回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)原理與維修

1、- 常州蘭生我維修中心薛振東數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。8.5.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于數(shù)控鍵床和銃床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng) 方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。圖8-24為自動(dòng)換刀數(shù)控鍵床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪減速后由1 一蝸桿2 一蝸輪3、4 一夾緊瓦 5 一小液壓缸 6 一活塞7 一彈簧8 一鋼球9 一

2、底座10 一圓光柵11、12一軸承蝸桿1傳給蝸輪2。為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過(guò)移動(dòng)蝸桿的軸向位置宋調(diào)整間隙。這種蝸桿的 左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然 可以保持正常的嚙合。當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向裝有8對(duì)夾緊瓦4和3,并在底座9上均布同樣數(shù)量的小液壓缸 5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞 6便壓向鋼球8,撐開夾緊瓦，并夾 緊蝸輪2。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧 7的作用下，鋼球8抬起，夾 緊瓦將蝸輪松開。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承

3、，并由圓錐滾柱軸承12及雙列向心圓柱滾子軸承 11保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動(dòng)精度，因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹担洃浽谘a(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵10發(fā)出工作臺(tái)精確到位信號(hào)，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)，先用擋鐵壓下限位開關(guān)，使工作臺(tái)降速，然后由圓光柵或編碼 器發(fā)出零位信號(hào)，使工作臺(tái)準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，也可以作連 續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。分度工作臺(tái)只能完成分度運(yùn)動(dòng)

4、，不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給。分度工作臺(tái)的分度只限于某些規(guī)定的角度。鼠齒盤式 分度工作臺(tái)是一種應(yīng)用很廣的分度裝置。鼠齒盤分度機(jī)構(gòu)的向心多齒嚙合應(yīng)用了誤差平均原理，因此能獲 得較高的分度精度和定心精度，其分度精度可以達(dá) 1"3"。圖H 25 M為四乂分吱1 H U圖8-25是某數(shù)控銃床的鼠齒盤式分度工作臺(tái) 鼠齒盤式分度工作臺(tái)是由工作臺(tái)面、底座、壓緊液壓缸、鼠齒盤、伺服電動(dòng)機(jī)、同步帶輪和齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等零件組成。鼠齒盤是保證分度精度的關(guān)鍵零件，每個(gè)齒盤的端面帶有數(shù)目相同的三角形齒，當(dāng)兩個(gè)齒盤 嚙合時(shí)，能夠自動(dòng)確定周向和徑向的相對(duì)位置。鼠齒盤式分度工作臺(tái)作分度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其工作過(guò)程分為三個(gè)步驟：

5、(1) 分度工作臺(tái)抬起數(shù)控裝置發(fā)出分度指令，工作臺(tái)中央的壓緊液壓缸下腔通過(guò)油孔進(jìn)壓力油，活塞向上移動(dòng)，通過(guò)鋼球?qū)⒎侄裙ぷ髋_(tái)抬起，兩齒盤脫開。抬起開關(guān)發(fā)出抬起完成信號(hào)。(2) 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)分度當(dāng)數(shù)控裝置接收到工作臺(tái)抬起完成信號(hào)后，立即發(fā)出指令讓伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)同步齒形帶及齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)分度，直到工作臺(tái)完成指令規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度后，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。(3) 分度工作臺(tái)下降，并定位夾緊當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)到位后，由指令控制液壓電磁閥換向使壓緊液壓缸上腔通過(guò)油孔進(jìn)入壓力油。活塞帶動(dòng)工作臺(tái)下降，鼠齒盤在新的位置重新嚙合，并定位夾緊。夾緊開關(guān)發(fā)出夾緊完成信號(hào)。液壓缸下腔的回油經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，以限制工作臺(tái)下降的速度，保

6、護(hù)齒面不受沖擊。鼠齒盤式分度工作臺(tái)作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)，其工作過(guò)程基本與上相同。只是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)擋鐵壓下工作臺(tái)零位開關(guān) 時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)減速并停止。鼠齒盤式分度工作臺(tái)與其他分度工作臺(tái)相比，具有重復(fù)定位精度高、定位剛度好和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。鼠齒盤的磨損小，而且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，定位精度還會(huì)有進(jìn)一步提高的趨勢(shì)，因此在數(shù)控機(jī)床上得到了廣 泛應(yīng)用。8.5.4 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)故障維修6 例例 381例 382工作臺(tái)分度盤的故障維修例 381 故障現(xiàn)象：某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)分度盤不回落，發(fā)出7035#報(bào)警。析及處理過(guò)程：工作臺(tái)分度盤不回落與工作臺(tái)下面的SQ25 SQ28傳感器有關(guān)。由PLC輸入狀態(tài)信息知：傳感器工作狀

