师和加工能力反映一个国家的工业水平。实现齿轮加工数控倾和自动化、加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。

基于开放式运动控制器的数控滚齿系统的研究

摘要:讨论了一种基于开放式运动控制器的数控滚齿体系结构，通过对其进行深入的研究，在国内首次提出了电子差动

齿轮箱的概念，开发出相应的数控滚齿软件，给出了运动控制系统软件的基本模块，以及该数控系统成功用于YG6132B

机械滚齿机数控改造的实例。

序词:数控 滚齿机床 运动控制

中图分类号:TG659

前言

齿轮被广泛地应用于机械设备的传动系统中，滚齿是应用最广的切齿方法〔1 〕，传统的机械滚齿机床机械结构非常复杂，一台主电机不仅要驱动展成分度传动链，还要驱动差动和进给传动链，各传动链中的每一个传动元件本身的加工误差都会影响被加工齿轮的加工精度，同时为加工不同齿轮，还需要更换各种挂轮调整起来复杂费时[2]，大大降低了劳动生产率。

以德国西门子、日本发那科公司数控系统为主流的数控滚齿机的出现，大大提高了齿轮加工能力和加工效率。我国目前真正能够生产数控滚齿机的只有2－3个厂家，且使用的多是德国西门子数控系统，加工中模数齿轮，没有自主产权的核心技术，缺少国际竞争力。

注意到以上问题，并根据近来数控技术，尤其是开放式运动控制器飞速发展的现状，本文针对小模数、少齿数、大螺旋角斜齿轮滚齿加工迫切要求数控化的实际需求，进行了深入的研究，成功地开发了了一套基于开放式运动控制器的数控滚齿系统并用于实际生产。

1 基于开放式运动控制器的数控体系结构

该体系结构的核心是一块具有PC104 总线并且自带高速DSP 芯片的开放式多轴运动控制卡，与嵌入式PC 主机构成多处理器结构，提供4路16 位D/A 模拟电压（＋/－10V）控制信号，4路4倍频差动式光电编码器反馈信号接口，输入信号频率最高可达8MHZ，32 路光电隔离输入输出接口。可编程数字PID+速度前馈+加速度前馈滤波方式，卡上自带DSP 芯片以实现实时高速插补、计算功能，可完成空间直线、圆弧插补，大大减轻了主机负担，还提供了程序缓冲区，降低了对主机通讯速度的要求[3]。该运动控制卡通过PC104 总线和计算机通讯，一方面将从各控制轴采集到的数据送给主机进行计算，另一方面，将主机根据工艺及数学模型进行运算生成的运动控制指令经过进一步处理送各轴伺服驱动器，完成各轴的运动控制，加工出满足工艺要求的合格零件。由于使用标准的PC104 型工控机作

为主机，采用标准化接口，可灵活地选用电机、驱动装置和反馈元件，支持包括乙太网甚至是Internet 网在内的多种网络协议及拓扑结构，可方便地实现远程控制，组网技术十分灵活而且技术成熟[4]。适应网络化数控的未来发展要求，系统硬件控制部分结构如图1 所示。

图1基于开放式运动控制器的数控系统结构

2

2系统控制软件

本系统控制软件是在纯DOS 下用C 语言开发的，DOS 系统的开放性、单任务、准确的时钟中断管理及其良好的稳定性，为工业化生产提供了可靠的保证。软件框图如图2 所示。其中系统初始化包括自制小汉字字模的装入，显示器图形方式的初始化，控制器滤波参数的整定等；系统诊断模块的作用是监控各被控轴的运动状态，如：各轴有无运动误差超限、伺服报警、运动完成、限位开关动作等；实时控制模块，由中断服务程序实现，它在每个时钟中断周期内读入各轴位置，根据加工对象的加工工艺要求计算出新的运动控制指令送运动器解释执行。

3基于电子齿轮箱的数控滚齿系统

齿轮加工的关键在于实现滚刀和工件之间的展成分度运动关系，也就是要准确地满足两者之间的速比关系，即滚刀转过一转，工件转过K/zc 转，如下式(1)所示：

c b

c

z

K

n

n

= (1)

