一种基于行星齿轮减速器的旋转工作台制造技术

为了解决现有技术方案中的成本高、传动效率低、体积大、传动背隙等问题，本发明专利技术提出了一种基于行星齿轮减速器的旋转工作台。本发明专利技术提供的于行星齿轮减速器的旋转工作台，当仅有C轴时，C轴转台电机没有装在C轴转台上，减小了转台体积，留出更灵活的机床工作空间；当增加了摇篮(C轴+A轴)结构时，由于C轴转台电机没有装在C轴转台上，从而减小了A轴负载，使得A轴的有效功率得到提高；同时，本发明专利技术还采用精密行星齿轮进行减速，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。率密度大。率密度大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于行星齿轮减速器的旋转工作台


[0001]本专利技术涉及一种旋转工作台，具体涉及一种基于行星齿轮减速器的旋转工作台。

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。/>[0009]尤其是对于C轴旋转台而言，现有的C轴旋转台、由于电机和减速器部分均设置在C 轴转台上，导致C轴转台体积过大，既增大了旋转台单向负载，又极度压缩了机床工作空间，限制了工作范围。
[0010]另外，在摇篮(C轴+A轴的旋转台)结构中，C轴电机和减速器均装在转台上，增加了A轴负载，使得A轴的有效功率降低。

技术实现思路

[0011]为了解决以上技术方案中的成本高、传动效率低、体积大、传动背隙等问题，本专利技术提出了一种基于行星齿轮减速器的旋转工作台。
[0012]本专利技术的具体技术解决方案如下：
[0013]该基于行星齿轮减速器的旋转工作台，包括C轴机构；
[0014]所述C轴机构包括C轴转台面、水平转台、C轴电机和L型转台基座；所述L型转台基座包括水平底座和垂直墙板，垂直墙板设置在水平底座一侧；所述水平转台固定设置于水平底座上；所述C轴电机固定设置于垂直墙板上，C轴电机输出端连接有第一锥齿轮；所述水平转台包括依次动力连接的第二锥齿轮、第一齿轮、第二齿轮、C轴行星齿轮减速器和转台
面；所述C轴行星齿轮减速器包括太阳轮、行星轮、行星架以及行星轴；所述第一锥齿轮与第二锥齿轮垂直啮合，第一齿轮和第二齿轮水平啮合且进行减速，第二齿轮与 C轴行星齿轮减速器太阳轮同轴转动，C轴行星齿轮减速器行星架与C轴转台面固定连接，即设置在垂直墙板上的C轴电机将动力传递至水平转台上。
[0015]进一步地，该基于行星齿轮减速器的旋转工作台还包括A轴机构；
[0016]所述A轴机构包括垂直转台、A轴电机和A轴转台基座；所述垂直转台与C轴机构固定连接，用于向C轴机构提供摇篮动作；所述A轴转台基座内设置有A轴行星轮减速器，所述A轴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；所述高速级行星齿轮减速机构的高速级太阳轮与A轴电机输出轴固定连接，A轴转台面与低速级行星架固定连接，A轴电机通过A轴行星轮减速器将动力传输至A轴转台面。
[0017]进一步地，所述A轴机构的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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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A轴电机输出轴通过联轴套固定连接，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。
[0021]进一步地，所述A轴电机与A轴转台基座连接，所述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；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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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接触式滚珠轴承。
[0025]本专利技术的优点在于：
[0026]1、本专利技术提供的于行星齿轮减速器的旋转工作台，当仅有C轴时，C轴转台电机没
有装在C轴转台上，减小了转台体积，留出更灵活的机床工作空间；当增加了摇篮(C轴+A 轴)结构时，由于C轴转台电机没有装在C轴转台上，从而减小了A轴负载，使得A轴的有效功率得到提高；同时，本专利技术还采用精密行星齿轮进行减速，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。
[0027]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，该轴承形式不仅能够承担径向载荷，同时也能承担轴向载荷，相比现有减速器的结构，大大提升了减速器的对轴向和弯矩载荷的承载能力；同时该接触式滚珠轴承结构通过采用轴向孔，滚珠装填孔以及防脱出结构构成的装填结构，避免了采用上下拼接结构必然产生拼接缝隙的问题，提高了制造精度，这样有效保证的滚道刚度，降低了拼接式滚道缝隙使滚珠在滚道内的磨损。
[0028]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于行星齿轮减速器的旋转工作台，包括C轴机构；其特征在于：所述C轴机构包括水平转台、C轴电机和L型转台基座；所述L型转台基座包括水平底座和垂直墙板，垂直墙板设置在水平底座一侧；所述水平转台固定设置于水平底座上；所述C轴电机固定设置于垂直墙板上，C轴电机输出端连接有第一锥齿轮；所述水平转台包括依次动力连接的第二锥齿轮、第一齿轮、第二齿轮、C轴行星齿轮减速器和C轴转台面；所述C轴行星齿轮减速器包括太阳轮、行星轮、行星架以及行星轴；所述第一锥齿轮与第二锥齿轮垂直啮合，第一齿轮和第二齿轮水平啮合且进行减速，第二齿轮与C轴行星齿轮减速器太阳轮同轴转动，C轴行星齿轮减速器行星架与C轴转台面固定连接，即设置在垂直墙板上的C轴电机将动力传递至水平转台上。2.根据权利要求1所述的基于行星齿轮减速器的旋转工作台，其特征在于：还包括A轴机构；所述A轴机构包括垂直转台、A轴电机和A轴转台基座；所述垂直转台与C轴机构固定连接，用于向C轴机构提供摇篮动作；所述A轴转台基座内设置有A轴行星轮减速器，所述A轴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；所述高速级行星齿轮减速机构的高速级太阳轮与A轴电机输出轴固定连接，A轴转台面与低速级行星架固定连接，A轴电机通过A轴行星轮减速器将动力传输至A轴转台面。3.根据权利要求2所述的基于行星齿轮减速器的旋转工作台，其特征在于：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。4.根据权利要求3所述的基于行星齿轮减速器的旋转工作台，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。5.根据...

【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：