一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法，包括以下步骤：设定加工参数和加工条件；根据加工工艺公式得到加工滚齿所需的起点、终点和角度；将加工参数、加工条件以及滚齿的参数输入至数控系统，数控系统实现滚齿的加工。本发明专利技术通过专用界面直接输入工件参数、刀具参数、工艺参数等建模并最终自动生成NC程序。嵌入数控系统中，直接在数控机床上实现，更加方便、快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于滚齿加工领域，具体的说是一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法。
技术介绍
现今知名的数控滚齿机生产商，主要有美国格里森、德国希斯庄明等。国内品牌中，南京二机床、宁江机床、重庆机床较为著名。由于滚齿机的工艺性较强，很多大的生产商，都在自己的机器上，配套了相对较独立的控制系统。尤其是滚齿功能，均采用了自己研发的产品。SINUMERIK840D数控系统有着强大的计算通讯功能，它包括人机通讯MMC、数控及驱动单元NCU及可编程逻辑控制器PLC三部分，适于各种复杂加工任务的控制，具有优于其它系统的动态性能和控制精度。NCU数字控制单元是SINUMERIK840D的中央控制单元，主要是执行NC程序(直线差补、圆弧差补等轨迹运算)和保持与输入/输出端口的通讯。PLC的运算也在NCU中完成，NC和PLC在物理结构上是一体的，合成在NCU单元中，但在功能上是相互独立的。MMC人机通讯可实现外界与机床之间的通讯，具有显示和存储功能，还可编辑NC参数和程序等。840D标准的HMI(人机界面)，主要针对通用型数控机床，如车床、铣床、加工中心等，但对于一些特殊的机床如滚齿机等，由于加工产品类型多，加工零件的参数多，更换频繁，以及加工程序的编制与保存比较繁琐，840D标准的HMI(人机界面)现有的功能往往满足不了工艺需求，常常出现误动作，为解决这个问题，本专利技术提出一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工系统。
技术实现思路
本专利技术主要针对数控滚齿加工产品类型多，加工零件的参数多，更换频繁，加工工艺复杂，以及加工程序的编制与保存比较繁琐这些问题，提供一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法，包括以下步骤：设定加工参数和加工条件；根据加工工艺公式得到加工滚齿所需的起点、终点和角度；将加工参数、加工条件以及滚齿的参数输入至数控系统，数控系统实现滚齿的加工。所述加工参数包括滚刀头数、工件齿数、工件模数、工件螺旋角、压力角、全齿深系、全齿深、滚刀升角、刀架偏角，窜刀起点、窜刀终点、窜刀量、窜刀间隔、是否窜刀，对刀转速、对刀转向。所述加工条件包括加工种类为锥齿轮，滚切方式为逆铣，主轴转向为正转、进给方式为轴向进给，设定入刀定位点、循环安全距离、加工主轴转速、空行程进给率、加工刀数、加工进给率、工件底面坐标、工件顶圆直径、轴向加工长度、滚刀顶圆直径、加工暂停时间，并且对每次进刀分别定义主轴转速、轴向进给率、切向进给率、齿深切深、趋进长度、切出长度。所述加工工艺公式为 tan α = R 47 - R 45 2 × R 55 ]]>Z终＝R69-R[CUTNUM+90]其中，锥齿轮在X、Z轴的起点坐标为X起、Z起，终点坐标为X终、Z终，α为角度，R45为小端直径、R47为大端直径、R51为滚刀顶圆直径、R55为轴向加工长度、R69为工件底面坐标、CUTNUMR为加工刀数、[CUTNUM+90]为倒数第CUTNUM刀的趋进长度、R[CUTNUM+30]为倒数第CUTNUM刀的齿深切深。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术通过专用界面直接输入工件参数、刀具参数、工艺参数等建模并最终自动生成NC程序。2.嵌入数控系统中，直接在数控机床上实现，更加方便、快捷。3.对操作人员的要求也更低，只需键入一些参数即可实现滚齿加工。