專利名稱：一種回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)及機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)工作臺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)及機(jī)床。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的需求越來越大，并且對其回轉(zhuǎn)精度、工作可靠性、エ藝性、低能耗等方面的要求也越來越高。傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌工作臺由于是靠金屬滑動(dòng)導(dǎo)軌面作為旋轉(zhuǎn)支撐，金屬滑動(dòng)導(dǎo)軌面的摩擦系數(shù)較高，所以要求驅(qū)動(dòng)功率很大，會(huì)發(fā)熱，不能高轉(zhuǎn)速，能耗高。目前靜壓回轉(zhuǎn)工作臺被越來越多的采用，但靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高，同時(shí)裝配エ藝難度也較大，稍有不慎就會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象，會(huì)污染環(huán)境 ’另夕卜，靜壓導(dǎo)軌需另行増加供油系統(tǒng)，因此針對中小型回轉(zhuǎn)工作臺，采用靜壓技術(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
另外，對于回轉(zhuǎn)工作臺，傳動(dòng)的平穩(wěn)性和剎車裝置的可靠性也是其非常重要的兩方面因素。目前，雙電機(jī)消隙和機(jī)械消隙技術(shù)應(yīng)用較多，相對機(jī)械消隙，雙電機(jī)消隙具有重復(fù)定位精度高、控制靈活等優(yōu)勢。剎車裝置方面，廣泛采用液壓驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行夾紫。目前回轉(zhuǎn)工作臺的剎車和鎖緊應(yīng)用較多的是通過ー個(gè)薄片式圓抱箍來實(shí)現(xiàn)，這樣的抱箍式鎖緊裝置薄片抱箍加工難度大，制造時(shí)容易變形，成本高，一般應(yīng)用于大型回轉(zhuǎn)工作臺。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)提供一種回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)及機(jī)床，針對中小型機(jī)床設(shè)計(jì)，通過交叉滾子軸承，活塞夾緊機(jī)構(gòu)和雙電機(jī)消隙實(shí)現(xiàn)工作臺回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)與工作可靠性，具有較高的回轉(zhuǎn)精度，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，省時(shí)省力。具體是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，包括工作臺和底座，底座中部具有底座圓臺，其特征在于，還包
括
交叉滾子軸承，內(nèi)圈與所述底座圓臺過盈配合；
兩個(gè)主動(dòng)齒輪，分別由ー伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；
從動(dòng)齒輪，固定于所述工作臺下部，與所述兩個(gè)主動(dòng)齒輪相嚙合，所述從動(dòng)齒輪的內(nèi)圈與所述交叉滾子軸承的外圈過盈配合；
多個(gè)活塞夾緊機(jī)構(gòu)，對稱均布在所述從動(dòng)齒輪的外圈上下端面并固定在所述底座上，所述活塞加緊機(jī)構(gòu)包括壓板、多個(gè)活塞和多個(gè)碟簧，每個(gè)所述活塞均具有活塞桿，所述壓板朝向所述從動(dòng)齒輪的一面置有多個(gè)相互連通的油腔，所述活塞分別置放在所述油腔內(nèi)，所述活塞桿上穿有碟簧，所述碟簧置放在所述壓板的另一面，并通過鎖緊器鎖緊，所述壓板內(nèi)部設(shè)有油路，可向所述油腔供油；
角度編碼器，設(shè)在所述工作臺中心部位與所述底座之間，通過與數(shù)控系統(tǒng)的連接來實(shí)現(xiàn)高精度的角位移反饋；
