CN207953193U - 一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，属于机床制造技术领域。包括箱体，在箱体内设有两级传动机构，在箱体外部设有回转工作台及用于控制回转工作台无偏转静止定位的刹车装置；所述两级传动机构包括一级涡轮蜗杆传动机构和二级弧面凸轮传动机构，本实用新型采用分度预紧两级凸轮蜗杆转动机构取代了传统的涡轮蜗杆传动，实现了零背隙传动，能够有效减小转动间隙带来的定位误差，同时，回转工作台刹车装置能够有效地控制转台的工作状态，使之无偏转的静止，全面确保了回转工作台的高精度定位。

Description

一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台

技术领域

本实用新型属于机床制造技术领域，具体涉及一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台。

背景技术

机械装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发提供重要手段，是不可或缺的战略性产业，伴随着我国经济不断快速发展。经济转型的迫切需求，机械制造业不可避免的向着高、精、尖层次迈进。而其中数控机床的发展至关重要。数控回转工作台的精度高低会直接影响到数控机床的加工精度。常规的数控机床回转工作台是由伺服电动机驱动，经齿轮减速后由蜗轮- 蜗杆传动装置带动。

但是，即使采用高精度蜗轮-蜗杆传动机构，也不可避免的会有传动间隙的存在，会直接影响数控回转工作台的定位精度。弧面凸轮分度机构的输入轴上的弧面凸轮与输出轴分度轮上的滚动轴承无间隙垂直啮合，可以通过调节凸轮和从动盘之间的中心距消除啮合间隙，实现零背隙传动，大大的提高转台精度。因此，现有高精度回转工作台的定位精度，一般为“6”至“8”。且现有的数控回转工作台的传动部分大多数使用的是齿轮传动，这些都属于齿啮传动机构，接触面的摩擦方式为滑动摩擦，传动零件容易磨损，寿命短，时间长了会导致啮合间隙变大，传动效率低，精度差。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，该工作台结构设计合理，使用简单，能够消除传动接触面间隙，并在接触面间无间隙的状态下，实现无偏转静止定位，提高精加工机械的加工精度。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开的一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，包括箱体，在箱体内设有两级传动机构，在箱体外部设有回转工作台及用于控制回转工作台无偏转静止定位的刹车装置；

所述两级传动机构包括一级涡轮蜗杆传动机构和二级弧面凸轮传动机构，一级涡轮蜗杆传动机构包括涡轮和蜗杆，涡轮和蜗杆啮合传动，二级弧面凸轮传动机构包括弧面凸轮、凸轮从动盘及分布在凸轮从动盘上的传动滚子，弧面凸轮和传动滚子啮合传动，涡轮和弧面凸轮同轴设置在传动主轴上；

一级涡轮蜗杆传动机构的输入端通过刚性联轴器连接伺服电机，输出端与二级弧面凸轮传动机构的输入端相连，二级弧面凸轮传动机构的输出轴与回转工作台相连。

优选地，传动滚子呈辐射状沿径向均匀分布于凸轮从动盘上，弧面凸轮的工作廓面与传动滚子无间隙啮合传动。

优选地，二级弧面凸轮传动机构的输出轴通过与法兰盘与回转工作台相连。

优选地，回转工作台上同轴设有主轴，主轴上端设有压盖，刹车装置设置在压盖与回转工作台之间。

进一步优选地，刹车装置通过圆环接触主轴表面产生静摩擦力。

优选地，两级传动机构分别通过圆锥滚子轴承与箱体连接。

优选地，刚性联轴器的松紧可调，当刚性联轴器松开时，一级涡轮蜗杆传动机构预紧，二级弧面凸轮传动机构的弧面凸轮和传动滚子之间无间隙接触；

当启动伺服电机时，弧面凸轮的螺旋面作用于传动滚子，对凸轮从动盘施加作用力推动凸轮从动盘旋转，凸轮从动盘与弧面凸轮接触面无间隙受力，通过刹车装置实现无偏转静止定位。