附图说明图1为本专利技术滚齿功能框图；图2为本专利技术加工流程示意图；图3为本专利技术的锥齿轮加工工艺示意图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工系统，具有以下滚齿加工功能：l)针对加工齿轮的类型开发出的基本参数界面，可在界面中输入工件齿数、工件模数、压力角等齿轮基本加工参数，以及窜刀参数和对刀参数。2)按照实际的加工需要开发出的加工循环界面，在界面上可以选择加工种类、滚切方式、加工刀数、主轴转向、加工进给率等参数。3)按照实际的加工要求开发出了锥度齿轮功能界面，可在界面中输入小端直径和大端直径等参数。4)实现界面与数控用NC系统之间的数据通讯，即可以在界面上读取和写入数控NC系统的变量和状态等数据。当加工锥度齿轮时：1、在操作界面输入如下参数：基本参数界面中，在基本加工参数区输入滚刀头数、工件齿数、工件模数、工件螺旋角、压力角、全齿深系、全齿深、滚刀升角、刀架偏角，在窜刀参数界面输入窜刀起点、窜刀终点、窜刀量、窜刀间隔、是否窜刀，在对刀参数界面输入对刀转速、对刀转向。加工循环界面中，选择加工种类为锥齿轮，滚切方式为逆铣，主轴转向为正转、进给方式为轴向进给，并且输入以下工艺参数，入刀定位点、循环安全距离、加工主轴转速、空行程进给率、加工刀数、加工进给率、工件底面坐标、工件顶圆直径、轴向加工长度、滚刀顶圆直径、加工暂停时间，并且对每次进刀分别定义主轴转速、轴向进给率、切向进给率、齿深切深、趋进长度、切出长度，通过界面上的趋近长度计算，将切深输入后，按计算器相对应的侧键，就可以得到趋近长度结果，将运算结果写入趋进长度相应的位置。锥度齿轮界面中，需要输入小端直径和大端直径。以上参数在界面中输入后，会以R参数的形式在NC程序中进行赋值运算。2、锥度齿轮的加工工艺公式的计算如图3所示：其中R45小端直径、R47大端直径、R51滚刀顶圆直径、R55轴向加工长度、R69工件底面坐标、CUTNUMR加工刀数、[CUTNUM+90]倒数第CUTNUM刀的趋进长度、R[CUTNUM+30]倒数第CUTNUM刀的齿深切深。 tan α = R 47 - R 45 2 × R 55 ]]>Z终＝R69-R[CUTNUM+90]3、将以上的公式通过数控系统提供的语言编写在NC程序中，实现锥度齿轮的加工。本专利技术是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法，其特征在于包括以下步骤：设定加工参数和加工条件；根据加工工艺公式得到加工滚齿所需的起点、终点和角度；将加工参数、加工条件以及滚齿的参数输入至数控系统，数控系统实现滚齿的加工。

【技术特征摘要】
1.一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法，其特征在于包括以下
步骤：
设定加工参数和加工条件；
根据加工工艺公式得到加工滚齿所需的起点、终点和角度；
将加工参数、加工条件以及滚齿的参数输入至数控系统，数控系统实现滚
齿的加工。
2.按权利要求1所述的一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法，其
特征在于所述加工参数包括滚刀头数、工件齿数、工件模数、工件螺旋角、压力
角、全齿深系、全齿深、滚刀升角、刀架偏角，窜刀起点、窜刀终点、窜刀量、
窜刀间隔、是否窜刀，对刀转速、对刀转向。
3.按权利要求2所述的一种基于西门子840D数控系统的滚齿加工方法，其
特征在于所述加工条件包括加工种类为锥齿轮，滚切方式为逆铣，主轴转向为正
转、进给方式为轴向进给，设定入刀定位点、循环安全距离、加工主轴转速、
空行程进给率、加工刀数、加工进给率、工件底面坐标、工件顶圆直径、轴向
加工长度、滚刀顶圆直径、加工暂停时间，并且对每次进...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏筱筠，杨勇，田滨滨，朱翔宇，梁毅，单方威，李南，王宏娟，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21