所述伺服電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述從動(dòng)齒輪與所述工作臺繞所述底座圓臺轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的，所述活塞與所述活塞桿構(gòu)成“T”字形，所述活塞桿穿過所述油腔的中心孔后用所述鎖緊器鎖緊。優(yōu)選的，在所述活塞與所述活塞桿上分別加工有0型密封圈槽，以置放密封圈，防止液壓油外溢。優(yōu)選的，所述鎖緊器為螺母。優(yōu)選的，在所述工作臺靜止時(shí)，兩個(gè)所述伺服電機(jī)作用于所述主動(dòng)齒輪上的カ矩大小相等方向相反，但都不為零；在所述工作臺啟動(dòng)至停止期間，所述工作臺是由順著所述工作臺旋轉(zhuǎn)方向與所述從動(dòng)齒輪齒面無間隙的那個(gè)主動(dòng)齒輪帶動(dòng)，而另一個(gè)所述伺服電機(jī)控制所述主動(dòng)齒輪朝相反方向作出牽引力，達(dá)到消除齒隙的目的。優(yōu)選的，所述交叉滾子軸承內(nèi)部采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，各個(gè)所述交·叉滾子軸承之間設(shè)有間隔保持器。上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)和有益效果體現(xiàn)在
1、采用液壓夾緊、碟簧松開方式的活塞夾緊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單。夾緊位置在齒輪的最外偵牝因而夾緊カ矩高，夾持平穩(wěn)；
2、采用雙電機(jī)消隙技木，實(shí)現(xiàn)齒輪間無間隙精密傳動(dòng)，定位精度高，并且控制靈活；
3、采用交叉滾子軸承，節(jié)省安裝空間，簡化結(jié)構(gòu)，整個(gè)工作臺結(jié)構(gòu)緊湊；
4、采用交叉滾子軸承內(nèi)圈固定、外圈旋轉(zhuǎn)的方式，可承受更大的側(cè)傾カ矩。


圖I是依據(jù)本發(fā)明ー個(gè)具體實(shí)施例的，回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)的俯視 圖2是依據(jù)圖I中沿著A-底座圓臺中心-B向的剖面示意 圖3是依據(jù)本發(fā)明ー個(gè)具體實(shí)施例的，活塞加緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖4是依據(jù)本發(fā)明ー個(gè)具體實(shí)施例的，壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合原理圖和具體操作實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。圖I和圖2分別示出了依據(jù)本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例的回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)的俯視圖和沿著俯視圖中A-底座圓臺中心-B的剖面圖，如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例中的回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)包括工作臺0和底座1，底座I中部具有底座圓臺11，本發(fā)明實(shí)施例中的回轉(zhuǎn)工作臺主要由兩套伺服電機(jī)2、兩個(gè)減速機(jī)、兩個(gè)主動(dòng)齒輪3、從動(dòng)齒輪4、活塞夾緊機(jī)構(gòu)7、角度編碼器5及交叉滾子軸承6組成。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，采用交叉滾子軸承6作為回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)和承載機(jī)構(gòu)。交叉滾子軸承6的特點(diǎn)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，滾子之間裝有間隔保持器。交叉滾子軸承6不但有出色的旋轉(zhuǎn)精度，還可以承受較大的徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷及力矩負(fù)荷等所有方向的負(fù)荷。本發(fā)明實(shí)施例依據(jù)交叉滾子軸承6這種特殊的結(jié)構(gòu)與優(yōu)點(diǎn)，將其代替金屬導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌，作為回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)和承載機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)工作臺最大程度的緊湊化，并且保證了較高的剛性，并且大大筒化了回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)和裝配エ藝。