專利名稱：一種回轉工作臺結構及機床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及回轉工作臺技術領域，尤其涉及一種回轉工作臺結構及機床。
背景技術：
隨著數(shù)控機床技術的快速發(fā)展，數(shù)控回轉工作臺的需求越來越大，并且對其回轉精度、工作可靠性、エ藝性、低能耗等方面的要求也越來越高。傳統(tǒng)滑動導軌工作臺由于是靠金屬滑動導軌面作為旋轉支撐，金屬滑動導軌面的摩擦系數(shù)較高，所以要求驅動功率很大，會發(fā)熱，不能高轉速，能耗高。目前靜壓回轉工作臺被越來越多的采用，但靜壓導軌結構復雜，加工要求高，同時裝配エ藝難度也較大，稍有不慎就會發(fā)生漏油現(xiàn)象，會污染環(huán)境 ’另夕卜，靜壓導軌需另行増加供油系統(tǒng)，因此針對中小型回轉工作臺，采用靜壓技術費時費力。
另外，對于回轉工作臺，傳動的平穩(wěn)性和剎車裝置的可靠性也是其非常重要的兩方面因素。目前，雙電機消隙和機械消隙技術應用較多，相對機械消隙，雙電機消隙具有重復定位精度高、控制靈活等優(yōu)勢。剎車裝置方面，廣泛采用液壓驅動方式進行夾紫。目前回轉工作臺的剎車和鎖緊應用較多的是通過ー個薄片式圓抱箍來實現(xiàn)，這樣的抱箍式鎖緊裝置薄片抱箍加工難度大，制造時容易變形，成本高，一般應用于大型回轉工作臺。

發(fā)明內容
現(xiàn)提供一種回轉工作臺結構及機床，針對中小型機床設計，通過交叉滾子軸承，活塞夾緊機構和雙電機消隙實現(xiàn)工作臺回轉的平穩(wěn)與工作可靠性，具有較高的回轉精度，結構簡單緊湊，省時省力。具體是通過下述技術方案實現(xiàn)的
一種回轉工作臺結構，包括工作臺和底座，底座中部具有底座圓臺，其特征在于，還包
括
交叉滾子軸承，內圈與所述底座圓臺過盈配合；
兩個主動齒輪，分別由ー伺服電機驅動；
從動齒輪，固定于所述工作臺下部，與所述兩個主動齒輪相嚙合，所述從動齒輪的內圈與所述交叉滾子軸承的外圈過盈配合；
多個活塞夾緊機構，對稱均布在所述從動齒輪的外圈上下端面并固定在所述底座上，所述活塞加緊機構包括壓板、多個活塞和多個碟簧，每個所述活塞均具有活塞桿，所述壓板朝向所述從動齒輪的一面置有多個相互連通的油腔，所述活塞分別置放在所述油腔內，所述活塞桿上穿有碟簧，所述碟簧置放在所述壓板的另一面，并通過鎖緊器鎖緊，所述壓板內部設有油路，可向所述油腔供油；
角度編碼器，設在所述工作臺中心部位與所述底座之間，通過與數(shù)控系統(tǒng)的連接來實現(xiàn)高精度的角位移反饋；
所述伺服電機通過驅動所述主動齒輪轉動，從而帶動所述從動齒輪與所述工作臺繞所述底座圓臺轉動。優(yōu)選的，所述活塞與所述活塞桿構成“T”字形，所述活塞桿穿過所述油腔的中心孔后用所述鎖緊器鎖緊。優(yōu)選的，在所述活塞與所述活塞桿上分別加工有0型密封圈槽，以置放密封圈，防止液壓油外溢。優(yōu)選的，所述鎖緊器為螺母。優(yōu)選的，在所述工作臺靜止時，兩個所述伺服電機作用于所述主動齒輪上的カ矩大小相等方向相反，但都不為零；在所述工作臺啟動至停止期間，所述工作臺是由順著所述工作臺旋轉方向與所述從動齒輪齒面無間隙的那個主動齒輪帶動，而另一個所述伺服電機控制所述主動齒輪朝相反方向作出牽引力，達到消除齒隙的目的。優(yōu)選的，所述交叉滾子軸承內部采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，各個所述交·叉滾子軸承之間設有間隔保持器。上述技術方案的優(yōu)點和有益效果體現(xiàn)在
1、采用液壓夾緊、碟簧松開方式的活塞夾緊機構，結構簡單。夾緊位置在齒輪的最外偵牝因而夾緊カ矩高，夾持平穩(wěn)；
2、采用雙電機消隙技木，實現(xiàn)齒輪間無間隙精密傳動，定位精度高，并且控制靈活；
3、采用交叉滾子軸承，節(jié)省安裝空間，簡化結構，整個工作臺結構緊湊；
4、采用交叉滾子軸承內圈固定、外圈旋轉的方式，可承受更大的側傾カ矩。


