[发明专利]静压重载直驱高精度回转工作台

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种数控装备驱动装置，尤其涉及一种静压重载直驱高精度回转工作台。

背景技术

传统数控转台传动系统通常有鼠齿盘、双齿轮、单蜗轮蜗杆和双蜗轮蜗杆等机构。鼠齿盘转台具有很高的定位精度，但仅限于有限分度功能，不能满足数控联动插补加工。双齿轮驱动转台可以获得较高的定位精度，但其传动链长，消隙算法复杂，伺服刚性差，不能进行高精度数控联动加工。单蜗轮副驱动转台利用双导程蜗杆可以消除部分传动间隙，具有一定的定位精度和数控联动精度，广泛应用于加工精度要求一般的场合。双蜗轮蜗杆驱动转台利用两套独立的蜗轮副分别进行分度驱动与消隙驱动，具有很高伺服刚性、定位精度和数控联动精度。但双蜗轮副转台要求母蜗轮副制造精度极高，一般滚齿机难以满足要求；另一方面，双蜗轮副转台液压消隙算法复杂，鲁棒性较弱。

近年来出现的直驱转台利用力矩电机作为动力实现零传动，结构简单、无反向间隙、运行平稳、低速特性好，是一种较为理想的传动形式，广泛应用于机床、包装等行业中。但现有直驱转台通常采用整体式旋转编码器同心安装在转台回转轴心上，转台中心孔或为较小的通孔或为盲孔，无法满足大尺寸工件需要通过转台中间孔的工况。同时，现有转台通常采用转台轴承，承载小，启动阻尼大，降低了转台的动态响应特性。

发明内容

本发明针对现有转台技术中存在的不足，发明一种静压重载直驱高精度回转工作台，转台采用钢带式光栅作为全闭环反馈系统，径向定心和轴向承载均采用恒流式静压轴承，具有中空、重载、定位精度高、响应特性快、结构简单等特点。

本发明的技术方案是：

一种静压重载直驱高精度回转工作台，包括转台由底座1、压板2、主导轨静压油腔3、静压芯轴油腔4、工作台面5、静压回油系统6、力矩电机定子7、定子固定支座8、读数头9、钢带式光栅及安装支座10、转子安装支座11、力矩电机转子12、集油盆13、水冷却系统14、齿轮分配器15、多头泵16、主导轨油腔17、压板油腔18、芯轴泵站系统19、导轨泵站系统20、供油系统和回油系统组成；所述底座1转台底座和工作台面5工作台面之间的径向轴承配合柱面上开有均布的矩形静压油腔槽，通过多点齿轮分配器给各个油腔进行恒流供油；底座1转台底座端面开有均布的扇形油腔；通过齿轮式的多头泵16分别对各个油腔单独供油；工作台面5周边配置有均布的压板2，压板2下面设置主导轨静压油腔3静压油腔，通过多头泵16多头泵供油，与工作台面5工作台周边形成静压导轨副，用以承受转台工作过程中的倾覆力矩，提高转台动载特性。

所述底座1为铸造结构，其上端面开有6个均布的静压油腔形成转台的主导轨面，中间通孔上部分与静压芯轴通过公差配合形成径向定位静压轴承副，中间通孔下端面设有周向均布安装螺纹孔，通过定子固定支座8将力矩电机定子7固定在底座1当中。

所述工作台面5的上端面均布6条通长T型槽，可通过T型螺钉固定工件；工作台面5下端面通过刮研工艺与底座1的主导轨面配合形成主导轨静压油腔3，工作台面中段外圆处开有8个均布的矩形静压油腔，与底座5的内孔配合形成径向静压轴承。

所述工作台面5下端面均布螺钉安装孔，通过转子安装支座11将力矩电机转子12和工作台面5进行连接，并保证力矩电机定子7和力矩电机转子12的轴向位置和径向间隙满足力矩电机装配要求。

所述若干块压板2均布在底座1周边，压板下面开有恒流油腔，与工作台面5的边缘辅助导轨配合，通入静压油后可以有效地防止倾覆力矩造成转台的倾斜与振动。

所述钢带式光栅及安装支座10固连在转子安装支座11上，与工作台面同步旋转运动；读数头9安装在定子固定支座8上，且与底座1相对固定。工作台面旋转时，可通过光栅反馈系统对力矩电机的转子位置进行识别和控制。

所述回油系统由芯轴泵站系统19作为前给输油装置，前给输油装置将静压油泵送至齿轮分配器15，通过齿轮分配器15中8对相互啮合的齿轮将油液等量的输送到静压芯轴油腔4中，在径向静压轴承副中形成均匀承载油膜，实现高精度径向定位与承载。

所述导轨泵站系统20为转台主导轨和反向压板供油，其实现方法与芯轴泵站系统19相同，通过前给的导轨泵站系统20将液压油输送至多头泵16中，多头泵16输入电机轴带动盘形齿轮对进行啮合，将送入的油液进行等量分配，分别泵送给主导轨油腔17和压板油腔18，在主导轨副和压板副之间形成静压油膜，承受轴向载荷和倾覆力矩。