数控回转工作台原理与数控技术发展趋势

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分度工作台和数控回转工作台

分度工作台和数控回转工作台

分度工作台和数控回转工作台
回转工作台使数控机床能根据掌握指令作分度或回转运动,完成指定的加工工序。

常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。

分度工作台只能完成分度运动,不能实现圆周进给运动;数控回转工作台能实现圆周进给运动。

1)分度工作台
通常分度工作台的分度运动只限于某些规定的角度,不能实现0°~360°范围内任意角度的分度。

为了保证加工精度,分度工作台的定位(定心和分度)精度要求很高,要有特地的定位元件来保证。

分度工作台按其定位机构的不同分为定位销式分度工作台和鼠牙盘式分度工作台:
(1)定位销式分度工作台
定位销式分度工作台采纳定位销和定位孔作为定位元件,定位精度取决于定位销和定位孔的位置精度和协作间隙,最高精度可达±5分。

(2)鼠牙盘式分度工作台
采纳鼠牙盘定位的分度工作台能达到较高的分度定位精度,一般为±3分,最高可达±0.4分。

能承受很大的外载,定位刚度高,精度保持性好。

2)数控回转工作台
为了扩大数控机床的加工性能,适应某些零件加工的需要,数控机床的进给运动,除X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动之外,还可以
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。

数控机床的圆周进给运动,由数控回转工作台实现。

数控回转工作台能实现自动进给,在结构上和数控机床的进给驱动机构有很多共同之点。

不同之点在于数控机床的进给驱动机构实现的是直线进给运动,而数控回转工作台实现的是圆周进给运动。

数控回转工作台分为开环和闭环两种。

数控回转工作台的用途

数控回转工作台的用途

数控回转工作台主要用于数控幢床和铣床,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。

数控回转工作台的回转运动是靠伺服电动机驱动该回转工作台台面下的蜗轮蜗杆机构来实现的,再由蜗轮带动其转动。

数控回转工作台的台面与蜗轮的连接方式如图9-33所示。

图9-33数控回转工作台的台面与蜗轮的连接方式2.数控回转工作台的工作原理如图9-34所示为JCS-013型自动换刀数控卧式it铣床的数控回转工作台.该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。

数控回转工作台的运动由伺服电动机1驱动,经齿轮2,4带动蜗杆9,通过蜗轮10使工作台回转。

为了尽量消除传动间隙和反向间隙,齿轮2,4相啮合的侧隙是靠调整偏心环来消除的。

齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5(A-A剖面)来连接的,这种连接方式能消除轴与套之间的配合间隙。

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9的轴向位置来调整间隙。

这样蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距,使得蜗杆齿厚从一端向另一端逐渐增厚。

但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍然保持着正常的啮合。

调整时先松开螺母7上的锁紧螺钉8,使压块s与调整套11松开,同时将楔形拉紧圆柱销5松开,然后转动调整套11,带动蜗杆9轴向移动。

根据设计要求,蜗杆有10 mm的轴向移动调整量,这时蜗杆副的侧隙可调整0. 2 mm。

调整后锁紧调整套11和楔形拉紧圆柱销5,蜗杆的左右两端都由双列滚针轴承支承。

其左端为自由端,可以伸长,以消除温度变化的影响;右端装有双列推力轴承.能轴向定位。

当数控回转工作台静止时必须处于锁紧状态,其台面用沿其圆周方向分布的8个夹紧液压缸进行夹紧。

当数控回转工作台不回转时,夹紧液压缸14的上腔进压力油,使活塞15向下运动,通过钢球17、夹紧瓦12,13将蜗轮10夹紧;当数控回转工作台需要回转时,数控系统发出指令,使夹紧液压缸14上腔的油流回油箱,在弹簧16的作用下,钢球17抬起,夹紧瓦12,13松开蜗轮10,然后由伺服电动机1通过传动装置,使蜗轮和数控回转工作台按照控制系统的指令进行回转运动。

