数控转台

数控转台

烟台环球机床附件集团有限公司吴培坚

随着我国制造业的发展，加工中心的需求也在增加，特别是四轴、五轴联动的加工中心。作为数控机床的主要功能部件，数控转台在整个机床工具行业中的作用越来越重要。

数控转台的出现，为加工中心和数控铣床提供了回转坐标，通过第四轴、第五轴驱动转台或分度头完成精密角度的等分、不等分或连续的回转加工，完成复杂曲面加工，使机床的加工范围得以扩大。

一、数控转台的分类

数控转台按照不同的分类方法大致有以下几个大类。

1.按照分度形式不同，分为：等分转台和任意分度转台。

2.按照驱动方式不同，分为：液压转台和电动转台。

3.按照安装方式不同，分为：立卧转台和立式转台。

4.按照回转轴轴数不同，分为：单轴转台、可倾转台（两轴联动）和多轴并联转台。

…………

二、数控转台的结构

数控转台从结构上可以分为几个部分：驱动、传动、分度定位、刹紧等机构。数控转台通过传动部分，将由系统控制的驱动传递到需转动角度的工作台台面，实现数控转台的分度转位。

1.驱动：液压转台采用液压驱动齿条或液压马达，通过齿条驱动齿轮或液压马达驱动齿轮的方式进行动力提供；而电动转台则采用伺服电机提供动力。

2.传动：有齿条齿轮传动、蜗轮蜗杆传动几种方式。电动转台一般是通过一对齿轮（或者是用联轴器直接与蜗杆相连）将电机动力传递到蜗杆，带动转台进行分度；液压转台，采用液压马达驱动的传动结构，类似于电动转台；采用齿轮齿条的，则是通过由活塞驱动的齿条带动与之啮合的与台面相对固定齿轮进行分度。

3.分度定位：等分转台一般采用端齿盘分度定位，任意分度转台一般采用高精度蜗轮蜗杆分度定位。

采用端齿盘分度定位的转台中，又有两联齿盘和三联齿盘之分。两联齿盘分度定位，结构相对简单，动、定两个齿盘直接啮合，分度运动时，动定齿盘首先进行脱开----啮合运动，这一运动表现在转台台面上有一定量的抬起动作，台面的抬起量与定齿盘和动齿盘的相对运动量相一致。三联齿盘分度定位，从结构上比两联齿盘复杂，动定齿盘不直接进行啮合，而是通过一公用齿盘进行啮合过度，齿盘的啮合与脱开运动是通过公用齿盘的移动来完成的，

公用齿盘的抬起不表现在转台的台面上。也就是说采用三联齿盘分度定位的转台，运行过程中台面不需抬起，但啮合刚性比两联齿盘结构稍差。

采用端齿盘分度定位的等分转台，其分度定位端齿盘包括向心齿、直齿、弧面齿等形式，为达到高精度的分度，端齿盘一般采用淬硬钢齿面磨削的工艺方法，产品可达到高刚性与高精度的要求。但其分度等分数受齿盘齿数的限制。

采用蜗轮蜗杆分度的转台，分度元件为蜗轮蜗杆副（蜗杆有圆柱蜗杆<单头单导程蜗杆、单头双导程蜗杆、多头蜗杆>和直线环面以及平面包络蜗杆等形式）。一般蜗杆选用淬火钢的方式，蜗轮材料一般采用耐磨铜合金。其分度等分数不受限制，分度定位精度直接决定于蜗轮蜗杆的加工精度。

4.刹紧机构：等分转台的刹紧一般采用液压，给相互啮合的齿盘施加一定的压力，使端齿盘可靠啮合定位。任意分度的数控转台，较多采用涨紧套或刹紧片用液压或气压刹紧的方式，刹紧可靠性比较高。

三、数控转台的种类

将各种不同机构组合，便形成了现存的各种具体的数控回转工作台：

液压等分转台（分抬起和不抬起），电动等分转台（分抬起和不抬起），电动任意分度转台；立卧两用回转转台、立式回转转台，多轴并联立卧两用转台，可倾回转转台，多轴并联可倾转台等……

等分转台（液压）

可倾回转转台

可倾双轴并联回转转台

四、新型数控转台的出现

随着机械工业的发展，数控转台家族的成员在不断增加。为适应现代机床自动夹具的要求，配油式数控转台应运而生。

配油式数控转台出现之前，数控机床的自动夹具受管路或线路的限制，不能实现在连续回转的数控转台上安装自动夹具。配油式数控转台在原有转台的基础上增加了配油功能，可以直接向安装在转台台面的不同夹具提供液压油，消除了管路或线路的限制。

配油式数控转台，按照配油对象与转台台面连接方式不同，分为：板式连接和管式连接。

板式连接：安装在台面上的配油对象不需要再配油管，只需将配油对象的输入油口与转台台面的输出油口对应后固定即可。缺点为，位置固定，内部配油管路复杂。

管式连接：按装在台面上的配油对象，通过油管与转台台面的配油器连接实现配油。管式连接对配油对象没有位置限制，并且控制油路可以灵活组合，实现自动夹具的复杂动作。

管式连接配有转台 力矩电机外观

力矩电机转台：力矩转台是随着大型力矩电机的出现而出现的，转台结构因力矩电机的应用而进一步简化。

力矩电机转台的结构：力矩电机的多极定子固定在转台的壳体上，转台的台面与力矩电机的转子相连，利用力矩电机直接驱动转台的台面作分度运动，便构成了力矩电机转台。

从结构上讲，力矩电机转台最大可能的缩短了传动链，从而减少了由构成传动链的每个环节的元件的制造误差、安装误差、传动刚性等带来的对转台的不利影响，并且对闭环转台来讲有利于回转编码器或角度编码器与回转部分的连接。

力矩电机转台（单轴）

五、评测数控转台的几项指标

①分度精度和重复定位精度；

②精度保持性；

③承载能力；

④密封性能；

⑤足够的刹紧力；

⑥回转定位速度。

六、数控转台的发展趋势

在规格上向两头延伸，即开发小规格和大规格的数控转台；在性能上进一步提高刹紧力矩、提高主轴转速及可靠性；在蜗轮副传动方面，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；在转台形式方面，继续开发研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。

在我国，数控机床与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用数控领域，以PC为平台的国产数控系统，已经逐步缩短了与世界先进水平的差距。作为机床的主要组成部分，分度类机床附件（转台、分度头、刀架）对机床的性能、质量、可靠性起着至关重要的作用，作为数控转台的开发和生产厂家，在近期的主要任务是进一步开发研制高精度、高刚性、高回转速度的多功能转台。