大型工作台C轴双伺服直驱同步控制技术的应用-论文.pdf

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1、DesignandR洲油设计与研究大型工作台C轴双伺服直驱同步控制技术的应用+王伟顺运同树(齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔161005)摘要：实际消隙控制是在系统转矩输出为零的区域附近对两台电机施加一个足以克服间隙的转矩偏置，使得这一转矩范围内两台电机实施消隙驱动，而越过这个区域后。两台电机则协同出力。关键词：立式加工中心C轴双伺服消隙中图分类号：THl32文献标识码：AApp¨catiOnofsynchronOuscOn”OIOfIargetabIeC?shaftwithdOubIe—serVOdirectdr_VeWANGWe

2、ishun，YUNTongshu(QiqiharCNCEquipmentCorporationLimited，Qiqihar161005，CHN)Abstract：Actualanti—backlashistoputatorqueoff音etwhickcanremovethegapontwo—molorsneartheplacewherethesystemoutputtorqueiszero，itmakesthetwomotorsinthetorquerangetopedbnnbacklashremovingdrive，andacrosst

3、heregion，thetwomotorsmovecollaboratively．Keywords：venicalmachiningcenter；Cshaft；double—senro；anti—backlash笔者公司生产的高档数控立式车铣复合加工中采用短主轴结构，短主轴的回转刚度高，设计时使主轴心，设计时考虑到传动链的间隙就是诱发工作台基础轴承更加靠近工作台台面，减小转动力臂，提高整个工精度变化的根源所在，因此必须消除传动链中的间隙。作台的回转精度，2套传动链中与大齿圈啮合的小齿通常采用的消隙机构都是在传动轴上设计可轴向移动轮相对位置的

4、夹角设计成整数，使2个小齿轮与大齿的轴轮组，并通过轴轮组的位移实现斜齿轮齿面的单圈的啮合状态相同，从而使其传动更加平稳。向贴合，从而实现系统的间隙消除，该种机构调整起来2工作原理比较繁琐，且维护起来也不方便。而双电机反向驱动的设计方案又会使电机的成本成倍增加。为了赢得市2台电机分别驱动2个初级传动链，电机与初级场，就推出了一种便于操作，成本低廉的消隙结构——传动链为直接连轴，无传动间隙，由初级传动链至输出C轴双伺服直驱同步控制技术的应用。伞齿轮再到一二级齿轮的传动间隙之和简化为如图2的单级传动的间隙。消隙是在伺服运行过程中采用对1结构组成2

5、台电机进行联动控制，使各级齿轮始终保持单面贴该型工作台(图1)主要由主电机、减速器、伞齿合，从而精确地传递转矩、速度或位移。在保证无间隙轮、轴、斜齿轮、主轴及大齿圈组成，伞齿轮、轴、斜齿传动的同时，具有良好的伺服精度和快速响应特性。轮、主轴及大齿圈构成2套传动链，2套减速器分别安因为系统在单方向输出转矩时，传动系统的转矩装在工作台底座的后侧并通过其轴端的伞齿轮与2套传递方向不变，所以并不存在间隙问题。只有在系统传动链分别啮合。主电机直接安装在减速器的后侧，变换转矩传递方向时，间隙问题才凸显出来。实际消是整个传动系统的动力源。大齿圈通过螺钉与

6、工作台隙控制是在系统转矩输出为零的区域附近对2台电机连接，并带动工作台做旋转运动。施加1个足以克服间隙的转矩偏置，使得这一转矩范传动链采用两级变速，极大地简化了传动链，使传围内2台电机实施消隙驱动，而越过这个区域后，2动更加平稳。尾部的伞齿轮结构设计使得主电机能够台电机则协同出力。这样，每台电机功率可选为系水平放置，从而避免其影响到工件的回转范围。主轴统最大功率的一半。}国家科技重大专项“HDVTMl60×10／8L—Mc高档立式铣车复合加工中心”(20lozx04001一03)@涨·67·1一主电机；2一减速器；3一伞齿轮；4一斜齿轮；5

7、一大齿圈；6一主轴轴承；7一主轴图1工作台传动结构示意图3应用实例对C轴双伺服直驱同步控制技术进行了技术论证，并设计了上述传动机构，该机构应用到了国家重大专项(专项号2010zx04001一031)产品车铣复合加工中心HD—黟c1一初级传动一链；Q一初级传动链；c3一一大齿圈；VTMl60×10／8L—Mc的工作台上，使工件在一次装卡后M1一主动电机转矩；^是一从动电机转矩；肛大齿圈转矩。可完成高精度车削、铣削、镗削等精加工工序，该型大型图2双驱动消隙传动简化示意图工作台c轴分度精度可达到4”，完全符合设计要求。笔者设计制造的HDVTMl6

8、0xlo／8L—Mc车铣复合加工车铣复合加工中心HDVTMl60×10／8L—MC参加了中心当转矩偏置数值为6时，可实现系统的消隙。偏置2012年北京国际机床展览会，并获得了业内