CN113231838A - 一种数控回转工作台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控回转工作台，包括多个数控回转台，其至少包括蜗轮和蜗杆，蜗杆由第一蜗杆和第二蜗杆构成，第一蜗杆和第二蜗杆各自所设置的环状蜗面蜗齿是关于彼此对接的中心部位镜像对称的，第一蜗杆的大致呈线性变化的第一蜗齿左齿面能够经由大致呈平台状的齿顶延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗齿右齿面，使得至少一个第一蜗齿右齿面在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠蜗轮的相应滚子左齿面，并且第二蜗杆的大致呈线性变化的第二蜗齿右齿面能够经由大致呈平台状的齿顶延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第二蜗齿左齿面，使得至少一个第二蜗齿左齿面在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠蜗轮的相应滚子右齿面。

Description

一种数控回转工作台

技术领域

本发明涉及数控回转工作台技术领域，尤其涉及一种数控回转工作台。

背景技术

数控机床常被用于形状结构复杂、批量大精度要求高及需要短周期制作等零件的生产加工，数控回转工作台是数控机床上的常用部件，数控回转工作台主要用于固定或支撑板类和箱体类工件，并对其进行连续回转加工和多面加工，使用数控回转工作台可以扩大工艺性、缩短加工时间，用它可对板类和箱体类工件做镗孔、直线或平面的铣削或磨削等工序的进给、分度或换向等。

CN102168748B公开了一种无空回蜗轮蜗杆回转减速机构，箱体内两副蜗杆安装在整体式蜗杆轴承偏心套内，两副蜗杆分两边透过偏心套扁长开孔与中间的输出蜗轮齿合连接，输入端驱动轴齿轮齿合转动由齿轮保持架连接的齿轮传动系统，齿轮传动系统可随同蜗杆做径向联动，调整丝、定位架及自动蜗杆调距器连接安装在调整端，转动调整丝通过定位架可以消除蜗轮蜗杆齿合部位斜齿面初始间隙，自动蜗杆调距器可以消除机构运行中机械磨损造成的后续斜齿面齿合间隙，通过蜗轮蜗杆齿合部位斜齿面无隙齿合实现蜗轮无空回回转输出。本发明作为无空回精确回转、定位执行机构可广泛应用于涉及机械传动领域的精密光学照准、数控加工、伺服控制系统。

CN103111852A公开了一种数控机床用回转工作台，包括箱体、前端盖、后端盖、主轴、工作台面、三齿圈啮合机构和油缸以及驱动主轴旋转的驱动机构，三齿圈啮合机构包括外齿圈、内齿圈和锁紧齿圈，外齿圈与前端盖固定连接，内齿圈套装在主轴上，并与主轴固定连接，锁紧齿圈通过齿圈内套套装在主轴上，前端盖和后端盖均固定连接在箱体上，主轴可旋转地支承在前端盖和后端盖上，工作台面固定地套装在主轴的一端，油缸与锁紧齿圈连接以便锁紧齿圈在主轴上轴向移动与外齿圈和内齿圈啮合或脱离，驱动机构包括蜗轮组件、蜗杆、联轴器和电机，电机的输出轴通过联轴器与蜗杆的一端固定连接，蜗轮组件套装在主轴上。本发明的传动部分结构简单，省去了一些中间传动环节，直接采用电机驱动蜗杆旋转，提高了传动精度，增加了传动效率。

CN105058076A公开了一种开环数控回转工作台，包括所述底座上方设置有圆锥滚子1051轴承，所述底座通过圆锥滚子1051轴承连接设置有工作台转轴，所述工作台转轴顶部通过旋转盘连接设置有工作台，所述底座通过拉紧螺栓连接设置有保护盖，所述底座上方设置有油缸，所述油缸下方设置有柱塞，所述柱塞下方设置有钢球。本发明工作台由功率步进电机驱动，经齿轮、蜗轮副，带动其作回转进给或分度运动；通过挡块Ⅱ压合微动开关Ⅱ，发出从快速回转变为慢速回转信号，工作台慢速回转，再由挡块Ⅰ压合微动开关Ⅰ进行第二次减速，从而使工作台准确地停在零点位置上，有效提高了回转台的工作效率，旋转圆盘实现工作台旋转，便于配合对工件进一步加工。

