回转工作台液压系统设计
数控回转工作台的原理和设计
数控回转工作台的原理和设计崔旭芳１周英２（１燕山大学继续教育学院，河北秦皇岛０６６００４；２海湾安全技术股份有限公司，河北秦皇岛０６６００４）摘要：数控回转工作台是五轴联动的基础，它能够实现回转轴与摆动轴的两坐标定位。
在三轴联动的数控铣床上增加数控回转工作台，并通过数控改造使之成为五轴数控铣床，是扩展机床使用功能的简捷方式。
详细分析和说明了双回转工作台的分类、结构、工作原理和设计过程。
设计中采用了先进的电主轴作为主轴系统的核心部件，使机械结构更加简单、控制部分相应简化，并可以方便地与ＣＡＤ／ＣＡＭ结合，为数控机床的改造提供依据。
关键词：数控回转工作台；结构；原理；设计中图分类号：ＴＵ５２２．０５文献标识码：Ａ文章编号：１００１－６９４５（２００８）０６－００２３－０５１引言近年来，随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要，对高档数控机床提出了急迫的大量需求。
机床制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。
即使是发达工业化国家，也无不高度重视。
机床是一个国家制造业水平的象征，代表机床制造业最高境界的则是五轴联动数控机床系统。
从某种意义上说，五轴联动数控机床系统反映了一个国家的工业发展水平状况。
２五轴联动机床简介及加工特点数控机床加工某些零件时，除需要有沿Ｘ、Ｙ、Ｚ三个坐标轴的直线进给运动之外，还需要有绕Ｘ、Ｙ、Ｚ三个坐标轴的圆周进给运动，分别称为Ａ、Ｂ、Ｃ轴。
五轴联动机床也称五坐标机床，它是在三个平动轴（沿Ｘ、Ｙ、Ｚ轴的直线运动）的基础上增加了两个转动轴（能实现绕Ｘ轴、Ｚ轴旋转运动，即Ａ轴和Ｃ轴），不仅可使刀具相对于工件的位置任意可控，而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定范围内任意可控，由此使五坐标加工工具有以下特点：ａ．可避免刀具干涉，加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件，加工适应性广，如图１（ａ）所示。
图１五坐标加工的特点ｂ．对于直纹面类零件，可采用侧铣方式一刀成型，加工质量好、效率高，如图１（ｂ）所示。
液压课程设计-卧式钻、镗组合机床液压系统
设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数：1）工作循环：“快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止”。
组合机床动力滑台工作循环2）工作参数轴向切削力12000N，移动部件总重10000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——决退——原位停止”。
行程长度为0.4m，工进行程为0.1，快进和快退速度为0.1m/s,工过速度范围为0.0003~0.005，采用平导轨，启动时间为0.2s。
要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。
2.执行元件类型：液压油缸设计内容1. 拟订液压系统原理图；2. 选择系统所选用的液压元件及辅件；3. 验算液压系统性能；4. 编写计算说明书。
目录序言： (5)1 设计的技术要求和设计参数 (6)2 工况分析 (6)2.1确定执行元件 (6)2.2分析系统工况 (6)2.3负载循环图和速度循环图的绘制 (8)2.4确定系统主要参数2.4.1初选液压缸工作压力 (9)2.4.2确定液压缸主要尺寸 (9)2.4.3计算最大流量需求 (11)2.5拟定液压系统原理图2.5.1速度控制回路的选择 (12)2.5.2换向和速度换接回路的选择 (12)2.5.3油源的选择和能耗控制 (13)2.5.4压力控制回路的选择 (14)2.6液压元件的选择2.6.1确定液压泵和电机规格 (16)2.6.2阀类元件和辅助元件的选择 (17)2.6.3油管的选择 (19)2.6.4油箱的设计 (20)2.7液压系统性能的验算2.7.1回路压力损失验算 (22)2.7.2油液温升验算 (22)序言作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。
本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。
基于PLC的回转工作台液压控制系统的研究
可完成多个面的加工和任意分度。因此 ， 如何使工
作 台平 稳 、 靠 地 运 动 就 成 为 一 个 十 分 重 要 的 问 可 题 。但 对于放 置 工件 的工 作 台来 说 ， 其 是 大 型 的 尤
电流来 控制 阀芯移 动 ， 电流 的大小 与 阀芯 的位 移 成
正 比 ， 而 通 过 控 制 阀 芯 的位 移 来 控 制 活 塞 杆 的 从 推力 。
１２ ２ 回转 工作 台的液 压控 制 回路 简图 ． ．
回转工 作 台的液压 控制 回路 简 图如 图 ３所 示 。
２ 回转工作 台平衡控制 系统的设计
结 构 简 图如 图 １所示 。
电液伺 服 系统 是 一 种 常 用 的 液压 控 制 系统 ， 而
电液伺服阀是组成高精度 位置伺服 系统 、 速度伺服 系统 的 重 要 控 制 元 件 Ｊ 。通 过 控 制 伺 服 阀 的 开 口
量 可 控制 阀 的流 量 ， 而控 制 执 行 机 构 的速 度 、 从 位 置 、 力 等 目标 参 数 。本 文 通 过 液压 伺 服 阀来 实 现 压 对 液压 缸 的控 制 ， 而 达 到 回转 工作 台的平 衡控 制 。 从
２ １ 回转 工作 台的工作 顺序 ．
回转工作台的动作流程图如图 ４ 所示 。
图 ４ 回转 工 作 台 的 动作 流程 图
系统 上 电 以后 ， 压 泵 开始 向液 压 系 统供 液 压 液 油， 电磁 阀的上 升油 路接 通 ， 力传 感器 检测 压 力并 压
组合机床动力滑台液压系统液压课程设计
