数控机床回转工作台的结构原理与维修
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。
五轴数控机床回转工作台的设计
文章编号:1001-2265(2009)06-0099-03收稿日期:2008-11-05;修回日期:2009-04-15作者简介:刘新宇(1972 ),男,辽宁辽阳人,中信戴卡轮毂制造股份有限公司技术部工程师,主要从事铝合金轮毂的加工工艺及设备的研究,(E-m a il )li uxi nyu @d i casta.l co m 。
五轴数控机床回转工作台的设计刘新宇(中信戴卡轮毂制造股份有限公司技术部,河北秦皇岛 066003)摘要:双轴数控回转工作台是五轴数控机床的基础部件,它能够实现C ,A 轴的回转进给与定位。
在三轴联动的立式数控铣床上增加双轴数控回转工作台,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。
文章介绍了回转工作台的结构与工作原理,重点讨论了双螺距渐厚蜗杆调隙结构、回转台与摇摆台的回转锁紧装置的结构设计。
关键词:五轴数控机床;数控回转工作台;结构;中图分类号:TG659.023.1 文献标识码:BR otating Table D esign for 5Axis Nu m ericalM achi n e Too lLIU X in -yu(C I T I A D icastalW heelM anufacturi n g Ltd .,Q i n huangdao H ebe i 066003,Ch i n a)Abst ract :2-ax is tab le is one o f the basic co m ponents i n 5ax is num erica lm achine too ,l wh ich enab les the ro ta -ti n g feed and a ll o cation bet w een A and C ax is .Adding the 2ax is rotati n g table to t h e 3ax is vertical num erical m illi n g m ach i n e and d i g italization are key steps to t u rn the vertica lm achine too l to a 5ax is m illi n g m achine .Th is thesis i n troduces the structure and pri n ciple o f rotati n g table ,w it h e m phasis o f rotati n g table and lock i n g m echanis m.K ey w ords :5ax ism illi n g m ach i n e ;d i g ital contro l tab le ;structure0 引言五轴数控机床除了有X 、Y 、Z 三个直线进给轴之外,还有两个回转进给轴,由于能在一次装夹中,可以加工出除定位面之外五个加工面,尤其是可对复杂的空间曲面进行高精度自动加工,所以普遍认为五轴数控机床是叶轮、叶片,螺旋桨、水轮发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等零件加工的唯一手段,也适宜汽车、飞机上各种结构件模具的加工。
回转工作台的原理
回转工作台的原理
回转工作台是一种可旋转的工作台，用于方便操作人员在工作过程中转动工件或工具，以达到不同工艺操作的需求。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 结构设计：回转工作台通常由一个固定底座和一个可旋转的工作平台组成。
底座通过轴承或滚珠轴承与工作平台连接，使得工作平台可以在水平方向上旋转。
一些高级的回转工作台还可以实现在垂直方向上的倾斜和旋转。
2. 驱动装置：为了实现工作平台的旋转，回转工作台通常配备有驱动装置。