上述现有技术所提供的数控回转工作台虽然一定程度上能够用于对工件的辅助加工，但仍然存在着蜗杆或蜗轮在使用时，其齿间间隙较大，且转动贴合过程中的摩擦力过大，因此易使得蜗轮和蜗杆因转动而产生较大磨损的同时，使得减速结构的传动效率和精度大幅度下降，并且在加工工件时将伴随着高频或高分贝的噪音污染，严重时，由磨损带来的风险甚至会导致整个数控回转装置的失效等技术问题。因此，现有技术仍然有需要改进的至少一个或几个方面。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种数控回转工作台，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种数控回转工作台，至少包括：第一数控回转台，其主要用于承载工件并驱使其自转；第二数控回转台，其用于控制第一数控回转台在工作区间内的转动；固定座，其用于在两端固定第一侧边固定座和第二侧边固定座以形成工作台的U形架构，其中，第一侧边固定座和第二侧边固定座分别从两侧可旋转地支承第一数控回转台，其中，第二侧边固定座内的伺服驱动装置用于驱动第二数控回转台，第一侧边固定座用于支撑和/或连接第一数控回转台。

优选地，第一数控回转台和/或第二数控回转台包括至少一个滚子包络减速器，滚子包络减速器至少包括蜗轮和蜗杆，蜗杆能够在位于第二侧边固定座和/或安装室内的伺服驱动装置的驱动下绕其自身轴线转动并带动蜗轮自转，以使得第一数控回转台能够在第二数控回转台驱动下绕第二数控回转台的回转轴转动，其中，蜗轮沿其蜗轮面间隙分布有滚子，蜗杆局部具有非对称的环状蜗面蜗齿。

优选地，第一蜗杆和第二蜗杆各自所设置的环状蜗面蜗齿是关于彼此对接的中心部位镜像对称的。正、反转独立考虑，正转所采用的驱动齿不同于反转所采用的驱动齿；之所以如此设计，是因为考虑到实际使用场合，经常会出现某个方向旋转驱动明显多于另一个方向的旋转驱动，对于磨损后的修复或更换而言，当前左、右旋转分离的设计能带来更大的更换成本优势。采用本设计之后，备件数量得到极大降低。同时，由于实际应用中，蜗杆及蜗轮的转动常常是按照方向单一且长周期的方式进行的，因此其中一段蜗杆所承受的压力及磨损是明显强于另一段的，故两段蜗杆可由具有不同硬度的材料制成，以适应不同转动场合下对于不同强度的要求。

优选地，在沿蜗杆轴线剖视的视图中，第一蜗杆的大致呈线性变化的第一蜗齿左齿面能够经由大致呈平台状的齿顶延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗齿右齿面，使得至少一个第一蜗齿右齿面在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠蜗轮的相应滚子左齿面，并且第二蜗杆的大致呈线性变化的第二蜗齿右齿面能够经由大致呈平台状的齿顶延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第二蜗齿左齿面，使得至少一个第二蜗齿左齿面在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠蜗轮的相应滚子右齿面。蜗杆分为左、右齿各自承担单向驱动任务还带另一个意想不到的技术效果，即“以线接触的方式贴靠”对于高精度无间隙传动是必须提供的，不仅要依靠极为严格的数学计算，还要依靠高精度的“虚拟齿盘”来模拟加工以及实际加工，其加工成本极为高昂；而本发明左右单侧驱动的方式决定了“呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗齿右齿面”所带来的高昂成本不必用于“呈线性变化的第一蜗齿左齿面”，因此带来了巨大的成本优势。