数控回转工作台的结构设计与应用

数控回转工作台的结构设计与应用

数控回转工作台的结构设计与应用数控回转工作台是一种常见的机械加工设备,主要用于机械加工中的旋转定位和夹持。

本文将介绍数控回转工作台的结构设计与应用。

一、数控回转工作台的结构设计数控回转工作台一般由底座、回转部分、工作台面、传动系统、控制系统等组成。

1.底座:承载整个数控回转工作台的重量,利于定位和固定。

2.回转部分:由电机、减速器、分度机构组成,控制工作台旋转,通过分度机构留下特定的度数供夹紧物品使用,给予机床电机驱动,实现回转的复合运动。

3.工作台面:与加工部件接触,完成工件的夹紧和定位。

它可以按照加工件形状和尺寸进行设计变形,并且可以选用进口铝板或者不锈钢板,保证夹紧工件的稳定性。

4.传动系统:接受数控机指令,控制工作台转动,保障加工品质。

5.控制系统:包括数控系统、机床系统、分度控制系统等,实现严格的加工控制。

二、数控回转工作台的应用数控回转工作台用于加工技术的广泛应用。

例如:1.钟表、汽车、航空航天等行业的零部件加工。

数控回转工作台可以根据加工要求对工件进行定位,夹紧和旋转,可以实现各种形状的零部件的高精度加工。

2.船用或铁路技术方面的大型件件零部件的加工。

数控回转工作台在大型件加工时可以利用其旋转定位的优势,保障加工的精度和质量。

3.军事加工等高精度加工领域。

数控回转工作台在高精度加工领域的需要越来越重要,可以实现严格的定位,夹紧,旋转等加工过程,这对于航空、航天等高端技术的发展起到了不可替代的作用。

总之,数控回转工作台作为机械加工领域的重要设备,在各个行业都有着广泛的应用,其采用的结构设计和控制技术可以提高加工质量和生产效率,推动机械加工技术的发展。

数控技术的发展趋势

数控技术的发展趋势

数控技术的发展趋势 中国作为⼀个制造⼤国,主要还是依靠劳动⼒、价格、资源等⽅⾯的⽐较优势,⽽在产品的技术创新与⾃主开发⽅⾯与国外同⾏的差距还很⼤。

下⾯,店铺就为⼤家讲讲数控技术的发展趋势,⼀起来了解⼀下吧! 数控技术的发展趋势 数控技术不仅给传统制造业带来了⾰命性的变化,使制造业成为⼯业化的象征,⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤,它对国计民⽣的⼀些重要⾏业的发展起着越来越重要的作⽤。

尽管⼗多年前就出现了⾼精度、⾼速度的趋势,但是科学技术的发展是没有⽌境的,⾼精度、⾼速度的内涵也在不断变化,正在向着精度和速度的极限发展。

从世界上数控技术发展的趋势来看,主要有如下⼏个⽅⾯: 1.机床的⾼速化、精密化、智能化、微型化发展 随着汽车、航空航天等⼯业轻合⾦材料的⼴泛应⽤,⾼速加⼯已成为制造技术的重要发展趋势。

⾼速加⼯具有缩短加⼯时间、提⾼加⼯精度和表⾯质量等优点,在模具制造等领域的应⽤也⽇益⼴泛。

机床的⾼速化需要新的数控系统、⾼速电主轴和⾼速伺服进给驱动,以及机床结构的优化和轻量化。

⾼速加⼯不仅是设备本⾝,⽽且是机床、⼑具、⼑柄、夹具和数控编程技术,以及⼈员素质的集成。

⾼速化的最终⽬的是⾼效化,机床仅是实现⾼效的关键之⼀,绝⾮全部,⽣产效率和效益在“⼑尖”上。

2.五轴联动加⼯和复合加⼯机床快速发展 采⽤五轴联动对三维曲⾯零件进⾏加⼯,可⽤⼑具最佳⼏何形状进⾏切削,不仅光洁度⾼,⽽且效率也⼤幅度提⾼。

⼀般认为,1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床,特别是使⽤⽴⽅氮化硼等超硬材料铣⼑进⾏⾼速铣削淬硬钢零件时,五轴联动加⼯可⽐三轴联动加⼯发挥更⾼的效益。