常见的驱动装置包括直流电动机、步进电机、液压驱动装置等。
驱动装置通过传动装置（如齿轮传动、皮带传动等）将动力传递到工作台上，从而使其实现旋转运动。
3. 控制系统：回转工作台通常配备有一套控制系统，用于控制工作平台的旋转方向和速度。
控制系统可以通过按钮、开关、触摸屏或远程控制器等方式进行操作。
一些高级的回转工作台还可以配备编码器等传感器，以实现精确的位置控制。
4. 安全装置：为了确保操作人员的安全，回转工作台通常还配备一些安全装置。
例如，可以设置防尘罩、限位开关、应急停止按钮等，以避免意外发生或保护工作台的正常运行。
通过以上原理和设计，回转工作台可以灵活地处理各种工艺操作需求，提高生产效率和操作人员的工作便利性。
它被广泛应用于机床加工、装配生产线、物流系统等领域。
数控回转工作台的工作原理
数控回转工作台的工作原理
数控回转工作台是一种用于加工圆形工件的专用设备。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 传动系统：数控回转工作台的传动系统通常采用伺服电机，通过电机驱动回转轴的旋转。
通过控制伺服电机的转速和方向来实现工作台的精确控制。
2. 编码器系统：为了准确控制工作台的位置和转速，数控回转工作台通常会配备编码器系统。
编码器可以实时反馈工作台的位置信息，从而与预先设定的加工程序进行比对，保证加工的准确性和稳定性。
3. 控制系统：数控回转工作台的控制系统通常由数控系统和人机界面组成。
数控系统负责接收加工程序，并将其转化为电机的控制指令，通过编码器系统实现对工作台位置的闭环控制。
人机界面提供操作员与数控系统的交互平台，可以进行参数设置、坐标系切换、加工状态监控等操作。
4. 附件装夹：数控回转工作台在加工过程中，需要将工件固定在工作台上。
通常采用机械夹持、气动夹持等方式进行装夹，以确保工件在加工过程中的稳定性和安全性。
5. 加工过程：工件装夹完毕后，通过数控系统设置好加工程序和参数。
控制系统将根据加工程序发出指令，控制伺服电机驱动工作台进行旋转。
同时，根据加工需要，可以配备切削工具、测量传感器等附件，实现对工件的加工和测量操作。
总的来说，数控回转工作台通过传动系统、编码器系统、控制系统等组成部分，以及附件装夹和加工过程的配合，实现对圆形工件的精确加工和控制。
数控回转工作台
数控回转工作台数控回转工作台是一种基于计算机数控技术，用于加工大型零部件、模具、自动化装备等高精度零件的复合数控加工设备。
它具有承载能力强，加工速度快，准确度高等特点，广泛应用于机械制造、航空航天、军工、电子等领域。
一、数控回转工作台的结构和工作原理数控回转工作台主要由旋转平台、工作台底座、控制系统、电机等部分组成。
其中旋转平台是数控回转工作台的核心部件，可以实现旋转运动和倾斜运动，用于将工件保持不动或在不同角度加工的同时，能够提供较大的承载能力。
工作原理：数控回转工作台的工作原理是通过控制系统发出指令，控制电机推动旋转平台转动，实现加工角度和定位的准确控制。
在加工过程中，程序控制系统发出的指令会被分解成各个轴向的运动指令，然后将其通过数控系统转换为电机控制信号，实现各自轴向的控制和转动。
二、数控回转工作台的优点和应用领域1.优点：（1）精度高：数控回转工作台采用计算机数控技术，准确定位和控制运动，精度高。
（2）承载能力强：数控回转工作台具有较大的承载能力，可以加工各种大型零部件和模具等高精度零件。
（3）自动化程度高：数控回转工作台可以根据程序控制自动运行，无需专门操作人员进行干预。
（4）效率高：数控回转工作台加工速度快，高效率。
2.应用领域：数控回转工作台广泛用于机械制造、航空航天、军工、电子等领域。
主要用于加工大型零部件、模具、自动化装备等高精度零件。
三、数控回转工作台的维护数控回转工作台是高端加工设备，其维护保养非常重要。
常规维护包括日常清洁、润滑、定期检查等。
在维护时，应注意以下几点：（1）对于机床的各项部件，定期进行一次维护和检查，包括：清洁、调整、紧固螺栓等。
（2）定期更换机床的润滑油及油品，提高机床的稳定性和精度。
