旋转工作台制造技术

为了解决现有技术方案中的成本、传动效率、传动背隙等问题，本发明专利技术提出了一种使用精密行星齿轮减速器的转台。本发明专利技术提供的旋转工作台采用精密行星齿轮减速，比起直驱电机方案传动刚性高、负载惯量适应性强；比蜗轮副方案效率高，功率密度大。且本发明专利技术提供的旋转工作台优选方案中，采用了自制输出端多点接触滚珠轴承方式，采用多点接触式球轴承的结构，相比现有行星轮轴承采用的圆柱滚针轴承的制造精度更高，承载能力、刚度更强和传动精度更高；同时多点接触式球轴承结构可以做预加负荷，消除轴承游隙，从而减少了减速器的反向间隙。从而减少了减速器的反向间隙。从而减少了减速器的反向间隙。

【技术实现步骤摘要】
旋转工作台


[0001]本专利技术涉及一种旋转工作台，具体涉及一种高精度数控旋转工作台。

技术介绍

[0002]目前，常见旋转工作台的设计方案分为三种，分别是直驱力矩电机方案、蜗轮副减速方案以及齿轮减速方案，以下就三种方案进行具体说明：
[0003]1】直驱电机方案
[0004]作为直驱电机的代表：西门子直驱力矩电机的位置控制一般采用高精度圆光栅进行全闭环反馈，台面支撑采用进口台面轴承，虽然精度有保证，但外购件成本很高，而且电机直接面对工作台和工件惯量，其惯量不易匹配，机电耦合系统易失稳，不同负载惯量需要电气多套参数匹配。
[0005]2】蜗轮副减速方案
[0006]该方案的优点是由于其减速比较大，负载惯量对电机影响较小，但传动效率低，一般只有60％，且易产生热变形，制造难度大，此外，因蜗杆圆周线速度不能超过5m/sec，小直径蜗杆驱动刚度不够，大直径蜗杆无法达到较高输出转速要求。另外，单蜗轮副结构不能消除传动背隙，而要消除传动背隙是就要采用复杂的双蜗轮结构，制造难度和成本都比较高。
[0007]3】渐开线齿轮减速方案
[0008]经过修形设计和精密磨削的硬齿面渐开线齿轮具有精度高，传动效率高，对中心距精度要求不敏感，能适应高、中、低不同转速要求等优点，被各种传动机构广泛应用。但缺点是单一传动元件由于制造误差等原因，也无法做到无背隙传动，而一般采用一个单齿轮和两个具有切向拉簧消隙齿轮啮合的方案，消隙转矩有限，不能承载大的转矩负载。