湖南科技大学课程设计说明书课程名称：专业模块课程设计题目名称：组合机床动力滑台液压系统专业：机械设计制造及其自动化姓名：泮一平学号：指导教师：刘长鸣2015年 1月 8日目录一、液压传动的工作原理和组成............................二、设计要求...........................................三、液压系统的工况分析..................................四、确定液压系统主要参数................................五、液压元件的选择......................................六、验算液压系统性能....................................七、设计小结...........................................一、液压传动的工作原理和组成液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。
液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件（缸或马达）把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。
驱动机床工作台的液压系统是由邮箱、过滤器、液压泵、溢流阀、开停阀、节流阀、换向阀、液压缸以及连接这些元件的油管、接头等组成。
1、工作原理（1）电动机驱动液压泵经滤油器从邮箱中吸油，油液被加压后，从泵的输出口输入管路。
油液经开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸，推动活塞而使工作台左右移动。
液压缸里的油液经换向阀和回油管排回邮箱。
（2）工作台的移动速度是通过节流阀来调节的。
当节流阀开大时，进入液压缸的油量增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，进入液压缸的油量减少，工作台的移动速度减少。
由此可见，速度是油量决定的。
数控回转工作台结构设计
数控回转工作台结构设计数控回转工作台是一种用于加工金属工件的设备，常用于数控铣床、加工中心等机床上。
它具有工作台面可以在水平、垂直两个方向上进行回转的能力，从而实现多种角度的工件加工。
在设计数控回转工作台的结构时，需要考虑以下几个方面：1.工作台面结构：工作台面通常是一个平面，用于放置工件进行加工。
为了提高工作台面的刚性和稳定性，通常会采用铸件或焊接钢板的方式制作。
工作台面通常具有T型槽，用于固定工件或安装夹具，同时还可以通过液压或电机控制使其在水平和垂直方向上进行回转。
2.回转机构：回转机构是实现工作台面回转的关键部件。
它通常由旋转轴承、驱动装置和导向装置组成。
旋转轴承是承受工作台面重量和转动力矩的主要部件，通常选择大直径、高刚度的滚动轴承或滑动轴承。
驱动装置通常采用伺服电机或液压马达，通过减速机传动，使工作台面实现回转。
导向装置用于确保工作台面的回转轨迹准确、平稳，通常采用滑动导轨或滚动导轨。
3.固定装置：为了确保工作台面的刚性和稳定性，需要将工作台面固定在底座上。
固定装置通常通过螺栓或紧固件连接工作台面和底座，以确保工作台面的水平度和垂直度满足加工要求。
4.控制系统：数控回转工作台通常需要配备一个控制系统，用于实现工作台面的回转控制。
控制系统可以采用数控系统或PLC控制系统，通过编程控制工作台面的回转轨迹、速度和停止位置。
在设计数控回转工作台时，需要综合考虑工作台面的刚性、稳定性和回转精度等因素。
同时，还需要根据实际加工需求确定工作台面的尺寸、载荷和回转角度范围。
另外，还要考虑工作台面的定位和夹紧方式，以确保工件在加工过程中的准确定位和固定。
总之，数控回转工作台的结构设计需要充分考虑工作台面的刚性、稳定性和回转控制等因素，以确保工件能够在不同角度下进行准确的加工。
数控回转工作台资料
在目前的机械行业当中只有数控铣床、加工中心和数控镗床都应用回转工作台，并且这三种机床的使用最普遍。与其他的普通回转台相比起来，在外形上看来他们并没有什么区别，只是他们有不同的驱动，一种是手动回转，而数控回转工作台是与其他的数字控制驱动结合。
图1-1闭环内部结构
1-进电机；2-主动齿轮；3-偏心环；4-从动齿轮；5-柱销；6-压块；7-螺母；8-锁紧螺钉、11-轴承盖、套筒；9-蜗杆；10-蜗轮；12、13-加紧瓦；14-压紧液压缸；15-活塞；16-弹簧；17-钢球；18-光栅；
蜗杆传动的特点：
1．结构紧凑蜗杆每旋转一周，蜗轮转过一个齿距，所以可以实现大的传动比。传动比比其他传动方式的大，所需零件数目少，不占用空间，所以结构相对紧凑。
2．冲击载荷小、传动平稳、噪声低因为蜗轮蜗杆在传动过程中是很缓慢的进入啮合然后慢慢地退出啮合的，而且齿对相对来说较多。
3．自锁由于蜗杆的螺旋线升角与当量摩擦角相比较小，所以当蜗杆传动时具有自锁功能。
转工作台主要是与立式铣床配套使用，其精度直接影响到机床的性能。本次设计选择由步进电动机作为动力源，一级圆柱直齿轮减速器进行减速及传递转矩和转速，将其传递给蜗轮蜗杆机构来带动工作台进行回转加工工作。数控回转工作台与数控立式铣床结合使用可进行工件的分度和切削旋转，配合机床X、Y、Z三轴的直线运动可以扩大机床的加工范围，来提高机床的工作效率。配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产效率，消除人为误差，提高加工精度。本次主要设计方向是数控铣床中的数控回转工作台，我们对主要的零件进行了结构功能设计。装配图、零件图用CAXA软件绘制。
关键词：立式铣床数控回转工作台齿轮蜗轮蜗杆
Abstract