7、態(tài)SQ28即E10.6為“1”，表明工作臺(tái)分度盤旋轉(zhuǎn)到位信號(hào)已經(jīng)發(fā)出；SQ25即E10.0為“0”，說(shuō)明工作臺(tái)分度盤未回落，故輸出A4.7始終為“ 0”，造成YS06電磁閥不吸合，工作臺(tái)分度盤不能回落而發(fā)出7035#報(bào)警，即PLC輸入狀態(tài)信息E10.0為“1”。檢查機(jī)床液壓系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn) YS06電磁閥已經(jīng)帶電但是閥心并沒有換向，用手動(dòng)YS06電磁閥后，工作臺(tái)分度盤回落，PLC輸入狀態(tài)信息E10.0為“1”，報(bào)警解除。拆換新的換向閥后，故障排除。例 382故障現(xiàn)象：某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)分度盤回落后，不夾緊，發(fā)出7036#報(bào)警。分析及處理過(guò)程：工作臺(tái)分度盤不夾緊與工作臺(tái)下面的 SQ25傳感器有關(guān)

8、。由PLC輸入狀態(tài)信息知：傳感器 工作狀態(tài)SQ25即E10.0為“0”，表明工作臺(tái)分度盤落下到位信號(hào)未發(fā)出，故輸出 A4.6始終為“ 0”，造 成YS05電磁閥不吸合，而發(fā)出 7036#艮警。SQ2未發(fā)檢查工作臺(tái)分度盤落下傳感器SQ25和擋鐵，發(fā)現(xiàn)擋鐵松動(dòng)，傳感器與擋鐵間隙太大，因此傳感器出工作臺(tái)分度盤落下到位信號(hào)。重新緊固擋鐵，調(diào)整擋鐵與傳感器之間間隙為0.150.2mm 后，故障排除。例 383例 384工作臺(tái)回零的故障維修例383.故障現(xiàn)象：TH6263加工中心，開機(jī)后工作臺(tái)回零不旋轉(zhuǎn)且出現(xiàn)05號(hào)、07號(hào)報(bào)警。分析及處理過(guò)程：利用梯形圖和狀態(tài)信息首先對(duì)工作臺(tái)夾緊開關(guān)8Q6的狀態(tài)進(jìn)行檢查。

9、138.0為“1”正常。手動(dòng)松開工作臺(tái)時(shí)，138.0 由 “ 1” 變?yōu)?“ 0” ， 表明工作臺(tái)能松開?；亓銜r(shí)， 工作臺(tái)松開了，地址 211.1TABSC由 "0"變?yōu)?" 1" , 211.2TABSC1 也由 " 0'變?yōu)?" 1",二者均由 “ 0"變?yōu)?" 1"。211.3TABSC2也由 “0” 變?yōu)椤?1”，然而經(jīng)2000ms延時(shí)后，由“ 1”變成了 “ 0”，致使工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)信號(hào)無(wú)。是電動(dòng)機(jī)過(guò)載，還是 工作臺(tái)液壓有問題？經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)液壓存在問題。其正常工作壓

10、力為4.04.5MPa,在工作臺(tái)松開抬起時(shí)，液壓由4.0MPa下降至ij 2.5MPa左右，泄壓嚴(yán)重，致使工作臺(tái)未完全抬起，松開延時(shí)后，無(wú)法旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生過(guò)載。拆開工作臺(tái)，解體檢查，發(fā)現(xiàn)活塞支承環(huán)。形圈均有直線性磨損，其狀態(tài)能通壓力油液。液壓缸內(nèi)壁粗糙，環(huán)狀刀紋明顯，精度太差。更換液壓缸套和密封圈，重裝調(diào)整試車后，運(yùn)行正常，故障消除。例384.故障現(xiàn)象：TH6363加工中心，開機(jī)后工作臺(tái)回零不旋轉(zhuǎn)且出現(xiàn)05號(hào)、07號(hào)報(bào)警。分析及處理過(guò)程：此故障完全按上例方法檢查。檢查狀態(tài)信息，同上例一樣；查液壓也正常。故障顯示是過(guò)載，是電動(dòng)機(jī)問題還是工作臺(tái)機(jī)械故障?首先，我們檢查電動(dòng)機(jī)（ 此項(xiàng)檢查較為容易），將刀