（3）注意机床工作时的环境，防止水或物质进入机床内部。
（4）定期检查电控系统，保证机床的运转控制准确。
四、数控回转工作台的发展前景随着现代制造业的不断发展，数控回转工作台市场需求不断增加。
毕业设计数控回转工作台
毕业设计数控回转工作台数控回转工作台是一种常见的工业装备，广泛应用于机械加工领域。
本文将从数控回转工作台的原理、结构和控制系统等方面进行介绍，并对其在实际应用中的优势和存在的问题进行分析和讨论。
一、数控回转工作台的原理数控回转工作台是一种带有自动旋转功能的工作台，可以实现工件的自动旋转和定位。
其原理主要基于数控控制技术，通过编程控制工作台的旋转角度和速度，实现工件在三维空间中的精确定位和加工。
二、数控回转工作台的结构数控回转工作台主要由旋转轴、驱动装置、固定夹具等组成。
旋转轴是工作台的核心部件，通过电机驱动实现工作台的旋转。
驱动装置则负责控制旋转轴的转速和方向，以实现精确的工件定位和加工。
固定夹具则用于将工件固定在工作台上，确保工件的稳定性和精度。
三、数控回转工作台的控制系统数控回转工作台的控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括电机、控制器、编码器等；软件部分则主要包括编程和操作界面。
通过编程操作软件，可以设置工作台的旋转角度、速度和加工路径等参数，实现对工件的精确控制和加工。
四、数控回转工作台的优势1.提高加工效率：数控回转工作台可以实现工件的自动旋转和定位，减少了人工操作的时间和成本。
同时，通过编程操作，可以快速实现多种复杂形状的加工工艺，提高加工效率。
2.提高加工精度：数控回转工作台具有较高的精度和稳定性，可以实现精确的定位和加工。
通过精确控制旋转角度和速度，可以实现对工件的精细加工，提高加工的精度和质量。
3.适用于多种工件加工：数控回转工作台的夹具设计灵活多样，可以适应多种形状和尺寸的工件加工。
通过更换不同的夹具和编程设置，可以实现对不同工件的加工需求。
五、数控回转工作台存在的问题1.设备成本高：数控回转工作台的设备成本相对较高，对于一些中小型企业来说存在一定的经济压力。
2.维护和操作难度大：数控回转工作台的控制系统相对复杂，需要一定的技术人员进行操作和维护。
同时，对于编程等操作的要求较高，需要熟练掌握数控加工技术。
数控机床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。
数控机床原理、结构与维修 第5章 回转工作台与自动换刀系统
5.1 分度工作台
图5-3 齿盘定位分度工作台 1—螺旋弹簧 2、10、11—轴承 3—蜗杆 4—蜗轮 5、6—减速齿轮 7—管道 8—活塞 9—分度工作台 12—液压缸 13、 14—分度齿盘
5.1 分度工作台
5.1.3 鼠牙盘分度工作台 鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面、底座、分度液压缸及鼠牙 盘等零件组成，如图5⁃4所示。鼠牙盘是保证分度精度的关键零件，
图5-8 双蜗杆传动结构 1—轴向固定蜗杆 2—轴向调整蜗杆 3、5—调整垫 4—锁紧螺母
5.2 数控回转工作台
图5-9 数控回转工作台 1—电液脉冲马达 2、4—齿轮 3—偏心环 5—楔形拉紧销 6—压块 7—螺母 8—锁紧螺钉 9—蜗杆 10—蜗轮 11—调整套 12、13—夹紧瓦 14—夹紧液压缸 15—活塞 16—弹簧 17—钢球 18—光栅 19—撞块 20—感应块
5.3 刀架换刀装置
表5-1 自动换刀装置
类
型
回转刀架
特
点
适用范围
各种数控车床，车 削加工中心
转塔式
多为顺序换刀，换 刀时间短，结构简单 紧凑，可容纳的刀具 较少 顺序换刀，换刀时 间短，刀具主轴都集 中在转塔头上，结构 紧凑。但刚性较差， 刀具主轴数受限制
转塔头
数控钻、镗、铣床
5.3 刀架换刀装置
表5-1 自动换刀装置
刀库式
刀具与主轴之间直 接换刀
换刀运动集中，运 动部件少。但刀库容 量受限
用于各种类型的自 动换刀数控机床上， 尤其是对使用回转类 刀具的数控镗铣床类 的立式、卧式加工心。 要根据工艺范围和机 床特点，确定刀库容 量和自动换刀装置形 式
