一站式解決方案_擺線齒輪生產(chǎn)系統(tǒng)

這套用于生產(chǎn)擺線齒輪的“全程無憂系統(tǒng)”由H?fler VIPER 500圓柱齒輪磨齒機(jī)和Klingelnberg（克林貝格）P 40或P 65精密齒輪測(cè)量中心組合構(gòu)成。Klingelnberg（克林貝格）擺線齒輪柔性生產(chǎn)系統(tǒng)適用于單件和大批量生產(chǎn)，有助于優(yōu)化加工方案。

 就幾何形狀而言，擺線具有諸多優(yōu)勢(shì)。其中，它很顯著的一個(gè)特點(diǎn)是具有很高的剛性和工作載荷極限。這就是它被頻繁地應(yīng)用于機(jī)器人（例如：機(jī)械臂活節(jié)接頭）領(lǐng)域的原因。即使機(jī)器人處于載重狀態(tài)下，擺線齒輪的高剛性特性也可以確保高精準(zhǔn)的定位。

高精度要求……

為了確保運(yùn)轉(zhuǎn)性能，擺線齒輪需要有很高的精度，這是擺線齒輪需要克服的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。精度要求體現(xiàn)在齒面、齒頂高齒面和齒根過渡齒面的精度上。展成工件之間的準(zhǔn)確定位非常重要。這將對(duì)齒輪箱箱體和二級(jí)工件（例如：孔）幾何形狀有進(jìn)一步要求。這些工件需要有較高的制造精度，它們相對(duì)于齒輪的定位通常只有很窄的公差。

 ……給生產(chǎn)帶來的特殊挑戰(zhàn)

 高精度要求給生產(chǎn)帶來了一系列的特殊挑戰(zhàn)。加工設(shè)備不僅要有高精度的幾何精度，而且加工后的齒輪也要與凸輪孔保持極為精準(zhǔn)的相對(duì)位置。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)，Klingelnberg（克林貝格）采用了一種雙管齊下的辦法：優(yōu)化H?FLER VIPER 500圓柱齒輪磨齒機(jī)在線測(cè)量系統(tǒng)；開發(fā)能適應(yīng)擺線齒輪要求的檢測(cè)方案。

VIPER 500—擺線齒輪磨削多面手

 除了高精度要求外，加工擺線齒輪還需要有很好的柔性。無論是小批量生產(chǎn)，還是大批量生產(chǎn)，這種要求將會(huì)帶來很大的成本壓力。

VIPER 500磨齒機(jī)專為滿足以上要求而設(shè)計(jì)。帶成形修整滾輪的成形法磨削可以進(jìn)行柔性修整。同時(shí)，生產(chǎn)工藝無需很長(zhǎng)的設(shè)置時(shí)間，只需使用通用刀具即可。在開始加工時(shí)，砂輪根據(jù)擺線齒輪的幾何形狀進(jìn)行相應(yīng)的修整。這意味著：在極端案例中，砂輪可加工各種形狀的齒輪，無需更換砂輪。為了提高生產(chǎn)效率和充分利用成形磨的柔性特點(diǎn)，我們需要使用成形法修整滾輪，使砂輪在單次修整中獲得整體齒形。這將顯著縮短修整時(shí)間，但修整滾輪需要符合工件的規(guī)格要求。對(duì)于產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，磨齒機(jī)可以切換至蝸桿砂輪展成法磨削方式。尤其是對(duì)于中小模數(shù)和多齒數(shù)的工件來說，這種加工工藝具有更高的生產(chǎn)效率，但是修整時(shí)間和刀具成本也隨之增加。即便是中等規(guī)模的批量生產(chǎn)，這也是常見的經(jīng)濟(jì)的方案。

這樣一來，VIPER 500為每種應(yīng)用提供了優(yōu)化的加工工藝。例如，甚至從成形法磨削切換至展成法磨削都可以快速完成，設(shè)置時(shí)間很短?？蓪?shí)現(xiàn)的直徑范圍從幾毫米到500毫米，突顯了該機(jī)床的柔性。

產(chǎn)品概述

 優(yōu)化的協(xié)調(diào)系統(tǒng)

Klingelnberg（克林貝格）擺線齒輪生產(chǎn)系統(tǒng)可以滿足各種生產(chǎn)方案。這可以從以下兩個(gè)方面使之成為可能：通過閉環(huán)系統(tǒng)將機(jī)床加工和產(chǎn)品檢測(cè)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)；將在線檢測(cè)和Klingelnberg（克林貝格）自適應(yīng)磨削相結(jié)合。

圖1：H?FLER VIPER 500磨齒機(jī)擺線齒輪磨削

Klingelnberg（克林貝格）采用了一種雙管齊下的辦法：優(yōu)化H?FLER VIPER 500圓柱齒輪磨齒機(jī)在線測(cè)量系統(tǒng)；開發(fā)能適應(yīng)擺線齒輪要求的檢測(cè)方案。

圖2：VIPER 500磨齒機(jī)上采用成形法磨削加工擺線齒輪

圖3：使用蝸桿砂輪展成法磨削加工小模數(shù)擺線齒輪

圖4：Klingelnberg（克林貝格）精密齒輪測(cè)量中心檢測(cè)擺線齒輪

 更多柔性工藝

擺線的一個(gè)關(guān)鍵方面是要確定擺線齒與孔的相對(duì)位置，這個(gè)位置具有非常嚴(yán)格的公差要求。為了獲得一個(gè)更優(yōu)結(jié)果，VIPER 500磨齒機(jī)在線測(cè)量系統(tǒng)除了水平方向安裝測(cè)針外，還可以配置一個(gè)垂向測(cè)針。

