加工中心回转工作台控制方案
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。
加工中心控制方案
加工中心控制方案加工中心是一种重要的机械设备，广泛应用于工业生产中的金属加工领域。
它通过控制加工工具在三个坐标方向上的运动，实现对工件的精确切削加工。
而加工中心的控制方案则是实现其精确加工的关键。
一、数控系统加工中心的控制方案首先离不开数控系统。
数控系统是通过计算机控制加工中心的运动，以完成加工任务。
它包含硬件和软件两个部分。
硬件部分主要由数控装置、伺服驱动器和编码器等组成，这些设备配合工作，确保加工中心的精确控制。
而软件部分则是编程软件，用于生成加工任务的切削路径和加工参数等设定。
数控系统具有高速准确、可靠稳定等特点，是加工中心控制的核心。
二、伺服驱动伺服驱动是加工中心控制方案中的另一个重要组成部分。
伺服驱动可以通过控制电流、电压等参数，精确控制加工工具在各个方向上的运动。
它在加工中心中起到类似于人的神经系统的作用，可以感知并调整工具的位置和运动状态。
伺服驱动的精度和稳定性对加工中心的加工精度有着直接的影响。
三、自动换刀系统加工中心通常需要使用多种不同的刀具进行加工，因此配备自动换刀系统也是控制方案中的一个重要环节。
自动换刀系统能够快速、准确地更换刀具，提高加工效率和自动化水平。
同时，自动换刀系统还需要与数控系统进行无缝衔接，确保刀具的正确选择和切换。
四、切削参数优化除了硬件设备的控制外，切削参数的优化也是加工中心控制方案中的一个关键环节。
不同的工件材料和形状需要不同的切削参数，如切削速度、进给率等。
合理的切削参数能够提高加工质量和效率，降低能耗和损耗。
因此，切削参数的优化也需要在加工中心控制方案中予以考虑。
五、机床的维护保养除了控制方案的设计和优化外，机床的维护保养也是保证加工中心长期稳定运行的关键。
定期的保养维护可以延长机床的使用寿命，减少故障发生的概率。
同时，机床操作员的培训和技术支持也是不可或缺的。
只有通过全面的维护保养，加工中心才能发挥其最佳性能。
六、智能化控制随着信息技术的快速发展，加工中心的控制方案也呈现出了智能化的趋势。
2024-数控机床回转工作台(全)
由于多齿啮合，啮合率高，所以定位刚 度好，承载能力强。
最小分度为360º/Z，分度数目多，适用于 多工位分度。
由于离合过程具有磨合作用，其定位精 度不断提高，使用寿命长。
缺点是鼠齿盘制造相较困难。
鼠齿盘及齿形结构如图
工作过程分为三步：
工作台抬起
工作台回转分度
工作台下降并定位锁紧
为了尽量消除反向间隙和传动间隙，通过调整偏 心环3来消除齿轮2和4啮合侧隙。
齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5〔A一A剖面〕 来连接。
这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。
蜗杆9采用螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位 置来调节间隙。
〔图〕测蜗杆的左右两侧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，所以仍能保持正确 的啮合。 调整时松开螺母7的锁紧螺钉8使压块6与调整套松 开。 然后转动调整套11带动蜗杆9作轴向移动。 调整后锁紧调整套11和楔形圆柱销5。 蜗杆的左右两端都有双列滚针轴承支承， 左端为自由端可以伸缩以消除温度变化的影响， 右端装有两个推球轴承能轴向定位。
• TK56系列数控等分转台是数控镗铣床和加工中 心的理想配套附件，可以安装于主机工作台面 上，工作时，在主机相关控制系统控制下，能 够完成以1°为基数的等分分度零件的加工。
• TK14系列数控可倾斜回转工作台，可完 成等分和不等分的角度分度工作。工作台 既可回转，又可倾斜，具有2个自由度。
数控机床回转工作台
电磁铁控制液压阀〔图中未示出〕，使压力油经 孔23进入到工作台7中央的夹紧液压缸下腔10推 动活塞6向上移动，
经推力轴承5和13将工作台7抬起，上下两个鼠齿 盘4和3脱离啮合，
〔图〕当工作台静止时，必须处于锁紧状态。
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.