Thedesignof the NC rotary table is mainly with vertical milling machine , Its precision directly affects the performance of the machine. The design choices the stepping motor as a power source. Level of cylindrical spur gear reduce of reduction and transmission torque and rotational speed, pass it to worm and worm wheel mechanism to drive the workbench rotary processing work. NC rotary table with NC vertical milling machine combined with the use of artifacts can be dividing and cutting rotation, cooperate with X,Y,Z three axis machine tool can expand the linear motion of the machine toolprocessing range, to improve the working efficiency of the machine tool. With NC system, the control of NC rotary table can effectively improve the production efficiency, eliminating human error, and improve the machining accuracy. The main design direction is the NC rotary table in CNC milling machine, structure and function of main parts of our design. Assembly drawing and part drawing drawn using CAXA software.
回转工作台液压系统设计
回转工作台液压系统设计一、引言回转工作台是一种用于工业机械、建筑设备等领域的旋转装置。
它通常由回转支撑轴承、回转传动装置和回转工作台等部件组成。
回转工作台的液压系统是实现其旋转运动的关键部分，本文将对回转工作台液压系统的设计进行详细介绍。
二、液压系统的基本原理液压系统利用液压传动的原理，通过液体在密闭的管道中传递力，并将力转换为机械运动。
其基本原理包括：压力传递原理、液体传力原理和控制原理。
三、回转工作台液压系统设计要求1.安全可靠：液压系统在工作过程中应保证安全可靠，防止泄漏和故障。
2.高效节能：液压系统应具有高效节能的性能，提高工作效率，并减少能源消耗。
3.稳定控制：液压系统应具备稳定控制能力，以确保回转工作台旋转运动的平稳性。
4.结构紧凑：液压系统设计应尽量减小体积，使其适应回转工作台的空间限制。
四、回转工作台液压系统设计方案1.液压系统的组成2.液压系统的工作原理液压泵站通过油箱吸油，将液压油通过液压管道输送到液压阀块。
液压阀块控制液压油的流向和压力，并通过液压管道将液压油送到液压马达和液压缸。
液压马达将液压能转换为机械能，使回转工作台旋转。
液压缸则用于实现回转工作台的位置调节。
3.液压系统的性能参数设计(1)液压泵站的型号和流量：根据回转工作台的负载需求和旋转速度，选用合适的液压泵站型号和流量。
(2)液压马达的转矩和转速：根据回转工作台的荷载要求和旋转速度，选用合适的液压马达型号，计算出所需的转矩和转速。
(3)液压缸的外力和行程：根据回转工作台的位置调节要求，设计液压缸的外力和行程。
(4)液压阀块的控制方式：根据回转工作台的控制要求，选用合适的液压阀块控制方式，如手动、电动、气动等。
(5)液压管道的尺寸和材质：根据液压油的流量和工作压力，计算出液压管道的尺寸和选用合适的材质，以保证液压系统的正常工作。
五、液压系统的安全控制和维护1.安全控制：液压系统应配置相应的安全阀、溢流阀等安全控制装置，以防止液压系统因过载或故障而发生事故。
高速回转工作台静压导轨的设计
高速回转工作台静压导轨的设计贾文明【摘要】静压导轨具有工作寿命长、摩擦系数低、速度和载荷变化对油膜刚度影响小，工作性能稳定等优点。
但在实际应用中高速静压导轨受到了很大限制，由于转速的提高造成系统发热量和油温升高，导致导轨及工作台热变形严重，机床工作稳定性不好等问题。
针对以上问题，对一种高速回转工作台所用静压导轨进行了结构设计与相应计算。
%Hydrostatic guide-way has the characteristics of low coefficient of friction, speed and loading variety to the oil film rigidity influence small, the working ability stabilized. But at application in high-speed hydrostatic guide-way is very greatly limited and result in the system has fever quantity and oil temperature to heat up and lead the guide-way and table thermal deformation because of the rotary speed up, and the machine tool works stability not very well. Therefore, the calculation and structure design of hydrostatic floating guideway are carried out in this paper.【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P53-55)【关键词】回转工作台;静压浮动导轨;高速;自平衡式;双腔结构;剪切发热【作者】贾文明【作者单位】齐重数控装备股份有限公司研发中心黑龙江齐齐哈尔 161005【正文语种】中文【中图分类】TH137随着我国航空、航天、风电、船舶、矿山、军工等领域的不断快速发展，导致市场对高速、高精度数控立式铣车加工中心设备需求剧增。
液压系统的设计计算步骤和内容
• 最大负载值是初步确定执行元件工作压力和结构尺寸的依据。 • 液压马达的负载力矩分析与液压缸的负载分析相同，只需将上述负载
设计计算
步骤和内容
4～5
＞5～7
18
系统工作压力的确定
表9-3 按主机类型选择系统工作压力
设备 类型
磨床
机床
组合机床 牛头刨床
插床 齿轮加工
机床