但过去因五轴联动数控系统主机结构复杂等原因,其价格要⽐三轴联动数控机床⾼出数倍,加之编程技术难度较⼤,制约了五轴联动机床的发展。

当前数控技术的发展,使得实现五轴联动加⼯的复合主轴头结构⼤为简化,其制造难度和成本⼤幅度降低,数控系统的价格差距缩⼩。

针对数控技术的现状及发展趋势进行简要分析

针对数控技术的现状及发展趋势进行简要分析

针对数控技术的现状及发展趋势进行简要分析发布时间:2022-01-06T08:55:39.355Z 来源:《科学与技术》2021年8月第22期作者:马阁马丰燕薄敬涛[导读] 随着经济的全球化发展,世界各个国家都会进行有利于自身发展战略的制马阁马丰燕薄敬涛中车青岛四方机车车辆股份有限公司摘要:随着经济的全球化发展,世界各个国家都会进行有利于自身发展战略的制定,争取成为高端的制造企业。

数控技术作为制造企业实现发展的主要技术,作为新型技术行业的灵魂,但国内数控技术在实践发展流程中仍存在诸多不足,我国数控机床相关研究者逐渐意识到数控技术和发达国家数控技术存在的偏差,正在致力于新型制造技术的研发,提升创新程度,促进我国数控技术进入世界前言。

故此,本文就数控技术的概述,分析其发展现状与发展趋势,意在保证制造行业的可持续发展。

关键词:数控技术;发展现状;发展趋势;基于社会经济飞速发展的环境下,我国制造行业呈逐渐改革趋势,制造行业规模与发展水平变成权衡国家综合国力的标志性行业。

数控行业的发展技术即为数控机床,作为制造行业实现现代化的技术的关键基石,数控技术发展又是我国制造行业实现现代化的主要标志。

通过对数控技术的运用,有利于符合精准度高、大批量、种类繁多等零件制造和加工,还是工业制造行业实现信息化、集成化、数字化、自动化的重要保证,还是现代化机床行业的核心与灵魂。

1.数控技术的概述所谓的数控技术泛指通过数字信息控制机械活动与工作流程的技术,数控技术作为集微电子、计算机、自动化、电力电子、现代化制造等诸多技术一体化的柔性制造技术,目前其正在使用计算机控制数字程序。

此类技术一般使用计算机技术根据事先控制程序落实控制设备的能力。

因需要使用计算机技术代替传统由硬件电路思维构成的一种数控设备,实现控制输入数据的运算处理、储存、逻辑判断等功能,都能采用计算机软件合理完成。

2.数控技术发展现状近年来,我国开始加强重视数控技术,外加大部分行业致力于对数控技术的研究与创新,据此其获得了巨大进步。

(5X5)方台面数控回转工作台设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)

(5X5)方台面数控回转工作台设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)

(500X500)方台面数控回转工作台设计目录绪论 (3)第一章:数控回转工作台的原理与应用 (4)1.1 数控回转工作的原理 (4)1.2 设计准则 (5)1.3 主要技术参数 (5)1.4 本章小结 (5)第二章:数控回转工作台的结构设计 (6)2.1 传动方案的确定 (6)2.2齿轮传动的设计 (7)2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9)2.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (10)2.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12)2.6 轴的校核与计算 (13)2.7 弯矩组合图 (14)2.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (14)2.9 齿轮上键的选择及校核 (15)2.10 轴承的选用 (15)2.11 本章小结 (16)第三章数控技术发展趋势 (16)3.1 性能发展方向 (16)3.2 功能发展方向 (17)3.3 体系结构的发展 (18)3.4 智能化新一代PCNC数控系统 (19)第四章总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)绪论毕业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。

