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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及齿轮加工生产,更具体地说,本专利技术涉及一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备及方法。
技术介绍
1、齿轮加工机床在加工过程中,通常难以进行实时检测和修正加工曲面误差,导致加工精度难以得到有效保障,进而影响了最终产品的质量,传统的齿轮加工设备通常依赖于预设的加工路径和参数,在加工过程中无法实时监控齿形的曲面变化。这种技术缺陷会使得加工误差逐渐累积,难以及时发现并进行有效修正。
2、在实际生产中,齿轮的加工误差可能源于多种因素,如刀具磨损、机床振动或材料硬度的不均匀性等。由于传统加工设备缺乏实时检测功能,误差通常要等到加工结束后通过离线检测手段进行发现,这种滞后的检测方式不仅影响了生产效率,还可能导致废品率的提高。对于高精度齿轮制造,尤其在航空、汽车等高端制造领域,误差调整的时效性至关重要。由于无法在加工过程中实时响应误差调整,传统机床在应对复杂齿轮加工中的曲面误差问题时表现出明显的不足。
3、此外,随着现代工业对齿轮精度和加工效率要求的提升,传统加工方式的局限性愈专利技术显。对于高精度齿轮而言,齿形曲率、齿距误差以及表面光洁度等细微参数的控制是决定产品质量的关键。然而,缺乏曲面检测功能的机床无法在加工中动态调整切削参数,以确保最终的加工结果符合设计要求。因此,现有齿轮加工设备的技术缺陷不仅在精度方面受到限制,同时也难以适应现代制造对柔性、效率和质量的综合要求。
4、鉴于此,本专利技术提供一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备及方法,以解决上述问题。
>技术实现思路
1、为了克服现有技术中的问题,本专利技术提出一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备及方法。
2、第一方面,本专利技术提供一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,包括包括齿轮加工端、曲面分析模块和控制模块;各个模块之间通过有线或无线连接:
3、齿轮加工端,用于固定齿轮的限位组件,在所述限位组件上设置有用于齿轮曲面加工的曲面加工区域和可进行视频采集的曲面检测区域,在所述曲面加工区域设置有可伸缩的刀具系统,在所述曲面检测区域垂直设置有曲面检测设备,曲面检测设备将采集到的齿轮曲面信息发送至曲面分析模块;
4、曲面分析模块,基于曲面检测设备实时检测齿轮加工过程中的齿轮曲面信息;将齿轮曲面信息发送至控制模块;
5、控制模块,基于齿轮曲面信息分析曲面误差,根据预设的加工标准和误差阈值对切削加工数据进行动态调整。
6、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述刀具系统包括刀具、驱动刀具进行切削的主轴组件以及驱动轴组件的主轴电机;主轴电机通过主轴组件作用在刀具上,当需要刀具对齿轮进行加工时,可以通过控制主轴电机的主轴转速参数控制刀具切削速度,通过刀具切削速度对不同阶段的齿轮加工进行调节;通过控制刀具进给参数控制刀具进给量和刀具切削深度;通过确定切削路径数据确定刀具运动状态;
7、所述刀具包括齿轮加工专用的成形铣刀、滚齿刀或插齿刀,刀具进给量、刀具切削深度和刀具运动状态确定在当前刀具切削速度下切削所移除材料的体积。
8、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述刀具包括执行齿轮切削的主刀具和在所述主刀具两侧设置的辅助打磨刀具;根据刀具进给参数确定所述打磨刀具和主刀具之间的夹角,所述打磨刀具正对齿轮一端设置有打磨片,所述打磨刀具背对齿轮另一端设置有弹性片。
9、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述刀具系统的切割逻辑为:
10、基于预设设计图纸确定刀具系统的目标设计参数;并实施采集刀具系统的切削加工数据,所述切削加工数据包括切削路径数据、刀具进给参数和主轴转速参数;
11、将待加工齿轮固定在加工位置,在预设位置处将刀具系统作用在待加工齿轮进行齿轮加工,获取齿轮加工过程中的切削路径节点,将连续的切削路径节点整理为切削路径数据;
12、将切削路径数据与目标设计参数进行比对分析,若切削路径数据与目标设计参数不一致,则通过调整主轴转速参数控制刀具的刀具进给参数,使得切削路径数据与目标设计参数一致。
13、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述限位组件和刀具系统设置在打磨空腔内,所述打磨空腔内设置有耗材防护件和曲面检测设备,且所述齿轮加工端通过定位插销进行固定。
14、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述曲面检测设备包括光学检测系统、激光扫描仪和三维轮廓仪,所述齿轮曲面信息的获取逻辑:
15、基于曲面检测区域所在限位组件的位置确定齿轮检测面积和齿轮旋转角度,在齿轮旋转一定角度后,通过多个曲面检测区域沿不同方向对齿轮表面进行多角度、全方位的多次采样;
16、基于齿轮曲面图像确定齿轮设计参数,所述齿轮设计参数包括齿形曲率、相邻齿间间距、表面粗糙度及磨削痕迹;将齿轮设计参数实时对比目标设计参数,确定异常曲面点以及异常曲面点深度信息;
