[发明专利]多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置及其计算方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种数控多刀管螺纹车床径向进给的运动合成系统及其计算方法。

背景技术：

管螺纹车床是一种专门加工管螺纹的车床，目前，一般选择工件自身旋转的专用管子车床，当加工管子口径较大(Φ100～Φ340mm)且较长(5000～10000mm)时，存在一些困难：如由于管子长，质量大，装夹比较困难，主轴带动这样的管子做旋转运动，不仅产生极大的振动和噪音，而且影响加工精度和表面质量，所以提高机床的精度和生产效率是很困难的。为此，国内已有机床企业开发出管子不旋转，刀具旋转的用于加工大口径管子螺纹的数控机床，但是，已报导的这种机床均采用机械结构差动机构实现运动合成。但是由于机械结构差动机构使用齿轮传动，导致机构复杂，增加了传动误差。也由于机械差动机构本身结构的限制，使得机床难以实现多路径向进给传动链的结构形式，进而就无法实现多刀分别径向进给的工作方式。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置及其计算方法。本发明利用电子传动链代替机械传动链，利用软件实现运动合成，提供一种工件不动，刀具旋转，具有多刀分别径向进给功能的新式高效管螺纹车床，刀具能够在做回转运动的同时实现径向进给运动。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，包括有主轴(12)，在主轴(12)的前端设有平旋盘(13)，其主要特点包括有在主轴(12)上设有空套双联齿轮组(3)；径向进给输入轴(1)的左端设有径向进给伺服电机，右端设有的进给输入齿轮(2)与空套双联齿轮组(3)的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组(3)的输出齿轮与进给输出齿轮(4-1)啮合，径向进给输出轴(5-1)穿过主传动大齿轮(7)，在径向进给输出轴(5-1)上还设有锥齿轮传动副(10-1)的主动锥齿轮，与锥齿轮传动副(10-1)的被动锥齿轮啮合；丝杠螺母机构(9-1)的丝杠与锥齿轮传动副(10-1)的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有刀座(11-1)。

所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有在与空套双联齿轮组(3)的输出齿轮啮合的输出齿轮(4-1)对应方向的180度处，还设有输出齿轮(4-2)，输出齿轮(4-2)设在径向进给输出轴(5-2)上，径向进给输出轴(5-2)穿过主动齿轮(7)在径向进给输出轴(5)上还设有锥齿轮传动副(10-2)；丝杠螺母机构(9-2)的丝杠与锥齿轮传动副(10-2)的被动锥齿轮连接，螺母与滑板连接，滑板上固连有径向刀座(11-2)。

所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有所述的空套双联齿轮组(3)为包括有主轴(13)上设有第一双联齿轮(3-1)，主轴(13)与第一双联齿轮(3-1)之间设有第一轴承(3-4)；在第一双联齿轮(3-1)上设有第二双联齿轮(3-2)，第一双联齿轮(3-1)与第二双联齿轮(3-2)之间设有第二轴承(3-5)；在第二双联齿轮(3-2)上设有第三双联齿轮(3-3)，第二双联齿轮(3-2)与第三双联齿轮(3-3)之间设有第三轴承(3-6)。

所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有所述的径向进给输入轴(1)为1-3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为1-6个。

所述的多路伺服径向进给数控管螺纹车床的运动合成的装置，还包括有数控装置，所述的数控装置包括有人机界面(101)与数控系统(102)双向连接，数控系统(102)的接口连接主电机(103)、径向进给电机(104)和轴向进给电机(115)，主电机(103)的输出端通过连接主传动链(105)连接运动合成(108)，径向进给电机(104)的输出端通过连接径向进给传动链(106)连接运动合成机构(108)；轴向进给电机(115)输出端通过连接轴向进给传动链(114)连接轴向进给丝杠(113)，轴向进给丝杠(113)连接主轴箱滑板(112)与刀架(111)连接；旋转编码器(107)连接在主传动链(105)的末端，将主轴的角位移值传输给数控系统(102)；主轴箱滑板(112)的位移量通过位置传感器(117)将信息反馈给数控系统(102)；运动合成机构(108)通过锥齿轮(109)、径向进给丝杠(110)连接刀架(111)；位置检测传感器(116)检测刀架(111)的位置精度并传输给数控系统(102)。