双蜗杆消隙静压全闭环工作台制造技术

一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，工作台主轴可旋转地安装在工作台壳体内，工作台主轴与蜗轮同轴固定连接，工作台壳体上安装有与蜗轮啮合的主驱动蜗杆和消隙蜗杆，主驱动伺服电机通过减速机与主驱动蜗杆连接，消隙伺服电机通过减速机与消隙蜗杆连接。所述的工作台主轴采用双锥形段结构，其中上锥形段的大端直径大于下锥形段的大端直径。本实用新型专利技术通过采用独立驱动和控制的双蜗杆消隙结构实现消隙，从而降低对各个零件加工精度的要求，安装和调试也更为方便。进一步的设置的双锥形段的工作台主轴结构，利用锥形面的自动调心效果，也降低了安装调试的难度。

【技术实现步骤摘要】
双蜗杆消隙静压全闭环工作台
本技术涉及回转工作台领域，特别是一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台。
技术介绍
随着铣齿工艺的发展，目前装备制造业、工程机械、风电等领域对高精度大型数控铣齿机的需求很大，但传统铣齿机工作台存在着定位精度不够准确、效率偏低的问题，严重制约了铣齿工艺向高精度、高效率方向的发展。目前，双蜗杆蜗轮消隙传动装置是应用比较广泛的传动形式，其具体结构一般为，主动蜗杆与从动蜗杆通过一对相啮合的小齿轮连接，平行安装于蜗杆座，并且主动蜗杆与从动蜗杆分别与做成一体的两个蜗轮相啮合，两个蜗杆旋向相反，在从动蜗杆的一端装一液压缸施加一轴向力，使其压紧从动蜗杆的一个齿面，以达到消隙传动的目的。这种双蜗杆蜗轮消隙传动机构，虽然也有能实现大传动比、传动平稳、精度高等特点，但主要存在以下问题:一是由于蜗轮加工刀具的唯一性，一个蜗轮必须配备一把与其啮合的蜗杆参数相同的蜗轮滚刀，增加了蜗轮加工的难度；二是蜗轮加工只能滚齿，提高精度难度大；三是由于蜗轮蜗杆传动具有不可分性，装配误差直接影响传动机构的传动误差。而且这种结构对加工精度要求较高，结构复杂。例如中国专利CN201544039U记载了 一种数控高精度双蜗轮消隙静压回转工作台，采用双蜗轮的结构，其中两个蜗杆之间就通过高精度的齿轮组连接，并设置消隙油缸拉动轴向移动。结构复杂、加工、安装和调试较为困难。中国专利CN103234024A记载了一种双蜗杆蜗轮机构机械消隙传动装置，两个蜗杆之间也通过传动轴22连接，可以方便地手动调整及控制传动间隙。存在的问题也是精度要求高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，可以消除工作台主轴的间隙，且对于加工精度要求较低，便于控制；同时在工作台运动停止的定位状态，由主驱动蜗杆与消隙蜗杆及其连接的伺服电机提供相反力矩，借助蜗轮副的自锁特性，形成极大的圆周定位刚度。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是:一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，工作台主轴可旋转地安装在工作台壳体内，工作台主轴与蜗轮同轴固定连接，工作台壳体上安装有与蜗轮啮合的主驱动蜗杆和消隙蜗杆，主驱动伺服电机通过减速机与主驱动蜗杆连接，消隙伺服电机通过减速机与消隙蜗杆连接。所述的主驱动蜗杆和消隙蜗杆位于圆周上不同的位置。所述的工作台主轴采用双锥形段结构，其中上锥形段的小端直径大于下锥形段的大端直径。在上锥形段和下锥形段之间还设有蜗轮安装段，蜗轮安装在蜗轮安装段，蜗轮通过螺钉与上锥形段的下端面固定连接。在工作台壳体上端面与工作台主轴之间设有上端面油腔，在工作台主轴下端面与工作台壳体之间设有下端面油腔；在工作台主轴的上锥形段与工作台壳体之间设有上锥面油腔，在上锥形段与工作台壳体之间设有下锥面油腔，所有的油腔形成静压支承。在连接上端面油腔、下端面油腔、上锥面油腔和下锥面油腔的供油管路上设有毛细节流器。所述的工作台主轴为空心结构，内装有导屑桶。在工作台壳体与工作台主轴之间设有圆钢栅。本技术提供的一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，通过采用独立驱动和控制的双蜗杆消隙结构实现消隙，从而降低对各个零件加工精度的要求，安装和调试也更为方便。进一步的设置的双锥形段的工作台主轴结构，利用锥形面的自动调心效果，也降低了安装调试的难度，即本技术在客户使用过程中更容易维护。将蜗轮设置在两个锥形段之间，即便于采用锥形段的结构，且受力也更为合理。采用空心结构的工作台主轴降低了工作台主轴的重量，也便于在其内设置导屑桶，配合排屑机的使用可方便加工时产生的铁屑排出。设置的圆钢栅便于实现全闭环控制。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明:图1为本技术的整体结构俯视示意图。图2为图1的A-A剖视示意图。图3为本技术中蜗轮与蜗杆啮合结构的俯视示意图。图4为本技术的立体图。图中:工作台主轴1，工作台壳体2，蜗轮3，减速机4，主驱动蜗杆5，主驱动伺服电机6，消隙伺服电机7，消隙蜗杆8，导屑桶9，圆钢栅10，上端面油腔11，上锥面油腔12，下锥面油腔13，下端面油腔14，上锥形段15，下锥形段16。