数控回转工作台设计含全套CAD图纸

数控回转工作台设计含全套CAD图纸
Key Words: NC milling machines;NC rotating table; Worm transmission
第一章 绪论
1.1概述
数控铣床作为效率比较高的机械制造设备,现在应用的已经非常普遍了。在加工工件时,将工件装在回转台上,为了满足工件的加工需求,能给工件加工到更多的表面,除了一般机床都能进行的三轴直线运动之外,还必须用回转工作台来给工件做回转运动。数控系统控制着工作台,去做各种需求的圆周运动。必要时它可以和其他的坐标轴一起联动,这样来加工复杂一点的零件。同时在精度的保证下,理论上可以实现任意角度、任意分度的转动。数控回转工作台的结构最常见的是用电机作为动力源,再者是齿轮传动来减速,最后是蜗轮蜗杆连接工作台,起到带动转动的作用。设计中回转精度是主要的参考对象。
关键词:数控铣床 数控回转工作台 蜗杆传动
ract
The NC machine is playing an increasingly important role in mechanism manufacture. The reliability is the main signal to measure its performance with the tendency of high power, high speed, high fidelity and high stability. However, the NC rotating table, as an inevitable part of NC machine, has affected its overall performance directly because of its high fidelity. In order to improve the optional efficiency and expand the technology scope of NC machine, the feed movement must follow X, Y, and Z coordinate axes as well as being accomplished by NC rotating table to finish its circular feed movement, to reach a purpose that enable the indexing automatically to change the position of machining work pieces with related spindle, and finally make the surface machining conveniently. Besides, improving productivity and machining fidelity, eliminating artificial errors, can also be realized when the NC rotating table is in conjunction with the control of NC system. It is, available to rotating and multi-faced machining, floor parts and boxes parts, mainly applied in NC milling machines and boring machines. The topic in my essay is primarily designed for NC rotating table of milling machines with key parts designing and checking, using the auto CAD software to render assembly drawing and parts drawing.

数控技术历史发展趋势及新技术论文3000字

数控技术历史发展趋势及新技术论文3000字

数控技术历史发展趋势及新技术论文数控技术,简称数控(Numerical Control )即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。

它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。

数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。

发展历史1948年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。

由于样板形状复杂多样,精度要求高,一般加工设备难以适应,于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。

1949年,该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究,并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。

1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数控机床,称为加工中心( MC Machining Center),使数控装置进入了第二代。

1965年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少,且可靠性提高,价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的发展。

60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。

1974年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC),这是第五代数控系统。

20世纪80年代初,随着计算机软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数控机床的自动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。

20世纪90年代后期,出现了PC+CNC智能数控系统,即以PC机为控制系统的硬件部分,在PC机上安装NC软件系统,此种方式系统维护方便,易于实现网络化制造。

现在,数控技术也叫计算机数控技术(Computerized Numerical Control 简称:CNC),目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

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目录1 绪论 (3)1.1 前言 (3)1.2 课题来源 (3)1.3 研究目的与意义 (3)1.4 研究工程的现状及发展趋势 (3)2 数控回转工作台原理 (4)2.1 数控回转工作台 (4)2.2 设计准则 (5)2.3 主要技术参数 (5)2.4 本章小结 (5)3 数控回转工作台结构设计 (5)3.1 传动技术方案的确定 (5)3.2 齿轮传动的设计 (7)3.3 伺服电机的选择及运动参数的计算 (9)3.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (10)3.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12)3.6 轴的校核与计算 (13)3.7 弯矩组合图 (14)3.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (15)3.9 齿轮上键的选取与校核 (15)3.10 轴承的选用 (15)3.11 本章小结 (16)4 数控技术发展趋势 (16)4.1 性能发展方向 (16)4.2 功能发展方向 (17)4.3 体系结构的发展 (18)4.4 智能化新一代PCNC数控系统 (19)5 设计归纳总结 (19)6 参考文献 (20)1 绪论1.1 前言加工中心最初是从数控铣床发展而来的。

第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。

它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置,从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。

二十世纪70年代以来,加工中心得到迅速发展,出现了可换主轴箱加工中心,它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱,能对工件同时进行多孔加工。

