CN104057307B - 精密分度微定位数控回转工作台 - Google Patents

精密分度微定位数控回转工作台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种精密分度微定位数控回转工作台，包括上、下对应设置的工作台和数控伺服转台组件，工作台与数控伺服转台组件之间设置有变形微回转传动机构，变形微回转传动机构与工作台之间安装有电磁铁。本发明的精密分度数控回转工作台采用减速传动微定位技术，在无须微致动器的条件下，可大大提高普通及精密数控伺服转台的定位精度，具精度高、经济性好的特点。

Description

精密分度微定位数控回转工作台
技术领域
本发明属于先进装备制造的精密数控机械技术领域，涉及一种适用于精密分度回转技术，具体涉及一种数控转台与变形微回转传动机构复合应用的精密分度微定位数控回转工作台。
背景技术
随着科学技术的发展，精密数控回转机械需求越来越多，如精密回转检测机械、精密回转传动机械、精密回转加工机械等精密回转运动机械的工作精度已经开始向1-1～10-3角秒(1角秒，即1〞约为0.00028度)级精度发展，因此角秒～微角秒级的精密和超精密数控回转机械成为高端数控机械的重要发展方向之一。提高精密超精密数控回转机械精度的有效途径之一是采用宏驱动和微驱动相结合的宏微驱动系统，由宏驱动实现大回转范围回转运动，由微驱动实现角秒～微角秒级精密和超精密回转运动。回转运动的宏驱动可以采用机电结合模式或采用力矩电机直接驱动模式。回转运动的微驱动可以采用压电致动器等微致动器、柔性铰链机构的传动实现，但能实现精密进给的微致动器价格昂贵、且对使用环境条件(温度、湿度、振动)要求苛刻。
发明内容
本发明的目的是提供一种精密分度微定位数控回转工作台，能够在无须微致动器的条件下，将普通精度数控转台、精密数控伺服转台分别提升为精密数控回转工作台和超精密数控回转工作台。
本发明所采用的技术方案是，一种精密分度微定位数控回转工作台，包括上、下对应设置的工作台和数控伺服转台组件，工作台与数控伺服转台组件之间设置有变形微回转传动机构，变形微回转传动机构与工作台之间安装有电磁铁；变形微回转传动机构包括固接在工作台下表面的输出连接部a和输出连接部b，还包括固接在数控伺服转台组件上表面的输入连接部，输出连接部a与输出连接部b之间、输出连接部a与输入连接部之间均连接有减速传动部；电磁铁设置在输入连接部与工作台之间，电磁铁与输入连接部固定连接；减速传动部包括L形的减速传动部a、矩形的减速传动部b和减速传动部c，输出连接部a为设置在工作台中央位置的正方体形结构，输出连接部a的4个侧面分别与1个减速传动部a的一条边连接，每个减速传动部a与输出连接部a连接的同边还分别与1个减速传动部b连接，每个减速传动部b上还连接有1个输出连接部b；每个减速传动部a的另一条边的端部分别与1个减速传动部c连接，每个减速传动部c还连接有1个输入连接部；输出连接部a、输出连接部b、输入连接部、减速传动部a、减速传动部b和减速传动部c之间均为柔性铰链连接；减速传动部a与减速传动部b和减速传动部c分别为等截面的L形结构与等截面的矩形结构或变截面的异形结构。
本发明的特点还在于：
电磁铁与工作台之间、输出连接部a和输出连接部b与数控伺服转台组件之间、减速传动部与数控伺服转台组件和工作台之间均设有间隙。
本发明的有益效果是，本发明的精密分度微定位数控回转工作台采用减速传动微定位技术，在无须微致动器的条件下，将普通精度数控转台、精密数控伺服转台分别提升为精密数控回转工作台和超精密数控回转工作台，具有精度高、经济性好的特点。
附图说明
图1是本发明精密分度微定位数控回转工作台的结构示意图；
图2是本发明中变形微回转传动机构的结构示意图；
图3是图2沿K-K方向的剖视图；
图4是本发明中变形微回转传动机构的减速传动原理图。
图1中，1.数控伺服转台组件，2.变形微回转传动机构，21.输出连接部a，22.输出连接部b，23.输入连接部，24.减速传动部，241.减速传动部a，242.减速传动部b，243.减速传动部c，3.电磁铁，4.工作台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种精密分度微定位数控回转工作台，如图1所示，包括上、下对应设置的工作台4和数控伺服转台组件1，工作台4与数控伺服转台组件1之间设置有变形微回转传动机构2，变形微回转传动机构2与工作台4之间安装有电磁铁3。
如图2及图3所示，其中变形微回转传动机构2包括固接在工作台4下表面的输出连接部a21和输出连接部b22，还包括固接在数控伺服转台组件1上表面的输入连接部23，输出连接部a21与输出连接部b22之间、输出连接部a21与输入连接部23之间均连接有减速传动部24；减速传动部24包括L形的减速传动部a241、矩形的减速传动部b242和减速传动部c243，输出连接部a21为设置在工作台4中央位置的正方体形结构，输出连接部a21的4个侧面分别与1个减速传动部a241的一条边连接，每个减速传动部a241与输出连接部a21连接的同边还分别与1个减速传动部b242连接，每个减速传动部b242上还连接有1个输出连接部b22；
每个减速传动部a241的另一条边的端部分别与1个减速传动部c243连接，每个减速传动部c243还连接有1个输入连接部23。
其中输出连接部a21、输出连接部b22、输入连接部23、减速传动部a241、减速传动部b242和减速传动部c243之间均为柔性铰链连接。
减速传动部a241与减速传动部b242和减速传动部c243可以为等截面的L形、矩形结构，也可以为变截面的异形结构。
电磁铁3设置在输入连接部23与工作台4之间，电磁铁3与输入连接部23固定连接。电磁铁3与工作台4之间、输出连接部a21和输出连接部b22与数控伺服转台组件1之间、减速传动部24与数控伺服转台组件1和工作台4之间均设有间隙。
本发明的精密分度微定位数控回转工作台包括数控伺服转台组件1，变形微回转传动机构2，电磁铁3，工作台4，各部分相对数控伺服转台回转轴线对称分布。变形微回转传动机构2由输出连接部a21、输出连接部b22、输入连接部23和减速传动部24四部分组成，输入连接部23的前端与数控伺服转台组件1的转台固定连接，后端与电磁铁3固定连接，电磁铁3与工作台4间有间隙；输出连接部a21和输出连接部b22与工作台4固定连接，与数控伺服转台组件1的转台端面间有间隙；减速传动部24与输入连接部23和输出连接部a21、输出连接部b22为柔性连接，并且与数控伺服转台组件1的转台端面和工作台4间均有间隙。
数控伺服转台组件1与工作台4之间的运动传递关系如图3，电磁铁3通磁，工作台4吸合，数控伺服转台组件1的回转直接经过电磁铁3带动工作台4回转(不经过变形微回转传动机构2)；到达预定分度位置时电磁铁3断磁，数控伺服转台组件1的回转经过变形微回转传动机构2的减速传动部24减速传动带动工作台4回转。
以图4的第1象限的输出连接部b22、输入连接部23和减速传动部24为例说明分度微定位技术原理，分度定位时，电磁铁3断磁，数控伺服转台组件1带动与其固定连接的变形微回转传动机构2的输入连接部23继续回转，减速传动部24的柔性铰链J3、J2、J1、J4、J5分别微动到J3′、J2′、J1′、J4′、J5′位置，柔性铰链J3与输入连接部23连接，其从J3微动到J3′微动转动Δα角度与数控伺服转台组件1相同，柔性铰链J5与输出连接部b22连接，其从J5微动到J5′，微动Δy角度与输出连接部b22相同，输出连接部b22与工作台4固定，因此工作台4微动Δy角度。减速传动比i＝Δα/Δy，变形微回转传动机构2的减速传动部24的减速传动提高了数控回转工作台的分度精度。
数控伺服转台组件的回转运动与工作台之间的运动传递路线分为两条，一条是回转进给时电磁铁通磁，工作台吸合，数控伺服转台组件的回转运动直接经过电磁铁带动工作台回转；另一条是到达预定分度位置时电磁铁断磁，数控伺服转台组件的回转经过变形微回转传动机构的减速传动部带动工作台回转。减速传动比根据不同条件及要求设计，采用减速传动微定位技术可使数控转台的分度精度提高2～5倍。