式中b c n n , －分别为工件轴转速和滚刀轴转速

k zc , －分别为工件齿数和滚刀头数

而在加工斜齿轮和蜗轮时，要求在完成分齿运动的同时，还要完成Z轴或Y轴的附加运动，其运动学方程式如下：

p

l

p

b

c n

r

c n

z b

c

c z m

f

z m

f n

z

K

n

cos sin

± ± = (2)

式中r z f f , －分别为Z、Y轴的进给量

l b, －分别为斜齿轮的螺旋角和刀具安装角

n m －为斜齿轮法面模数。

由式(2)可见，在加工斜齿轮和蜗轮时，输入和输出的关系已不再是一个简单的单输入、单输出的定比传动问题，而是一个多输入、单输出的问题。一般的电子齿轮方式无法解决这类问题，为此本系统成功地开发了电子齿轮箱功能，电子差动齿轮箱是指：对于任何一个通过机械差动变速机构将两个以上（含两个）不同运动，按一定的速比传动关系

合成输出的运动轴，都可以改由计算机控制的交、直流伺服电机单独驱动，去掉原有的机械差动传动链，通过计算机读取安装在各输入轴上传感器反馈回来的运动参数（如转速，进给量等），用软件编程的方法实时计算合成输出轴的运动，实现机械差动传动链的功能。

4应用实例

上述数控滚齿系统已成功地应用到一台宁江机床厂生产的小模数机械滚齿机YG3612B的改造中，改造前该滚齿机用于批量生产模数1，齿数4，螺旋角20 度以上的斜齿轮轴加工，由于我国尚无适应这种小模数、少齿数工件的数控滚齿机，对这种类型工件，该机械滚齿机是目前加工精度最高的滚齿设备，但是由它加工出来的零件成品率仅达80%左

右，造成了巨大的浪费，同时在更换加工品种时需要繁琐地更换各种挂轮，使生产效率大为降低。为此生产厂家强烈要求进行数控改造以便提高加工精度，提高生产效率。经分析造成零件加工精度低的主要原因如下：

（1）滚刀至工件两末端传动件之间各传动元件的加工、装配误差直接影响了展成分度的精度，从而影响工件的加工精度

（2）工件至Z进给轴两末端传动件之间各传动元件的加工误差直接影响了被加工工件螺旋角的准确性

（3）由于是加工4个齿的斜齿轮，单头滚刀每转1转工件要转过90 度，这就决定了滚刀到工件之间的末端传动副不能像通常的滚齿机那样使用大降速比的蜗轮－蜗杆传动副，以便大大降低前面传动副的误差对展成分度的影响〔5 〕（如采用大降速比的蜗轮－蜗杆传动副作末端传动副，蜗杆的高速转动将造成其迅速磨损而失去精度），因此该机床采用了一对19/76=1/4 的空间相交轴传动的螺旋齿轮副作末端传动副，从而使得上述(1)、(2)两点成为影响被加工齿轮轴精度的关键。

针对以上问题，同时考虑生产厂家担心改造后一旦不成功将造成机床报废的顾虑，本文把以最少的改动、最小的投入加工出满足精度要求的小模

图2 控制软件框图

系统初始化

工艺参数修改

系统诊断

主控模块

实时中断控制

各轴坐标显示

PID 参数修改

指令队列各轴位置反馈

3

数、少齿数、大螺旋角斜齿轮作为目标，创造性地建立了如下的改造方案：

（1）彻底断开工件轴和滚刀轴、工件轴和进给轴之间原有的机械传动联系，除去原有的差动传动链

（2）保留滚刀轴至工件轴之间19/76 的末端传动副，在工件轴的上一级传动轴上直接安装交流伺服电机，单独驱动工件轴

（3）滚刀转动和Z轴进给仍采用原来普通电机带动

（4）沿Z轴丝杆进给方向加装高分辨率光栅尺A，直接从末端件提供进给量反馈，从而排除了进给传动链误差对工件螺旋角的影响

（5）在滚刀轴的上一级飞轮轴上加装高分辨率的光电编码盘B，提供滚刀转速反馈改造后的机械结构如图3所示，本数控系统通过实时中断读取光电编码盘B和光栅尺A的读数，由电子差动齿轮箱自动进行合成、数据处理后，经