用机械手配合刀库 进行换刀
刀库只有选刀运动， 机械手进行换刀运动， 刀库容量大
数控回转工作台的工作原理
数控回转工作台的工作原理
数控回转工作台是一种用于加工旋转体的自动化设备。
它通过程序控制，可以在水平和垂直方向上进行精确的旋转和定位，从而实现对工件的加工。
数控回转工作台的工作原理如下：
1. 传感器检测信号：工作台上安装有多个传感器，可以检测旋转台的位置和工件的相对位置。
2. 程序控制：通过数控系统下达指令，控制伺服电机和液压系统，实现旋转和定位。
3. 旋转运动：伺服电机带动旋转台进行水平旋转，可以根据加工要求设定旋转角度和速度。
4. 定位运动：液压系统带动液压缸进行垂直上下运动，可以根据加工要求设定定位高度和速度。
5. 夹紧工件：工作台上配有夹紧装置，可夹紧工件，确保加工过程中工件的稳固性和安全性。
6. 加工操作：根据预设的加工程序，在工作台上进行加工操作，如钻孔、铣削、切割等。
7. 循环反馈：通过传感器实时检测工作台和工件的位置，将反馈信号发送给数控系统，实现精确的控制和监控。
总之，数控回转工作台通过数控系统的控制，利用伺服电机和液压系统实现水平旋转和垂直定位，从而精确加工工件。
这种自动化设备在提高加工效率和精度方面具有很大的优势。
数控回转工作台的原理
数控回转工作台的原理
数控回转工作台是一种通过计算机控制来实现自动化运转的机械设备，主要用于工件在加工过程中的转动。
它的原理可以分为以下几个方面。
1. 结构设计：数控回转工作台的设计通常采用了齿轮传动和电机驱动的方式。
通过齿轮传动，将电机的旋转运动转换成工作台的回转运动。
在设计时，要考虑齿轮的精度和传动效率，以确保工作台的运动稳定和精确。
2. 电气控制：数控回转工作台的电气控制由计算机和相应的软件完成。
在运行前，操作者需要通过计算机编程来设定工作台的回转速度、角度和运动模式等参数。
通过计算机发送控制信号，驱动电机按照预设的参数进行回转运动。
3. 传感器检测：为了确保工作台的运动精确，数控回转工作台通常配备了角度传感器或编码器等装置。
这些传感器能够实时检测工作台的回转角度，并将检测到的数据反馈给计算机。
计算机根据反馈的数据进行调整，以保持工作台的预定运动轨迹。
4. 运动控制：数控回转工作台的运动控制采用闭环控制系统。
计算机根据传感器的反馈数据，实时调整电机的驱动信号，以实现预定的回转运动。
通过不断地获取传感器数据并进行运算，计算机能够实现对工作台运动的精确控制。
总的来说，数控回转工作台通过机械结构、电气控制、传感器检测和运动控制等技术手段实现工作台的回转运动。
这种自动
化设备能够提高工作效率，减少人工操作的繁琐，提高加工精度。
数控镗床回转工作台维修调整
６１８２０１
Ｅ－ ｍａｉｌ：ｐｚｗ５３３９＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
〔编辑 叶允菁〕
庞志伟
四川东方汽轮机厂的 ＴＫ６５１３ 数控镗床采用西门子 ８４０Ｄ 系统，回转工作台 Ｂ 轴（固定在 Ｘ 轴上）为全闭环控制，交流伺 服电机和圆光栅实现高精度的分度。出现了 Ｂ 轴硬件编码器出 错报警。原因可能为硬件编码器包括电机编码器和圆光栅，为区 别故障所在，可将 Ｂ 轴临时改为半闭环（ＭＤ３０２４０ 由 ２ 改为 １， ＤＢ３６．ＤＢＸ１．５ 置 １），试机报警消除，Ｂ 轴能开动，说明伺服电机 部分正常，故障在圆光栅或其电缆或其监控模块。通过替换监控 模块，恢复全闭环，报警依旧，证明故障只在圆光栅或其电缆。
接近垂直给料且块煤冲击力大，给料速度太快，仅 ３ 个月便导致 带的冲击。沿落料方向设置的底板，应向胶带运行方向延长
皮带中部磨漏。此类问题应通过设备改造解决。
２００ｍｍ，以便缓冲大块物料的冲击力。正确地设置给料装置，能
托辊使用不当。一般情况下，为避免物料对皮带的冲击，机尾 够减轻胶带在卸料处的磨损，延长胶带的使用寿命。
托辊不转。托辊质量的好坏，直接影响输送机的动力消耗和
物料的给入点应避免设在滚筒或托辊的上面，以减小大块