数控机床回转工作台设计方案NX
第1章绪论课程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。
而高职类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。
使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。
培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的技能，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。
培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。
使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。
本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。
目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是：1.在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台；2.在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；3.在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。
数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。
估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。
预计未来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。
作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15%—20%左右的稳定增长。
五轴数控机床回转工作台的设计
五轴数控机床回转工作台的设计随着科技的快速发展，五轴数控机床在现代化生产中发挥着越来越重要的作用。
回转工作台作为五轴数控机床的关键部分，具有高精度、高速度和高效率的特点。
本文将详细阐述五轴数控机床回转工作台的设计方案，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
五轴数控机床回转工作台的设计主要围绕实现工件的旋转、倾斜和移动三个基本运动展开。
通过对工作台的精确控制，能够实现复杂空间曲面的高效加工，提高加工质量和生产效率。
在设计过程中，应充分考虑工作台的承载能力、刚度、精度和稳定性等因素，以确保机床的整体性能和使用寿命。
在五轴数控机床回转工作台的设计过程中，需要结合实际生产需求，合理选择技术参数。
以下是一些主要技术参数的详细说明：工作台尺寸：根据实际需要，选择合适的工作台尺寸，考虑到加工工件的大小和重量，以及机床的整体布局。
回转速度：回转工作台需要具备较高的回转速度，以适应不同的加工需求。
同时，应考虑工作台的加速度和减速度，以实现平稳的运动。
精度：五轴数控机床回转工作台的精度是影响加工质量的关键因素。
在设计过程中，应采取有效措施提高工作台的定位精度和重复定位精度。
载重：考虑到加工工件的大小和重量，需要选择能够承受适当载重的回转工作台。
载重能力不仅要满足单次加工的需求，还要考虑到长期使用过程中的负载变化。
运动轴数：五轴数控机床回转工作台具有五个运动轴，可以实现工件的旋转、倾斜和移动。
通过对各轴的精确控制，能够实现复杂空间曲面的加工。
驱动方式：回转工作台的驱动方式可采用电主轴驱动或齿轮传动。
电主轴驱动具有结构简单、维护方便的优点，但噪音和振动可能较大；齿轮传动具有更高的刚度和承载能力，适用于重型切削。
冷却系统：为了降低切削温度和防止工件热变形，回转工作台应配备有效的冷却系统，对切削区域进行充分冷却。
五轴数控机床回转工作台的设计流程主要包括以下几个环节：设计理念与构思：结合实际生产需求，明确回转工作台的功能和特点，形成独特的设计理念和构思。
数控回转工作台及关键技术
数控回转工作台及关键技术刘伟(沈阳机床(集团)有限责任公司刀架事业部，沈阳110142)摘要：针对数控回转工作台的特点,总结了数控回转工作台在配套机床整机和加工零件领域的典型应用,研究了数控回转工作台载荷、精度、速度等主要技术指标。
分别以单轴回转工作台和双轴回转工作台为例，分析了数控回转工作台的基本传动机构和支撑结构。
研究了数控回转工作台的传动机构、支撑轴承、抱闸机构等关键技术，为数控回转工作台的产品设计及选型设计提供参考依据。
关键词：数控转台;机床;蜗杆;轴承;抱闸中图分类号:TG502文献标志码:A文章编号：1002-2333(2021)05-0150-04NC Rotary Table and Its Key TechnologyLIU Wei(Turret Business Department,Shenyang Machine Tool(group)Co.,Ltd.,Shenyang110142,China)Abstract:According to the characteristics of the NC rotary table,the typical applications of the NC rotary table in the field of supporting machine tools and machining parts are summarized,and the main technical indexes such as load, accuracy and speed of the NC rotary table are studied.Taking the single-axis rotary table and the double-axis rotary table as examples,the basic transmission mechanism and supporting structure of the CNC rotary table are analyzed.The key technologies such as the transmission mechanism,support bearing,and brake mechanism of the NC rotary table are studied,which can provide reference basis for the product design and selection design of the NC rotary table. Keywords:NC rotary table;machine tool;worm;bearing;brake0引言数控回转工作台是立式加工中心、卧式加工中心、立式车铳复合加工中心等数控机床的核心功能部件。
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，
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。