本發(fā)明實(shí)施例選取的交叉滾子軸承6為大尺寸軸承，其內(nèi)圈與底座圓臺11過盈配合，而外圈與從動(dòng)齒輪4內(nèi)圓過盈配合，從動(dòng)齒輪4固定于工作臺O下部。此時(shí)，工作臺O可繞底座圓臺11自由回轉(zhuǎn)，并且來自工作臺O的所有力與力矩均由交叉滾子軸承6外圈承載。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，采用雙電機(jī)消隙。如圖I和圖2所示，從動(dòng)齒輪4與兩個(gè)分別由獨(dú)立的伺服電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)齒輪3嚙合。伺服電機(jī)2通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪3，且兩個(gè)主動(dòng)齒輪3上的齒分 別與從動(dòng)齒輪4上兩個(gè)不同側(cè)的齒面緊壓配合。由此，伺服電機(jī)2可通過驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪4與工作臺0繞底座圓臺11轉(zhuǎn)動(dòng)。在工作臺0啟動(dòng)至停止期間，工作臺0是由順著工作臺0旋轉(zhuǎn)方向與從動(dòng)齒輪4齒面無間隙的那個(gè)主動(dòng)齒輪3帶動(dòng)，而另ー個(gè)伺服電機(jī)2控制主動(dòng)齒輪3朝相反方向作出一定的牽引力，達(dá)到消除齒隙的目的。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，采用活塞夾緊機(jī)構(gòu)7實(shí)現(xiàn)夾緊，如圖2所示，在從動(dòng)齒輪4最外周，位于工作臺0與底座I的空隙中間，四周均布設(shè)置活塞夾緊機(jī)構(gòu)7。活塞夾緊機(jī)構(gòu)7對稱安置在從動(dòng)齒輪4齒圈的上方和下方，并全部固定在底座I上。如圖3所示，活塞夾緊機(jī)構(gòu)7主要由壓板71、多個(gè)活塞72、碟簧73組成。壓板71的一面置有多個(gè)油腔，活塞72分別放置在油腔內(nèi)，每個(gè)活塞72具有活塞桿74?；钊麠U74上穿有碟簧73，碟簧73放置在壓板71的另一面，并通過鎖緊器75鎖緊。壓板71內(nèi)部通有油路，可向油腔同時(shí)供油。此時(shí)，通過向油腔內(nèi)供油，活塞72受油壓向外伸出，利用活塞72與從動(dòng)齒輪4端面間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)齒輪4及工作臺0的剎車及夾緊；當(dāng)回油吋，由于碟簧弾力，活塞72縮回，活塞夾緊機(jī)構(gòu)7松開從動(dòng)齒輪4，從動(dòng)齒輪4和工作臺0可自由回轉(zhuǎn)?；钊?2與活塞桿74構(gòu)成“T”字形。鎖緊器75為螺母等。本發(fā)明實(shí)施例中還包括一角度編碼器5，如圖2所示，設(shè)在工作臺0中心部位與底座I之間，通過與數(shù)控系統(tǒng)的連接來實(shí)現(xiàn)高精度的角位移反饋，數(shù)控系統(tǒng)可以另外設(shè)置。在工作臺0靜止時(shí)，兩個(gè)伺服電機(jī)2作用于主動(dòng)齒輪3上的カ矩大小相等方向相反，但都不為零；在工作臺0啟動(dòng)至停止期間，工作臺0是由順著工作臺旋轉(zhuǎn)方向與從動(dòng)齒輪4齒面無間隙的那個(gè)主動(dòng)齒輪3帶動(dòng)，而另ー個(gè)伺服電機(jī)2控制主動(dòng)齒輪3朝相反方向作出一定的牽引力，達(dá)到消除齒隙的目的?；钊麏A緊機(jī)構(gòu)7均布安置在從動(dòng)齒輪4外圈四周，上下對稱。壓板71的具體形狀見圖4，其形狀類似扇形，靠近內(nèi)圓弧ー側(cè)有五個(gè)凹缺711，形成油腔?？拷鈭A弧有七個(gè)固定螺釘用螺紋孔712，可將壓板71固定于底座I上。如圖3所示，在活塞72和活塞桿74上加工有0型密封圈槽8，放置0型密封圈，防止液壓油從結(jié)合面外溢。繼續(xù)參看圖2和圖3所示當(dāng)工作臺0轉(zhuǎn)至要求角度后，活塞夾緊機(jī)構(gòu)7中油腔進(jìn)油，上下活塞72同時(shí)夾緊從動(dòng)齒輪4，利用活塞72與從動(dòng)齒輪4端面之間摩擦カ進(jìn)行剎車和鎖緊；當(dāng)要求工作臺啟動(dòng)時(shí)，活塞夾緊機(jī)構(gòu)7中油腔回油，碟簧73弾力拉動(dòng)活塞72縮回，工作臺0可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，包括工作臺(O)和底座(1)，底座(I)中部具有底座圓臺(11)，其特征在于，還包括 交叉滾子軸承(6),內(nèi)圈與所述底座圓臺(11)過盈配合； 