胶带寿命。如果托辊不转，将引起输送机负荷显著增加使胶带剧 物料击伤胶带的可能性。
Ｗ０７．０３－ ３７
烈磨损。防止这种情况应加强巡视力度，发现托辊不转及时更换。 —— —— —— —— —— —— —— —
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
入机床参数 ＭＤ３４０９０，ＮＣＫ 复位，再次返参考点，回转工作台端
数控镗床
面与 Ｘ 轴平行，调整完毕。 —— —— —— —— —— —— —— —
数控机床回转工作台
1．鼠牙盘式分度工作台
鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面底座、夹紧液 压缸、分度液压缸和鼠牙盘等零件组成， 其结构如图所示。 鼠牙盘是保证分度精度的关键零件， 在每个齿盘的端面有数目相同的三角形齿。 当两个齿盘啮合时，能自动确定周向和径向的相对 位置。
机床需要进行分度工作时（图），数控装置就发 出指令，
数控机床中常用的回转工作台有数控回转工 作台和分度工作台。
一、
数控回转工作台
二、
分度工作台
一、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。 从外形上看它与分度工作台没有多大差别，但在内 部结构和功用上则有较大的不同。
如图所示数控回转工作台由传动系统、间隙消除装 置及蜗轮夹紧装置等组成。
数控回转工作台（图）是由电液步进电动机1驱动 ，经齿轮2和4带动蜗轮8，通过蜗杆10使工作台回 转。
分度工作台（图）1位于长方形工作台 10的中间，
在不单独使用分度工作台1时，两个工 作台可以作为一个整体工作台来使用 。这种工作台的定位分度主要靠定位销和定位孔来 实现。
在工作台1的底部均匀分布着八个削边圆柱定位销 7，在工作台底座21上制有一个定位孔衬套6以及 供定位销移动的环形槽。其中只能有一个定位销7 进入定位衬套6中，其余七个定位销则都在环形槽 中。
液压缸下腔10的回油经节流间可限制工作台的下降 速度，保护齿面不受冲击。
当分度工作台下降时（图） ，通过推杆2及1的 作用启动微动开关S2，
分度液压缸右腔18通过油孔20进压力油，活塞齿 条8退回。
齿轮11顺时针方向转动时带动挡块17及14回到原 处为下一次分度工作作好准备。
此时内齿轮12已同齿轮11脱开，工作台保持静止 状态。
数控回转工作台可作任意角度的回转和分度，
数控回转工作台的原理
数控回转工作台的原理
数控回转工作台的原理主要基于数控技术和电机驱动技术。
具体原理如下：
1. 控制系统：数控回转工作台通过计算机控制系统来实现工件的自动定位、旋转和加工操作。
操作员通过输入控制指令和加工参数，计算机控制系统会进行解析和处理，并将相应的指令发送给驱动系统。
2. 驱动系统：数控回转工作台的驱动系统通常采用伺服电机驱动，通过控制电机的转速和转向来实现工件的旋转。
电机可根据指令实现精确的运动，可实现高速运转和精确的定位。
3. 位置检测：数控回转工作台通常配备编码器或传感器用于检测工件的位置。
编码器通过测量电机的转动角度来确定工件的位置，在驱动过程中可以实时监测工件的旋转位置和运行状态。
4. 控制算法：数控回转工作台通过计算机控制系统内部的算法来实现加工操作。
根据加工要求和加工参数，控制系统计算出电机的驱动指令，并根据接收到的编码器反馈信号进行闭环控制，实现工件的精确定位和旋转。
总的来说，数控回转工作台的原理是通过数控技术和电机驱动技术的结合，通过计算机控制系统和编码器来实现工件的自动旋转和定位，从而实现高精度的加工操作。
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。
回转工作台的原理
回转工作台的原理
回转工作台是一种用于装配、加工或检测工件的设备，通过其独特的设计和结构，使工件在水平或垂直方向上可以进行旋转。
回转工作台的原理主要包括以下几个方面：
1. 主动驱动装置：回转工作台通常使用电动机或液压驱动装置作为主动驱动装置，通过传动装置将动力传递给回转工作台，使其能够旋转。