优选地，沿蜗杆的轴线方向观察，蜗杆的蜗面蜗齿的环面直径是按照以第一蜗杆和第二蜗杆的对接部位为中心，在朝向两侧的方向上非线性变化地排布的，使得第一蜗杆的第一蜗齿右齿面在相应起到驱动作用时与蜗轮的滚子左齿面保持啮合，并且使得第二蜗杆的第二蜗齿左齿面在相应起到驱动作用时与蜗轮的滚子右齿面保持啮合。

优选地，第一蜗杆和/或第二蜗杆的蜗面蜗齿是以由不同齿型的齿轮齿面作为母面经共轭运动包络的方式形成的，并能够通过相应的弹簧张紧装置调整第一蜗杆和/或第二蜗杆的相邻蜗面蜗齿的齿间间隙，优选地弹簧张紧装置设置在第一蜗杆与第二蜗杆的对接部位。

优选地，蜗轮在其滚子与第一蜗杆和第二蜗杆的蜗面蜗齿保持啮合状态下，能够跟随蜗杆自转而转动，蜗轮和蜗杆的转动轴线和/或转动平面彼此异面，其中，第一蜗杆和第二蜗杆各自所设置的环状蜗面蜗齿的齿宽是彼此不相同的。以使得能够在最大程度上消除第一蜗杆和第二蜗杆的蜗面蜗齿与滚子之间的啮合间隙。

优选地，蜗轮的滚子能够以跟随蜗杆做啮合运动的方式在空间形成啮合曲面，啮合曲面是由滚子的绕蜗轮轴线的转动以及蜗杆自转所形成的轨迹包络线组成的空间包络面。

优选地，第一蜗杆和第二蜗杆彼此不对称，其中，第一蜗杆通过将其连接轴插入第二蜗杆的中空通道，使得第二蜗杆从外部套设于第一蜗杆上，其中，第一蜗杆和第二蜗杆的在远离彼此对接部位的端部分别设有用于装配的至少一个台阶部。

优选地，蜗杆在至少一端设有与伺服驱动装置相连的蜗杆齿轮，其中，蜗杆齿轮与蜗杆转动轴线和/或转动平面彼此共面，蜗杆齿轮能够以将伺服驱动装置的驱动力传导至蜗杆的方式带动蜗杆绕其所在轴线转动。

优选地，蜗轮内连接有中心转轴，中心转轴上设有连接柱，中心转轴按照跟随蜗轮转动的方式驱动与其连接的连接柱同轴转动，其中，中心转轴和蜗杆的转动轴线和/或转动平面彼此异面。

优选地，第一蜗杆和第二蜗杆是以择一接触的方式来驱动蜗轮的滚子的，使得在驱动时，第一蜗杆或第二蜗杆的蜗面蜗齿不同时接触蜗轮的滚子。

优选地，位于第一蜗杆与第二蜗杆的对接部位的蜗面蜗齿是由第一蜗杆的半蜗齿与第二蜗杆的半蜗齿拼合而成的，其中，拼合缝隙在周向上大致沿渐开线展开，并且在轴向两侧的两条拼合缝隙位于彼此错开的位置。位于第一蜗杆和第二蜗杆中部的由两个半蜗齿形成的蜗面蜗齿所承受的滚子转动压力是最大的，拼合缝隙按照渐开线方式展开有效地减缓了滚子与蜗面蜗齿啮合时的齿间磨损。