 體現(xiàn)VIPER 500柔性的另一個(gè)關(guān)鍵方面是其可加工擺線齒輪的范圍。VIPER 500不僅覆蓋了廣泛的直徑范圍，還包括了從大到小的各種齒厚。它被應(yīng)用于各個(gè)加工工藝中。許多擺線齒輪箱運(yùn)行均采用偏心原理。換言之，它會(huì)用到內(nèi)齒擺線。為此，VIPER 500磨齒機(jī)配備了內(nèi)磨臂。由于幾何和動(dòng)力條件的限制，目前只能采用成形法磨削。

簡(jiǎn)言之，VIPER 500磨齒機(jī)可以為各種擺線齒輪提供一個(gè)加工平臺(tái)，是一種高性價(jià)比的加工方式。

P 40或P65齒輪測(cè)量中心—擺線測(cè)量技術(shù)

 測(cè)量擺線同樣也面臨著挑戰(zhàn)。為了確保運(yùn)轉(zhuǎn)特性，如何確保擺線齒“從齒頂?shù)烬X根”的幾何精度是非常關(guān)鍵的。這要求測(cè)量全部輪廓線。為了縮短檢測(cè)時(shí)間，Klingelnberg（克林貝格）已經(jīng)在新的擺線齒輪測(cè)量軟件中引入了時(shí)間優(yōu)化測(cè)量工藝，其中包括根據(jù)名義數(shù)據(jù)連續(xù)掃描。工件在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上連續(xù)分度，測(cè)針跟隨幾何形狀進(jìn)行檢測(cè)。工件轉(zhuǎn)動(dòng)一周，即可得到一個(gè)截面上高精度的幾何形狀檢測(cè)報(bào)告。基于此，我們可以獲得所需特征數(shù)據(jù)，包括齒距測(cè)量。我們還可選擇進(jìn)行快速齒向檢測(cè)，這通常在4或6個(gè)齒面上進(jìn)行檢測(cè)。

針對(duì)擺線測(cè)量，Klingelnberg（克林貝格）對(duì)結(jié)果分析進(jìn)行了優(yōu)化，保留了質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，提供生產(chǎn)專家服務(wù)，以便在出現(xiàn)幾何偏差時(shí)可以快速排除故障。例如，提供沿周長(zhǎng)的偏差分布或*佳和*差輪齒位置。這些評(píng)估工作非常重要，因?yàn)椴⒎撬衅疃伎梢酝ㄟ^簡(jiǎn)單的工藝干預(yù)來糾正。再如，磨損或臟污的夾具在裝夾時(shí)導(dǎo)致工件之間出現(xiàn)較大偏差。所以，必須消除這種偏差。

基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的智能過程控制

如何確保擺線齒輪的生產(chǎn)質(zhì)量是一項(xiàng)**挑戰(zhàn)性的工作，同時(shí)也會(huì)讓用戶面臨著各種潛在風(fēng)險(xiǎn)。如果是單件和小批量生產(chǎn)，**件產(chǎn)品必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以確保操作的經(jīng)濟(jì)性。相比之下，如果是批量和大規(guī)模生產(chǎn)，通過齒輪檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行校正會(huì)更加經(jīng)濟(jì)劃算。Klingelnberg（克林貝格）擺線齒輪生產(chǎn)系可以滿足這兩個(gè)方案及其組合要求。這些方案聚焦在兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上：通過閉環(huán)系統(tǒng)將機(jī)床工具和檢測(cè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)；在線測(cè)量和Klingelnberg（克林貝格）自適應(yīng)磨削相結(jié)合。

 我們采用Klingelnberg（克林貝格）自適應(yīng)磨削方式，在粗磨和精磨工之間添加檢測(cè)循環(huán)。根據(jù)要求和工藝相關(guān)可能性對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行校正。其中，*重要的是要包括齒根直徑、齒輪幾何形狀、齒輪和凸輪孔的相對(duì)位置以及螺旋角偏差等參數(shù)。對(duì)于測(cè)量而言，齒根直徑必須要在機(jī)床坐標(biāo)系中進(jìn)行確定并會(huì)受到影響。例如，它可能會(huì)受到車間溫度變化的影響。為了保持生產(chǎn)的穩(wěn)定性和免受干擾，可以考慮添加自動(dòng)校準(zhǔn)循環(huán)。

*后，擺線齒輪需要在Klingelnberg（克林貝格）P系列精密測(cè)量中心中完成*終質(zhì)量檢測(cè)。由于磨齒機(jī)和測(cè)量設(shè)備都要連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，所以測(cè)量是根據(jù)與磨齒機(jī)相同的幾何參數(shù)甚至完全相同的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行的。檢測(cè)到的實(shí)際數(shù)據(jù)可以直接輸入到磨齒機(jī)中，然后用于高精度校正。

圖5：檢測(cè)結(jié)果節(jié)選：齒距幾何偏差

圖6：擺線齒輪展成磨削—在閉環(huán)系統(tǒng)中自動(dòng)校正

上海浦量元齒輪技術(shù)

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