车床 铣床 镗床
珩磨 拉床 机 龙门 床 刨床
农业机械 汽车工业 小型工程 机械及辅 助机械
工程机械 重型机械 锻压设备 液压支架
船用 系统
压力 /MPa
摆动缸
单叶片缸转角小于300°，双叶片缸转角小于150°
往复摆动运动
齿轮、叶片马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达
结构简单、体积小、惯性小 运动平稳、转大、转速范围宽 结构复杂、转大、转速低
设计计算
步骤和内容
高速小转矩回转运动 大转矩回转运动 低速大转矩回转运动
7
负载分析
• 负载分析就是通过计算确定各液压执行元件的负载大小和方向，并分 析各执行元件运动过程中的振动、冲击及过载能力等情况。
设计计算
步骤和内容
2
1.1 液压系统的设计依据和工况分析
液压系统的设计依据
• 设计要求是进行工程设计的主要依据。设计前必须把主机对液压系统 的设计要求和与设计相关的情况了解清楚，一般要明确下列主要问题：
数控回转工作台(最新单位回转的
摘要数控车床今后将向中高挡发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。
但是数控回转工作台更有发展前途,它是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被使用于卧式的镗床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工艺，它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。
本课题主要介绍了它的原理和机械结构的设计，并对以上部分运用AUTOCAD做图,最后是对数控回转工作台提出的一点建议。
关键词：数控回转工作台齿轮传动蜗杆传动间隙消除蜗轮加紧AbstractNumerical control there is in the future lathe to in will develop, the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-grandly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure, servo knife rest, vertical knife rest, etc. concurrently, it is estimated that will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years. The development trend of the Numerical control rotary table is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast. Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly- exposed to control system control some designs. And use AUTOCAD to pursue to the above part, have a more ocular knowledge of electronic knife rest. The last proposition has put forward the suggestion and measure to Numerical control rotary table.Keyword：Numerical control rotary table；Gear drive；Worm drive；Gap elimination；The worm gear steps up.目录绪论 (3)第一章：数控回转工作台的原理与应用 (4)1.1 数控回转工作的原理 (4)1.2 设计准则 (5)1.3 主要技术参数 (5)1.4 本章小结 (5)第二章：数控回转工作台的结构设计 (6)2.1 传动方案的确定 (6)2.2齿轮传动的设计 (7)2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9)2.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (10)2.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12)2.6 轴的校核与计算 (13)2.7 弯矩组合图 (14)2.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (14)2.9 齿轮上键的选择及校核 (15)2.10 轴承的选用 (15)2.11 本章小结 (16)第三章数控技术发展趋势 (16)3.1 性能发展方向 (16)3.2 功能发展方向 (17)3.3 体系结构的发展 (18)3.4 智能化新一代PCNC数控系统 (19)第四章总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)绪论毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。
液压系统设计说明书