本发明的有益技术效果包括以下一项或多项：

1、本发明首次将滚子包络减速器应用在数控回转台场合，以替代传统的变导程蜗轮蜗杆传动，从而实现数控回转台在回转精度上的大幅度提升。

2、本发明中蜗杆的蜗面蜗齿的特殊结构也进一步地提升了蜗轮蜗杆的传动效率以及实现超静音运行，从而使得该回转台有着高定位精度、高传动效率、超静音运转等一系列优点。

3、本发明中蜗杆采用环面蜗杆的形式，以保证同时有多个蜗轮面滚子齿面与蜗杆的蜗面蜗齿啮合，极大程度地提高了承载能力，并减轻齿间磨损。

附图说明

图1以立体图示出根据本发明一个优选实施方式的结构示意图；

图2是本发明优选的轴测图；

图3是以图2所示的本发明的立体图优选的沿第一方向观察的右视图；

图4是以图2所示的本发明的立体图优选的沿第三方向观察的俯视图；

图5是蜗杆优选的轴测图；

图6是第一蜗杆优选的加工示意图；

图7是蜗杆的蜗面蜗齿优选的剖视图；

图8是蜗杆与蜗轮啮合时的局部剖面示意图。

附图标记列表

100：滚子包络减速器 101：第一旋转台 102：第二旋转台

103：第三旋转台 104：连接柱 105：蜗轮

106：中心转轴 107：蜗杆 108：蜗杆齿轮

200：固定座 201：固定孔 300a：第一侧边固定座

300b：第二侧边固定座 300c：安装室 400：转接部

401：活动部 500：第一数控回转台 600：第二数控回转台

1071：第一蜗杆 1072：第二蜗杆 1073：蜗面蜗齿

71a：第一蜗齿左齿面 71b：第一蜗齿右齿面 72a：第二蜗齿左齿面

72a：第二蜗齿右齿面 1074：台阶部 1051：滚子

1051a：滚子左齿面 1051b：滚子右齿面

具体实施方式

下面结合附图1-8进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中的“第一方向”、“第二方向”以及“第三方向”分别是指：沿固定座200长度方向的轴线X为“第一方向”，沿固定座200宽度方向的轴线Y为“第二方向”，沿固定座200高度方向的轴线Z为“第三方向”。

本发明提供了一种数控回转工作台，见图1-4，其可以包括以下部件之一：第一数控回转台500，其主要用于承载工件并驱使其自转；第二数控回转台600，其用于控制第一数控回转台500在工作区间内的转动；固定座200，其表面开设有若干固定孔201，固定座200能够通过固定孔201安装于数控机床上，在固定座200两端固定安装有第一侧边固定座300a和第二侧边固定座300b，且固定座200与第一侧边固定座300a和第二侧边固定座300b组合形成工作台的U形架构，其中，第一侧边固定座300a和第二侧边固定座300b分别从两侧可旋转地支承第一数控回转台500，第二侧边固定座300b内的伺服驱动装置用于驱动第二数控回转台600。

根据一种优选实施方式，在沿工作台的第一方向上，位于第一侧边固定座300a的靠近工作台中部一侧设置有转接部400，该转接部400由弧状立体结构和立方体结构组合形成。在靠近转接部400中心区域处可设置和/或连接有刚性的连接轴，其能够用于固定和/或连接活动部401。进一步地，活动部401呈板状，其表面开设有若干大小不同的连接孔，转接部400基于连接轴与活动部401上的连接孔间的配合关系进行活动连接；另一方面，活动部401也能够通过与蜗杆107直径匹配的连接孔与位于第一数控回转台500内的蜗杆107连接。优选地，活动部401能够跟随第一数控回转台500在Y-Z平面内的转动从而绕转接部400与活动部401的连接轴进行自转，以使得活动部401能够配合于第一数控回转台500的转动。

根据一种优选实施方式，第一侧边固定座300a通过转接部400及活动部401可旋转地支撑及连接第一数控回转台500，其中，第一数控回转台500包括滚子1051包络减速器100，见图1。具体地，第一数控回转台500可安装和/或固定于安装室300c内，且安装室300c可通过活动部401上的螺纹孔与活动部401固定连接，见图1-2。

根据一种优选实施方式，滚子包络减速器100可以包括蜗杆107和蜗轮105，见图1。蜗杆107可采用分段方式组合而成，其包括第一蜗杆1071和第二蜗杆1072，两段蜗杆的蜗面蜗齿1073具有非对称的特殊结构，见图5和图8。优选地，第一蜗杆1071靠近于第二蜗杆1072的一端被设置为诸如圆柱形的连接杆，见图6。第二蜗杆1072内部具有诸如圆柱形的中空通道，且该中空通道的内径与第一蜗杆1071一端的连接杆直径相匹配。第二蜗杆1072能够通过中空通道套设于第一蜗杆1071的连接轴上，并在连接轴上沿靠近第一蜗杆1071一侧进行移动以能够与第一蜗杆1071组成完整的蜗杆107。优选地，可以在第一蜗杆1071和第二蜗杆1072相邻的蜗面蜗齿1073之间设置相应的弹簧张紧装置以用于调整两段蜗杆的齿间啮合间隙。第一蜗杆1071和第二蜗杆1072的在远离彼此对接部位的端部分别设有用于装配的至少一个台阶部1074。