一台加工中心是由机床(机械部分)和控制系统(电气部分)两部分组成,机床是加工中星的主体,控制系统是加工中心的核心。

加工中心的主机通常是由三大基础部件组(床身、立柱和工作台)和主轴部件、刀具存储自动交换系统(ATC)及其它辅助功能部件组成。

有的加工中心还具有托盘(工作台)自动交换系统(APC)。

1.2 课题来源这次毕业设计的课题来源于自选课题——面向壳体零件的卧式加工中心工作台设计,目的是通过本次的设计工作,能够在对面向壳体零件加工的卧式加工中心的了解的基础上,实现对加工中心工作台的设计,并与同组人的对主轴部件、刀库、夹具的设计相应,最终设计出整个机床主要结构部件。

此课题让我们有机会对机械设计方面的知识有一个系统的回顾,进一步加深学习。

1.3 研究目的与意义毕业设计主要是培养我们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,培养我们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。

培养我们的设计计算、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,使我们初步掌握科学研究的基本方法和思路。

本次毕业设计主要是解决卧式加工中心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。

1.4 研究工程的现状及发展趋势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。

预计未来几年,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。

2 数控回转工作台原理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。

2.1 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2-1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,经齿轮减速后由蜗杆-蜗轮带动。

图2-11—工作台 2—滚柱导轨 3、4—夹紧瓦 5—小液压缸 6—活塞 7—弹簧8—钢球 9—圆光栅 10—双列圆柱滚子轴承 11—圆锥滚子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。

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11及双列向心圆柱滚子轴承10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。

2.2 设计准则1)分析原理和性能2)判别功能载荷及其意义3)功能设计应适应制造工艺和降低成本的要求4)提高合理的应力分布和刚度5)重量要适宜6)应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸7)根据性能组合选择材料8)零件与整体零件之间精度的进行选择2.3 主要技术参数(1)回转半径:315 mm(2)重复定位精度:0.005 mm(3)电机功率0.5 kw(4)电机转矩 8.0 N.M(5)总传动比:72.5(6)最大承载重量100㎏2.4 本章小结主要简单介绍毕业设计题目(数控回转工作台)和其发展简况,设计背景、工作原理、设计参数也作了进一步的说明。

3 数控回转工作台结构设计3.1 传动技术方案的确定3.1.1 驱动方式选择由于数控回转工作台的控制精度要求较高且工作功率不大,动力源应选择微特电机。

可选步进电机或伺服电机。

由于本工作台设计为闭环控制,故开环的步进电机不合适,选用用于闭环控制中的,广泛使用的交流伺服电动机:交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。

目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。

当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。

交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点:1、起动转矩大:由于转子电阻大,其转矩特性曲线与普通异步电动机的转矩特性曲线相比,有明显的区别。

它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。

因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。

2、运行范围较广3、无自转现象:正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。

当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。

当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。

交流伺服电动机运行平稳、噪音小。

但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。

3.1.2 传动技术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。

合理的传动技术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。

3.1.3 传动技术方案及其分析数控回转工作台传动技术方案为:伺服电机——齿轮传动——蜗杆传动——工作该传动技术方案分析如下:齿轮传动承受载能力较高,传递运动准确、平稳,传递功率和圆周速度范围很大,传动效率高,结构紧凑。

蜗杆传动有以下特点:1.传动比大在分度机构中可达1000以上。

与其他传动形式相比,传动比相同时,机构尺寸小,因而结构紧凑。

2.传动平稳蜗杆齿是连续的螺旋齿,与蜗轮的啮合是连续的,因此,传动平稳,噪声低。

3.可以自锁当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时,若蜗杆为主动件,机构将自锁。

这种蜗杆传动常用于起重装置中。

4.效率低、制造成本较高蜗杆传动是,齿面上具有较大的滑动速度,摩擦磨损大,故效率约为0.7-0.8,具有自锁的蜗杆传动效率仅为0.4左右。

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