雙蝸桿消隙靜壓全閉環(huán)工作臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，工作臺(tái)主軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在工作臺(tái)殼體內(nèi)，工作臺(tái)主軸與蝸輪同軸固定連接，工作臺(tái)殼體上安裝有與蝸輪嚙合的主驅(qū)動(dòng)蝸桿和消隙蝸桿，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)通過(guò)減速機(jī)與主驅(qū)動(dòng)蝸桿連接，消隙伺服電機(jī)通過(guò)減速機(jī)與消隙蝸桿連接。所述的工作臺(tái)主軸采用雙錐形段結(jié)構(gòu)，其中上錐形段的大端直徑大于下錐形段的大端直徑。本發(fā)明通過(guò)采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和控制的雙蝸桿消隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)消隙，從而降低對(duì)各個(gè)零件加工精度的要求，安裝和調(diào)試也更為方便。進(jìn)一步的設(shè)置的雙錐形段的工作臺(tái)主軸結(jié)構(gòu)，利用錐形面的自動(dòng)調(diào)心效果，也降低了安裝調(diào)試的難度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙蝸桿消隙靜壓全閉環(huán)工作臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)領(lǐng)域，特別是一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著銑齒工藝的發(fā)展，目前裝備制造業(yè)、工程機(jī)械、風(fēng)電等領(lǐng)域?qū)Ω呔却笮蛿?shù)控銑齒機(jī)的需求很大，但傳統(tǒng)銑齒機(jī)工作臺(tái)存在著定位精度不夠準(zhǔn)確、效率偏低的問(wèn)題，嚴(yán)重制約了銑齒工藝向高精度、高效率方向的發(fā)展。
[0003]目前，雙蝸桿蝸輪消隙傳動(dòng)裝置是應(yīng)用比較廣泛的傳動(dòng)形式，其具體結(jié)構(gòu)一般為，主動(dòng)蝸桿與從動(dòng)蝸桿通過(guò)一對(duì)相嚙合的小齒輪連接，平行安裝于蝸桿座，并且主動(dòng)蝸桿與從動(dòng)蝸桿分別與做成一體的兩個(gè)蝸輪相嚙合，兩個(gè)蝸桿旋向相反，在從動(dòng)蝸桿的一端裝一液壓缸施加一軸向力，使其壓緊從動(dòng)蝸桿的一個(gè)齒面，以達(dá)到消隙傳動(dòng)的目的。這種雙蝸桿蝸輪消隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，雖然也有能實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比、傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高等特點(diǎn)，但主要存在以下問(wèn)題:一是由于蝸輪加工刀具的唯一性，一個(gè)蝸輪必須配備一把與其嚙合的蝸桿參數(shù)相同的蝸輪滾刀，增加了蝸輪加工的難度；二是蝸輪加工只能滾齒，提高精度難度大；三是由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有不可分性，裝配誤差直接影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)誤差。而且這種結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0004]例如中國(guó)專(zhuān)利CN201544039U記載了 一種數(shù)控高精度雙蝸輪消隙靜壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，采用雙蝸輪的結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)蝸桿之間就通過(guò)高精度的齒輪組連接，并設(shè)置消隙油缸拉動(dòng)軸向移動(dòng)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工、安裝和調(diào)試較為困難。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利CN103234024A記載了一種雙蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)機(jī)械消隙傳動(dòng)裝置，兩個(gè)蝸桿之間也通過(guò)傳動(dòng)軸22連接，可以方便地手動(dòng)調(diào)整及控制傳動(dòng)間隙。存在的問(wèn)題也是精度要求高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，可以消除工作臺(tái)主軸的間隙，且對(duì)于加工精度要求較低，便于控制；同時(shí)在工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)停止的定位狀態(tài)，由主驅(qū)動(dòng)蝸桿與消隙蝸桿及其連接的伺服電機(jī)提供相反力矩，借助蝸輪副的自鎖特性，形成極大的圓周定位剛度。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，工作臺(tái)主軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在工作臺(tái)殼體內(nèi)，工作臺(tái)主軸與蝸輪同軸固定連接，工作臺(tái)殼體上安裝有與蝸輪嚙合的主驅(qū)動(dòng)蝸桿和消隙蝸桿，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)通過(guò)減速機(jī)與主驅(qū)動(dòng)蝸桿連接，消隙伺服電機(jī)通過(guò)減速機(jī)與消隙蝸桿連接。