2. 支撑结构：回转工作台通常由底座和大臂组成，底座通过轴承或滚珠轴承支撑工作台的转动部分，保证其平稳可靠的旋转。
3. 润滑系统：为了减少工作台的摩擦和磨损，回转工作台通常配备液压或润滑脂的润滑系统，确保工作台的顺畅运转。
4. 控制系统：回转工作台往往需要通过控制系统实现自动化操作，控制系统可根据需要调节工作台的旋转速度、方向和停止位置等参数。
通过以上原理的组合和协调，回转工作台可以实现将工件在旋转状态下进行装配、加工或检测的功能。
它具有结构简单、操作灵活、工作稳定的特点，广泛应用于机械加工、装配线和生产线等领域。
数控机床回转工作台课件
解决方案
定期检查传动装置的润滑情况，保持润滑良好，更换摩擦件。
数控机床回转工作台的常见问题及解决方案
问题
01
工作台面不平整
原因
02
工作台面材料质量差、加工不良
解决方案
03
选用高质量的材料和经过精加工的工作台面，定期检查表面质量。
03
数控机床回转工作台的控 制系统
数控机床回转工作台控制系统的硬件组成
开发多轴联动的工作台，实现多种加工方式的复合，提高加工 效率和加工质量。
注重环保和节能设计，采用新型驱动方式和能源回收技术，降 低能耗和排放，满足可持续发展的要求。
数控机床回转工作台的应用前景展望
01
02
03
04
扩展加工领域
应用于更多领域的加工，如航 空航天、汽车、医疗器械等，
满足不同行业的需求。
提高加工效率
通过优化结构和改进设计，提 高工作台的刚性和稳定性，提
高加工效率。
促进产业升级
保障安全生产
推动机械制造业的产业升级和 转型，促进工业4.0的实现。
采用智能化的监控和预警系统， 提高工作台的安全性能，保障
操作人员的安全。
06
数控机床回转工作台的实 际应用案例分析
应用案例一
01
总结词
合理选型、高效使用
05
数控机床回转工作台的发 展趋势与展望
数控机床回转工作台的技术发展趋势
高精度控制 智能化 复合化
绿色环保
采用先进的控制系统和传感器技术，实现高精度的位置和速度 控制，提高加工精度和效率。
结合人工智能、机器学习等技术，实现工作台的自主决策、自 适应调整和故障诊断等功能，提高加工过程的智能化水平。
基于力矩伺服电机的数控回转台原理及维修对策
基于力矩伺服电机的数控回转台原理及维修对策数控回转台一般是由伺服电机通过涡轮蜗杆驱动工作台，其结构简单，但存在着反应慢，精度低、扭矩小的缺陷。
随着数控机床行业的高速发展，基于力矩伺服电机的数控回转台的应用越来越多，但其结构复杂，维修难度大等制约着大批用户。
文章从力矩伺服电机的数控回转台工作原理及结构入手，对出现的故障进行分析并给出了维修对策。
标签：力矩伺服电机；数控回转台；原理及维修1 概述随着我国工业的高速发展和国防建设的需要，高精度、多轴联动的数控机床在各种加工行业中越来越普及，占有率越来越高。
这种数控机床由绕直线轴X、Y、Z旋转运动的旋转轴和直线轴一起构成多轴联动的加工中心，可以加工出各种复杂的零件。
普通的旋转轴一般都是由伺服电机、涡轮蜗杆减速机构、定位锁死系统等构成，共有两种基本类别：一种是工作台回转轴，另一种则是依靠主轴头回转。
本文只讨论工作台回转轴。
2 普通数控回转台的基本结构工作台回转轴也叫数控回转台，早期的数控回转台主要由伺服电机通过减速齿轮及蜗轮蜗杆带动工作台回转，工作台的回转位置用编码器测量。
测量结果发出反馈信号与数控装置发出的指令信号比较，若有偏差经放大器控制交流伺服电机朝消除偏差方向转动，使工作台精确运动或定位。
当工作台静止时，必须处于锁紧状态。
工作台面的锁紧用液压缸来完成，当控制系统发出夹紧指令时，液压缸上腔进油，活塞下移，带动夹紧装置，从而把蜗轮夹紧。
当工作台回转时，控制系统发出指令，液压缸上腔的压力油回油箱，在弹簧的作用下，夹紧装置松开，不再夹紧蜗轮。
然后按数控系统的指令，由交流伺服电机，通过传动装置实现工作台的分度转位、定位、夹紧或连续回转運动。
3 基于力矩伺服电机数控回转台的基本结构和功能力矩电机类似于直线电机，是一种基于同步驱动技术的直接驱动器。
它由定子、转子、水冷却系统等组成。
转子为一镶有永久磁铁的钢环，为了防止腐蚀，其上镀有镍合金。