Claims (2)

1.一种精密分度微定位数控回转工作台，其特征在于，包括上、下对应设置的工作台(4)和数控伺服转台组件(1)，所述工作台(4)与数控伺服转台组件(1)之间设置有变形微回转传动机构(2)，变形微回转传动机构(2)与工作台(4)之间安装有电磁铁(3)；所述变形微回转传动机构(2)包括固接在工作台(4)下表面的输出连接部a(21)和输出连接部b(22)，还包括固接在数控伺服转台组件(1)上表面的输入连接部(23)，所述输出连接部a(21)与输出连接部b(22)之间、输出连接部a(21)与输入连接部(23)之间均连接有减速传动部(24)；所述电磁铁(3)设置在输入连接部(23)与工作台(4)之间，电磁铁(3)与输入连接部(23)固定连接；所述减速传动部(24)包括L形的减速传动部a(241)、矩形的减速传动部b(242)和减速传动部c(243)，输出连接部a(21)为设置在工作台(4)中央位置的正方体形结构，输出连接部a(21)的4个侧面分别与1个减速传动部a(241)的一条边连接，每个减速传动部a(241)与输出连接部a(21)连接的同边还分别与1个减速传动部b(242)连接，每个减速传动部b(242)上还连接有1个输出连接部b(22)；每个减速传动部a(241)的另一条边的端部分别与1个减速传动部c(243)连接，每个减速传动部c(243)还连接有1个输入连接部(23)；所述输出连接部a(21)、输出连接部b(22)、输入连接部(23)、减速传动部a(241)、减速传动部b(242)和减速传动部c(243)之间均为柔性铰链连接；所述减速传动部a(241)与减速传动部b(242)和减速传动部c(243)分别为等截面的L形结构与等截面的矩形结构或变截面的异形结构。
2.根据权利要求1所述的精密分度微定位数控回转工作台，其特征在于，所述电磁铁(3)与工作台(4)之间、输出连接部a(21)和输出连接部b(22)与数控伺服转台组件(1)之间、减速传动部(24)与数控伺服转台组件(1)和工作台(4)之间均设有间隙。
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