兩個(gè)主動(dòng)齒輪(3)，分別由ー伺服電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)； 從動(dòng)齒輪(4)，固定于所述工作臺(0)下部，與所述兩個(gè)主動(dòng)齒輪(3)相嚙合，所述從動(dòng)齒輪(4)的內(nèi)圈與所述交叉滾子軸承(6)的外圈過盈配合； 多個(gè)活塞夾緊機(jī)構(gòu)(7)，對稱均布在所述從動(dòng)齒輪(4)的外圈上下端面并固定在所述底座(I)上，所述活塞加緊機(jī)構(gòu)(7)包括壓板(71)、多個(gè)活塞(72)和多個(gè)碟簧(73)，每個(gè)所述活塞(72)均具有活塞桿(74)，所述壓板(71)朝向所述從動(dòng)齒輪(4)的一面置有多個(gè)相互連通的油腔，所述活塞(72)分別置放在所述油腔內(nèi)，所述活塞桿(74)上穿有碟簧(73)，所述碟簧(73)置放在所述壓板(71)的另一面，并通過鎖緊器(75)鎖緊，所述壓板內(nèi)部設(shè)有油路，可向所述油腔供油； 角度編碼器(5)，設(shè)在所述工作臺(0)中心部位與所述底座(I)之間，通過與數(shù)控系統(tǒng)的連接來實(shí)現(xiàn)高精度的角位移反饋； 所述伺服電機(jī)(2)通過驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)齒輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述從動(dòng)齒輪(4)與所述工作臺(I)繞所述底座圓臺(11)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活塞(72)與所述活塞桿(74)構(gòu)成“T”字形，所述活塞桿(74)穿過所述油腔的中心孔后用所述鎖緊器(75)鎖緊。
3.如權(quán)利要求2所述回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述活塞(72)與所述活塞桿(74)上分別加工有O型密封圈槽(8)，以置放密封圈，防止液壓油外溢。
4.如權(quán)利要求3所述回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鎖緊器(75)為螺母。
5.如權(quán)利要求I所述回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述工作臺(0)靜止時(shí)，兩個(gè)所述伺服電機(jī)(2)作用于所述主動(dòng)齒輪(3)上的カ矩大小相等方向相反，但都不為零；在所述工作臺(0)啟動(dòng)至停止期間，所述工作臺(0)是由順著所述工作臺(0)旋轉(zhuǎn)方向與所述從動(dòng)齒輪(4)齒面無間隙的那個(gè)主動(dòng)齒輪(3)帶動(dòng)，而另一個(gè)所述伺服電機(jī)(2)控制所述主動(dòng)齒輪(3)朝相反方向作出牽引力，達(dá)到消除齒隙的目的。
6.如權(quán)利要求5所述回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述交叉滾子軸承(6)內(nèi)部采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，各個(gè)所述交叉滾子軸承(6)之間設(shè)有間隔保持器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)及機(jī)床，屬于回轉(zhuǎn)工作臺技術(shù)領(lǐng)域，主要由兩套伺服電機(jī)、兩個(gè)減速機(jī)、兩個(gè)主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、活塞夾緊機(jī)構(gòu)、角度編碼器及交叉滾子軸承組成?；钊麏A緊機(jī)構(gòu)對稱安置在從動(dòng)齒輪齒圈的上方和下方，當(dāng)工作臺轉(zhuǎn)至要求角度后，活塞夾緊機(jī)構(gòu)中油腔進(jìn)油，上下活塞同時(shí)夾緊從動(dòng)齒輪，利用活塞與從動(dòng)齒輪端面之間摩擦力進(jìn)行剎車和鎖緊。本發(fā)明針對中小型機(jī)床設(shè)計(jì)，通過交叉滾子軸承，活塞夾緊機(jī)構(gòu)和雙電機(jī)消隙實(shí)現(xiàn)工作臺回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)與工作可靠性，具有較高的回轉(zhuǎn)精度，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，省時(shí)省力。
文檔編號B23Q1/64GK102744612SQ20121024868
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者孟祥東, 李小龍, 賈曉飛 申請人:上海三一精機(jī)有限公司