技术实现思路

[0009]为了解决以上技术方案中的成本、传动效率、传动背隙等问题，本专利技术提出了一种使用精密行星齿轮减速器的转台。
[0010]本专利技术的具体技术解决方案如下：
[0011]该旋转工作台包括电机、转台基座、转台面、设置于转台基座内的行星轮减速器，所述行星轮减速器包括内齿壳以及沿内齿壳轴向依次设置的一个高速级行星齿轮减速机构、N个中速级行星齿轮减速机构和一个低速级行星齿轮减速机构，N≥0，高速级、中速级、低速级行星齿轮减速机构均包括太阳轮、行星轮、行星架以及行星轴；所述转台面与低速级行星架固定连接，电机通过行星轮减速器将动力传输至转台面；
[0012]所述低速级行星架上设置有用于测量输出转速的转速测量单元，转速测量单元用于将低速级行星架的实时位置回传至电机控制单元，电机控制单元根据实时位置调整电机的输出。
[0013]进一步地，所述转速测量单元包括与低速级行星架固定连接的磁栅盘，通过接触读取磁栅盘位置的读数头，用于将读数头读取的信息进行传输的电缆。
[0014]进一步地，所述行星轮减速器采用无反向间隙的行星齿轮机构。
[0015]进一步地，所述内齿壳与转台基座为一体件。
[0016]进一步地，所述高速级行星齿轮减速机构的高速级太阳轮与电机输出轴固定连接，高速级太阳轮与高速级行星轮啮合，高速级行星轮与高速级行星架通过高速级行星轴连接，高速级行星架固定套接于相邻的下一级中速级行星齿轮减速机构的中速级太阳轮上；中速级太阳轮为分段式结构，所述分段式结构包括驱动段和传递段，驱动段与上一级减速机构的行星架套接，传递段与相邻的下一级减速机构的行星轮啮合；重复所述结构直至与低速级行星齿轮减速机构的低速级太阳轮啮合。
[0017]进一步地，所述电机的输出轴通过联轴套与高速级行星齿轮减速机构的太阳轮连接，高速级行星齿轮减速机构的太阳轮通过销轴的过盈配合将其固定在联轴套上。
[0018]进一步地，所述中速级太阳轮的驱动段和传递段均为齿轮结构，驱动段的齿高小于传递段的齿高，驱动段齿轮与上一级减速机构的行星架啮合并通过键固定实现套接，上一级行星架的端面与当前级太阳轮上的传递段外齿端面接触，并同时与当前级行星轮端面形成微间隙。
[0019]进一步地，所述低速级行星架与内齿壳之间设置有N列滚珠及N列滚道，N为自然数，且N≥1；所述滚道截面包括至少一段与所述截面圆心不重合的圆弧；所述滚道由设置在内齿壳上的外圈内滚道和设置在行星架上的内圈外滚道组成。
[0020]进一步地，所述高速级行星齿轮减速机构、中速级行星齿轮减速机构或低速级行星齿轮减速机构行星架与行星轮之间均通过行星轴连接，行星轴与行星轮之间设置有多点接触式滚珠轴承。
[0021]进一步地，所述低速级行星架与内齿壳之间设置有N列滚珠及N列滚道，N为自然数，且N≥2；所述N为2时，第一轴承滚道包含四段与截面圆心不重合的圆弧，每段占截面周长的1/4；第二轴承滚道包含四段与截面圆心不重合的圆弧，每段占截面周长的1/4；第一轴承滚道的圆弧和第二滚道的圆弧相同；或所述N为2时，第一轴承滚道包含两段异心的圆弧，每段占截面周长的1/2；第二轴承滚道包含两段异心的圆弧，每段占截面周长的1/2；第一轴承滚道的圆弧和第二滚道的圆弧镜像设置；或所述N为3时，第一轴承滚道包含一段与截面圆心不重合的圆弧，占截面周长的1/4；第三轴承滚道包含一段与截面圆心不重合的圆弧，占截面周长的1/4；第二轴承滚道包含两段异心的圆弧，占截面周长的1/2；第一轴承滚道的圆弧和第三滚道的圆弧镜像设置。
[0022]进一步地，所述低速级行星架与转台面之间设置有用于使低速级行星架与转台面共轴的轴套，轴套与低速级行星架过盈配合。
[0023]进一步地，所述转台面上设置有T型槽。
[0024]进一步地，所述高速级行星齿轮减速机构的行星轮通过输入电机与高速级太阳轮过盈连接的部分进行轴向定位；所述中速级行星齿轮减速机构的行星轴与行星架上的行星轴安装孔为过盈配合，上一级行星架的端面与当前级太阳轮上的传递段外齿端面接触，互相提供轴向定位；所述中速级行星齿轮减速机构的行星轮和行星架相互接触实现轴向定位。
[0025]进一步地，所述低速级行星架的轴向定位由N列滚珠及N列滚道提供。
[0026]本专利技术的优点在于：
[0027]1、本专利技术提供的旋转工作台采用精密行星齿轮减速，比起直驱电机方案传动刚性高、负载惯量适应性强；比蜗轮副方案效率高，功率密度大。
[0028]2、本专利技术提供的旋转工作台优选方案中，采用了自制输出端多点接触滚珠轴承方式，采用多点接触式球轴承的结构，相比现有行星轮轴承采用的圆柱滚针轴承的制造精度更高，承载能力、刚度更强和传动精度更高；同时多点接触式球轴承结构可以做预加负荷，消除轴承游隙，从而减少了减速器的反向间隙。
[0029]3、本专利技术提供的旋转工作台优选方案中，减速器通过采用电机和行星减速器之间的连接结构(联轴套)对第一级行星齿轮减速机构的行星轮进行轴向定位、当前级行星架对行星轮轴承进行轴向定位、上一级行星架通过下一级太阳轮的传递段轴向定位，同时同一级行星轮和行星架直接接触实现相互轴向定位，与现有减速器结构相比，本专利技术的结构不仅缩短了行星齿轮减速器的整体轴向尺寸，同时也减少了零件特征与数量，降低制造成本。
[0030]4、本专利技术提供的旋转工作台优选方案中，在相邻两级行星齿轮减速机构中上一级行星架的端面与当前级行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转工作台，包括电机、转台基座和转台面，其特征在于：还包括设置于转台基座内的行星轮减速器，所述行星轮减速器包括内齿壳以及沿内齿壳轴向依次设置的一个高速级行星齿轮减速机构、N个中速级行星齿轮减速机构和一个低速级行星齿轮减速机构，N≥0，高速级、中速级、低速级行星齿轮减速机构均包括太阳轮、行星轮、行星架以及行星轴；所述转台面与低速级行星架固定连接，电机通过行星轮减速器将动力传输至转台面；所述低速级行星架上设置有用于测量输出转速的转速测量单元，转速测量单元用于将低速级行星架的实时位置回传至电机控制单元，电机控制单元根据实时位置调整电机的输出。2.根据权利要求1所述的旋转工作台，其特征在于：所述转速测量单元包括与低速级行星架固定连接的磁栅盘，通过接触读取磁栅盘位置的读数头，用于将读数头读取的信息进行传输的电缆。3.根据权利要求2所述的旋转工作台，其特征在于：所述行星轮减速器采用无反向间隙的行星齿轮机构。4.根据权利要求3所述的旋转工作台，其特征在于：所述高速级行星齿轮减速机构的高速级太阳轮与电机输出轴固定连接，高速级太阳轮与高速级行星轮啮合，高速级行星轮与高速级行星架通过高速级行星轴连接，高速级行星架固定套接于相邻的下一级中速级行星齿轮减速机构的中速级太阳轮上；中速级太阳轮为分段式结构，所述分段式结构包括驱动段和传递段，驱动段与上一级减速机构的行星架套接，传递段与相邻的下一级减速机构的行星轮啮合；重复所述结构直至与低速级行星齿轮减速机构的低速级太阳轮啮合。5.根据权利要求4所述的旋转工作台，其特征在于：所述电机的输出轴通过联轴套与高速级行星齿轮减速机构的太阳轮连接，高速级行星齿轮减速机构的太阳轮通过销轴的过盈配合将其固定在联轴套上。6.根据权利要求5所述的旋转工作台，其特征在于：所述中速级太阳轮的驱动段和传递段均为齿轮结构，驱动段的齿高小于传递段的齿高，驱动段齿轮与上一级减速机构的行星架啮合并通过键固定实现套接，上一级行星架的端面与当前级太阳轮上的传递段外齿端面接触，并同时与当前级行星轮端面形成微间隙。7.根据权利要求1至6任一所述的旋转工作台，其特征在于：所述低速级行星架与内齿壳之间设置有N列滚珠及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊岭，
申请(专利权)人：陕西六环智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：