[实用新型]一种直接驱动式数控回转工作台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直接驱动式数控回转工作台，属于机床制造领域。

背景技术

数控回转工作台是数控铣床、加工中心等种机床的重要部件，其运动精度、平稳性等要素关系到整个机床的加工质量和生产效率。

常见的机械传动式工作台主要是由伺服电机、蜗轮蜗杆传动、鼠牙盘、编码器等组成。由这些部件组成的工作台的制造精度要求特别高、生产成本大、结构复杂。传统数控回转工作台的传统驱动方式通常是伺服电机加蜗杆齿轮副、齿轮、齿轮齿条副等，由于存在机械传动链，虽然有较好的静态刚度，但是完成启动、加速、减速、反转及停车等运动时，会产生弹性变形、摩擦和反向间隙等，造成机械振动、运动响应慢、动态刚度及其他非线性误差，较难实现数控工作台的高精度定位。

发明内容

本实用新型提供了一种直接驱动式数控回转工作台，以用于解决传统数控回转工作台由于机械传动链造成的高精度定位问题。

本实用新型的技术方案是：一种直接驱动式数控回转工作台，包括支撑底座1、内六角螺钉Ⅰ2、支撑体3、内六角螺钉Ⅱ4、电动机5、内六角螺钉Ⅲ6、空心轴7、内六角螺钉Ⅳ8、轴承9、工作台10、中轴11、螺母Ⅰ12、内六角螺钉Ⅴ13、平垫圈Ⅰ14、内六角螺钉Ⅵ15、连接圈Ⅰ16、编码器17、内六角螺钉Ⅶ18、衬套19、挡油板20、连接圈Ⅱ21、螺母Ⅱ22、平垫圈Ⅱ23、内六角螺钉Ⅷ24、内六角螺钉Ⅸ25；

其中工作台10通过螺母Ⅰ12、内六角螺钉Ⅴ13、平垫圈Ⅰ14与连接圈Ⅰ16安装在轴承9内圈上，轴承9外圈通过内六角螺钉Ⅳ8安装在支撑体3一端上，支撑体3另一端通过内六角螺钉Ⅰ2安装在支撑底座1上，空心轴7一端用内六角螺钉Ⅲ6与连接圈Ⅱ21安装在电动机5转子上，空心轴7另一端通过内六角螺钉Ⅸ25与工作台10相连接，电动机5上的定子通过内六角螺钉Ⅱ4安装在支撑底座1上，中轴11一端安装在编码器17的内置轴承上，中轴11另一端通过内六角螺钉Ⅵ15与工作台10相连接，编码器17通过内六角螺钉Ⅶ18安装在衬套19上，锁紧机构由挡油板20与衬套19组成，并且通过螺母Ⅱ22、平垫圈Ⅱ23、内六角螺钉Ⅷ24安装在支撑底座1上。

所述电动机5为力矩伺服电动机。

所述轴承9为YTR工作台轴承。

所述工作台10为T形槽工作台。

所述编码器17为内置轴承角度编码器，为RON785系列，内置轴承与中轴采用过盈配合。

本实用新型的工作原理是：

在不需要锁紧机构的状态，衬套19与挡油板20中间的油馕中不充油，开始运动时，电动机5得电，电动机5转子旋转，与电动机5相连接的空心轴7，轴承9的内圈，工作台10，中轴11做相同的旋转运动，中轴11与编码器17连接，通过编码器17对电动机5的转角进行反馈控制，以便实现精密数控回工作台的旋转运动和精确定位功能。

在需要锁紧机构的状态，开始运动时，电动机5得电，电动机5转子带动空心轴7旋转，空心轴7通过内六角螺钉Ⅸ25与工作台10连接，并带动工作台10旋转，中轴11一端与编码器17连接，一端通过内六角螺钉Ⅵ15与工作台10连接，当工作台10需要精确定位时，通过编码器17对电动机5的转角进行反馈控制，向锁紧机构中加入高压油，高压油进入密闭空间后，衬套19受到外侧油压的作用发生弹性变形，将内部的空心轴7抱紧，并在接触面上产生接触压力，依靠接触面之间的静摩擦力/力矩，使得回转工作台10的可转动部分与固定部分相对静止，防止工件在加工过程中发生周向转动。然后使电动机5断电。在需要锁紧机构松开夹紧功能时，使电动机5得电并具有运动使能，使衬套19与挡油板20中间的油囊通过油路泄油，衬套19恢复初始状态，实现夹紧系统的松开。

本实用新型的有益效果是：

1、编码器对力矩伺服电动机的转角进行反馈控制，使工作台可以进行圆周进给完成切削工作以及进行分度运动，还可使工作台准确地停在零位。

2、与传统的传动方式相比，该方案没有机械传动链，这就消除了中间机械传动机构引起的损耗及限制。

3、该方案通过力矩伺服电动机驱动空心轴，能直接提供转矩给执行机构，相比传统驱动方式具有转矩大，损耗低，电器时间常数小以及响应速度快等特点。

4、该方案通过空心轴将动力传递至工作台，轴传动承受载能力较高，传递运动准确、平稳，传递功率和圆周速度范围很大，传动效率高，结构紧凑。可以实现很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度和定位精度、平滑的误差运动。