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數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)構(gòu)及工作原理
資源天下 2020/3/21 10:58:00
在數(shù)控機(jī)床上一般由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)( 簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)) 除了可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之外, 還可以完成分度運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲線等。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。機(jī)床具有數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，還可由測(cè)頭自動(dòng)找正工件基準(zhǔn)面，自動(dòng)完成諸如基面的調(diào)整，工件坐標(biāo)系的設(shè)定等工作。其主要性能質(zhì)量指標(biāo)有分度精度和重復(fù)定位精度、剎緊力矩的大小、密封性能、回轉(zhuǎn)定位速度、承載能力和精度保持性。
轉(zhuǎn)臺(tái)的種類(lèi)和型號(hào)雖然繁多, 但其基本結(jié)構(gòu)大同小異, 主要有四大系統(tǒng): 主軸系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、鎖緊系統(tǒng)、讀數(shù)系統(tǒng)； 二大零件: 工作臺(tái)和底座。主軸系統(tǒng)是轉(zhuǎn)臺(tái)的關(guān)鍵部件, 工作臺(tái)和檢測(cè)元件( 或稱(chēng)分度基準(zhǔn)元件) 就安裝在主軸上, 主軸系統(tǒng)的精度直接影響轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度；工作臺(tái)和主軸系統(tǒng)依靠傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)到所要求的角度時(shí), 必須用鎖緊機(jī)構(gòu)固定, 然后進(jìn)行測(cè)量或加工。圖1為自動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪減速后由蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)功能。
圖1 自動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
1一蝸桿 2一蝸輪 3、4一夾緊瓦 5一小液壓缸 6一活塞 7一彈簧 8一鋼球 9一底座 10一圓光柵 11、12一軸承
為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過(guò)移動(dòng)蝸桿的軸向位置來(lái)調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向裝有8對(duì)夾緊瓦4和3，并在底座9上均布同樣數(shù)量的小液壓缸5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞6便壓向鋼球8，撐開(kāi)夾緊瓦，并夾緊蝸輪2。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧7的作用下，鋼球8抬起，夾緊瓦將蝸輪松開(kāi)。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承，并由圓錐滾柱軸承12及雙列向心圓柱滾子軸承11保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動(dòng)精度，因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹�，記憶在補(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵10發(fā)出工作臺(tái)精確到位信號(hào)，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)，先用擋鐵壓下限位開(kāi)關(guān)，使工作臺(tái)降速，然后由圓光柵或編碼器發(fā)出零位信號(hào)，使工作臺(tái)準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，也可以作連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
二、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分類(lèi)
1 . 按用途分類(lèi):
加工用轉(zhuǎn)合——作為機(jī)床附件在加工中使用的轉(zhuǎn)臺(tái)。該類(lèi)轉(zhuǎn)臺(tái)要求有尺寸小、重量輕、剛性大、操作簡(jiǎn)單迅速和與加工相適應(yīng)的精度。
計(jì)量用轉(zhuǎn)臺(tái)——在計(jì)量室中作為角度儀器用于零件檢測(cè)的轉(zhuǎn)臺(tái)。該類(lèi)轉(zhuǎn)臺(tái)要求較高的分度精度和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo), 分度誤差一般不大于10 角秒。
計(jì)量、加工兩用轉(zhuǎn)臺(tái)——既可作為角度儀器在計(jì)量室中使用, 又可作為機(jī)床附件在加工中使用的轉(zhuǎn)臺(tái)。該類(lèi)轉(zhuǎn)臺(tái)要同時(shí)具備計(jì)量用轉(zhuǎn)臺(tái)和加工用轉(zhuǎn)臺(tái)雙重條件。
2． 按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi):
水平轉(zhuǎn)臺(tái)——工作臺(tái)在水平方向回轉(zhuǎn)3 6 0°的轉(zhuǎn)臺(tái)。該類(lèi)轉(zhuǎn)臺(tái)型號(hào)最多, 數(shù)量最大, 使用最普遍。如同2所示。
圖2 水平轉(zhuǎn)臺(tái)
立式轉(zhuǎn)臺(tái)——工作臺(tái)面在垂直方向回轉(zhuǎn)3 6 0°的轉(zhuǎn)臺(tái)。該類(lèi)轉(zhuǎn)臺(tái)型號(hào)較少, 使用不多,它可以代替分度頭, 并可以與其它形式的轉(zhuǎn)臺(tái)拼配, 實(shí)現(xiàn)特殊的使用要求。
圖3 立式轉(zhuǎn)臺(tái)
雙向轉(zhuǎn)臺(tái)——轉(zhuǎn)臺(tái)可以在水平和垂直二種姿態(tài)下工作, 擴(kuò)大了應(yīng)用范圍, 又稱(chēng)為立臥式轉(zhuǎn)臺(tái)。
可傾轉(zhuǎn)臺(tái)——工作臺(tái)面除了水平方向可以回轉(zhuǎn)3 6 0°之外,還可以?xún)A斜回轉(zhuǎn)，具有三個(gè)自由度, 大大增（未完，下一頁(yè)）
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