CN101391377A - 双驱动数控旋转工作台传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双驱动数控旋转工作台传动机构。它包括一个与工作台主旋转轴固定连接的蜗轮，有两根蜗杆与蜗轮啮合，两根蜗杆平行安装在蜗轮的中心对称位置上，两根蜗杆分别由两个伺服电机驱动。本发明提高了旋转工作台的刚度和精度以及动态自锁性能。

Description

双驱动数控旋转工作台传动机构

技术领域：

该发明专利涉及一种数控旋转(分度)工作台传动机构，它主要采用双一次环面蜗杆传动与双电机驱动，以实现提高数控旋转工作台的精度及刚度的目的。

背景技术：

在数控加工中，除了工作台具有沿x，y，z三个坐标轴的直线运动外，还具备绕x轴方向的旋转。一般市场上多数采用单蜗轮蜗杆传动，传动中的齿隙对精度有一定的影响，而且单蜗杆传动的自锁性能不好，刚度也没有双蜗杆高。

发明内容：

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种双驱动数控旋转工作台传动机构，以提高数控旋转工作台的分度精度及抗高切力性能。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明的数控旋转工作台的传动机构采用双一次环面蜗杆和双电机驱动。两根蜗杆平行安装在所述蜗轮的中心对称位置上，分别预紧，每根蜗杆轴由单独的伺服电机直接驱动，其中的调节螺柱用以调整环面蜗杆和伺服电机间的微量距离，其中的蜗轮蜗杆的外形采用一次环面结构。该结构不仅从机械结构上达到了消除齿隙的目的，而且采用双电机驱动，很大程度上提高了旋转工作台的刚度和精度。

本双驱动数控旋转工作台传动机构，整体结构采用双电机驱动、双一次环面蜗杆副传动，在传动精度和可靠性上都有很大的优势：一是在机械结构上增强了蜗轮的刚度；二是在一定程度上达到了消除间隙的目的；三是实现了机械自锁，使传动更加平稳，无跳动。再者是在其中采用双电机驱动，以保证驱动的同步性。

为了消除蜗轮和蜗杆间传动的间隙，提高传动精度，该机构的布置形式为：两根蜗杆平行安装在蜗轮的中心对称位置，分别预紧，每根蜗杆轴由单独的伺服电机直接驱动(采用双驱动伺服系统，即对驱动同一从动轴(本机构蜗轮)的两组驱动电机施加大小相等方向相反的偏置电压以达到消除间隙的目的)。蜗轮的锁紧靠电机的刹车转矩和蜗杆副的自锁提供。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种双驱动数控旋转工作台传动机构，包括一个与工作台主旋转轴固定连接的蜗轮，其特征在于：

1)有两根蜗杆与所述蜗轮啮合；

2)所述两根蜗杆平行安装在所述蜗轮的中心对称位置上；

3)所述两根蜗杆分别由两个伺服电机驱动。

上述两根蜗杆均为一次环面蜗杆，即蜗杆外形采用一次环面回转体与蜗轮外形的一次环面回转体匹配。

上述两根蜗杆的两端分别有调节螺套和调节螺柱，微量调整两根蜗杆的轴向位置，分别预紧，消除蜗轮与蜗杆间的传动间隙。

上述两根蜗杆的两端分别由四个轴承支承，该四个轴承通过一个固定支架安装在一个箱体内；两根蜗杆分别通过两个联轴器联接两个伺服电机。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明采用双电机驱动、双一次环面蜗杆副传动，增强了蜗轮蜗杆的传动刚度，提高了可靠性；在一定程度上达到消除间隙的目的，提高了传动的精度；使蜗轮有较好的自锁性能，传动更加平稳，无跳动。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1示例的原理结构图。

具体实施方式：

本发明的一个优选实施例结合附图说明如下：

参见图1，本双驱动数控旋转工作台传动机构包含有一个与工作台主旋转轴6固定连接的蜗轮5，有两根蜗杆3、9与蜗轮5啮合，两根蜗杆3、9平行安装在蜗轮5的中心对称位置上，两根蜗杆分别由两个伺服电机1、11驱动。