根据一种优选实施方式，第一蜗杆1071和第二蜗杆1072的蜗面蜗齿1073是分别由不同齿型的齿轮齿面作为母面经过共轭运动包络形成的。进一步地，蜗杆107的一端连接有至少一个蜗杆齿轮108，蜗杆齿轮108可连接诸如电机一类的伺服驱动装置，以使得蜗杆齿轮108能够在伺服驱动装置的驱动下带动蜗杆107转动。可选地，用于控制前述第一数控回转台500自转的伺服驱动装置可设置于安装室300c内，见图2。具体地，伺服驱动装置能够通过蜗杆齿轮108将驱动力传导至蜗杆107使蜗杆107沿其轴线自转，蜗杆107进一步将力传导至与蜗杆107接触的蜗轮105以使其转动，且蜗轮105与蜗杆107的转轴空间内彼此垂直。

根据一种优选实施方式，与蜗杆107的蜗面蜗齿1073接触并发生力传导的是圆盘状的蜗轮105，见图1。具体地，蜗轮105表面设置和/或连接有若干滚子1051。优选地，滚子1051可按一定间隙分布于蜗轮105的环状侧面。优选地，滚子1051的形状包括但不限于球形、椭球形及柱形等。蜗轮105表面的滚子1051能够与蜗杆107的蜗面蜗齿1073间隙形状配合。优选地，蜗杆107采用环面蜗杆形式，位于第一蜗杆1071上的蜗面蜗齿1073的第一蜗齿右齿面71b与蜗轮105上的滚子1051的滚子左齿面1051a保持啮合，位于第二蜗杆1072上的蜗面蜗齿1073的第二蜗齿左齿面72a与蜗轮105上的滚子1051的滚子右齿面1051b保持啮合，从而完全消除蜗轮105和蜗杆107在正、反转过程中的齿间间隙，见图8。特别地，蜗轮105与蜗杆107精密贴合的传动方式有着更高的传动效率以及更高的传动精度，同时极大程度提升了承载能力。优选地，滚子1051是可转动的。通过蜗轮105环向外侧面上的滚子1051与蜗杆107的蜗面蜗齿1073做啮合运动，以在空间形成空间啮合曲面。曲面的特征是由滚子1051的绕蜗轮105轴线的转动以及蜗杆107自转所形成的轨迹包络线组成的空间包络面，其两转动的转速比值即为蜗轮105和蜗杆107的传动比。

优选地，在加工如图5和图8所示的两段蜗杆的不同形态的蜗面蜗齿1073时，需要根据蜗杆头数、蜗轮齿数、蜗轮蜗杆中心距、蜗杆齿顶高、蜗杆齿根高、蜗轮齿顶高、蜗轮齿根高、截面齿型角、牙型角、调整间隙等参数通过公式计算来分别求得两段蜗杆的蜗面蜗齿1073的具体形态。

根据齿轮啮合理论，齿面在啮合过程中的产生的啮合点处的公共法矢量与其相对运动速度矢量相正交，即在啮合点处，两啮合齿面沿公共法矢量方向的相对位置保持静止，则可得两齿面在啮合点处的啮合方程：

ν¹²·n＝0

其中，ν¹²是啮合位置的相对运动速度，n为啮合位置的公共法矢量。

将啮合点处的相对速度矢量投影到n轴上，即可得到该传动的啮合函数：

其中，Φ为啮合函数，M₁、M₂、M₃均为方程系数，

为蜗杆起始角，c₂为滚柱偏距，A为中心距，i₂₁为传动比，其余参数是滚柱动坐标系相关参数。

此外，利用上述参数可以确定用于蜗杆107磨削的砂轮，同时基于加工时的相关加工参数能够实现对蜗杆107的蜗面蜗齿1073的磨削加工。进一步地，通过加工与蜗面蜗齿1073形状相同的滚刀来加工蜗轮105。