[0008]所述的主驅(qū)動(dòng)蝸桿和消隙蝸桿位于圓周上不同的位置。
[0009]所述的工作臺(tái)主軸采用雙錐形段結(jié)構(gòu)，其中上錐形段的小端直徑大于下錐形段的大端直徑。
[0010]在上錐形段和下錐形段之間還設(shè)有蝸輪安裝段，蝸輪安裝在蝸輪安裝段，蝸輪通過(guò)螺釘與上錐形段的下端面固定連接。
[0011]在工作臺(tái)殼體上端面與工作臺(tái)主軸之間設(shè)有上端面油腔，在工作臺(tái)主軸下端面與工作臺(tái)殼體之間設(shè)有下端面油腔；
在工作臺(tái)主軸的上錐形段與工作臺(tái)殼體之間設(shè)有上錐面油腔，在上錐形段與工作臺(tái)殼體之間設(shè)有下錐面油腔，所有的油腔形成靜壓支承。
[0012]在連接上端面油腔、下端面油腔、上錐面油腔和下錐面油腔的供油管路上設(shè)有毛細(xì)節(jié)流器。
[0013]所述的工作臺(tái)主軸為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有導(dǎo)屑桶。
[0014]在工作臺(tái)殼體與工作臺(tái)主軸之間設(shè)有圓鋼柵。
[0015]本發(fā)明提供的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，通過(guò)采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和控制的雙蝸桿消隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)消隙，從而降低對(duì)各個(gè)零件加工精度的要求，安裝和調(diào)試也更為方便。進(jìn)一步的設(shè)置的雙錐形段的工作臺(tái)主軸結(jié)構(gòu)，利用錐形面的自動(dòng)調(diào)心效果，也降低了安裝調(diào)試的難度，即本發(fā)明在客戶(hù)使用過(guò)程中更容易維護(hù)。將蝸輪設(shè)置在兩個(gè)錐形段之間，即便于采用錐形段的結(jié)構(gòu)，且受力也更為合理。采用空心結(jié)構(gòu)的工作臺(tái)主軸降低了工作臺(tái)主軸的重量，也便于在其內(nèi)設(shè)置導(dǎo)屑桶，配合排屑機(jī)的使用可方便加工時(shí)產(chǎn)生的鐵屑排出。設(shè)置的圓鋼柵便于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0017]圖2為圖1的A-A剖視示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明中蝸輪與蝸桿嚙合結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的立體圖。
[0020]圖中:工作臺(tái)主軸1，工作臺(tái)殼體2，蝸輪3，減速機(jī)4，主驅(qū)動(dòng)蝸桿5，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)6，消隙伺服電機(jī)7，消隙蝸桿8，導(dǎo)屑桶9，圓鋼柵10，上端面油腔11，上錐面油腔12，下錐面油腔13，下端面油腔14，上錐形段15，下錐形段16。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖廣4中，一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，工作臺(tái)主軸I可旋轉(zhuǎn)地安裝在工作臺(tái)殼體2內(nèi)，工作臺(tái)主軸I與蝸輪3同軸固定連接，工作臺(tái)殼體2上安裝有與蝸輪3嚙合的主驅(qū)動(dòng)蝸桿5和消隙蝸桿8，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)6通過(guò)減速機(jī)4與主驅(qū)動(dòng)蝸桿5連接，消隙伺服電機(jī)7通過(guò)減速機(jī)4與消隙蝸桿8連接。在具有主從軸功能的數(shù)控系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)下，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)6提供工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力矩，消隙伺服電機(jī)7提供反向力矩，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)消除工作臺(tái)蝸輪副的反向間隙；在停頓狀態(tài)主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)6與消隙伺服電機(jī)7以相反的伺服鎖閉力矩將工作臺(tái)主軸鎖閉定位于定位位置。并能借助蝸輪副的自鎖特性，形成極大的圓周定位剛度。主從軸數(shù)控功能為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。
[0022]在工作臺(tái)殼體2與工作臺(tái)主軸I之間設(shè)有圓鋼柵10。優(yōu)選的如圖2中，在工作臺(tái)底部裝有圓鋼柵以提高工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)的定位精度，并根據(jù)圓鋼柵的反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)自動(dòng)控制。[0023]所述的主驅(qū)動(dòng)蝸桿5和消隙蝸桿8位于圓周上不同的位置，通常采用間距為90°的位置。由此結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，便于安裝和加工。
