力矩电机转台设计研究要点

转 台的机 械磨 损 减小 ，提 高 了稳 定性 。
良的刹 车性 能 对转 台来 说 是 必 不可 少 的 。若刹 车 力
不 足或 刹 车不 良 ，轻则 影 响 零 件加 工 精 度 ，重 则 危 害
２ 力矩 电机转 台设计
使用人员的人身安全 。
目前 ，力 矩 电机转 台 比较 常 用 的刹车 机 构有碟 片
无 中 间 传 动 结 构零 部 件 ，如 蜗 轮 、蜗 杆 、齿 轮 的极 限
转速 与极 限加速度 限制 ，力矩 电机转 台转速 可达
３０００ ｒｐｍ，是 传统 机 械转 台转 速 的几 十倍 。
图 １ 传统 转台驱动方式简 图
（３）大刚度 、高稳定性 由于消除 了中间传 动结构 ，再无传 动滞后及传
动间隙 ，提升了力矩 电机转 台的刚度 ；直接传动 ，使
收 稿 日期 ：２０１６—０４—２３ 作者简 介 ：辛 文涛（１９８６一），男 ，广东广 州人 ，研究 生 ，研究方 向 ：力矩 电机转 台设计 。
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Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍ ａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．０７，２０１６
（４）编码 器选 用
在 力 矩 电机转 台设 计 与 开发 中 ，需 要 注 意 以下 核 心
在转 台机 械性 能 合格 的情 况 下 ，编码 器直 接决 定
要 素 ［４Ｉ。
了转 台的精 度 ：分割 精度 与重 复 精度 。市 场上 有 多种
（１）力矩 电机 力 矩 电机 作 为转 台 的心脏 ，是 力 矩 电机转 台性 能 的保 证 ，将 直 接 影 响转 台 的高 转速 与快 速 响 应 能 力 。 随着 零 件 的 加工 难 度 与精 度 要 求 不 断 提 高 ，要 求 转 台输 出功 率 与扭 矩也 越 来越 大 ，因此 ，为 转 台配 置一 支高 性 能力 矩 电机是 必 不可 少 的 。 在力 矩 电机 的设 计 过程 中 ，可根 据力 矩 电机 转 台
《装备制造技百度文库１２０１６年第 ０７期
力矩 电机转 台设计研 究要点
辛文涛 ，李 军涛 ，单 杰
（广 州市 昊 志机 电股份 有 限公 司 ，广东 广 州 ５１００００）
摘 要 ：本 文主要 阐述 了力矩 电机 转台的主要特点优 势，及 其设计研 究所 需考虑 的核 心要 素。 关 键 词 ：力矩 电机 ；转 台 ；核 心 要 素
中图分类号 ：ＴＧ５８０
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１６７２－５４５Ｘ（２０１６）０７—００９５—０２
随着航空航天 、铁路 、军工 、手机制造 、汽车等行 业 的 飞 速发 展 ，对 数 控 机床 的加 工 精 度 与 加 工 效率 要求越来越高 。转台作为数控机床的主要功能部件 ， 不仅需求量 日益增大 ，对其性能要求也越来越高。在 各 式 转 台 中 ，力 矩 电机 转 台具 有 独 特 的魅 力 ，高 转 速 、高精度 、大刚度 、高稳定性等优点 ，使其在市场上 深 受 欢 迎 ，所 以力 矩 电机 转 台 的设 计 与开 发 ，具 有 积 极 的 意 义 。
取决 于 回转 支 撑 轴 承 的刚 度 。 转 台一 般 拥 有 角 秒 级 究 ，具 有积 极 的意 义与 广 阔 的发展 前景 。
械转 台的百倍 以上 。
（２）高转 速 、快速 响应 能 力
高转速与快速响应 能力可提高生产效率 、改善
零 件 加工 质 量 。由于 消 除 了中间 传动 结构 ，再无 滞后
问题 ，且减 小 了运 动 体 的惯 量 ，力 矩 电机 转 台 的响 应
能力 大大提升 ，远优异于传统机械转 台。 同时 ，由于
负载
１ 主要特 点及优 势
力 矩 电 机
传 统 转 台 与力 矩 电机 转 台驱 动方 式 如 下 图 １、图 ２所 示 ，传 统 转 台 通 过 蜗 轮 、蜗 杆 、齿 轮 等 传 动 环 节 来 间接 驱 动 负 载 ，而 力 矩 电机 转 台可 直接 驱 动 负载 ， 力 矩 电机 转 台 主 要 特 点 及 优 势 体 现 在 以 下 几 个 方 面 【 一。
的性 能要求 ，以确定力矩 电机 的各项 电机参数 ，如转 速 、功 率 、扭 矩 等 ，进 而 选 择 合 适 的力 矩 电机 冷却 方 ３ 结 束 语
案 、绕组方式 、电机极数等。
（２）轴 承选 择
力矩 电机转 台优 良的性 能 ，使其 广泛 应用 于 高精
在 力矩 电机 转 台设 计 中 ，回转体 的机械 性 能 主要 度 车 床 、铣 床等 数 控 机 床 ，力 矩 电机 转 台 的设计 与研
近年 来 ，市场 上 出现 了一 股数 控 机床 升 级第 四轴 或 第 五 轴 的热 潮 ，市场 对 转 台的需 求 急 速 增 加 ，竞 争 激 烈 ，力 矩 电机 转 台 的设 计 与 研发 面临 着 新 的挑 战 。
式及 环 抱 式 ，各 有 优 缺点 ，可 根据 力 矩 电机 转 台结 构 及 使 用工 况 选用 。
品牌 的编码 器 可 供选 择 ，分 辨率 从 ２０角秒 到 ０．０２角 秒 不 等 ，但 编 码器 精 度越 高 ，价格 越高 昂。
（５）外 形 尺 寸控 制 力矩 电机转 台作 为数 控 机床 的第 四轴 时 ，其外 形 尺 寸会 减 小 数 控 机床 的各 向 行程 ，而 数 控 机 床 的行 程是数控机床性能 的重要 指标 ，因此 ，在保证力矩 电 机性 能 要求 的情 况 下 ，应尽 量减 小转 台的外 形尺 寸 。
负 载
图 ２ 力矩 电机转 台驱动方式简 图
（１）高精 度性 力矩 电机转台实现 了电机与负载间的直接耦合 驱动 ，传动间隙不再存在 ，且 消除了中间传动环节所 造成 的误差 ，如蜗轮 、蜗杆 、齿轮误差 ，提 高了传动精 度 ，再 配 以 高精 度 轴 承 与编 码 器 ，力 矩 电机 转 台的分 割 精 度 与重 复 精度 可 达 ０．０５角秒 ，其 精 度是 传 统机