优选地，蜗轮105的滚子左、右齿面并不是由一把蜗杆滚刀滚切形成，而是分别由前述两段蜗杆的左、右齿面为母面包络形成的，因此在加工对应的蜗轮105时，需要首先加工与第一蜗杆1071和/或第二蜗杆1072参数一致的两把滚刀，并分别用这两把滚刀依次滚切加工蜗轮105的滚子左、右齿面。进一步地，第一蜗杆1071与第二蜗杆1072的加工原理相同，但加工第一蜗杆1071与第二蜗杆1072所需的加工砂轮不同，需要根据实际应用调整齿间间隙并计算。

根据一种优选实施方式，为保证第一蜗杆1071的第一蜗齿右齿面71b与蜗轮105的滚子左齿面1051a保持啮合，以及第二蜗杆1072的第二蜗齿左齿面72a与蜗轮105的滚子右齿面1051b保持啮合，故第一蜗杆1071与第二蜗杆1072在加工时需要分别用同形状的砂轮进行磨削加工。优选地，以第一蜗杆1071为例，见图6。磨削砂轮的左面与传统二次包络环面蜗杆的磨削砂轮一致，而砂轮的右面较常规砂轮相比进行了偏移，使得第二蜗杆1072被磨削量更大，从而最后啮合时，第一蜗杆1071上的蜗面蜗齿1073的第一蜗齿右齿面71b只与蜗轮105的滚子左齿面1051a啮合。优选地，第一蜗杆1071以w1的转速绕着蜗杆107的中轴线转动，砂轮以w2的速度绕着蜗轮105的中心轴自转，且两者的转速w与传动比i之间需要符合：w1/w2＝i，进而在砂轮绕着自身的旋转轴进行高速旋转时完成对第一蜗杆1071的切削过程。

根据一种优选实施方式，蜗轮105内部连接有中心转轴106，该中心转轴106内部呈中空柱状，其部分轴体沿所在轴线方向向外延伸至蜗轮105一侧。进一步地，中心转轴106连接有呈柱形的连接柱104，见图1。进一步地，连接柱104连接第三旋转台103。优选地，第三旋转台103顶部连接第一旋转台101及第二旋转台102，其中，第二旋转台102底部连接于第三旋转台103，第二旋转台102顶部连接于第一旋转台101。第一旋转台101、第二旋转台102及第三旋转台103的盘面大小一致，且连接柱104与各旋转台均以中心转轴106为旋转轴同向转动。

根据一种优选实施方式，第二数控回转台600可安装于位于固定座200右侧的第二侧边固定座300b内，见图2。第二侧边固定座300b内部同样设置有伺服驱动装置。优选地，伺服驱动装置通过蜗杆齿轮108驱使蜗杆107自转进而带动蜗轮105转动。进一步地，蜗轮105内的中心转轴106在蜗轮105带动下发生转动，继而使得连接柱104和同连接柱104连接的第一旋转台101、第二旋转台102及第三旋转台103一同转动，其中，蜗轮105、连接柱104、第一旋转台101、第二旋转台102及第三旋转台103的旋转中心均为中心转轴106。

优选地，第一数控回转台500所处的安装室300c和/或第二数控回转台600所处的第二侧边固定座300b内设置有常用的轴承结构以用于支撑并固定蜗轮105、蜗杆107及各旋转台和/或安装台等部件。第一数控回转台500的安装面可设置多种能够配合工件形状的安装孔或安装槽等，其可用于固定板状、盘状及柱状等形式较为复杂的工件；也可利用与之相配套的尾座，安装棒、轴类的被加工零件，从而实现等分和不等分的，连续的孔盘、槽盘、曲面的加工，见图2。