运动控制卡发出指令，控制伺服电机的运转，最终加工出满足精度要求的齿轮轴，并使产品合格率达到96％以上。

对以上改造的加工小模数、少齿数、大螺旋角数控滚齿机的进一步完善，应从以下几个方面着手：

（1）在滚刀轴的上一级B轴上加装直流或交流主轴电机，以满足输出功率大，调速范围宽，进一步稳定转速的加工要求〔6〕

（2）工件伺服驱动电机轴与工件轴之间，滚刀驱动电机轴与滚刀轴之间都只保留一对高精度降速齿轮传动，这两对齿轮传动副要进行消隙处理，如采用两薄片齿轮弹簧消隙装置

（3）将轴向进给Z轴上的普通丝杠换成具有预紧、消隙功能的滚珠丝杠，并用交流伺服电机直接驱动滚珠丝杠实现匀速进给，消除进给爬行

（4）如需进一步提高该滚齿机的加工能力（加工鼓形齿、非园齿轮等），进一步提高生产效率，降低劳动强度的话，可对径向进给X轴，切向进给Y轴和滚刀刀盘搬角度A轴，都采用单独的伺服电机控制，但这些已不存在原理和技术上的难点，用户只需根据需求和成本进行取舍。

5结论

（1）本数控系统经小模数机械滚齿机YG3612B改造证明是成功的实用系统，且该系统操作简单，运行可靠

（2）本系统在国内首先提出了区别于电子齿轮的电子差动齿轮箱概念

（3）本系统采用国产开放式运动控制卡摆脱了国外进口的限制

（4）充分发挥了PC 平台上的软硬件优势，丰富和改善了开发环境。

（5）支持数控机床进一步向的智能化、集成化、网络化方向发展。

参考文献

1 齿轮制造手册编辑委员会.齿轮制造手册.北京:机械工业出版社. 1997

2 韩彦成.金属切削机床构造与设计. 国防工业出版社.1991

3 固高公司.GT-400-SV 四轴运动控制器用户手册，2001

4 毛军红. 机床数控软件化结构体系. 机械工程学报.2000.36(7):48-51

5 会田俊夫〔日〕.圆柱齿轮的制造.中国农业机械出版社.北京.1984

6 孙汉卿.数控机床原理与维修.中国第一汽车集团公司.1998

A STUDY ON NUMERICAL CONTROL Gear HOBBING

SYSTEM BASED ON OPEN MOTION CONTROLLER

Du Jianming WuXutang

(Xi’an Jiaotong University)

Wu Hong

(Luo yang Institute of Technology)

Abstract: A numerical control gear Hobbing

图3 机床改造后的结构

4

architecture system based on open motion controller is discussed. Through study deeply on it, an idea of electronic differential gearbox is put forward primarily in our country. The umerical control gear Hobbing software is developed. Basic software modules for motion control system and a successful instance that YG3612B model gear Hobbing machine tools is changed by the numerical control system are given.