[0024]優(yōu)選的方案中，所述的工作臺(tái)主軸I采用雙錐形段結(jié)構(gòu)，其中錐形段為倒錐形，其中上錐形段15的大端直徑大于下錐形段16的大端直徑，上錐形段15的小端直徑也大于下錐形段16的大端直徑?，F(xiàn)有技術(shù)中通常采用的是軸向、徑向雙靜壓導(dǎo)軌，例如CN201544039U數(shù)控高精度雙蝸輪消隙靜壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中記載的，對(duì)于安裝和控制精度要求非常高，在運(yùn)行過(guò)程中，容易出現(xiàn)偏心的現(xiàn)象，而采用普通的錐形段結(jié)構(gòu)，雖然可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)心，但是不便于蝸輪3的安裝，因此本發(fā)明優(yōu)選的采用了雙錐形段結(jié)構(gòu)，在上錐形段15和下錐形段16之間還設(shè)有蝸輪安裝段，蝸輪3安裝在蝸輪安裝段，蝸輪3通過(guò)螺釘與上錐形段15的下端面固定連接。采用該結(jié)構(gòu)，便于加工和安裝定位，并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)心的效果，避免在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)偏心的現(xiàn)象。
[0025]優(yōu)選的如圖2中，在工作臺(tái)殼體2上端面與工作臺(tái)主軸I之間設(shè)有上端面油腔11，在工作臺(tái)主軸I下端面與工作臺(tái)殼體2之間設(shè)有下端面油腔14 ；
在工作臺(tái)主軸I的上錐形段15與工作臺(tái)殼體2之間設(shè)有上錐面油腔12，在上錐形段15與工作臺(tái)殼體2之間設(shè)有下錐面油腔13，所有的油腔形成靜壓支承。由此結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)主軸在靜壓油壓力作用下獲得穩(wěn)定的全封閉支撐，該結(jié)構(gòu)可大幅度提高工作臺(tái)主軸的旋轉(zhuǎn)精度，同時(shí)工作臺(tái)主軸在靜壓油壓力作用下會(huì)上浮約0.02mm,使得工作臺(tái)主軸懸浮于工作臺(tái)殼體之上，減少了工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)工作臺(tái)主軸與工作臺(tái)殼體之間的滑動(dòng)摩擦，提高了工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)的速度，同時(shí)也增加了工作臺(tái)的使用壽命。
[0026]在連接上端面油腔11、下端面油腔14、上錐面油腔12和下錐面油腔13的供油管路上設(shè)有毛細(xì)節(jié)流器。由此結(jié)構(gòu)，便于精確控制靜壓油壓力。
[0027]所述的工作臺(tái)主軸I為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有導(dǎo)屑桶9。采用空心結(jié)構(gòu)的工作臺(tái)主軸降低了工作臺(tái)主軸的重量，也便于在其內(nèi)設(shè)置導(dǎo)屑桶，配合排屑機(jī)的使用可方便加工時(shí)產(chǎn)生的鐵屑排出。設(shè)置的圓鋼柵便于實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，工作臺(tái)主軸(I)可旋轉(zhuǎn)地安裝在工作臺(tái)殼體(2)內(nèi)，其特征是:工作臺(tái)主軸(I)與蝸輪(3)同軸固定連接，工作臺(tái)殼體(2)上安裝有與蝸輪(3)嚙合的主驅(qū)動(dòng)蝸桿(5)和消隙蝸桿(8)，主驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)(6)通過(guò)減速機(jī)(4)與主驅(qū)動(dòng)蝸桿(5)連接，消隙伺服電機(jī)(7 )通過(guò)減速機(jī)(4 )與消隙蝸桿(8 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:所述的主驅(qū)動(dòng)蝸桿(5)和消隙蝸桿(8 )位于圓周上不同的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:所述的工作臺(tái)主軸(I)采用雙錐形段結(jié)構(gòu)，其中上錐形段(15)的小端直徑大于下錐形段(16)的大端直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:在上錐形段(15)和下錐形段(16 )之間還設(shè)有蝸輪安裝段，蝸輪(3 )安裝在蝸輪安裝段，蝸輪(3 )通過(guò)螺釘與上錐形段(15)的下端面固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:在工作臺(tái)殼體(2)上端面與工作臺(tái)主軸(I)之間設(shè)有上端面油腔(11)，在工作臺(tái)主軸(I)下端面與工作臺(tái)殼體(2)之間設(shè)有下端面油腔(14); 在工作臺(tái)主軸(I)的上錐形段(15 )與工作臺(tái)殼體(2 )之間設(shè)有上錐面油腔(12 )，在上錐形段(15)與工作臺(tái)殼體(2)之間設(shè)有下錐面油腔(13)，所有的油腔形成靜壓支承。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:在連接上端面油腔(11)、下端面油腔(14)、上錐面油腔(12)和下錐面油腔(13)的供油管路上設(shè)有毛細(xì)節(jié)流器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:所述的工作臺(tái)主軸(I)為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有導(dǎo)屑桶(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙蝸桿消隙工作臺(tái)，其特征是:在工作臺(tái)殼體(2)與工作臺(tái)主軸(I)之間設(shè)有圓鋼柵(10)。
【文檔編號(hào)】B23Q1/46GK103878600SQ201410115098
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】吳朔 申請(qǐng)人:宜昌市致遠(yuǎn)新技術(shù)有限公司