定子由铝合金制成，上面绕有密实的多极线圈。
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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。
数控回转工作台可以作任意角度的回转和分度，也可以作连续回转进给运动。
分度工作台只能完成分度运动，不能实现圆周进给。
分度工作台的分度只限于某些规定的角度。
鼠齿盘式分度工作台是一种应用很广的分度装置。
鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合应用了误差平均原理，因此能获得较高的分度精度和定心精度，其分度精度可以达1"~3"。
图8-25是某数控铣床的鼠齿盘式分度工作台。
鼠齿盘式分度工作台是由工作台面、底座、压紧液压缸、鼠齿盘、伺服电动机、同步带轮和齿轮转动装置等零件组成。
鼠齿盘是保证分度精度的关键零件，每个齿盘的端面带有数目相同的三角形齿，当两个齿盘啮合时，能够自动确定周向和径向的相对位置。
鼠齿盘式分度工作台作分度运动时，其工作过程分为三个步骤：(1)分度工作台抬起数控装置发出分度指令，工作台中央的压紧液压缸下腔通过油孔进压力油，活塞向上移动，通过钢球将分度工作台抬起，两齿盘脱开。
抬起开关发出抬起完成信号。
(2)工作台回转分度当数控装置接收到工作台抬起完成信号后，立即发出指令让伺服电动机旋转，通过同步齿形带及齿轮带动工作台旋转分度，直到工作台完成指令规定的旋转角度后，电动机停止旋转。
(3)分度工作台下降，并定位夹紧当工作台旋转到位后，由指令控制液压电磁阀换向使压紧液压缸上腔通过油孔进入压力油。
活塞带动工作台下降，鼠齿盘在新的位置重新啮合，并定位夹紧。
夹紧开关发出夹紧完成信号。
液压缸下腔的回油经过节流阀，以限制工作台下降的速度，保护齿面不受冲击。
鼠齿盘式分度工作台作回零运动时，其工作过程基本与上相同。
只是工作台回转挡铁压下工作台零位开关时，伺服电动机减速并停止。
鼠齿盘式分度工作台与其他分度工作台相比，具有重复定位精度高、定位刚度好和结构简单等优点。
鼠齿盘的磨损小，而且随着使用时间的延长，定位精度还会有进一步提高的趋势，因此在数控机床上得到了广泛应用。
8.5.4 回转工作台故障维修6例例381~例382．工作台分度盘的故障维修例381．故障现象：某加工中心运行时，工作台分度盘不回落，发出7035#报警。
析及处理过程：工作台分度盘不回落与工作台下面的SQ25、SQ28传感器有关。
由PLC输入状态信息知：传感器工作状态SQ28即E10.6为“1”，表明工作台分度盘旋转到位信号已经发出；SQ25即E10.0为“0”，说明工作台分度盘未回落，故输出A4.7始终为“0”，造成YS06电磁阀不吸合，工作台分度盘不能回落而发出7035#报警，即PLC输入状态信息E10.0为“1”。
检查机床液压系统，发现YS06电磁阀已经带电但是阀心并没有换向，用手动YS06电磁阀后，工作台分度盘回落，PLC输入状态信息E10.0为“1”，报警解除。
拆换新的换向阀后，故障排除。
例382．故障现象：某加工中心运行时，工作台分度盘回落后，不夹紧，发出7036#报警。
分析及处理过程：工作台分度盘不夹紧与工作台下面的SQ25传感器有关。
由PLC输入状态信息知：传感器工作状态SQ25即E10.0为“0”，表明工作台分度盘落下到位信号未发出，故输出A4.6始终为“0”，造成YS05电磁阀不吸合，而发出7036#报警。
检查工作台分度盘落下传感器SQ25和挡铁，发现挡铁松动，传感器与挡铁间隙太大，因此传感器SQ2未发出工作台分度盘落下到位信号。
重新紧固挡铁，调整挡铁与传感器之间间隙为0.15~0.2mm后，故障排除。
例383~例384．工作台回零的故障维修例383．故障现象：TH6263加工中心，开机后工作台回零不旋转且出现05号、07号报警。
分析及处理过程：利用梯形图和状态信息首先对工作台夹紧开关8Q6的状态进行检查。
138.0为“1”正常。
手动松开工作台时，138.0由“1”变为“0”，表明工作台能松开。
