在很多情况下，自动化齿轮镗磨作业是用于环状齿轮镗磨加工和齿轮内表面铣齿加工，这类金属加工作业通常需要使用价格昂贵的刀具，并且非常耗时。现在，使用一种专用研磨轮和一台高效的CNC加工中心便能够缩短精密齿轮的生产过程。

Sicmat公司是一家对精密机械设备的齿轮传动装置进行终加工的领先企业，该公司为汽车制造业和相关供货企业提供经过终加工的齿轮传动装置。在机床制造方面，该公司采用自己的研磨轮技术进行齿轮加工。在齿轮加工作业中，Sicmat公司采用了NUM公司研发的高效11轴CNC加工中心和一种专用的外铣齿研磨轮进行加工，这使得Sicmat公司创出了德国新标准，即当前在金属细研磨领域加工经过时效硬化的工件。

此类对齿轮传动装置最后加工作业所加工的工件大多是为汽车制造业生产的中高档齿轮。总的来说，齿轮的研磨作业是在工件进行表面渗碳硬化的热处理之前进行的。

可省去齿轮的研磨和磨削作业步骤

因为齿轮经过热处理会产生变形，所以，齿轮只进行磨削和研磨加工作业。为此，Sicmat公司研制出了一台高效的Grono 250型齿轮镗床。使用该研磨机床可为传动器生产厂家提高生产质量。究其原因是，使用这种高效的新型研磨机床能够省去齿轮的某些研磨和磨削作业步骤。自动化齿轮研磨通常使用高度专业化的、装有加工刀具的机床来进行环状齿轮的镗磨加工和齿轮内表面的磨削加工，这些加工所用的刀具价格昂贵，而且在机床上进行安装调试也非常费时。但是，Sicmat公司相信，通过一个带有外啮合的研磨轮能够改善加工程序的准确度，在很多工况下可以完全省去齿轮研磨加工作业。

图1 Grono 250型齿轮镗床装有一个带有外齿纹的专用研磨轮

高效的Grono 250型齿轮镗床具有一系列优点，如刀具使用成本低，大大缩短并简化了研磨机床刀具的调整时间。Sicmat公司在这方面的第一步研究工作是与Turin大学的数学系、物理系和自然科学系合作进行的。合作研究的结果表明，这样的研磨轮在实践中是能够成功进行加工作业的，这也证明了Sicmat公司研发人员的观点。借助于新的研磨轮和一个由NUM公司研发的高精度CNC加工中心的程序，Grono 250型齿轮镗床能够进行齿轮的精准研磨。CNC加工中心采用的程序是专门用于控制齿轮形态的。这种加工过程是在刀具进行表面渗碳硬化的热处理之后进行的。因为这样便可以省略对齿轮的研磨和磨削作业步骤。

Grono 250型齿轮镗床设置有8个“普通轴”运动轴，有3个进一步进行研磨和磨削加工的方向。这8个运动轴连接在一个机器人辅助作业的装载装置上，由NUM-Flexium- CNC加工中心进行控制。

图2 整台齿轮研磨和磨削设备的示意图。Grono 250型齿轮镗床使用NUM公司CNC加工中心技术进行控制

确保加工部件的稳定性

NUM-Drive-C型11轴伺服驱动装置装有若干NUM MDLL 3050型伺服供电单元。每个供电单元可提供50kW的直流电。该装置的制动能可回收利用，这样便可使整个伺服驱动装置的效率达到最大化。各个主加工轴由多个直驱电动机驱动。功率强的电动机用于驱动新研发的研磨轮和加工工件。这些功率强的电动机转矩大，其同步性和控制通过一个由NUM集团公司研发的专门应用软件来实现。对于成功的齿轮自动化研磨过程来说，一个重要的条件是使用部件具有很高的机械刚性。这样才能够达到精准的、且重复性强的研磨效果。为此，Sicmat公司决定，利用现有的机加工平台作为Raso TP 250型齿轮镗床的研发基础，这是该公司齿轮研磨机床的代表作。

图3 该图展示的11根运动轴的作用是使齿轮加工机床与各种传动形式以及各种传动功率大小相匹配

该机加工平台在不断实现最佳化，不仅有足够的刚性，而且还具有良好的减振性能。该机加工平台的底板由钢制件通过电焊制成，并带有振荡缓冲装置。该机加工平台的缓冲梁、机架和尾座为铸铁件。因为是这样的结构，所以该机加工平台可接近性能好，便于进行齿轮加工作业，且便于维修和保养。垂直的工件定位装置使得连接另一个自动化加工过程变得简便。Grono 250型齿轮镗床在齿轮研磨的每个过程中均自动实现加工效益的最大化。通常使用普通齿轮加工机床进行工件表面渗碳硬化热处理时，是通过机器人辅助操作并借助于齿轮加工生产线传送带上的一个张紧装置进行张紧的，因为这样可以随时测量相关型号齿轮的外径大小，即在对齿轮进行研磨加工之前，在一个一体化设置的检测点来测量该齿轮的外径大小。在进行齿轮研磨加工时，该加工工件与第二个齿轮是同步进行的，推到铣齿加工处，并进行360°转动。在加工齿轮转动时，始终持续测量两个轴之间的偏移。这种方式能够确定工件的加工余量，且相应的数据会传输到Flexium- CNC加工中心系统。

图4 带有NUM-Flexium- CNC加工中心系统的Grono 250齿轮镗床的配电箱

采用主-从动组态装置防止延滞

在完成加工齿轮的外径测量后，由一个机器人辅助操作单元将加工齿轮传递到研磨设备处。在这里，加工齿轮首先被标注，然后该加工齿轮在所要求的转数下进行研磨，并与一个新的铣齿的研磨轮同步转动。如果出现研磨轮逐步啮合到加工齿轮，那么，此时两个轴便会在一个特定的主-从动组态装置里工作，从动轴不会出现延滞。为了实现这一目标，NUM公司不得不为加工工件电动机研发出第二个主动轴，对两个轴的转数必须进行高精度控制。通过两个轴转动的相对同步的匹配变化来实现加工齿轮研磨过程的精密调整。

目前使用的一代Grono 250型齿轮镗床心轴的最大转数为7000r/min。为了更加精确地控制加工齿轮的研磨过程，Sicmat公司现在研发的齿轮加工机床的心轴最大转数已达到10000r/min。