NUM 控制系统的滚齿机数控系统开发

　　滚齿机是用来加工各种齿轮的专用机床，可加工直齿、斜齿、人字齿等各种齿型齿轮，广泛应用于汽车、工程机械及航天工业等领域。齿轮因其形状复杂，技术问题多，制造难度较大，所以制造水平在较大程度上反映了一个国家机械工业的水平。传统的机械滚齿机床主电机不仅驱动展成分度的传动链，还要驱动差动和进给传动链，复杂的传动链导致机械结构复杂、精度低、调整困难，无法适应现代加工的需求。数控滚齿机传动比关系通过数控技术的电子齿轮实现展成运动，由于传动链的缩短简化了结构，增强了刚性，可加大切削量。

1 滚齿机硬件构成

　　滚齿机的机械部分由床身、立柱、主轴、工作台、液压系统、冷却系统及润滑系统构成，有直线轴 X、Y、Z 及旋转轴 A、C，图 1 为一个立式滚齿机结构图。滚齿是在毛坯旋转的情况下由推进齿条成型工具( 滚刀) 生成齿轮。齿轮面宽的形成由刀具与齿轮毛坯的连续同步运动完成，可生成不同的齿轮如直齿、螺旋齿或蜗型齿。滚齿机的 CNC采用法国 NUM 1040 POWER HG 控制系统，系统提供的软件工具能满足滚齿机的加工工艺要求，电齿轮箱同步功能可实现滚刀轴、Y轴、Z轴与C轴的同步关系。

图 1 滚齿机机械结构图

　　旋转角度。在滚齿时，必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致。由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上，刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直，所以必须把刀架旋转一个角度使之与齿轮的齿向协调。滚切直齿轮时，旋转的角度就是滚刀的螺旋升角; 滚切斜齿轮时，还要根据斜齿轮的螺旋方向及螺旋角的大小来决定旋转角度的大小及旋转方向。

　　C 轴: 工作台回转，保证加工过程中工件的分度运动。其运动速度和滚刀的旋转速度需保持齿轮与滚刀的啮合关系。对于单线滚刀，当滚刀每转一转时，齿坯需转过一个齿的分度角，即 1/z 转(z为被加工齿轮的齿数) 。

　　S 轴: 滚刀主轴绕其自身轴线的旋转运动。齿轮滚刀是一种专用刀具，每把滚刀可加工模数相同而齿数不等的各种直齿或斜齿渐开线外圆柱齿轮。

　　X 轴: 径向进给运动，径向进刀决定切深，一般为独立运动。

　　Y 轴: 切向进给运动。其移位是为满足对角线滚切和切向进给切制蜗轮的要求而设置，它要求工作台产生附加运动，并且在对角线滚切时与垂直进给运动成比例关系。

　　Z 轴: 轴向进给运动。在加工循环中通过齿轮刀具轴向移动，即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动，这是保证切出整个齿宽所必须的运动。