优选地，在伺服电机底部还设有电动机支架。

优选地，在箱体上还设有箱盖，箱盖两侧对称设有用于提拉箱盖的吊耳。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的数控回转工作台，包括箱体，在箱体内设置两级传动机构，该两级传动机构由一级涡轮蜗杆传动机构和二级弧面凸轮机构组成，一级涡轮蜗杆传动机构的输入端通过刚性联轴器与伺服电机连接，其二级弧面凸轮传动机构的输出主轴与回转工作台连接，在箱体外部设有回转工作台及用于控制回转工作台无偏转静止定位的刹车装置，刹车装置通过圆环与接触的主轴表面的静摩擦力产生减速刹车效果，相对于端面接触式，适用于大扭矩，低转速的转台上。本实用新型采用分度预紧的两级传动机构取代了传统的涡轮蜗杆传动，弧面凸轮机构传动的回转工作台，其接触面为滚动摩擦，磨损小，寿命长，传动机构的结构简单，而且可以通过调节中心距就能减小啮合间隙，实现零间隙传动，精度高，效率高，能够有效减小转动间隙带来的定位误差，同时，回转工作台刹车装置能够有效地控制转台的工作状态，使之无偏转的静止，全面确保了回转工作台的高精度定位。

附图说明

图1为本实用新型数控回转工作台的主视图；

图2为本实用新型数控回转工作台的左视图；

图3为本实用新型数控回转工作台的俯视图；

图4为现有技术中的一种刹车装置结构示意图；其中，(a)为A-A视图， (b)为B-B视图。

图中，1为回转工作台；2为蜗杆；3为刚性联轴器；4为伺服电机；5为刹车装置；6为传动主轴；7为第一键；8为涡轮；9为吊耳；10为箱盖；11 为法兰盘；12为凸轮从动盘；13为传动滚子；14为电动机支架；15为输出轴；16为第二键；17为弧面凸轮；18为箱体；19为旋转轴；20为刹车机构底座； 21为液压管接头；22为刹车环；23为刹车环固定座；24、25、26均为密封圈； 27、28均为刹车环固定螺钉；29为油堵；30为密封垫。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图1、图2和图3，本实用新型的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，包括箱体18，在箱体18内设有两级传动机构，在箱体18 外部设有回转工作台1及用于控制回转工作台1无偏转静止定位的刹车装置5；

所述两级传动机构包括一级涡轮蜗杆传动机构和二级弧面凸轮传动机构，一级涡轮蜗杆传动机构包括涡轮8和蜗杆2，涡轮8和蜗杆2啮合传动，二级弧面凸轮传动机构包括弧面凸轮17、凸轮从动盘12及分布在凸轮从动盘12 上的传动滚子13，弧面凸轮17和传动滚子13啮合传动，涡轮8和弧面凸轮 17通过第一键7同轴设置在传动主轴6上；

一级涡轮蜗杆传动机构的输入端通过刚性联轴器3连接伺服电机4，输出端与二级弧面凸轮传动机构的输入端相连，二级弧面凸轮传动机构的输出轴15 与回转工作台1相连，回转工作台1通过第二键16定位在输出轴15上。

刚性联轴器3连接在一级涡轮轴和二级弧面凸轮轴之间，该刚性联轴器3 可松可紧，在刚性联轴器3松开状态下，对一级涡轮蜗杆传动机构实施预紧，使二级弧面凸轮传动机构的弧面凸轮17和传动滚子13之间无间隙接触，再启动一级涡轮蜗杆传动机构的动力输入端连接的伺服电机4，即在预紧的作用下，使预紧传动机构的传动滚子13与弧面凸轮17接触面中无间隙受力，平稳旋转，并通过刹车装置5实现无偏转静止定位。

优选地，传动滚子13呈辐射状沿径向均匀分布于凸轮从动盘12上，弧面凸轮17的工作廓面与传动滚子13无间隙啮合传动。

优选地，二级弧面凸轮传动机构的输出轴15通过与法兰盘11与回转工作台1相连。

优选地，回转工作台1上同轴设有主轴，主轴上端设有压盖，刹车装置5 设置在压盖与回转工作台1之间。

两级传动机构分别通过圆锥滚子轴承与箱体18连接。

在伺服电机4底部还设有电动机支架14。在箱体18上还设有箱盖10，吊耳9设置在箱盖10两侧，便于将箱盖10提起。

本实用新型的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，工作原理如下：

在刚性联轴器3处于松开状态下，通过手动蜗杆2，对其进行手动预紧操作，在预紧力的作用下，使弧面凸轮17与传动滚子13无间隙接触，刚性联轴器3处于锁紧状态预紧操作完成后，启动一级涡轮蜗杆传动机构的动力输入端连接的伺服电机4，经一级涡轮蜗杆机构传递扭矩之后，弧面凸轮17的螺旋面作用于传动滚子13，对凸轮从动盘12施加作用力推动凸轮从动盘12旋转，凸轮从动盘12与弧面凸轮17接触面始终无间隙受力，平稳旋转，并通过其凸轮从动盘12输出主轴带动定位盘和回转工作台1旋转定位。

