[發(fā)明專利]一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410653165.9
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN105676788A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏筱筠;楊勇;田濱濱;朱翔宇;梁毅;單方威;李南;王宏娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于滾齒加工領(lǐng)域，具體的說是一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾 齒加工方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)今知名的數(shù)控滾齒機(jī)生產(chǎn)商，主要有美國格里森、德國希斯莊明等。國 內(nèi)品牌中，南京二機(jī)床、寧江機(jī)床、重慶機(jī)床較為著名。由于滾齒機(jī)的工藝性 較強(qiáng)，很多大的生產(chǎn)商，都在自己的機(jī)器上，配套了相對較獨(dú)立的控制系統(tǒng)。 尤其是滾齒功能，均采用了自己研發(fā)的產(chǎn)品。

SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)有著強(qiáng)大的計算通訊功能，它包括人機(jī)通訊MMC、 數(shù)控及驅(qū)動單元NCU及可編程邏輯控制器PLC三部分，適于各種復(fù)雜加工任務(wù) 的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)性能和控制精度。NCU數(shù)字控制單元是 SINUMERIK840D的中央控制單元，主要是執(zhí)行NC程序(直線差補(bǔ)、圓弧差補(bǔ)等 軌跡運(yùn)算)和保持與輸入/輸出端口的通訊。PLC的運(yùn)算也在NCU中完成，NC和 PLC在物理結(jié)構(gòu)上是一體的，合成在NCU單元中，但在功能上是相互獨(dú)立的。MMC 人機(jī)通訊可實現(xiàn)外界與機(jī)床之間的通訊，具有顯示和存儲功能，還可編輯NC參 數(shù)和程序等。

840D標(biāo)準(zhǔn)的HMI(人機(jī)界面)，主要針對通用型數(shù)控機(jī)床，如車床、銑床、 加工中心等，但對于一些特殊的機(jī)床如滾齒機(jī)等，由于加工產(chǎn)品類型多，加工 零件的參數(shù)多，更換頻繁，以及加工程序的編制與保存比較繁瑣，840D標(biāo)準(zhǔn)的 HMI(人機(jī)界面)現(xiàn)有的功能往往滿足不了工藝需求，常常出現(xiàn)誤動作，為解決這 個問題，本發(fā)明提出一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要針對數(shù)控滾齒加工產(chǎn)品類型多，加工零件的參數(shù)多，更換頻繁， 加工工藝復(fù)雜，以及加工程序的編制與保存比較繁瑣這些問題，提供一種基于 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于西門子840D數(shù)控系 統(tǒng)的滾齒加工方法，包括以下步驟：

設(shè)定加工參數(shù)和加工條件；

根據(jù)加工工藝公式得到加工滾齒所需的起點、終點和角度；

將加工參數(shù)、加工條件以及滾齒的參數(shù)輸入至數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)滾 齒的加工。

所述加工參數(shù)包括滾刀頭數(shù)、工件齒數(shù)、工件模數(shù)、工件螺旋角、壓力角、 全齒深系、全齒深、滾刀升角、刀架偏角，竄刀起點、竄刀終點、竄刀量、竄 刀間隔、是否竄刀，對刀轉(zhuǎn)速、對刀轉(zhuǎn)向。

所述加工條件包括加工種類為錐齒輪，滾切方式為逆銑，主軸轉(zhuǎn)向為正轉(zhuǎn)、 進(jìn)給方式為軸向進(jìn)給，設(shè)定入刀定位點、循環(huán)安全距離、加工主軸轉(zhuǎn)速、空行 程進(jìn)給率、加工刀數(shù)、加工進(jìn)給率、工件底面坐標(biāo)、工件頂圓直徑、軸向加工 長度、滾刀頂圓直徑、加工暫停時間，并且對每次進(jìn)刀分別定義主軸轉(zhuǎn)速、軸 向進(jìn)給率、切向進(jìn)給率、齒深切深、趨進(jìn)長度、切出長度。

所述加工工藝公式為

tanα=R47-R452×R55]]>

Z_終＝R69-R[CUTNUM+90]

其中，錐齒輪在X、Z軸的起點坐標(biāo)為X_起、Z_起，終點坐標(biāo)為X_終、Z_終，α為 角度，R45為小端直徑、R47為大端直徑、R51為滾刀頂圓直徑、R55為軸向加 工長度、R69為工件底面坐標(biāo)、CUTNUMR為加工刀數(shù)、[CUTNUM+90]為倒 數(shù)第CUTNUM刀的趨進(jìn)長度、R[CUTNUM+30]為倒數(shù)第CUTNUM刀的齒深 切深。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點：

1.本發(fā)明通過專用界面直接輸入工件參數(shù)、刀具參數(shù)、工藝參數(shù)等建模并 最終自動生成NC程序。

2.嵌入數(shù)控系統(tǒng)中，直接在數(shù)控機(jī)床上實現(xiàn)，更加方便、快捷。

3.對操作人員的要求也更低，只需鍵入一些參數(shù)即可實現(xiàn)滾齒加工。

附圖說明