【具体实施方式】如图f 4中，一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，工作台主轴I可旋转地安装在工作台壳体2内，工作台主轴I与蜗轮3同轴固定连接，工作台壳体2上安装有与蜗轮3啮合的主驱动蜗杆5和消隙蜗杆8，主驱动伺服电机6通过减速机4与主驱动蜗杆5连接，消隙伺服电机7通过减速机4与消隙蜗杆8连接。在具有主从轴功能的数控系统的控制协调下，主驱动伺服电机6提供工作台的旋转运动力矩，消隙伺服电机7提供反向力矩，在运动状态消除工作台蜗轮副的反向间隙；在停顿状态主驱动伺服电机6与消隙伺服电机7以相反的伺服锁闭力矩将工作台主轴锁闭定位于定位位置。并能借助蜗轮副的自锁特性，形成极大的圆周定位刚度。主从轴数控功能为现有技术，这里不再赘述。在工作台壳体2与工作台主轴I之间设有圆钢栅10。优选的如图2中，在工作台底部装有圆钢栅以提高工作台旋转时的定位精度，并根据圆钢栅的反馈信号实现全闭环自动控制。所述的主驱动蜗杆5和消隙蜗杆8位于圆周上不同的位置，通常采用间距为90°的位置。由此结构，与现有技术相比，便于安装和加工。优选的方案中，所述的工作台主轴I采用双锥形段结构，其中锥形段为倒锥形，其中上锥形段15的大端直径大于下锥形段16的大端直径，上锥形段15的小端直径也大于下锥形段16的大端直径。现有技术中通常采用的是轴向、径向双静压导轨，例如CN201544039U数控高精度双蜗轮消隙静压回转工作台中记载的，对于安装和控制精度要求非常高，在运行过程中，容易出现偏心的现象，而采用普通的锥形段结构，虽然可以实现自动调心，但是不便于蜗轮3的安装，因此本技术优选的采用了双锥形段结构，在上锥形段15和下锥形段16之间还设有蜗轮安装段，蜗轮3安装在蜗轮安装段，蜗轮3通过螺钉与上锥形段15的下端面固定连接。采用该结构，便于加工和安装定位，并实现了自动调心的效果，避免在运行过程中出现偏心的现象。优选的如图2中，在工作台壳体2上端面与工作台主轴I之间设有上端面油腔11，在工作台主轴I下端面与工作台壳体2之间设有下端面油腔14 ；在工作台主轴I的上锥形段15与工作台壳体2之间设有上锥面油腔12，在上锥形段15与工作台壳体2之间设有下锥面油腔13，所有的油腔形成静压支承。由此结构，工作台主轴在静压油压力作用下获得稳定的全封闭支撑，该结构可大幅度提高工作台主轴的旋转精度，同时工作台主轴在静压油压力作用下会上浮约0.02mm,使得工作台主轴悬浮于工作台壳体之上，减少了工作台旋转时工作台主轴与工作台壳体之间的滑动摩擦，提高了工作台旋转时的速度，同时也增加了工作台的使用寿命。在连接上端面油腔11、下端面油腔14、上锥面油腔12和下锥面油腔13的供油管路上设有毛细节流器。由此结构，便于精确控制静压油压力。所述的工作台主轴I为空心结构，内装有导屑桶9。采用空心结构的工作台主轴降低了工作台主轴的重量，也便于在其内设置导屑桶，配合排屑机的使用可方便加工时产生的铁屑排出。设置的圆钢栅便于实现全闭环控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，工作台主轴（1）可旋转地安装在工作台壳体（2）内，其特征是：工作台主轴（1）与蜗轮（3）同轴固定连接，工作台壳体（2）上安装有与蜗轮（3）啮合的主驱动蜗杆（5）和消隙蜗杆（8），主驱动伺服电机（6）通过减速机（4）与主驱动蜗杆（5）连接，消隙伺服电机（7）通过减速机（4）与消隙蜗杆（8）连接。

【技术特征摘要】
1.一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，工作台主轴(I)可旋转地安装在工作台壳体(2)内，其特征是:工作台主轴(I)与蜗轮(3)同轴固定连接，工作台壳体(2)上安装有与蜗轮(3)啮合的主驱动蜗杆(5)和消隙蜗杆(8)，主驱动伺服电机(6)通过减速机(4)与主驱动蜗杆(5 )连接，消隙伺服电机(7 )通过减速机(4 )与消隙蜗杆(8 )连接。2.根据权利要求1所述的一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，其特征是:所述的主驱动蜗杆(5 )和消隙蜗杆(8 )位于圆周上不同的位置。3.根据权利要求1所述的一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，其特征是:所述的工作台主轴(I)采用双锥形段结构，其中上锥形段(15)的小端直径大于下锥形段(16)的大端直径。4.根据权利要求3所述的一种双蜗杆消隙静压全闭环工作台，其特征是:在上锥形段(15)和下锥形段(16)之间还设有蜗轮安装段，蜗轮(3)安装在蜗轮安装段，蜗轮(3)通过螺钉与上锥形段(15)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴朔，
申请(专利权)人：宜昌市致远新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42