Key word: Numerical control Gear Hobbing

machine tools Motion control

作者简介：杜建铭，男，1963 年出生，高级工程师，博士研究生，中国第一拖拉机集团公司优秀专家，主要从事数控技术、高精度位置伺服控制和复杂曲面的研究工作

数控车床怎么做滚花啊，在一个直径50的工件上滚一个长35的滚花，对刀或编程，怎么做具体点！

在数控车床上滚花，你可以把滚花轮装在刀架上，编好进刀程序，再启动程序进行滚花，就可以在直径50的工件上滚一个长35的滚花。

公司新买的数控滚齿机，操作说明书找不到了，有没有朋友知道操作规程的？

您好，我是枣庄铭辰数控机床有限公司的操作员，也许可以帮到您，这是一些我们常用的操作规程，但不能保证一定适用您的机器，分享如下。

数控滚齿机的操作规程

1、操作者必须熟悉本设备结构性能，传动原理以及加工应用程序，经考试合格取得操作证后方可独立操作。

2、操作者要认真做到“三好”（管好、用好、修好）“四会”（会使用、会保养、会检查、会排除故障）。

3、操作者必须遵守使用设备的“五项纪律”和维护设备的“四项要求”的规定。

4、操作者要随时按照“巡回检查内容”的要求对设备进行检查。

5、严格按照设备用油要求进行加油，做到润滑“五定”（定时、定点、定量、定质、定人）。

6、严禁移动或损坏机床上的警示标牌。

7、多人操作时，相互间应协调一致。

8、严禁超负荷、超规范使用设备。

9、当设备停机八小时以上，应先启动机床液压润滑5—10分钟，然后再用手动方式运转各运动轴，查看各部运转是否正常；确认运转正常、润滑良好、无任何报劲、方能开始工。

10、工作前必须正确安装刀具。

(1）刀具的内孔、端面与心轴及垫圈的接触面要清洁、配合要适当。

(2）刀具规格、锥度不符不得装卡。

(3）装卡的刀具必须紧固。

11、加工扇形齿轮时必须对工作台进行平衡配重。

12、工作前根据工件材质、技术参数、刀具材料合理选择切削用量，正确编写加工程序，核对无误后方能进行试切及工件加工。

13、多工件堆积切削时，相互接触面要平整清洁，不得有铁屑等杂物。

14、在吊装（卸）工件时必须根据工件的重量和形状选用安全的吊具和方法，不得碰撞机床。

15、装卡工件要紧固牢靠，不得松动。

16、当切削不同螺旋角齿轮时，刀架转度后应紧固牢靠。

17、使用自动对刀时注意降低倍率开关档位，设备运转中禁止变速。

18、禁止使用磨钝了的刀具进行切削。

19、禁止在设备上堆放杂物、工具和附件，严禁用撞击方式进行工件找正。

20、工作中注意防止冷却液混入液压系统，防止棉纱等废弃物掉入机床内部。

21、未经许可禁止打开电控柜。

22、启动程序刚开始工作时，右手作好按程序停止按钮的准备，程序在运行当中手不能离开程序停止按钮，如有紧急情况立即按下程序停止按钮。

23、使用手轮或快速移动方式移动各轴时，一定要看清各轴方向`“＋、－”号标牌后再移动。移动时先慢转手轮观察机床移动方向无误后方可加快移动速度。

24、加工过程中认真观察切削时的冷却状况，确保机床、刀具的正常运行及工件加工质量。

25、遵守岗位责任制，机床由专人使用、管理，严禁擅自离开岗位。

26、注意观察机床液压、气压的工作压力以及油箱内的温升是否正常。

27、当环境温度低于15℃时，必须保证液压系统连续工作。

28、修改程序的钥匙在程序调整完后要立即拿掉，不得插在机床上（由操作者保管），以免无意改动程序。

29、及时清理铁屑及杂物，保持切削油必要的清洁度。

30、注意观察机床稳压柜、电柜空调、油制冷单元、排削装置等辅助设施运行是否正常；及时倒掉制冷设施的冷凝水，避免油质乳化，保持环境整洁。

31、更换内、外刀架或拆装后立柱时，应十分小心，确保各种电源电缆、信号电缆、液压管线完好无损。

32、机床发生故障时，应立即通知维修人员处理。当设备发生事故时，应保持现场并立即报告公司和设备科。

33、下班前15分钟应停机清扫设备，清扫部位按照“设备巡回检查内容”的有关规定进行，并认真填好交班记录；不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。

34、一班制操作者作好运行记录，倒班制按交接班制度进行交接班。

yx3132cnc数控滚齿机自动编程好学吗

这要看看你是不是有这方面的基础了，如果有基础一两个月，如果全从新来有师傅带的话，最少也要半年吧！我们厂里的数控师傅差不多就是这样的。

广数数控车床编程G94怎么编程实例

G94是指的端面车削一次固定循环指令。

例如，当前刀具X.Z向零点为程序零点，端面余量1mm，外径100mm，定位点为X102，Z2，终点X0，Z0，程序为

M,S,T;

G00 X102 Z2;

G94 X0 Z0 F0.1;

以上三句的走刀路径：首先指定刀具、转速；指定刀具快速定位至循环起点X102 Z2，开始固定路径循环（快走至Z0，开始切削至X0，快走至Z2，快走至X102，即返回循环起点，固定循环完成）；G94程序段完成，开始运行下一程序段。

数控车床

数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。

数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

数控车床滚0.3的直纹花,直径14毫米，怎么计算？怎么编程？

在数控车床上滚花编程往往凭经验，也可以用手动试滚代替试车来对刀。

由于每台机床的刚性不同，编出来的程序都需要修改调整，数控车床滚花的动作就是模仿普车滚花的动作，所以数控程序的格式是比较简单的，只是X方向坐标值难以一次成功。