参见图4，为现有技术中公开的一种刹车装置，适用于本实用新型的回转工作台1，其中，(a)为A-A视图，(b)为B-B视图。具体的，该现有技术描述的刹车装置由旋转轴19、刹车机构底座20、液压管接头21、刹车环固定座 23、油堵29、凸轮轴、刹车环固定螺钉27、28，密封垫30等部件组成，设置于箱体18外，刹车机构底座20与刹车环22连接，通过顶端12个固定螺钉固定，刹车环固定座23与刹车环22连接，通过底端12个固定螺钉固定，刹车环固定座23与刹车机构底座20连接，通过12个连接螺钉固定，形成了以刹车机构底座20、刹车环固定座23和刹车环22三部分组成的刚性整体。

刹车环22的上下端设置有密封圈槽，中间位置设置作为压力油腔的凹槽，在上下端的密封圈槽内安装密封圈25、26，使得压力油腔中的液压油被有效密封。刹车环固定座23上设置有两个密封圈槽，同样在密封圈槽内安装密封圈 24，使得液压油通道被密封，需要刹车的时候，压力油通过两个液压管接头21 进入液压油通道最终充满压力油腔，从而产生压力用于刹车需求。在回转工作台正常工作时，回转工作台的旋转轴外表面与刹车环22的内表面有0.1mm空间，此空间是为了保证回转工作台旋转轴19连续有效进给运动；需要刹车的时候，压力油进入刹车环22的压力油腔，对刹车环22的内壁形成压迫，从而形成刹车环22向内约0.15mm的变形，使得刹车环22与回转工作台的旋转轴 19外表面紧密接触，形成较大的刹车扭矩，达到让转台保持在正确的角度和位置的目的，进而完成刹车过程。

综上所述，本实用新型采用分度预紧两级凸轮蜗杆转动机构取代了传统的涡轮蜗杆传动，实现了零背隙传动，能够有效减小转动间隙带来的定位误差，同时，回转工作台刹车装置能够有效地控制转台的工作状态，使之无偏转的静止，全面确保了回转工作台的高精度定位。

Claims (9)

1.一种高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，包括箱体(18)，在箱体(18)内设有两级传动机构，在箱体(18)外部设有回转工作台(1)及用于控制回转工作台(1)无偏转静止定位的刹车装置(5)；

所述两级传动机构包括一级涡轮蜗杆传动机构和二级弧面凸轮传动机构，一级涡轮蜗杆传动机构包括涡轮(8)和蜗杆(2)，涡轮(8)和蜗杆(2)啮合传动，二级弧面凸轮传动机构包括弧面凸轮(17)、凸轮从动盘(12)及分布在凸轮从动盘(12)上的传动滚子(13)，弧面凸轮(17)和传动滚子(13)啮合传动，涡轮(8)和弧面凸轮(17)同轴设置；

一级涡轮蜗杆传动机构的输入端通过刚性联轴器(3)连接伺服电机(4)，输出端与二级弧面凸轮传动机构的输入端相连，二级弧面凸轮传动机构的输出轴(15)与回转工作台(1)相连。

2.根据权利要求1所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，传动滚子(13)呈辐射状沿径向均匀分布于凸轮从动盘(12)上，弧面凸轮(17)的工作廓面与传动滚子(13)无间隙啮合传动。

3.根据权利要求1所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，二级弧面凸轮传动机构的输出轴(15)通过与法兰盘(11)与回转工作台(1)相连。

4.根据权利要求1所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，回转工作台(1)上同轴设有主轴，主轴上端设有压盖，刹车装置(5)设置在压盖与回转工作台(1)之间。

5.根据权利要求4所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，刹车装置(5)通过圆环接触主轴表面。

6.根据权利要求1所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，两级传动机构分别通过圆锥滚子轴承与箱体(18)连接。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，刚性联轴器(3)的松紧可调，当刚性联轴器(3)松开时，一级涡轮蜗杆传动机构预紧，二级弧面凸轮传动机构的弧面凸轮(17)和传动滚子(13)之间无间隙接触；

当启动伺服电机(4)时，弧面凸轮(17)的螺旋面作用于传动滚子(13)，对凸轮从动盘(12)施加作用力推动凸轮从动盘(12)旋转，凸轮从动盘(12)与弧面凸轮(17)接触面无间隙受力，通过刹车装置(5)实现无偏转静止定位。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，在伺服电机(4)底部还设有电动机支架(14)。

9.根据权利要求1～6中任意一项所述的高精度零背隙弧面凸轮机构传动的数控回转工作台，其特征在于，在箱体(18)上还设有箱盖(10)，箱盖(10)两侧对称设有用于提拉箱盖(10)的吊耳(9)。