数控回转工作台的的设计

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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

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。

数控回转工作台的设计

数控回转工作台的设计

引言对数控回转工作台的设计重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, 培养学生建立对的的设计思想, 掌握工程设计的一般程序、规范和方法。

而工科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, 可树立对的的生产观点、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能力, 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、数据解决、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绪。

使学生学会初步掌握解决工程技术问题的对的指导思想、方法手段, 树立做事严谨、严厉认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、敢于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。

本次毕业设计重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, 设计思绪是先原理后结构, 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规定配备第四轴或第五轴, 以扩大加工范围。

估计近几年规定配备数控转台的加工中心将会达成每年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。

回转工作台液压系统设计

回转工作台液压系统设计

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。

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

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。

毕业设计数控回转工作台

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。

数控回转工作台设计任务书

数控回转工作台设计任务书
湖北工业大学商贸学院
毕业论文(设计)任务书
院(部)
机电工程学院
指导教师
职称
专业班级
09机制本1班
学生姓名
学号
设计题目
数控回转工作台设计


内 容 目 标 和 要 求
(设计内容、目标、要求、设计进度等)
1、本毕业论文应达到的目的:
学生通过毕业设计要掌握数控回转工作台的工作原理、结构特点及应用范围,掌握回转台传动、分度定位、夹紧机构的设计方法,绘制出数控回转工作台的装配图和主要零件的零件图。通过该设计,认识一般机械设计的基本方法和步骤,并提高分析和解决机械设计问题的能力、计算机绘图水平及查阅技术资料的能力。
2013.4.22~5.5:进行中期检查;
2013.5.10前:完成毕业设计的初稿;
2013.5.15前:完成毕业设计的修改稿;
2013.5.20前:完成毕业设计的定稿;
2013.5.31前:整理毕业设计的全部资料,修改不合格的部分,合格后全部资料装订成册;通过毕业答辩的资格审查,准备毕业答辩;
2013.6.1至6.10:进行毕业答辩;
2012.11.19前:完成开题报告的初稿;
2012.11.23前:完成开题报告的修改稿;2012.11.30前定稿。
2013.2.25至3.24:进行毕业实习,在实习中要结合设计课题进行调研,收集有关资料;
2013.3.25至5.31:进行回转工作台的方案设计计算,绘制回转工作台的装配图和主要零件图纸,并撰写设计计算说明书;
2013.6.12前:上交所有的毕业设计资料
指导教师签名:
2012年11月10日
基层教学
单位审核
院(部)
审核
2、本毕业论文应达到的内容和要求:

任务5数控机床回转工作台及其自动交换装置ppt课件

任务5数控机床回转工作台及其自动交换装置ppt课件

鼠齿盘式分度工作台是利用一对上、下 啮合的齿盘,通过上、下齿盘的相对旋 转来实现工作台的分度,分度的角度范 围依据齿盘的齿数而定。其优点是定位 刚度好,重复定位精度高,分度精度可 达±(0.5-3),且结构简单。缺点是鼠 齿盘的制造精度要求很高,目前已经广 泛应用于各类加工中心上。
《数控机床装调维修》
课外作业
• 1、简述数控回转工作台工作原理?
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
带有托板交换工件的分度回转工作台
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
数控回转工作台
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
二、分度回转工作台
数控机床的分度工作台与回转工作台的区别在于它根据加工要求将工 件回转至所需的角度,以达到加工不同面的目的。它不能实现圆周进给运动, 故而结构上两者有所差异。
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
教学目标
• 知识目标
– 了解数控机床回转工作台结构功能
• 技能目标
– 掌握掌握回转工作台的调整方法。

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。

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《机电一体化系统设计》课程设计说明书题目数控回转工作台的设计机械工程学院机械电子工程专业机电1302班201302170225号学生姓名肖鹏飞.指导教师刘军安陈小异.完成日期 2016年12月09日.湖南工程学院机械工程系湖南工程学院课程设计(论文)任务书设计题目:数控回转工作台机电系统设计姓名:肖鹏飞系别:机械工程专业:机械电子工程班级: 1302 学号 25指导老师: 刘军安陈小异教研室主任谭季秋一、设计要求及任务1.设计任务(1)总体设计(2)机械系统的设计与计算;(3)控制系统设计:采用51单片机或FX2N PLC控制,步进电机驱动,转角输入与显示;(4)编写设计说明书。

2.设计要求(1)正反旋转,回转角度0~360o;最大回转半径100mm,最大承载重量20kg;工作台输出精度2mrad,具备自锁功能;(2)机械部分:A1装配图1张;(3)控制部分:硬件设计,程序设计。

二、进度安排及完成时间1.设计时间:三周,2015年12月14日至2016年01月1日。

2.进度安排第一周:布置设计任务,查阅资料,熟悉设计要求及任务,提出设计方案,进行设计。

第二、三周:整理资料,撰写设计说明书,上交设计图纸、说明书(要求手写稿)。

目录绪论 (5)第一章数控回转工作台的原理与应用 (6)1.1 数控回转工作台 (6)1.2 设计准则 (7)1.3 主要技术参数 (7)1.4 本章小结 (7)第二章数控回转工作台的部分原理及结构设计 (8)2.1 步进电机的原理 (8)2.2 传动方案传动时应满足的要求 (8)2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9)2.4 轴承的选用 (9)2.5 轴承的游隙及轴上零件的调配 (10)2.6滚动轴承的配合 (10)2.7 滚动轴承的润滑 (10)第三章控制系统设计 (11)3.1 系统方案设计构成 (11)3.2 单片机 (11)3.3 光电耦合 (13)3.4 环形分配器 (14)3.5 功率放大器 (16)3.6 程序 (17)总结 (21)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。