目录第一章组合机床工况分析 (2)1.1.工作负载分析 (3)1.2.惯性负载分析 (3)1.3.阻力负载分析 (3)1.4.工进速度选择 (3)1.5.运动时间 (3)1.6.运动分析 (4)1.7.根据上述数据绘液压缸F-s与v-s图 (5)第二章液压缸主要参数确定 (6)2.1 初选液压缸工作压力 (6)2.2 计算液压缸主要尺寸 (6)2.3 活塞杆标准行程的确定 (7)2.4 活塞杆稳定性校核 (7)2.5 计算液压缸流量、压力和功率 (7)2.6 绘制工况图 (9)2.7 液压缸结构设计 (9)2.8 液压缸设计需注意的事项 (10)2.9 液压缸主要零件的材料和技术要求 (10)第三章拟定液压系统图 (11)3.1 动作要求分析 (11)3.2 选用执行元件 (11)3.3 确定供油方式 (11)3.4 调速方式选择 (11)3.5 速度换接选择 (12)3.6 换向方式选择 (12)3.7 选择调压和卸荷回路 (12)3.8 拟定液压系统原理图 (12)3.9 液压系统工作原理 (13)第四章拟定液压系统图 (14)4.1确定液压泵 (14)4.2 计算总流量 (15)4.3 电动机的选择 (15)4.4 阀类元件和辅助元件的选择 (16)4.5 油箱 (16)4.6 隔板尺寸的确定 (17)4.7 油管选择 (17)第五章液压系统性能验算 (19)5.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (19)5.2油液温升验算 (21)第六章设计心得 (22)附录：参考文献 (23)第一章组合机床工况分析明确设计要求：组合机床动力滑台的工作要求液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线和回转运动，多数动力滑台采用液压驱动，以便实现自动工作循环。
本实验设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统，要求液压系统实现快进——工进——死挡铁停留——快退——停止的动作循环，切削力为18000N，动力滑台采用平导轨，工进速度要求无级调速。
机床回转工作台及控制设计
题目组合机床回转工作台结构及控制系统设计院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学号学生姓名指导教师起讫日期设计地点组合机床回转工作台结构及控制系统设计完成日期：指导教师签字：答辩小组成员签字：摘要目前，制造业所呈现给顾客的是一种不可预测的竞争，这主要表现在顾客需求量不断上升，还有就是世界的快速变化。
当然，不可否认的是竞争变得越来越激烈了。
组合机床完全可以被代表。
尽管如此，世界在发展，组合机床行业在发展，这就必然要求组合机床的发展。
换句话说，要想产品能够保证高质量，与其相对应的被使用的组合机床就必须淘汰传统模式的组合机床而朝向高精度，周期少等方向发展。
所以柔性以及加工精度与可靠性的提高被认为是组合机床装备基本的发展目标。
具体的体现在组合机床必须要用数控技术来进行控制，其主要原因是为了减少劳动力。
事实上，组合机床及其自动线的定义可以被认为是一种在机械与电气之间组合的在自动化方面比较高的工具和一种高质量的技术。
有时候也会加工一些大中型的箱体，对一些孔进行相对应的加工，也会加工一些螺纹和平面等。
技术在发展，现在主轴箱的更换还有刀具的更换，对夹具进行编码被广泛的用于主轴箱。
当然，还会用数字进行控制或者可编程序控制器等工具，其主要目的是要使其在驱动系统甚至循环控制方面能随意的变化。
不仅如此，还要求在加工过程中能够随时可变可调，使其具有灵活性。
关键字：组合机床，回转，工作台，系统，PLC，自动控制ABSTRACTAt present,manufacturing industry presents to the customer is an unpredictable competitive, which is mainly manifested in the rise and rapid change of customer demand, is the world. Of course, it is undeniable that the competition is becoming increasingly fierce. Combination machine tool can be represented. In other words, to be able to guarantee high quality, combination machine tools to be used and the corresponding must combination machine out of the traditional mode and towards high precision, less cycle development. A specific embodiment must use digital technology to control the machine tool, the main reason is to reduce labor.In fact, the definition of combination machine tools and automatic line can be considered as a combination between mechanical and electrical automation is high and a high quality technology. Sometimes the processing of large and medium-sized box, the corresponding processing for some hole, can also process some thread and plane etc.. The development of technology, now the spindle box replacement and replacement of cutters, the fixture coding is widely used in the spindle box.Not only that, but also requires the ability to keep a variable adjustable during processing, make its have flexibility.Key Words: combination machine, rotary, working platform, system, PLC, automatic control目录1 概述 (1)1.1 组合机床概述 (1)1.2 回转工作台概述 (2)1.3 回转工作台方案设计 (3)2回转工作台的结构设计 (6)2.1确定传动方案 (6)2.2 齿轮传动设计 (8)2.3 电液脉冲马达的选择 (9)2.4 蜗轮蜗杆设计 (11)2.5 轴的设计 (12)3 PLC控制系统设计 (18)3.1PLC概述 (18)3.2 设计条件 (21)3.3 设计的原理以及步骤 (22)3.4 PLC控制的设计过程 (24)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 概述1.1 组合机床概述在机械制造行业，组合机床设备被广泛的使用，当然，有时候还使用其他的工艺装备。