上述两根蜗杆3、9均为一次环面蜗杆，即蜗杆外形采用一次环面回转体与蜗轮外形的一次环面回转体匹配。两根蜗杆3、9的两端分别有调节螺套2、10和调节螺柱4、8，微量调整两根蜗杆3、9的轴向位置，分别预紧，消除蜗轮5与蜗杆3、9间的传动间隙。

参见图1和图2，两根蜗杆3、9的两端分别由四个轴承13支承，该四个轴承13通过一个固定支架12安装在一个箱体7内。两根蜗杆3、9分别通过两个联轴器14联接两个伺服电机1、11。

下面对本实施例作进一步说明：

本实施例的结构采用双一次环面蜗杆副传动，结构简单、可靠性好、造价低、可以实现自锁、间隙调整方便。在调整时，只需旋动调节螺柱将环面杆向电机方向作微量移动，移动距离略小于蜗杆副侧隙，用厚薄规检测控制在0。01mm然后将螺纹套锁紧。总装配时上、下同时调整。具体见图2。

环面蜗轮蜗杆——环面蜗杆传动的主要特征是蜗杆包围蜗轮，蜗杆体是一个由凹圆弧为母线所形成的回转体。其特点是蜗杆和蜗轮的外形都是环面回转体，可以互相包容，实现多齿接触和双接触线接触；接触线与相对滑动速度方向之间的夹角接近90°。这种蜗杆齿面可淬硬磨削，加工精度高，传动效率高，承载能力高。

双蜗杆传动——本结构在传动过程中为双蜗杆付传动，使蜗轮在传动过程中始终保持比较稳固的姿态，受力均衡。增强了它的刚度，也使它有很好的自锁性能，抗振性良好。

双电机驱动——在机械传动系统中，齿隙是动力传递过程中常见的一种非线性，但它同时也是影响系统动态性能和稳态精度的重要因素。以往以单电机驱动系统为研究对象，只是尽可能补偿而不能完全消除齿隙时系统的影响。双电机驱动即通过对驱动同一从动轴(本机构蜗轮)的两组驱动电机施加大小相等方向相反的偏置电压达到消隙目的。同时为改善蜗轮受力状况及提高切削抗力，递增本机构在动态抗振性能，包括在本机构在动态切削程序中零状态工况条件下的抗震及自锁性能。双驱动伺服系统对控制提出了更高要求、更高的可靠性。

本机构对机械传动系统在采用双驱动消隙的同时，采用机械消隙机构辅之，使双驱动伺服控制系统更为可控。

Claims (4)

1.一种双驱动数控旋转工作台传动机构，包括一个与工作台主旋转轴(6)固定连接的蜗轮(5)，其特征在于：

1)有两根蜗杆(3、9)与所述蜗轮(5)啮合；

2)所述两根蜗杆(3、9)平行安装在所述蜗轮(5)的中心对称位置上；

3)所述两根蜗杆(3、9)分别由两个伺服电机(1、11)驱动。

2.根据权利要求1所述的双驱动数控旋转工作台传动机构，其特征在于所述两根蜗杆(3、9)均为一次环面蜗杆，即蜗杆外形采用一次环面回转体与蜗轮外形的一次环面回转体匹配。

3.根据权利要求1或2所述的双驱动数控旋转工作台传动机构，其特征在于所述两根蜗杆(3、9)的两端分别有调节螺套(2、10)和调节螺柱(4、8)，微量调整两根蜗杆(3、9)的轴向位置，分别预紧，消除蜗轮(5)与蜗杆(3、9)间的传动间隙。

4.根据权利要求3所述的双驱动数控旋转工作台传动机构，其特征在于所述两根蜗杆(3、9)的两端分别由四个轴承(13)支承，该四个轴承(13)通过一个固定支架(12)安装在一个箱体(7)内；两根蜗杆(3、9)分别通过两个联轴器(14)联接两个伺服电机(1、11)。

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