实用数控回转工作台设计及应用

数控回转工作台的功用有两个：一是使工作台进行圆周进给运动，二是工作台进行分度运动。它按照控制系统的指令，在需要时分别完成上述运动。

数控回转工作台，从外形来看和通用机床的分度工作台没有多大差别，但在结构上则具有一系列的特点。用于开环系统中的数控回转工作台由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。当接到控制系统的回转指令后，首先要把蜗轮松开，然后开动电液脉冲电动机，按照指令脉冲来确定工作台回转的方向、速度、角度大小以及回转过程中速度的变化等参数。当工作台回转完毕后，再把蜗轮夹紧。

数控回转工作台的定位精度完全由控制系统决定。因此，对于开环系统的数控回转工作台，要求它的传动系统中没有间隙，否则在反向回转时会产生传动误差，影响定位精度。现以JCS-013型自动换刀数控卧式镗铣床的数控回转工作台为例来做介绍，如图6-31所示。

图6-31　数控回转工作台(www.xing528.com)

1—电液脉冲电动机；2—偏心环；3—主动齿轮；4—从动齿轮；5—拉紧销钉；6—锁紧瓦；7—壳体螺母套筒；8—锁紧螺钉；9—丝杠；10—蜗杆；11—蜗轮；12，13—夹紧瓦；14—液压缸；15—活塞；16—弹簧；17—钢球；18—底座；19—光栅；20—双列圆柱滚子轴承；21—圆锥滚子轴承

数控回转工作台由电液脉冲电动机1驱动，在它的轴上装有主动齿轮3（z1=22），它与从动齿轮4（z2=66）相啮合，齿的侧隙靠调整偏心环2来消除。从动齿轮4与蜗杆10用楔形的拉紧销钉5来连接，这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。蜗杆10系双螺距式，即相邻齿的厚度是不同的。因此，可用轴向移动蜗杆的方法来消除蜗杆10和蜗轮11的齿侧间隙。调整时，先松开壳体螺母套筒7上的锁紧螺钉8，使锁紧瓦6把丝杠9放松，然后转动丝杠9，它便和蜗杆10同时在壳体螺母套筒7中做轴向移动，消除齿向间隙。调整完毕后，再拧紧锁紧螺钉8，把锁紧瓦6压紧在丝杠9上，使其不能再做转动。

蜗杆10的两端装有双列滚针轴承做径向支承，右端装有两只止推轴承承受轴向力，左端可以自由伸缩，保证运转平稳。蜗轮11下部的内、外两面均装有夹紧瓦12和13。当蜗轮11不回转时，回转工作台的底座18内均布有8个液压缸14，其上腔进压力油时，活塞15下行，通过钢球17，撑开夹紧瓦12和13，把蜗轮11夹紧。当回转工作台需要回转时，控制系统发出指令，使液压缸上腔油液流回油箱。由于弹簧16恢复力的作用，把钢球17抬起，夹紧瓦12和13就不夹紧蜗轮11，然后由电液脉冲电动机1通过传动装置，使蜗轮11和回转工作台一起按照控制指令作回转运动。回转工作台的导轨面由大型滚柱轴承支承，并由圆锥滚子轴承21和双列圆柱滚子轴承20保持准确的回转中心。

数控回转工作台设有零点，当它做返零控制时，先用挡块碰撞限位开关（图中未画出），使工作台由快速变为慢速回转，然后在无触点开关的作用下，使工作台准确地停在零位。数控回转工作台可做任意角度的回转或分度，由光栅19进行读数控制。光栅19沿其圆周上有21 600条刻线，通过6倍频线路，其刻度的分辨能力可达10 s。

这种数控回转工作台的驱动系统采用开环系统，其定位精度主要取决于蜗杆蜗轮副的运动精度，虽然采用高精度的五级蜗杆蜗轮副，并用双螺距蜗杆实现无间隙传动，但还不能满足机床的定位精度（±10 s）。因此，需要在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿的角度位置和补偿脉冲的符号（正向或反向），并记忆在补偿回路中由数控装置进行误差补偿。