回转工作台的工作原理
回转工作台的工作原理
回转工作台的工作原理是利用电动机或液压系统驱动台盘进行旋转，从而实现工件在工作台上的回转操作。
通常，回转工作台由台座、台盘、传动装置和控制系统组成。
具体工作原理如下：
1. 传动装置：台座上安装有电动机或液压马达，通过传动装置将动力传递给台盘。
2. 台盘：台盘是固定在台座上的旋转部分，通常为圆盘形状，其上可以安装工件或夹具。
3. 传递动力：传动装置将来自电动机或液压马达的动力传递给台盘，使其开始旋转。
4. 控制系统：通过控制台上的按钮、开关或控制器，可以控制工作台的起停、速度及旋转方向等参数。
在工作过程中，操作者将工件或夹具安装在台盘上，并根据需要设置旋转速度和方向，然后启动工作台。
台盘随后开始旋转，使工件在水平方向上回转。
通过调整旋转速度和方向，可以使工件在需要的角度上进行回转操作，以完成加工、装配或其他工艺操作。
需要注意的是，回转工作台通常受限于其最大承载能力和旋转速度范围。
为确保操作安全和工作效率，应根据工件的重量和工作要求，选择合适的回转工作台。
回转工作台的结构原理与维修
数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。
回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。
8.5.1 数控回转工作台数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。
它可以与其他伺服进给轴联动。
图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台。
它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。
工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由1一蜗杆 2一蜗轮 3、4一夹紧瓦 5一小液压缸 6一活塞 7一弹簧 8一钢球 9一底座 10一圆光栅11、12一轴承蜗杆1传给蜗轮2。
为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置宋调整间隙。
这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。
但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。
当工作台静止时，必须处于锁紧状态。
为此，在蜗轮底部的辐射方向装有8对夹紧瓦4和3，并在底座9上均布同样数量的小液压缸5。
当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6便压向钢球8，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮2。
在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7的作用下，钢球8抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。
回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承12及双列向心圆柱滚子轴承11保持准确的回转中心。
数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副。
在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。
在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅10发出工作台精确到位信号，反馈给数控装置进行控制。
回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码器发出零位信号，使工作台准确地停在零位。
多工位组合机床控制系统设计
目录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究现状及发展趋势 (1)1.3 本课题研究的内容及意义 (3)第2章总体控制方案设计设计 (3)2.1 控制方案的确定 (3)2.1.1 工作要求 (3)2.1.2 控制方案 (4)2.2 液压原理图的设计 (4)2.2.1 液压元器件的选型 (5)2.2.2 动作分析及原理图的确定 (8)第3章PLC的控制系统设计 (12)3.1 控制系统的硬件设计 (12)3.1.1 元器件的选型 (13)3.1.2 硬件接线图设计 (14)3.1.3 输入输出端口设计 (15)3.2 控制系统的程序编写 (17)3.2.1 系统控制流程图 (18)3.2.2 系统控制梯形图 (20)3.3 仿真及联机调试 (22)第4章总结及展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (29)摘要组合机床是以动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件这样的系列化、标准化的通用零部件为基础，然后再配以少量的按工件的特殊形状和加工工艺的专用部件和夹具组成的一种专用机床。
组合机床能够实现半自动加工或全自动加工，适合用在大批量加工相同或者相似的零件的一个工序或者几个工序的生产活动中，能够大大的提高生产效率。
组合机床能够实现对工件的钻孔、扩孔、铰孔、车、铣、攻螺纹等多种工序。
本课题的多工位回转工作台组合机床，设有四个工位；装卸-钻孔-扩孔-铰孔四个工位。
此组合机床通过回转工作台的回转来进行不同工位的加工，实现了一次装卸多次加工的的工作，大大节省了时间，提高了工作效率。