优选地，在本实施例中的第二数控回转台600主要用于控制第一数控回转台500在以中心转轴106为旋转轴时位于Y-Z平面内的转动方向和/或速率，该第二数控回转台600可连接位于工作台中部的第一数控回转台500所在的安装室300c，以使得第一数控回转台500能够在Y-Z平面内转动，同时活动部401将配合第二数控回转台600以与中心转轴106共线的连接轴为旋转中心在Y-Z平面内自转，进而使得位于第一数控回转台500安装面上的工件在自转的同时，能够在Y-Z平面内进行转动，见图1-2。进一步地，通过加工器具可以对位于第一数控回转台500上的工件进行钴、铣、镗、攻螺纹及曲面加工等形式的加工处理。

为了便于理解，将本发明的一种高精度工作台的工作原理和使用方法进行论述。

在使用根据本申请所提供的高精度工作台时，通过固定座200将本申请中的工作台安装于数控机床上，将待加工的工件固定于位于图1-2所示的工作台中部的第一数控回转台500的安装面。进一步地，通过系统的控制程序启动相应伺服驱动装置，伺服驱动装置的驱动力在通过蜗杆齿轮108减速后传递给蜗杆107，蜗杆107自转以进一步将驱动力传导至蜗轮105使其转动。其次，位于第一数控回转台500顶部的安装台将在蜗杆107蜗轮105的转动驱使下同轴转动，进而使得位于安装台上的待加工工件也发生自转；同时，在伺服驱动装置的驱动下，第二数控回转台600将配合位于工作台左侧的活动部401带动位于中部的第一数控回转台500在Y-Z平面内进行转动。在第一数控回转台500自转和/或转动过程中，利用加工器具可对工件进行钴、铣、镗、攻螺纹及曲面加工等形式的加工处理。

本发明提供的一种高精度工作台，首次将滚子包络减速器应用在数控回转台场合，替代了传统的变导程蜗轮蜗杆传动，从而大幅度提升了数控回转台的回转精度，其中，蜗杆的特殊结构区别于传统的蜗轮蜗杆减速器，可以使得该蜗轮蜗杆传动有着更高的效率以及更高的传动精度；本发明中蜗轮齿的特殊结构也进一步地提升了蜗轮蜗杆的传动效率以及实现超静音运行，从而使得该回转台有着高定位精度、高传动效率、超静音运转等一系列优点。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种数控回转工作台，至少包括：

第一数控回转台(500)，其用于承载工件并驱使其自转，

第二数控回转台(600)，其用于驱动所述第一数控回转台(500)围绕横向于工件自转轴的回转轴进行转动，

其中，所述第一数控回转台(500)和第二数控回转台(600)包括结构彼此相同的滚子包络减速器(100)，并且所述滚子1051包络减速器(100)至少包括蜗轮(105)和蜗杆(107)，所述蜗杆(107)能够带动所述蜗轮(105)自转，以使得所述第一数控回转台(500)能够在第二数控回转台(600)驱动下绕所述第二数控回转台(600)的中心转轴(106)转动，

其中，所述蜗轮(105)沿其周向表面分布有若干滚子(1051)，

其特征在于，

所述蜗杆(107)由第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)构成，所述第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)各自所设置的环状蜗面蜗齿(1073)是关于彼此对接的中心部位镜像对称的，其中，

在沿所述蜗杆(107)轴线剖视的视图中，所述第一蜗杆(1071)的大致呈线性变化的第一蜗齿左齿面(71a)能够经由大致呈平台状的齿顶延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第一蜗齿右齿面(71b)，使得至少一个第一蜗齿右齿面(71b)在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠所述蜗轮(105)的相应滚子左齿面(1051a)，并且所述第二蜗杆(1072)的大致呈线性变化的第二蜗齿右齿面(72b)能够经由大致呈平台状的齿顶延伸至呈非线性变化、尤其是大致呈隆凸形的第二蜗齿左齿面(72a)，使得至少一个第二蜗齿左齿面(72a)在起到驱动作用时以线接触的方式贴靠所述蜗轮(105)的相应滚子右齿面(1051b)。

