一种铣齿机构的控制电路及其控制方法 |
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| 申请号 | CN201410632839.7 | 申请日 | 2014-11-11 | 公开(公告)号 | CN104354067B | 公开(公告)日 | 2017-02-15 |
| 申请人 | 深圳市京田精密科技有限公司; | 发明人 | 古仁颂; 吴春谅; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种铣齿机构的控制 电路 及其控制方法，该铣齿机构的控制电路并入在机械式自动 车床 的电路上，其包括主 传动轴 启动电路 、车制转速控制电路及铣齿转速控制电路，其中：主传动轴启动电路分别连接启动 开关 (SB2)和 开关电源 (10)，并用于在启动开关(SB2)按下时，控制开关电源(10)得电，开关电源(10)将外部交流电源转换成直流电源给车制转速控制电路和铣齿转速控制电路。实施本发明的有益效果是，通过在原机械式自动车床的电路上并入本发明铣齿机构的控制电路，既能实现对车制转速，也能实现铣齿转速，将车床车制加工与铣齿机加工合并为一次加工，极大地提高了整个 齿轮 生产加工的效率，降低了齿轮的制作成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铣齿机构的控制电路，并入在机械式自动车床的电路上，其特征在于，包括主传动轴启动电路、车制转速控制电路及铣齿转速控制电路，其中：所述主传动轴启动电路分别连接启动开关(SB2)和开关电源(10)，并用于在所述启动开关(SB2)按下时，控制所述开关电源(10)得电，所述开关电源(10)将外部交流电源转换成直流电源给所述车制转速控制电路和铣齿转速控制电路； |
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| 说明书全文 | 一种铣齿机构的控制电路及其控制方法技术领域背景技术[0002] 目前对蜗轮及齿轮加工的技术是由CNC车床车制加工后再用铣齿机加工，其电路是用此设备标准电路，车床电路如图1所示，即在传统的齿轮加工工艺中，均是在车床上加工毛坯，之后将车削后的半成品，送入下一道工序，即放到滚齿机上进行滚齿加工(或剃齿加工)，从生产车间的布局来看，从车床到滚齿机或剃齿机之间往往会有一定距离，这样一来，对于传统的生产工艺，操作人员在工作时通常采取一次性加工到一定数量，之后将车削过的毛坯件送至滚齿机或剃齿机处由相应的工作人员再进行齿形的加工，两道工序之间的衔接性很差，若齿形加工处的工作人员发现将要加工的毛坯件尺寸不合格，需要再返回至车床工序进行矫正或者作废处理，这便极大的增加了齿轮加工过程的复杂程度，而且这种分工序的、需要在不同工位处进行加工的过程也会导致齿轮的生产效率变低，同时，车床和滚齿机或剃齿机等设备售价很高，这也会直接导致所加工出的齿轮成本过高，两种加工的工艺无法一次合并加工。 发明内容[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种铣齿机构的控制电路，并入在机械式自动车床的电路上，包括主传动轴启动电路、车制转速 控制电路及铣齿转速控制电路，其中：所述主传动轴启动电路分别连接启动开关和开关电源，并用于在所述启动开关按下时，控制所述开关电源得电，所述开关电源将外部交流电源转换成直流电源给所述车制转速控制电路和铣齿转速控制电路。 [0005] 在上述铣齿机构的控制电路中，所述铣齿转速控制电路包括依次串联连接在所述开关电源两端的第一时间继电器的延时闭合触点8、6，第一中间继电器的常闭触点8、5以及第二中间继电器线圈；所述铣齿转速控制电路还包括依次串联连接在所述开关电源两端的第一时间继电器的延时断开触点8、5、3、1及第一时间继电器线圈；所述铣齿转速控制电路还包括连接在所述开关电源的正输出端和所述第一时间继电器的延时断开触点1之间的微动开关的常开触点1、3以及第二中间继电器的常开触点11、9，所述第二中间继电器的常开触点和铣齿离合器依次串联连接在所述开关电源两端。 [0006] 在上述铣齿机构的控制电路中，所述车制转速控制电路包括依次串联连接在所述第一时间继电器的线圈两端的第二时间继电器的延时闭合触点以及第一接触器线圈；所述车制转速控制电路还包括与所述第二时间继电器的延时闭合触点8、6并联连接的第二中间继电器的常闭触点7、3；所述车制转速控制电路还包括依次串联连接在所述第一时间继电器的线圈两端的第二时间继电器的延时断开触点8、5、3、1以及第二时间继电器线圈；所述车制转速控制电路还包括依次串联连接在所述开关电源两端的微动开关的常闭触点1、2，第二中间继电器的常闭触点1、5及第一中间继电器线圈，其中：所述第一中间继电器的线圈与所述第一时间继电器线圈并联连接；所述车制转速控制电路还包括第一中间继电器的常开触点1、3，所述第一中间继电器的常开触点1、3和车制离合器依次串联在所述开关电源两端。 [0007] 在上述铣齿机构的控制电路中，所述启动开关与第二接触器的常开触点并联连接，所述主传动轴启动电路包括与所述第二接触器的常开触点并联连接的第三中间继电器的常开触点1、5，依次与所述第三中间继电器的常开触点5连接的所述第一接触器的常闭触点1、4、5、8及第二接触器线圈，依次与所述第三中间继电器的常开触点5连接的第三中间继电器的常开触点7、3 和凸轮开关及主轴离合器、与所述第三中间继电器的常开触点5连接的所述第三中间继电器线圈，所述开关电源与所述第三中间继电器线圈并联。 [0008] 在上述铣齿机构的控制电路中，所述控制电路还包括与所述开关电源的正输出端连接的第三中间继电器的常开触点9、11，所述开关电源输出的直流电经所述第三中间继电器的常开触点9、11向所述车制转速控制电路和所述铣齿转速控制电路供电。 [0009] 在上述铣齿机构的控制电路中，所述铣齿机构包括铣刀和变速机构，其中：所述变速机构包括减速机，主传动轴，以及设置在所述主传动轴上的第一输出齿轮和第二输出齿轮，在靠近所述第一输出齿轮的位置设有所述车制离合器，在靠近所述第二输出齿轮的位置设有所述铣齿离合器；所述的减速机由电机带动运转，在所述的电机的主轴上装有电机输出齿轮，在所述的减速机的输出轴上装有减速机输出齿轮，所述的第一输出齿轮能够在所述的车制离合器的控制下与所述的电机输出齿轮啮合/脱离，所述的第二输出齿轮能够在所述铣齿离合器的控制下与所述的减速机输出齿轮啮合/脱离。 [0010] 本发明还提供一种铣齿机构的控制方法，依据上述铣齿机构的控制电路，所述控制方法包括： [0011] 按下启动开关，第二接触器线圈和第三中间继电器线圈得电吸合，开关电源得电，所述开关电源将外部交流电源转换成直流电源再经过第三中间继电器的常开触点11、9向车制转速控制电路和铣齿转速控制电路供电； [0013] 微动开关的常闭触点闭合，第二时间继电器得电吸合，第二接触器线圈失电，主传动轴停止转动，同时第一中间继电器线圈也得电吸合，车制离合器得电；在第二时间继电器到达设定时间后，第二接触器线圈得电，主传动轴运转，此时主传动轴的转速为车制转速； [0014] 凸轮轴旋转压迫到微动开关的常开触点时，微动开关的常开触点1、3闭合，第一时间继电器和第一接触器线圈得电吸合，第二接触器失电，主传动轴停止转动；在第一时间继电器到达设定时间后，第一接触器失电复位，主传动轴开始运转，同时铣齿离合器得电，主传动轴此时输出转速为铣齿转 速。 [0015] 实施本发明的一种铣齿机构的控制电路及控制方法，具有以下有益效果：通过在原机械式自动车床的电路上并入本发明铣齿机构的控制电路，既能实现对车制转速，也能实现铣齿转速，将车床车制加工与铣齿机加工合并为一次加工，极大地提高了整个齿轮生产加工的效率，降低了齿轮的制作成本。附图说明 [0016] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中： [0017] 图1是现有的机械式自动车床的电路原理图； [0018] 图2是本发明一种铣齿机构的控制电路的原理图； [0019] 图3是本明铣齿机构的结构示意图； [0020] 图4是本发明一体式齿轮加工装置的整体结构示意图。 具体实施方式[0021] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。 [0022] 如图2所示，为本发明一种铣齿机构的控制电路的原理图，该铣齿机构的控制电路并入图1中机械式自动车床的电路上，实现该增加的铣齿机构控制与原机械车床电路无缝连接，将车床车制加工与铣齿加工合并为一次加工。结合图1和图2，图2中的常闭开关SB1相当于图1中的PB1，启动开关SB2相当于图1中的PB2，第二接触器KM的常开触点相当于图1中的接触器MC1的常开触点12、14，其中：本发明的铣齿机构的控制电路中的第三中间继电器KA3的常开触点1、5与图1中的接触器MC1的常开触点12、14并联连接，从而实现本发明铣齿机构的控制电路与原车床电路无缝连接。 [0023] 本发明一种铣齿机构的控制电路包括主传动轴启动电路、车制转速控制电路及铣齿转速控制电路，见图中虚线框所示，其中：主传动轴启动电路分别连接启动开关SB2和开关电源10，并用于在启动开关SB2按下时，控制开 关电源10得电，开关电源10将外部220V交流电源转换成24V直流电源供给车制转速控制电路和铣齿转速控制电路； [0024] 具体地，启动开关SB2与第二接触器KM的常开触点并联连接，上述主传动轴启动电路包括与该第二接触器KM的常开触点并联连接的第三中间继电器KA3的常开触点1、5，依次与第三中间继电器KA3的常开触点5连接的第一接触器KM1的常闭触点1、4、5、8及第二接触器KM线圈，依次与第三中间继电器KA3的常开触点5连接的第三中间继电器KA3的常开触点7、3和凸轮开关及主轴离合器，与第三中间继电器KA3的常开触点5连接的第三中间继电器KA3的线圈，开关电源10与第三中间继电器KA3的线圈并联。 [0025] 上述铣齿转速控制电路包括依次串联连接在开关电源10两端的第一时间继电器KT1的延时闭合触点8、6，第一中间继电器KA1的常闭触点8、5及第二中间继电器KA2线圈；该铣齿转速控制电路还包括依次串联连接在开关电源两端的第一时间继电器KT1的延时断开触点8、5、3、1及第一时间继电器KT1线圈；该铣齿转速控制电路还包括连接在开关电源10的正输出端和第一时间继电器KT1的延时断开触点1之间的微动开关SQ1常开触点1、3以及第二中间继电器KA2的常开触点11、9，第二中间继电器KA2的常开触点11、9和铣齿离合器204依次串联连接在开关电源两端。 [0026] 上述车制转速控制电路包括依次串联连接在第一时间继电器KT1的线圈两端的第二时间继电器KT2的延时闭合触点8、6及第一接触器KM1的线圈；该车制转速控制电路还包括与第二时间继电器KT2的延时闭合触点8、6并联连接的第二中间继电器KA2的常闭触点7、3；该车制转速控制电路还包括依次串联连接在第一时间继电器KT1的线圈两端的第二时间继电器KT2的延时断开触点8、5、3、1及第二时间继电器KT2线圈；该车制转速控制电路还包括依次串联连接在开关电源两端的微动开关SQ1的常闭触点1、2，第二中间继电器KA2的常闭触点1、5及第一中间继电器KA1的线圈。其中：第一中间继电器KA1的线圈与第二时间继电器KT2线圈并联连接；该车制转速控制电路还包括第一中间继电器KA1的常开触点1、3，第一中间继电器KA1的常开触点1、3和车制离合器202依次串联在开关电源两端。 [0027] 此外，上述控制电路还包括与开关电源10的正接线端连接第三中间继电器KA3的常开触点9、11，开关电源10输出的直流电源经第三中间继电器KA3的常开触点9、11向车制转速控制电路和铣齿转速控制电路供电，在本实施例中，以开关电源10输出24V直流电源为例。 [0028] 现详细介绍本发明一种铣齿机构的控制电路的工作原理下： [0029] 按下启动开关SB2，外部交流电源经第一接触器KM1的常闭触点1、4、5、8给第二接触器KM线圈供电，第二接触器KM线圈得电吸合，并通过第二接触器KM的常开触点自锁，同时第三中间继电器KA3线圈也得电吸合，并通过第三中间继电器KA3的常开触点1、5自锁，开关电源10得电，该开关电源将外部220V交流电源转换成24V的直流电源后，再经过第三中间继电器KA3的常开触点11、9向车制转速控制电路和铣齿转速控制电路供电； [0030] 合上凸轮开关，凸轮离合器带动凸轮轴开始运转； [0031] 在微动开关SQ1的常闭触点闭合时，开关电源10输出的直流电源经微动开关SQ1的常闭触点1、2及第二中间继电器KA2的常闭触点1、5给第二时间继电器KT2供电，第二时间继电器KT2得电吸合，第二时间继电器KT2的延时断开触点8、5、3、1闭合，第二时间继电器KT2的延时闭合触点8、6断开，此时开关电源输出的直流电经微动开关SQ1的常闭触点1、2，第二中间继电器KA1的常闭触点，第二时间继电器KT2的延时断开触点8、5、3、1以及第二中间继电器KA2的常闭触点7、3给第一接触器KM1线圈供电，第一接触器KM1线圈得电吸合，第一接触器KM1的常闭触点1、4、5、8断开，第二接触器KM线圈失电，主传动轴201停止转动。 [0032] 在上述过程中，第二时间继电器KT2得电同时第一中间继电器KA1线圈也得电吸合，第一中间继电器KA1的常开触点1、3闭合，车制离合器得电。 [0033] 之后当第二时间继电器KT2到达设定时间，第二时间继电器KT2延时断开触点8、5、3、1断开，第一接触器KM1线圈失电，第一接触器KM1的常闭触点1、4、5、8复位，第二接触器KM线圈得电，主传动轴201运转，此时主传动轴的转速为车制转速。 [0034] 当凸轮轴旋转压迫到微动开关SQ1的常开触点时，微动开关SQ1的常闭触 点1、2断开，第二时间继电器KT2及第一中间继电器KA1失电复位，微动开关SQ1的常开触点1、3闭合，开关电源输出的直流电经微动开关的常开触点1、3给第一时间继电器KT1线圈供电，第一时间继电器KT1得电吸合，第一时间继电器KT1的延时断开触点8、5、3、1闭合，第一时间继电器KT1的延时闭合触点8、6断开。 [0035] 在上述过程中开关电源10输出的直流电源经第二中间继电器KA2的常闭触点7、3给第一接触器KM1线圈供电，第一接触器KM1线圈得电吸合，第一接触器KM1的常闭触点1、4、5、8断开，第二接触器KM失电，主传动轴201停止转动。 [0036] 之后当第一时间继电器KT1到达设定时间，第一时间继电器KT1的延时闭合触点8、6闭合，开关电源输出的直流电源经第一中间继电器KA1的常闭触点8、5给第二中间继电器KA2线圈供电，第二中间继电器KA2线圈得电吸合第二中间继电器KA2的常闭触点7、3断开，第一接触器KM1失电复位，第一接触器KM1的常闭触点1、4、5、8复位，第二接触器KM线圈自锁，主传动轴201开始运转，与此同时第二中间继电器KA2的常开触点11、9闭合，铣齿离合器得电，主传动轴201此时输出转速为铣齿转速。 [0037] 因此，通过在原机械式自动车床的电路上并入本发明铣齿机构的控制电路，既能实现对车制转速，也能实现铣齿转速，将车床车制加工与铣齿机加工合并为一次加工，极大地提高了整个齿轮生产加工的效率，降低了齿轮的制作成本。 [0038] 如图3所示，为本明控制电路所依据的铣齿机构的结构示意图，该铣齿机构包括铣刀(图中未标示)和变速机构200，其中：变速机构200包括减速机211，电机210带动减速机211运转(可将电机210的输出轴的一端伸入到减速机中带动其运转)，电机210的主轴上装有电机输出齿轮206，减速机211的输出轴上装有减速机输出齿轮207，机架100上还设有轴承座(图中未标示)和主传动轴201，轴承座中装有轴承(图中未标示)，主传动轴201穿过轴承的内圈，通过轴承固定在轴承座上，轴承座固定在机架100上；在主传动轴201上设有两组齿轮，分别为第一输出齿轮203和第二输出齿轮205，这里的 第一输出齿轮203和第二输出齿轮205均为多个大小不同的齿轮，其中，第一输出齿轮203上的齿轮能够在控制调整下与电机输出齿轮206啮合，可在调整下选择不同大小的齿轮与电机输出齿轮206啮合，以控制调整电机210的输出转速，将电机210的动力通过主传动轴201传输出去，同样的，第二输出齿轮205上的齿轮能够在控制调整下与减速机211的输出轴上的减速机输出齿轮207啮合，可在调整下选择不同大小的齿轮与减速机输出齿轮207啮合，以改变减速机输出转数，从而调整主传动轴201的转速。 [0039] 正常切削工艺进行过程中，主传动轴201接受电机210的动力带动车刀运行进行切削动作，以切削所需速度转动，当切削过程完成，主传动轴201接受减速机211的动力，以相对较低的转动速度带动铣刀运转，主传动轴201的动力来源可由离合器控制。 [0040] 具体地，如图所示，在靠近第一输出齿轮203的位置设有车制离合器202，用于调整第一输出齿轮203上的齿轮与电机输出齿轮206啮合或脱离，从而调整主传动轴201的转速或者使其脱离与电机输出齿轮206的啮合，实现对电机210的输出转速的调整，在靠近第二输出齿轮205的位置设有铣齿离合器204，用于调整第二输出齿轮205上的齿轮与减速机输出齿轮207相应的啮合或脱离，调整主传动轴的转速；通过车制离合器202和铣齿离合器204的协同作用，可使得主传动轴201上的第一输出齿轮203上的齿轮相应的与电机输出齿轮206啮合，同时第二输出齿轮205与减速机输出齿轮207脱离，此时，主传动轴201由电机210提供动力运转；或者，调整使得主传动轴201上的第一输出齿轮203与电机输出齿轮206脱离，同时使第二输出齿轮205上的齿轮与减速机输出齿轮207啮合，此时主传动轴201由减速机211提供动力运转，且转速得以下降，一来由其带动的夹具的转速下降，便于铣刀进行铣齿加工，二来铣刀在较低的转速下便于铣齿加工。 [0041] 基于上述铣齿机构所形成的一体式齿轮加工装置的整体结构示意图如图4所示，即通过在原有机械式车床的基础上增加该铣齿机构后的整体结构示意图如图4所示，其包括机架100，在机架100上设有动力装置、车刀700，夹具800和控制系统，如图所示，车刀700为多把车刀，在夹具800周围分布， 在机架100上，靠近夹具800的位置设有铣刀300，铣刀300在传动机构的带动下运转，并接受控制系统的控制，上述变速机构200位于机架100内部，用于调整夹具800和铣刀300的转速。在夹具800的对面设有定位轴，加工时，坯料一端由夹具800夹持，在坯料向前输送过程中，其前端顶紧在定位轴处，夹具800在动力装置的带动下旋转，控制系统控制车刀700伸缩，对坯料进行车削加工，当切削加工完成后，控制系统按照设定的程序，控制铣刀300对车削加工后的坯料进行铣齿，铣完之后即完成一体式加工。 对于该自动车床，其可以采用长杆状的坯料制作蜗轮，故在车削加工、铣齿加工完成后，可在设定的程序控制下将将坯料铣完齿的部分切削下来，即可得初步加工后的零件，最后对其进行剃齿或去毛边等处理后即得成品。 [0042] 如图4所示的，动力装置可选用电机210，电机210通过传动件500带动夹具800运转，在机架100上还设有传动轴600，传动轴600同样由电机210带动，在传动轴600上装有换向器，万向节400一端接在换向器(图中未示出)上，另一端接在传动机构上，电机210的动力经传动轴、换向器、万向节、传动机构最终传输至铣刀300处，带动铣刀300运转，使其对车削后的毛坯件进行铣齿加工。其中：上述控制系统即由本发明铣齿机构的控制电路并入原机械式自动车床电路所构成。 [0043] 本发明还提供一种铣齿机构的控制方法，基于上述铣齿机构的控制电路，该铣齿机构的控制电路已作了详细阐述，在此不再赘述，该控制方法包括： [0044] 按下启动开关SB2，第二接触器KM线圈和第三中间继电器KA3线圈得电吸合，开关电源10得电，所述开关电源10将外部交流电源转换成直流电源再经过第三中间继电器KA3的常开触点11、9向车制转速控制电路和铣齿转速控制电路供电； [0045] 合上凸轮开关，凸轮离合器带动凸轮轴开始运转； [0046] 微动开关SQ1的常闭触点闭合，第二时间继电器(KT2)电吸合，第二接触器KM线圈失电，主传动轴201停止转动，同时第一中间继电器KA1线圈也得电吸合，车制离合器202得电；在第二时间继电器KT2到达设定时间后，第二接触器KM线圈得电，主传动轴201运转，此时主传动轴201的转速为车制 转速； [0047] 凸轮轴旋转压迫到微动开关SQ1的常开触点时，微动开关SQ1的常开触点1、3闭合，第一时间继电器KT1和第一接触器KM1线圈得电吸合，第二接触器KM失电，主传动轴201停止转动；在第一时间继电器KT1到达设定时间后，第一接触器KM1失电复位，主传动轴201开始运转，同时铣齿离合器204得电，主传动轴201此时输出转速为铣齿转速。 [0048] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。 |
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