圖I是依據(jù)本發(fā)明ー個具體實施例的，回轉工作臺結構的俯視 圖2是依據(jù)圖I中沿著A-底座圓臺中心-B向的剖面示意 圖3是依據(jù)本發(fā)明ー個具體實施例的，活塞加緊機構的結構示意 圖4是依據(jù)本發(fā)明ー個具體實施例的，壓板的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合原理圖和具體操作實施例對本發(fā)明作進ー步說明。圖I和圖2分別示出了依據(jù)本發(fā)明一個較佳實施例的回轉工作臺結構的俯視圖和沿著俯視圖中A-底座圓臺中心-B的剖面圖，如圖所示，本發(fā)明實施例中的回轉工作臺結構包括工作臺0和底座1，底座I中部具有底座圓臺11，本發(fā)明實施例中的回轉工作臺主要由兩套伺服電機2、兩個減速機、兩個主動齒輪3、從動齒輪4、活塞夾緊機構7、角度編碼器5及交叉滾子軸承6組成。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，采用交叉滾子軸承6作為回轉工作臺的回轉和承載機構。交叉滾子軸承6的特點有內部結構采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，滾子之間裝有間隔保持器。交叉滾子軸承6不但有出色的旋轉精度，還可以承受較大的徑向負荷、軸向負荷及力矩負荷等所有方向的負荷。本發(fā)明實施例依據(jù)交叉滾子軸承6這種特殊的結構與優(yōu)點，將其代替金屬導軌和靜壓導軌，作為回轉工作臺的回轉和承載機構，實現(xiàn)了回轉工作臺最大程度的緊湊化，并且保證了較高的剛性，并且大大筒化了回轉工作臺結構和裝配エ藝。本發(fā)明實施例選取的交叉滾子軸承6為大尺寸軸承，其內圈與底座圓臺11過盈配合，而外圈與從動齒輪4內圓過盈配合，從動齒輪4固定于工作臺O下部。此時，工作臺O可繞底座圓臺11自由回轉，并且來自工作臺O的所有力與力矩均由交叉滾子軸承6外圈承載。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，采用雙電機消隙。如圖I和圖2所示，從動齒輪4與兩個分別由獨立的伺服電機2驅動的主動齒輪3嚙合。伺服電機2通過減速機驅動主動齒輪3，且兩個主動齒輪3上的齒分 別與從動齒輪4上兩個不同側的齒面緊壓配合。由此，伺服電機2可通過驅動主動齒輪3轉動，從而帶動從動齒輪4與工作臺0繞底座圓臺11轉動。在工作臺0啟動至停止期間，工作臺0是由順著工作臺0旋轉方向與從動齒輪4齒面無間隙的那個主動齒輪3帶動，而另ー個伺服電機2控制主動齒輪3朝相反方向作出一定的牽引力，達到消除齒隙的目的。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，采用活塞夾緊機構7實現(xiàn)夾緊，如圖2所示，在從動齒輪4最外周，位于工作臺0與底座I的空隙中間，四周均布設置活塞夾緊機構7?；钊麏A緊機構7對稱安置在從動齒輪4齒圈的上方和下方，并全部固定在底座I上。如圖3所示，活塞夾緊機構7主要由壓板71、多個活塞72、碟簧73組成。壓板71的一面置有多個油腔，活塞72分別放置在油腔內，每個活塞72具有活塞桿74?；钊麠U74上穿有碟簧73，碟簧73放置在壓板71的另一面，并通過鎖緊器75鎖緊。壓板71內部通有油路，可向油腔同時供油。此時，通過向油腔內供油，活塞72受油壓向外伸出，利用活塞72與從動齒輪4端面間的摩擦力，實現(xiàn)從動齒輪4及工作臺0的剎車及夾緊；當回油吋，由于碟簧弾力，活塞72縮回，活塞夾緊機構7松開從動齒輪4，從動齒輪4和工作臺0可自由回轉。活塞72與活塞桿74構成“T”字形。鎖緊器75為螺母等。本發(fā)明實施例中還包括一角度編碼器5，如圖2所示，設在工作臺0中心部位與底座I之間，通過與數(shù)控系統(tǒng)的連接來實現(xiàn)高精度的角位移反饋，數(shù)控系統(tǒng)可以另外設置。在工作臺0靜止時，兩個伺服電機2作用于主動齒輪3上的カ矩大小相等方向相反，但都不為零；在工作臺0啟動至停止期間，工作臺0是由順著工作臺旋轉方向與從動齒輪4齒面無間隙的那個主動齒輪3帶動，而另ー個伺服電機2控制主動齒輪3朝相反方向作出一定的牽引力，達到消除齒隙的目的?；钊麏A緊機構7均布安置在從動齒輪4外圈四周，上下對稱。壓板71的具體形狀見圖4，其形狀類似扇形，靠近內圓弧ー側有五個凹缺711，形成油腔?？