2.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于，沿所述蜗杆(107)的轴线方向观察，所述蜗杆(107)的蜗面蜗齿(1073)的环面直径是按照以第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)的对接部位为中心，在朝向两侧的方向上非线性变化地排布的，使得第一蜗杆(1071)的第一蜗齿右齿面(71b)在相应起到驱动作用时与蜗轮(105)的滚子左齿面(1051a)保持啮合，并且使得第二蜗杆(1072)的第二蜗齿左齿面(72a)在相应起到驱动作用时与蜗轮(105)的滚子右齿面(1051b)保持啮合。

3.根据权利要求1或2所述的工作台，其特征在于，所述第一蜗杆(1071)和/或第二蜗杆(1072)的蜗面蜗齿(1073)是以由不同齿型的齿轮齿面作为母面经共轭运动包络的方式形成的，并能够通过相应的弹簧张紧装置调整第一蜗杆(1071)和/或第二蜗杆(1072)的相邻蜗面蜗齿(1073)的齿间间隙，优选地所述弹簧张紧装置设置在第一蜗杆(1071)与第二蜗杆(1072)的对接部位。

4.根据权利要求1至3之一所述的工作台，其特征在于，所述蜗轮(105)在其滚子(1051)与第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)的蜗面蜗齿(1073)保持啮合状态下，能够跟随所述蜗杆(107)自转而转动，所述蜗轮(105)和蜗杆(107)的转动轴线和/或转动平面彼此异面，其中，第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)各自所设置的环状蜗面蜗齿(1073)的齿宽是彼此不相同的。

5.根据前述权利要求之一所述的工作台，其特征在于，所述蜗轮(105)的滚子(1051)能够以跟随蜗杆(107)做啮合运动的方式在空间形成啮合曲面，所述啮合曲面是由滚子(1051)的绕蜗轮(105)轴线的转动以及蜗杆(107)自转所形成的轨迹包络线组成的空间包络面。

6.根据前述权利要求之一所述的工作台，其特征在于，所述第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)彼此不对称，其中，所述第一蜗杆(1071)通过将其连接轴插入所述第二蜗杆(1072)的中空通道，使得所述第二蜗杆(1072)从外部套设于所述第一蜗杆(1071)上，

其中，所述第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)的在远离彼此对接部位的端部分别设有用于装配的至少一个台阶部(1074)。

7.根据前述权利要求之一所述的工作台，其特征在于，所述蜗杆(107)在至少一端设有与伺服驱动装置相连的蜗杆齿轮(108)，其中，所述蜗杆齿轮(108)与所述蜗杆(107)转动轴线和/或转动平面彼此共面，所述蜗杆齿轮(108)能够以将所述伺服驱动装置的驱动力传导至蜗杆(107)的方式带动所述蜗杆(107)绕其所在轴线转动。

8.根据前述权利要求之一所述的工作台，其特征在于，所述蜗轮(105)内连接有中心转轴(106)，所述中心转轴(106)上设有连接柱(104)，所述中心转轴(106)按照跟随蜗轮(105)转动的方式驱动与其连接的连接柱(104)同轴转动，其中，所述中心转轴(106)和蜗杆(107)的转动轴线和/或转动平面彼此异面。

9.根据前述权利要求之一所述的工作台，其特征在于，第一蜗杆(1071)和第二蜗杆(1072)是以择一接触的方式来驱动所述蜗轮(105)的滚子(1051)的，使得在驱动时，所述第一蜗杆(1071)或所述第二蜗杆(1072)的蜗面蜗齿(1073)不同时接触所述蜗轮(105)的滚子(1051)。

10.根据前述权利要求之一所述的工作台，其特征在于，位于第一蜗杆(1071)与第二蜗杆(1072)的对接部位的蜗面蜗齿(1073)是由所述第一蜗杆(1071)的半蜗齿与所述第二蜗杆(1072)的半蜗齿拼合而成的，其中，拼合缝隙在周向上大致沿渐开线展开，并且在轴向两侧的两条拼合缝隙位于彼此错开的位置。

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