回零时，工作台松开了，地址211.1TABSC 由“0”变为“1”，211.2TABSCl也由“0”变为“1”，二者均由“0”变为“1”。
211.3TABSC2也由“0”变为“1”，然而经2000ms延时后，由“1”变成了“0”，致使工作台旋转信号无。
是电动机过载，还是工作台液压有问题?经过反复几次试验，发现工作台液压存在问题。
其正常工作压力为4.0~4.5MPa，在工作台松开抬起时，液压由4.0MPa下降到2.5MPa左右，泄压严重，致使工作台未完全抬起，松开延时后，无法旋转，产生过载。
拆开工作台，解体检查，发现活塞支承环O形圈均有直线性磨损，其状态能通压力油液。
液压缸内壁粗糙，环状刀纹明显，精度太差。
更换液压缸套和密封圈，重装调整试车后，运行正常，故障消除。
例384．故障现象：TH6363加工中心，开机后工作台回零不旋转且出现05号、07号报警。
分析及处理过程：此故障完全按上例方法检查。
检查状态信息，同上例一样；查液压也正常。
故障显示是过载，是电动机问题还是工作台机械故障?首先，我们检查电动机(此项检查较为容易)，将刀库电动机与工作台电动机交换(型号一致)，故障仍未消除，故判断故障肯定在机械方面。
将工作台卸开发现鼠齿盘中的6组碟簧损坏不少。
更换碟簧后，工作台仍不旋转。
仍利用梯形图和状态信息检查，发现139.31NP.M信息由“1”变为了“0”，139.5SALM.M由“0”变为了“1”，即简易定位装置在位信号灯不亮，不在位，且报警。
手动旋转电动机使之进入在位区后，“INP”变为“1”，灯亮，故障消除。
例385．数控回转工作台回参考点的故障维修故障现象：TH6363卧式加工中心数控回转工作台，在返回参考点(正向)时，经常出现抖动现象。
有时抖动大，有时抖动小，有时不抖动；如果按正向继续做若干次不等值回转，则抖动很少出现。
当做负向回转时，第一次肯定要抖动，而且十分明显，随之会明显减少，直至消失。
分析及处理过程：TH6363卧式加工中心，在机床调试时就出现过数控回转工作台抖动现象，并一直从电气角度来分析和处理，但始终没有得到满意的结果。
有可能是机械因素造成的?转台的驱动系统出了问题?顺着这个思路，从传动机构方面找原因，对驱动系统的每个相关件逐个进行仔细的检查。
终于发现固定蜗杆轴向的轴承右边的锁紧螺母左端没有紧靠其垫圈，有3mm的空隙，用手可以往紧的方向转两圈；这个螺母根本就没起锁紧作用，致使蜗杆产生窜动。
通过上述检查分析，转台抖动的原因是锁紧螺母松动造成的。
锁紧螺母所以没有起作用，这是因为其直径方向开槽深度及所留变形量不够合理所致，使4个M4×6紧定螺钉拧紧后，不能使螺母产生明显变形，起到防松作用。
在转台经过若干次正、负方向回转后，不能保持其初始状态，逐渐松动，而且越松越多，导致轴承内环与蜗杆出现3mm轴向窜动。
这样回转工作台就不能与电动机同步动作。
这不仅造成工作台的抖动，而且随着反向间隙增大，蜗轮与蜗杆相互碰撞，使蜗杆副的接触表面出现伤痕，影响了机床的精度和使用寿命。
为此，我们将原锁紧螺母所开的宽2.5mm、深10mm的槽开通，与螺纹相切，并超过半径，调整好安装位置后，用2个紧定螺钉紧固，即可起到防松作用。
经以上修改后，该机床投入生产使用至今，数控回转工作台再没有出现抖动现象。
例386．回转工作台分度的故障维修故障现象：在机床使用过程中，回转工作台经常在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内，机床停止执行下面指令。
分析及处理过程：回转工作台在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内，发生顶齿现象，是因为工作台分度不准确所致。
工作台分度不准确的原因可能有电气问题和机械问题，首先检查电动机和电气控制部分(因为此项检查较为容易)。
检查电气部分正常，则问题出在机械部分，可能是伺服电动机至回转台传动链间隙过大或转动累计间隙过大所致。
拆下传动箱，发现齿轮、蜗轮与轴键联接间隙过大，齿轮啮合间隙超差过多。
经更换齿轮、重新组装，然后精调回转工作台定位块和伺服增益可调电位器后，故障排除。