组合机床多采用液压控制与PLC控制相结合，本课题的多工位回转工作台式组合机床，其回转工作台的回转运动、动力滑台的前进以及后退运动就是靠液压系统来控制的，而其循环动作以及动力系统的控制均需要PLC来控制，本课题中采用了两种控制方法：自动控制和手动控制。
PLC具有使用灵活、体积小、较稳定、编程方法多样也容易理解等优点，能够稳定的实现控制过程。
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1 前言1.1选题的背景与意义随着科学技术的进步与发展，数控机床和加工中心的应用已日趋普及，数控机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向发展,国际上把多轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。
其中高精度数控联动回转工作台是多轴联动数控机床关键部件之一。
因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研究是各国研究竞争的重点回转工作台是数控铣床、复合磨床、数控滚齿机、数控镗床、立式（卧式）加工中心等数控机床的必备部件之一，它可以作为半自动精密铣床、镗床或其它机床的主要附件。
与伺服电机或单坐标数控系统配套，可完成一个或两个回转坐标的任意角度或连续分度工作。
与机床系统的多轴联动可完成各种复杂零件的曲线加工。
回转工作台的使用降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，从而大大提高企业的经济效益。
因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。
同时回转工作台的研究也是企业竞争核心。
液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点，使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中，以实现工作台（液压滑台，回转工作台）的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输（上升、下降、翻转、输送）等动作。
所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中，例如数控机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。
液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的重要核心地位。
本文主要阐述了回转工作台的液压系统泵站的设计过程。
[1]1.2液压技术的特点液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功，其传动有如下特点：1.优点：（1）液压传动有很大的调速范围，并且可以实现无级变速。
（2）液压传动装置的体积相对而言较小，而且惯性小，能够传递较大的力或转矩。
（3）液压传动工作相对平稳，反应速度快，冲击力量小，能够快速启动，快速停止，和快速换向。
（4）液压系统的控制调节简单，易于实现机电一体化。
（5）液压传动装置可以实现过载保护，并且能自行润滑，寿命较长。
（6）液压传动易于标准化，系列化，通用化。
（7）液压传动工作中，工作磨擦产生的热量可以被流动的液压油带走。
2.缺点：（1）工作介质为液体，容易泄漏，液体是可压缩的，所以，传动比不太精确。
（2）液压传动中，有机械损耗，压力损失，效率较低，不利于远距离传动。
（3）液压油对温度和负载的变化相对比较敏感，不利于在高温或低温下使用。
（4）为了减少泄露，液压元件的制造和装配精度要求较高，因此液压元件及液压设备的造价较高。
（5）因为液压油对污染比较敏感，所以要求液压设备在较好的工作环境中工作。
[2]1.3 液压传动的基本原理和组成原理；（1）液压传动以液体作为传递运动和动力的工作介质；（2）液压传动中经过两次能量转换。
先把机械能液体的压力能，然后把液体的压力能转换为机械能对外做功；（3）液压传动是依靠密封容器容积的变化来传递能量的。
组成: 液压传动系统一般由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质五部分组成。
[2]2 回转工作台液压系统工作原理2.1 分析回转工作台液压系统为了适应某些零件加工的需要，机床的进给运动常常还增加了绕X、Y和Z三个坐标轴的圆周进给运动。
圆周进给运动一般由回转工作台来实现，它除了可以完成圆周进给运动外，还可以完成分度运动。
本设计采用液压系统完成回转工作台的分度停止，分度夹紧。
回转工作台定位，回转工作台夹紧，回转工作台静压平衡五种动作。
采用液压系统的原因是它具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点。
回转工作台的液压系统由液压缸、控制油路及液压阀等组成。
图2.1 回转工作台结构简图2.2 制定回转工作台液压系统原理图回转工作台液压系统主要分成两部分；（1）液压部分液压部分主要完成回转工作台的分度停止，分度夹紧，回转工作台定位，回转工作台夹紧动作。
从而完成工件的圆周进给运动，使得工件一次夹紧即可完成尽可能多的工序。
从而提高工件的加工精度，即提高加工质量。
（2）静压部分静压部分主要完成回转工作台静压平衡动作。
回转工作台静压平衡是指在回转工作台上下台体之间充入压力油，形成油膜。
静压平衡依靠油膜在空间内形成的静压力差与外载荷相平衡的原理进行工作，可以保证两接触体之间处于纯液体摩擦状态。
因此静压平衡具有精度高、摩擦阻力小、承载能力强等特点。
2.2.1调速方案液压系统的速度控制回路的功用是使执行元件获得能满足工作需求的运动速度。
速度控制回路包括调速回路、增速回路、和速度换接回路等。
通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用变量泵或变量马达的容积变化实现执行元件速度控制。
液压系统的调速方法可分为节流调速、容积调速以及二者的结合的容积节流调速的三种形式。
由于已知条件已经给定定量叶片泵,该回转工作台液压系统适合用于节流调速回路。