11、庫(kù)電動(dòng)機(jī)與工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)交換（ 型號(hào)一致） ，故障仍未消除，故判斷故障肯定在機(jī)械方面。將工作臺(tái)卸開發(fā)現(xiàn)鼠齒盤中的6 組碟簧損壞不少。更換碟簧后，工作臺(tái)仍不旋轉(zhuǎn)。仍利用梯形圖和狀態(tài)信息檢查，發(fā)現(xiàn)139.31NP.M信息由“1”變?yōu)榱?“ 0”，139.5SALM.M由“0”變?yōu)榱?“ 1”，即簡(jiǎn)易定位裝置 在位信號(hào)燈不亮，不在位，且報(bào)警。手動(dòng)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)使之進(jìn)入在位區(qū)后，“INP”變?yōu)椤?1”，燈亮，故障消除。例 385數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回參考點(diǎn)的故障維修故障現(xiàn)象：TH6363臥式加工中心數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，在返回參考點(diǎn)（正向）時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。有時(shí)抖動(dòng)大，有時(shí)抖動(dòng)小，有時(shí)不抖動(dòng)；如果按正向繼續(xù)做若干次

12、不等值回轉(zhuǎn)，則抖動(dòng)很少出現(xiàn)。當(dāng)做負(fù)向回轉(zhuǎn)時(shí)，第一次肯定要抖動(dòng)，而且十分明顯，隨之會(huì)明顯減少，直至消失。分析及處理過(guò)程：TH6363臥式加工中心，在機(jī)床調(diào)試時(shí)就出現(xiàn)過(guò)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)抖動(dòng)現(xiàn)象，并一直從電氣 角度來(lái)分析和處理，但始終沒有得到滿意的結(jié)果。有可能是機(jī)械因素造成的?轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出了問題?順著這個(gè)思路，從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面找原因，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)相關(guān)件逐個(gè)進(jìn)行仔細(xì)的檢查。終于發(fā)現(xiàn)固定蝸桿軸向的軸承右邊的鎖緊螺母左端沒有緊靠其墊圈，有3mm勺空隙，用手可以往緊的方向轉(zhuǎn)兩圈；這個(gè)螺母根本就沒起鎖緊作用，致使蝸桿產(chǎn)生竄動(dòng)。通過(guò)上述檢查分析，轉(zhuǎn)臺(tái)抖動(dòng)的原因是鎖緊螺母松動(dòng)造成的。鎖緊螺母所以沒有起作用，這

13、是因?yàn)槠渲睆椒较蜷_槽深度及所留變形量不夠合理所致，使4個(gè)M4X 6緊定螺釘擰緊后，不能使螺母產(chǎn)生明顯變形，起到防松作用。在轉(zhuǎn)臺(tái)經(jīng)過(guò)若干次正、負(fù)方向回轉(zhuǎn)后，不能保持其初始狀態(tài)，逐漸松動(dòng)，而且越松越多，導(dǎo)致軸承內(nèi)環(huán)與蝸桿出現(xiàn) 3mmft向竄動(dòng)。這樣回轉(zhuǎn)工作臺(tái)就不能與電動(dòng)機(jī)同步動(dòng)作。這不僅造成工作臺(tái)的抖動(dòng)，而且隨著反向間隙增大，蝸輪與蝸桿相互碰撞，使蝸桿副的接觸表面出現(xiàn)傷痕，影響了機(jī)床的精度和使用壽命。為此，我們將原鎖緊螺母所開的寬2.5ms 710mm勺槽開通，與螺紋相切，并超過(guò)半徑，調(diào)整好安裝位置后，用2 個(gè)緊定螺釘緊固，即可起到防松作用。經(jīng)以上修改后，該機(jī)床投入生產(chǎn)使用至今，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)再?zèng)]有出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。例 386回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度的故障維修故障現(xiàn)象：在機(jī)床使用過(guò)程中，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)經(jīng)常在分度后出現(xiàn)不能落入鼠牙定位盤內(nèi)，機(jī)床停止執(zhí)行下面指令。分析及處理過(guò)程：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在分度后出