拷鈭A弧有七個固定螺釘用螺紋孔712，可將壓板71固定于底座I上。如圖3所示，在活塞72和活塞桿74上加工有0型密封圈槽8，放置0型密封圈，防止液壓油從結合面外溢。繼續(xù)參看圖2和圖3所示當工作臺0轉至要求角度后，活塞夾緊機構7中油腔進油，上下活塞72同時夾緊從動齒輪4，利用活塞72與從動齒輪4端面之間摩擦カ進行剎車和鎖緊；當要求工作臺啟動時，活塞夾緊機構7中油腔回油，碟簧73弾力拉動活塞72縮回，工作臺0可自由轉動。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領域技術人員而言，任何等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種回轉工作臺結構，包括工作臺(O)和底座(1)，底座(I)中部具有底座圓臺(11)，其特征在于，還包括 交叉滾子軸承(6),內圈與所述底座圓臺(11)過盈配合； 兩個主動齒輪(3)，分別由ー伺服電機(2)驅動； 從動齒輪(4)，固定于所述工作臺(0)下部，與所述兩個主動齒輪(3)相嚙合，所述從動齒輪(4)的內圈與所述交叉滾子軸承(6)的外圈過盈配合； 多個活塞夾緊機構(7)，對稱均布在所述從動齒輪(4)的外圈上下端面并固定在所述底座(I)上，所述活塞加緊機構(7)包括壓板(71)、多個活塞(72)和多個碟簧(73)，每個所述活塞(72)均具有活塞桿(74)，所述壓板(71)朝向所述從動齒輪(4)的一面置有多個相互連通的油腔，所述活塞(72)分別置放在所述油腔內，所述活塞桿(74)上穿有碟簧(73)，所述碟簧(73)置放在所述壓板(71)的另一面，并通過鎖緊器(75)鎖緊，所述壓板內部設有油路，可向所述油腔供油； 角度編碼器(5)，設在所述工作臺(0)中心部位與所述底座(I)之間，通過與數(shù)控系統(tǒng)的連接來實現(xiàn)高精度的角位移反饋； 所述伺服電機(2)通過驅動所述主動齒輪(3)轉動，從而帶動所述從動齒輪(4)與所述工作臺(I)繞所述底座圓臺(11)轉動。
2.如權利要求I所述回轉工作臺結構，其特征在于，所述活塞(72)與所述活塞桿(74)構成“T”字形，所述活塞桿(74)穿過所述油腔的中心孔后用所述鎖緊器(75)鎖緊。
3.如權利要求2所述回轉工作臺結構，其特征在于，在所述活塞(72)與所述活塞桿(74)上分別加工有O型密封圈槽(8)，以置放密封圈，防止液壓油外溢。
4.如權利要求3所述回轉工作臺結構，其特征在于，所述鎖緊器(75)為螺母。
5.如權利要求I所述回轉工作臺結構，其特征在于，在所述工作臺(0)靜止時，兩個所述伺服電機(2)作用于所述主動齒輪(3)上的カ矩大小相等方向相反，但都不為零；在所述工作臺(0)啟動至停止期間，所述工作臺(0)是由順著所述工作臺(0)旋轉方向與所述從動齒輪(4)齒面無間隙的那個主動齒輪(3)帶動，而另一個所述伺服電機(2)控制所述主動齒輪(3)朝相反方向作出牽引力，達到消除齒隙的目的。
6.如權利要求5所述回轉工作臺結構，其特征在于，所述交叉滾子軸承(6)內部采用滾子呈90°相互垂直交叉排列，各個所述交叉滾子軸承(6)之間設有間隔保持器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回轉工作臺結構及機床，屬于回轉工作臺技術領域，主要由兩套伺服電機、兩個減速機、兩個主動齒輪、從動齒輪、活塞夾緊機構、角度編碼器及交叉滾子軸承組成?；钊麏A緊機構對稱安置在從動齒輪齒圈的上方和下方，當工作臺轉至要求角度后，活塞夾緊機構中油腔進油，上下活塞同時夾緊從動齒輪，利用活塞與從動齒輪端面之間摩擦力進行剎車和鎖緊。本發(fā)明針對中小型機床設計，通過交叉滾子軸承，活塞夾緊機構和雙電機消隙實現(xiàn)工作臺回轉的平穩(wěn)與工作可靠性，具有較高的回轉精度，結構簡單緊湊，省時省力。
文檔編號B23Q1/64GK102744612SQ20121024868
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權日2012年7月18日
發(fā)明者孟祥東, 李小龍, 賈曉飛 申請人:上海三一精機有限公司