即在执行元件的进油路上串接一流量阀，泵的供油压力由溢流阀调定，调节节流阀的开口，改变进入液压缸的流量，即可调节液压缸的速度。
泵多余的流量经溢流阀流回油箱，故溢流阀是必不可少的。
2.2.2压力控制方案在液压系统中，液压执行元件工作时，要求液压系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，液压系统通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需要的压力，并保持恒定。
在容积调速系统中，液压系统通常用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。
在有些液压系统工作中，有时需要很小流量的的高压油，在这个时侯可以考虑用增压回路得到高压。
不必为此在液压系统中单独设高压泵。
有时液压执行元件在工作循环中，有段时间不需要供油，同时泵的停止又很不方便的情况下，此时需要利用卸荷回路。
在液压系统的某个局部，它的工作压力需低于主油源压力，此时可以利用减压回路。
回转工作台液压系统泵站的设计采用定量叶片泵、溢流阀、调速阀来实现液压回路压力的控制。
2.2.3顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作，根据不同的工作要求，有的按固定程序运行，有的是人为控制的，有的是随机控制的。
回转工作台液压系统泵站的顺序动作需要按固定程序运行。
因为回转工作台液压系统需要完成分度停止，分度夹紧。
回转工作台定位，回转工作台夹紧，回转工作台静压平衡，它的顺序必须是固定的。
回转工作台液压系统的操纵机构用电磁换向阀控制。
回转工作台液压系统泵站有时间控制。
当定量叶片泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运转后，压力继电器作用，从而建立起正常的工作压力。
当某一执行元件完成预定动作时，液压系统回路中的压力达到一定的数值，压力继电器发出电信号或打开顺序阀使液压油通过，进行下一个动作。
2.2.4液压动力源回转工作台液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是叶片泵。
泵源系统用一个定量叶片泵供油：主泵采用定量叶片泵，其排量为10ml/r；静压平衡泵也为叶片泵，其排量为8ml/r；节流调速系统中，定量叶片泵的供油量要大于回转工作台液压系统的需油量，多余的压力油经溢流阀流回油箱，溢流阀在系统中起到控制并稳定油源压力的作用。
油液的净化装置是回转工作台液压系统一个重要的组成装置。
泵的入口处可以装有粗过滤器，进入系统的压力油可以根据被保护元件的要求，通过相应的精高压过滤器再次过滤。
为防止系统中杂质流回油箱，可以在回油路上也设置过滤器。
加热、冷却措施可以根据液压设备所处环境及对温升的要求来实施。
[3]2.3 液压泵站技术参数及要求设计参数与要求（1）油泵a类型叶片泵型号 PVL1-10-FF-1R-（1台）排量 10cm3/rev（2）电动机a型号 Y2-100L2-4 B35（1台）功率 3 KW电流 5.03A电压三相 380V 50HZ转速 1440r/min（3）油泵b类型叶片泵型号 PVL1-8-FF-1R-（1台）排量 8cm3/rev（4）电动机b型号 Y2-90S-46 B35（1台）功率 1.1KW电流 5.03A电压三相 380V 50HZ转速 1440r/min（5）油箱有效容积： 420L（6）控制集成阀组控制集成阀组，安装于主机上。
2.4 绘制回转工作台液压系统原理图回转工作台液压系统泵站由液压控制油路，静压平衡油路两部分组成。
主油路由定量叶片泵提供液压油源，并在出口处设置了单向阀，单向阀在系统起保护作用，它可以防止工作负载的突然增加对定量叶片泵造成冲击。
同时在出口处设置了溢流阀，为系统提供稳定的压力油，保证执行元件稳定的工作速度。
静压平衡主油路由定量叶片泵提供液压油源，并在出口处设置了高压滤油器，对油液起到过滤作用，从而保证了油液清洁和后序阀的正常工作与寿命。
最重要的是清洁的油液是静压平衡系统中必备的条件。
在静压平衡主油路上还设置了溢流阀，起安全保护作用，设置了电磁换向阀保证了叶片泵的空载启动，设置了液位计和温度计显示液压油液位和温度。
液位开关实现低液位报警。
回转工作台液压系统泵站原理图如图2.2所示：图2.2回转工作台液压系统原理图1、空气滤清器2、温度计3、可控液位器4、球阀5、电动机6、叶片泵7、溢流阀8、单向阀9、压力继电器 10、蓄能器 11、油箱 12、压力表13、三位四通电磁换向阀 14、减压阀 15、单向节流阀 16、叶片泵17、电动机 18、溢流阀 19、高压滤油器 20、单向阀3 液压元件的选型3.1. 设计计算3.1.1 计算理论流量与理论最大压力根据给定的已知参数，计算所需数值；1.液压主油路（1）叶片泵理论最大流量：q = Vn = 10×310-×1440= 14.4(l/min) (3.1)= 2.4×410- (/s m 3)式中 q--泵的理论最大流量V —叶片泵的排量n —电动机的转速（2） 液压主油路中理论最高压力为：43104.2103t -⨯⨯==q P P =12500000(Pa)=12.5(Mpa)(3.2)式中 q--泵的理论最大流量Pt —电动机功率P —油液的理论最高压力2.静压平衡油路（1）静压油路中理论最大流量：q = Vn = 8×310-×1440= 11.52(l/min) (3.3)= 1.92×410- (/s m 3)式中 V —叶片泵的排量n —电动机的转速（2） 静压油路中理论最高压力为：431092.1101.1t -⨯⨯==q P P =5729000(Pa)=5.73(Mpa) (3.4)式中 q--泵的理论最大流量Pt —电动机功率P —油液的理论最高压力因此：对于液压主油路中系统的可能达到的最大理论流量为1.92×410- /s m 3，液压油可能达到的最高压力为12.5 Mpa对于静压主油路中系统的可能达到的最大理论流量为 2.4×410- /s m 3，液压油可能达到的最高压力为5.73 Mpa1. 静压主油路油泵采用型号为PVL1-8-FF-1R-L 的叶片泵，公称排量为8ml/r 、安装形式为标准法兰安装、油口连接为4螺栓连接、轴伸为标准圆柱形轴伸、旋转方向为顺时针旋转、输出口位置在左方。