YK7236蜗杆砂轮磨齿机的工作特性及应用
摘要：本文介绍了yk7236蜗杆砂轮磨齿机的工作特性，及num1060hg数控系统在蜗杆砂轮磨齿机上的应用原理和方法。
一、引言
我公司从zui早期生产机械同步传动链的yc7232、ye7232机床，半闭环锁相伺服的电子同步传动链的yk7232机床，到近几年采用法国num1060hg数控系统的新一代数控蜗杆砂轮磨齿机的yk7236机床，已有二十多年的蜗杆砂轮磨齿机的生产历史。
yk7236蜗杆砂轮磨齿机用于成批生产中，磨削直齿和螺旋齿圆柱齿轮，也可以磨削鼓形齿和锥齿等齿向修形齿轮。本机床工作原理和滚齿机相似，即用蜗杆砂轮与齿轮（工件）连续展成啮合原理来磨削。num1060hg数控系统保证蜗杆砂轮与齿轮（工件）间的严格同步比例传动，消除了机械同步传动带来的误差，提高了加工精度和齿面的质量。机床可采用位移磨削方法和普通磨削方法以适应磨削和精密磨削。该机床充分利用了num1060hg数控系统开放的环境，使用mmi工具开发软件，制作了适合于蜗杆砂轮磨齿机磨削工艺的友好的人机对话界面，使得机床用户更加容易操作。yk7236机床的磨削过程可采用手动或自动工作循环，蜗杆砂轮的修正过程采用半自动的工作循环。
二、yk7236蜗杆砂轮磨齿机的传动结构及控制过程
yk7236蜗杆砂轮磨齿机的传动系统可以概括为以下七个方面，其中五个方面是由数控系统控制的伺服轴。为了适用于num1060hg数控系统对蜗杆砂轮磨齿机的控制要求，这五个轴分别被定义为x轴、y轴、z轴、c轴及s轴。
1．工件旋转运动：用于在齿轮的磨削过程中，被加工齿轮的旋转运动，由数控系统控制，园光栅作闭环位置反馈，交流伺服电机驱动的伺服轴，在数控系统中定义为c轴。
2．砂轮旋转运动：由数控系统控制，安装园光栅作位置检测，变频器带普通三相异步电机的一个cnc主轴，在数控系统中定义为s轴.其运转的快慢直接由cnc主轴编程指令控制，变频器的模拟量指令入口连接到num数控系统的轴口上，但须经num1060hg数控系统内部参数设置及编制plc程序,把+/-10v控制信号转换为0-10号。电机的起停及正反转由num系统的plc根据系统编程指令自动控制。
3．工件滑板运动：在齿轮的磨削过程中，为齿轮工件的轴向运动，由数控系统控制，直线光栅作闭环位置反馈，液压比例阀驱动的伺服轴，在数控系统中定义为z轴.在选择比例阀电控器时注重考虑与num1060hg数控系统轴口的信号连接。
4．立柱切向位移：在齿轮的磨削过程中，齿轮有一个沿切向的移动，该移动在加工过程中可以是连续运动的，也可以是一个固定移动量。由数控系统控制，编码器作半闭环位置反馈，交流伺服电机驱动的伺服轴，在数控系统中定义为y轴.
5．砂轮架进给运动和快进退运动：砂轮架进给运动在齿轮的加工过程中为齿轮的轴向运动。由数控系统控制，编码器作半闭环位置反馈，交流伺服电机驱动的伺服轴，在数控系统中定义为x轴.砂轮架的快进退运动，与砂轮架的进给运动同向，是num1060hg数控系统内置plc控制的一个电磁阀，必要的时候，电磁阀动作控制液压油缸带动砂轮架前后移动。
6．砂轮修正运动：分为齿形和外园修正两个部分，这两个修正过程的转换由一个手柄开关进行连锁切换。异步电机驱动，带交换挂轮的机械修正传动装置的动作，由数控系统的内置plc进行全自动的逻辑控制。
7．工件架的回转运动: 调节被加工齿轮的安装角，该运动不用电气控制，*是一个手动运动部件。
以上是yk7236蜗杆砂轮磨齿机的主要运动部件，还有一些如冷却系统、润滑系统、液压系统等也是该机床的*部件，在此不再多述。
三、num1060hg数控系统适用于yk7236蜗杆砂轮磨齿机的主要功能
蜗杆砂轮磨齿机的工作原理和滚齿即相似，即用蜗杆砂轮与工件齿轮连续展成啮合原理来磨削。yk7236既不同以前的机械同步传动链，又不同于电子锁相的电子传动链，而是依靠数控系统保证了砂轮主轴s和工件旋转轴c，工件轴向运动轴z，立柱切向位移轴y之间实际位置的严格同步比例关系。即c轴在正常的齿轮加工过程中，根据不同的被加工齿轮的参数与s轴，z轴和y轴的实际位置保持着严格的同步比例跟随关系。
即：
d（c）=ks*d（s）+ky*d（y）+kz*d（z）
ks=k/nd
kz=cosα*360/pi*mr*nd
ky=cosβ*360/pi*mr*nd
k：砂轮头数
nd：被加工齿轮的齿数
mr：被加工齿轮的模数
α：被加工齿轮的螺旋角
β：砂轮的螺旋升角
在num1060hg数空中，c轴和s轴、z轴及y轴的联动关系已做成相应的g代码指令，只需用大家熟悉的g代码指令就可完成齿轮加工程序的编制。相应的g代码指令如下:
⑴．g81 d xx k+/-xx [pxx] [qxx] [rxx]：确立c轴和s轴、z轴的同步联动关系。
dxx：被加工齿轮齿数 pxx：被加工齿轮螺旋角
k+/-xx：砂轮头数及旋转方向 qxx：被加工齿轮模数
rxx：允许的同步跟随误差
⑵．g85 dxx k+/-xx pxx qxx：确立c轴和s轴、y轴间的同步联动磨削关系。
dxx：被加工齿轮齿数 k+/-xx：砂轮头数及旋转方向
pxx：砂轮螺旋升角 qxx：被加工齿轮模数
⑶．g80 r0：取消所有的同步联动磨削关系。
⑷．g80 r81：取消g81确立的同步联动关系，即c轴与s轴及z轴的同步联动关系。
⑸．g80 r85：取消g85确立的同步联动关系，即c轴与y轴的同步联动关系。
四、结束语
yk7236蜗杆砂轮磨齿机不同与一般的加工机床，一般加工机床的加工程序随加工的零件种类不同而作不同的变换，而yk7236机床的加工程序是一个固定的，只是随加工齿轮的不同，相应参数做一下调整即可。为更方便于用户使用，yk7236机床借助于num1060hg数控系统强大的齿轮加工功能，及开放的人机界面环境，在mmi工具软件的支持下，制作出实用的人机对话界面。用户在加工齿轮时，只需根据磨削齿轮的参数和工艺要求，在相应的画面上输入齿数、模数、齿宽、进刀量、进刀次数等等相关的参数，或调出以前已存储的加工参数，就可进行自动循环加工，非常简明、实用、方便。
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二、yk7236蜗杆砂轮磨齿机的传动结构及控制过程
yk7236蜗杆砂轮磨齿机的传动系统可以概括为以下七个方面，其中五个方面是由数控系统控制的伺服轴。为了适用于num1060hg数控系统对蜗杆砂轮磨齿机的控制要求，这五个轴分别被定义为x轴、y轴、z轴、c轴及s轴。
1．工件旋转运动：用于在齿轮的磨削过程中，被加工齿轮的旋转运动，由数控系统控制，园光栅作闭环位置反馈，交流伺服电机驱动的伺服轴，在数控系统中定义为c轴。
2．砂轮旋转运动：由数控系统控制，安装园光栅作位置检测，变频器带普通三相异步电机的一个cnc主轴，在数控系统中定义为s轴.其运转的快慢直接由cnc主轴编程指令控制，变频器的模拟量指令入口连接到num数控系统的轴口上，但须经num1060hg数控系统内部参数设置及编制plc程序,把+/-10v控制信号转换为0-10号。电机的起停及正反转由num系统的plc根据系统编程指令自动控制。
3．工件滑板运动：在齿轮的磨削过程中，为齿轮工件的轴向运动，由数控系统控制，直线光栅作闭环位置反馈，液压比例阀驱动的伺服轴，在数控系统中定义为z轴.在选择比例阀电控器时注重考虑与num1060hg数控系统轴口的信号连接。
4．立柱切向位移：在齿轮的磨削过程中，齿轮有一个沿切向的移动，该移动在加工过程中可以是连续运动的，也可以是一个固定移动量。由数控系统控制，编码器作半闭环位置反馈，交流伺服电机驱动的伺服轴，在数控系统中定义为y轴.
5．砂轮架进给运动和快进退运动：砂轮架进给运动在齿轮的加工过程中为齿轮的轴向运动。由数控系统控制，编码器作半闭环位置反馈，交流伺服电机驱动的伺服轴，在数控系统中定义为x轴.砂轮架的快进退运动，与砂轮架的进给运动同向，是num1060hg数控系统内置plc控制的一个电磁阀，必要的时候，电磁阀动作控制液压油缸带动砂轮架前后移动。
6．砂轮修正运动：分为齿形和外园修正两个部分，这两个修正过程的转换由一个手柄开关进行连锁切换。异步电机驱动，带交换挂轮的机械修正传动装置的动作，由数控系统的内置plc进行全自动的逻辑控制。
7．工件架的回转运动: 调节被加工齿轮的安装角，该运动不用电气控制，*是一个手动运动部件。
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nd：被加工齿轮的齿数
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dxx：被加工齿轮齿数 k+/-xx：砂轮头数及旋转方向
pxx：砂轮螺旋升角 qxx：被加工齿轮模数
⑶．g80 r0：取消所有的同步联动磨削关系。
⑷．g80 r81：取消g81确立的同步联动关系，即c轴与s轴及z轴的同步联动关系。
⑸．g80 r85：取消g85确立的同步联动关系，即c轴与y轴的同步联动关系。
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