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数控回转工作台的机构及工作原理

在数控机床上一般由数控回转工作台来实现圆周进给运动。数控回转工作台

(简称数控转台)除了可以实现圆周进给运动之外,还可以完成分度运动。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。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。机床具有数控转台，还可由测头自动找正工件基

准面，自动完成诸如基面的调整，工件坐标系的设定等工作。其主要性能质量指

标有分度精度和重复定位精度、刹紧力矩的大小、密封性能、回转定位速度、承

载能力和精度保持性。

转台的种类和型号虽然繁多,但其基本结构大同小异,主要有四大系统:

主轴系统、传动系统、锁紧系统、读数系统；二大零件:工作台和底座。主轴

系统是转台的关键部件,工作台和检测元件(或称分度基准元件)就安装在主

轴上,主轴系统的精度直接影响转台的分度精度；工作台和主轴系统依靠传动系

统驱动；当旋转到所要求的角度时,必须用锁紧机构固定,然后进行测量或加

工。图1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，经齿轮减速后由蜗

轮蜗杆传动机构实现工作台的回转功能。

图1自动换刀数控镗床的回转工作台

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

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

向位置来调整间隙。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。

二、数控转台的分类

1.按用途分类:

加工用转合——作为机床附件在加工中使用的转台。该类转台要求有尺寸

小、重量轻、刚性大、操作简单迅速和与加工相适应的精度。

计量用转台——在计量室中作为角度仪器用于零件检测的转台。该类转台要

求较高的分度精度和相应的技术指标,分度误差一般不大于10角秒。

计量、加工两用转台——既可作为角度仪器在计量室中使用,又可作为机床

附件在加工中使用的转台。该类转台要同时具备计量用转台和加工用转台双重条

件。

2．按结构形式分类:

水平转台——工作台在水平方向回转360°的转台。该类转台型号最多,

数量最大,使用最普遍。如同2所示。

图2水平转台

立式转台——工作台面在垂直方向回转360°的转台。该类转台型号较少,

使用不多,它可以代替分度头,并可以与其它形式的转台拼配,实现特殊的使用

要求。

。

图3立式转台

双向转台——转台可以在水平和垂直二种姿态下工作,扩大了应用范围,

又称为立卧式转台。