而本科类学生更应侧重于从生产的第一线获得产品的工艺需求和设计思路,获得工程技术经用性岗位的基本训练,通过课程设计,可树立正确的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。

本次课程设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和控制系统的设计。

设计思路是先功能需求后系统结构。

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:在规格上将向两头延伸,即开发小型和大型转台;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;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%左右的稳定增长第一章数控回转工作台的原理与应用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。

1.1 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。

自动换刀数控镗床的回转工作台的进给、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,经齿轮减速后由蜗杆传给蜗轮。

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,并在底座上均布同样数量的小液压缸。

当小液压缸的上腔接通压力油时,活塞便压向钢球,撑开夹紧瓦,并夹紧蜗轮。

在工作台需要回转时,先使小液压缸的上腔接通回油路,在弹簧的作用下,钢球抬起,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,并由圆锥滚柱轴承及双列向心圆柱滚子轴承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。

1.2 设计准则我们的设计过程中,本着以下几条设计准则1.在确定设备整体方案时,除了考虑技术性、经济性、体积、重量、耗电等外,可靠性是首先要考虑的重要因素。

在满足体积、重量及耗电等于数条件下,必须确立以可靠性、技术先进性及经济性为准则的最佳构成整体方案。

2.在方案论证时,一定要进行可靠性论证。

3.在确定产品技术指标的同时,应根据需要和实现可能确定可靠性指标与维修性指标。

4.对己投入使用的相同(或相似)的产品,考察其现场可靠性指标,维修性指标及对这两种备标的影响因素,以确定提高当前研制产可靠性的有效措施。

5.应对可靠性指标和维修性指标进行合理分配,明确分系统(或分机)、不见、以至元器件的的可靠性指标。

6.提出整机的元器件限用要求及选用准则,拟订元器件优选手册(或清单)8.在满足技术性要求的情况下,尽量简化方案及电路设计和结构设计,减少整机元器件数量及机械结构零件。

9.尽量实施系列化设计。

在原有的成熟产品上逐步扩展,抅成系列,在一个型号上不能采用过多的新技术。

采用新技术要考虑继承性。

1.3 主要技术参数(1)最大回转半径:100 mm(2)工作台输出精度:2 mrad(3)最大承载重量20㎏(4) 具备自锁功能1.4 本章小结主要简单介绍毕业设计题目(数控回转工作台)和其发展概况,设计背景、工作原理、设计参数也作了进一步的说明。

第二章数控回转工作台的部分原理及结构设计2.1 步进电机的原理步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。

每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。

电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。

步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。

步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。

广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。

选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。

而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。

在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。

一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。

选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。

在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。

但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。

精度是由电机的固有特性所决定。

选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。

2.2 传动方案传动时应满足的要求数控回转工作台一般由原动机、传动装置和工作台组成,传动装置在原动机和工作台之间传递运动和动力,并可实现分度运动。

在本课题中,原动机采用电液脉冲马达,工作台为T形槽工作台,传动装置由齿轮传动和蜗杆传动组成。

合理的传动方案主要满足以下要求:(1)机械的功能要求:应满足工作台的功率、转速和运动形式的要求。

(2)工作条件的要求:例如工作环境、场地、工作制度等。

(3)工作性能要求:保证工作可靠、传动效率高等。

(4)结构工艺性要求;如结构简单、尺寸紧凑、使用维护便利、工艺性和经济合理等。

2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算许多机械加工需要微量进给。

要实现微量进给,步进电机、直流伺服交流伺服电机都可作为驱动元件。

对于后两者,必须使用精密的传感器并构成闭环系统,才能实现微量进给。

在闭环系统中,广泛采用电液脉冲马达作为执行单元。

这是因为电液脉冲马达具有以下优点:(1)直接采用数字量进行控制;(2)转动惯量小,启动、停止方便;(3)成本低;(4)无误差积累;(5)定位准确;(6)低频率特性比较好;(7)调速范围较宽;采用电液脉冲马达为驱动单元,其机构也比较简单,主要是变速齿轮副、滚珠丝杠副,以克服爬行和间隙等不足。

通常步进电机每加一个脉冲转过一个脉冲当量;但由于其脉冲当量一般较大,如0.01mm,在数控系统中为了保证加工精度,广泛采用电液脉冲马达的细分驱动技术。

1)电液脉冲马达电机的选择按照工作要求和条件选Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电机。

2)选择电液脉冲马达的额定功率马达的额定功率应等于或稍大于工作要求的功率。

额定功率小于工作要求,则不能保证工作机器正常工作,或使马达长期过载、发热大而过早损坏;额定功率过大,则马达价格高,并且由于效率和功率因素低而造成浪费。

2.4 轴承的选用滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。

它是依靠主要元件的滚动接触来支撑转动零件的。

与滑动轴承相比,滚动轴承摩擦力小,功率消耗少,启动容易等优点。

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