17、将齿轮曲面图像以及所述齿轮曲面图像对应异常曲面点以及异常曲面点深度信息标记为齿轮曲面信息,基于齿轮加工速度预设曲面检测设备对应的数据采集频率,基于数据采集频率采集齿轮曲面信息。
18、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述加工误差的分析逻辑:
19、将齿轮曲面信息与目标设计参数进行比对分析,提取齿轮曲面信息与目标设计参数不一致的节点为异常曲面点,所述异常曲面点的坐标为;所述异常曲面点对应的目标设计参数的坐标为;通过三维欧氏距离表示加工误差,则加工误差为:
20、,
21、将加工误差与设定的误差阈值进行比较分析,
22、若,则判断该异常曲面点存在加工偏差,需要调整加工参数;误差阈值依据加工要求设定,按照预设比例梯度计算加工补偿值;
23、;
24、其中:k为预设比例,通过调整预设比例梯度反复验证加工补偿值,直至确定最佳的加工补偿值,从而实现动态调整切削加工数据的基础。
25、作为本专利技术第一方面的一种优选技术方案,所述基于调整参数对切削加工数据进行动态调整的逻辑为:
26、在加工开始之前,根据预设设计图纸对应的目标设计参数确定刀具系统的切削加工数据,将待加工齿轮装夹到工件夹具上,通过主轴转速参数驱动主轴旋转,刀具系统通过刀具进给参数进行高速旋转;
27、按照预设的切削路径数据,控制刀具系统相对工件的移动,完成齿轮齿形的逐层切削,在逐层切削过程中通过曲面检测设备实时检测异常曲面点以及异常曲面点深度信息,
28、若异常曲面点深度信息小于误差阈值,则说明齿轮曲面加工存在偏差,通过自动调整刀具进给参数和主轴转速参数进行切削补偿,直到齿轮的加工误差符合预设标准;
29、若异常曲面点深度信息大于等于误差阈值,则说明齿轮曲面加工偏移正常位置,通过调整切削路径数据动态调整刀具运动路径,及时修正切削路径。
30、切削路径的调整公式为:;其中:表示修正后的齿轮曲面点;表示当前检测的异本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,包括齿轮加工端(100)、曲面分析模块(200)和控制模块(300);各个模块之间通过有线或无线连接:
2.根据权利要求1所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述刀具系统(120)包括刀具、驱动刀具进行切削的主轴组件以及驱动轴组件的主轴电机;主轴电机通过主轴组件作用在刀具上,当需要刀具对齿轮进行加工时,可以通过控制主轴电机的主轴转速参数控制刀具切削速度,通过刀具切削速度对不同阶段的齿轮加工进行调节;通过控制刀具进给参数控制刀具进给量和刀具切削深度;通过确定切削路径数据确定刀具运动状态;
3.根据权利要求2所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述刀具系统(120)的切割逻辑为:
5.根据权利要求4所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述限位组件(110)和刀具系统(120)设置在打磨空腔(130)内,所述打磨空腔(130)内设置
6.根据权利要求5所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述曲面检测设备(150)包括光学检测系统、激光扫描仪和三维轮廓仪,所述齿轮曲面信息的获取逻辑:
7.根据权利要求6所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述加工误差的分析逻辑:
8.根据权利要求7所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述基于调整参数对切削加工数据进行动态调整的逻辑为:
9.一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工方法,基于权利要求1-8任一项所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备的实现,其特征在于,包括以下步骤:
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,包括齿轮加工端(100)、曲面分析模块(200)和控制模块(300);各个模块之间通过有线或无线连接:
2.根据权利要求1所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述刀具系统(120)包括刀具、驱动刀具进行切削的主轴组件以及驱动轴组件的主轴电机;主轴电机通过主轴组件作用在刀具上,当需要刀具对齿轮进行加工时,可以通过控制主轴电机的主轴转速参数控制刀具切削速度,通过刀具切削速度对不同阶段的齿轮加工进行调节;通过控制刀具进给参数控制刀具进给量和刀具切削深度;通过确定切削路径数据确定刀具运动状态;
3.根据权利要求2所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备,其特征在于,所述刀具系统(120)的切割逻辑为:
5.根据权利要求4所述的一种齿轮加工机床带曲面检测的齿轮加工设备...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙城,
申请(专利权)人:江苏亿鼎传动机械有限公司,
类型:发明
国别省市:
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