旋转台的结构原理和维护.doc

常州兰生我维修中心薛振东 数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以和X、Y、Z三个坐标轴 联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围 8.5.1 数控回转工作台 数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动 方式它可以和其他伺服进给轴联动 图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制 的工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由 1一蜗杆 2一蜗轮 3、4一夹紧瓦 5一小液压缸 6一活塞 7一弹簧 8一钢球 9一底座 10一圆 光栅 11、12一轴承 蜗杆1传给蜗轮2 为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置宋调整间隙这种蜗杆的 左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然 可以保持正常的啮合 当工作台静止时，必须处于锁紧状态为此，在蜗轮底部的辐射方向装有8对夹紧瓦4和3，并在底座9 上均布同样数量的小液压缸5当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6便压向钢球8，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮2。

在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7的作用下，钢球8抬起， 夹紧瓦将蜗轮松开 回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承12及双列向心圆柱滚子轴承11保持准确的 回转中心数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副在半 闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆 在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅10发出工作台精确 到位信号，反馈给数控装置进行控制 回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码 器发出零位信号，使工作台准确地停在零位数控回转工作台可以作任意角度的回转和分度，也可以作连 续回转进给运动 分度工作台只能完成分度运动，不能实现圆周进给分度工作台的分度只限于某些规定的角度鼠齿盘式 分度工作台是一种应用很广的分度装置鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合应用了误差平均原理，因此能获 得较高的分度精度和定心精度，其分度精度可以达1“~3“图8-25是某数控铣床的鼠齿盘式分度工作台鼠齿盘式分度工作台是由工作台面、底座、压紧液压缸、鼠齿盘、伺服电动机、同步带轮和齿轮转动装置 等零件组成。

鼠齿盘是保证分度精度的关键零件，每个齿盘的端面带有数目相同的三角形齿，当两个齿盘 啮合时，能够自动确定周向和径向的相对位置 鼠齿盘式分度工作台作分度运动时，其工作过程分为三个步骤： (1)分度工作台抬起 数控装置发出分度指令，工作台中央的压紧液压缸下腔通过油孔进压力油，活塞向 上移动，通过钢球将分度工作台抬起，两齿盘脱开抬起开关发出抬起完成信号 (2)工作台回转分度 当数控装置接收到工作台抬起完成信号后，立即发出指令让伺服电动机旋转，通过 同步齿形带及齿轮带动工作台旋转分度，直到工作台完成指令规定的旋转角度后，电动机停止旋转 (3)分度工作台下降，并定位夹紧 当工作台旋转到位后，由指令控制液压电磁阀换向使压紧液压缸上腔 通过油孔进入压力油活塞带动工作台下降，鼠齿盘在新的位置重新啮合，并定位夹紧夹紧开关发出夹 紧完成信号液压缸下腔的回油经过节流阀，以限制工作台下降的速度，保护齿面不受冲击 鼠齿盘式分度工作台作回零运动时，其工作过程基本和上相同只是工作台回转挡铁压下工作台零位开关 时，伺服电动机减速并停止 鼠齿盘式分度工作台和其他分度工作台相比，具有重复定位精度高、定位刚度好和结构简单等优点。

鼠齿 盘的磨损小，而且随着使用时间的延长，定位精度还会有进一步提高的趋势，因此在数控机床上得到了广 泛应用 8.5.4 回转工作台故障维修6例 例381~例382．工作台分度盘的故障维修 例381．故障现象：某加工中心运行时，工作台分度盘不回落，发出7035#报警 析及处理过程：工作台分度盘不回落和工作台下面的SQ25、SQ28传感器有关由PLC输入状态信息知： 传感器工作状态SQ28即E10.6为“1”，表明工作台分度盘旋转到位信号已经发出；SQ25即E10.0为 “0”，说明工作台分度盘未回落，故输出A4.7始终为“0”，造成YS06电磁阀不吸合，工作台分度盘不 能回落而发出7035#报警，即PLC输入状态信息E10.0为“1”检查机床液压系统，发现YS06电磁阀已经带电但是阀心并没有换向，用手动YS06电磁阀后，工作台 分度盘回落，PLC输入状态信息E10.0为“1”，报警解除拆换新的换向阀后，故障排除 例382．故障现象：某加工中心运行时，工作台分度盘回落后，不夹紧，发出7036#报警 分析及处理过程：工作台分度盘不夹紧和工作台下面的SQ25传感器有关由PLC输入状态信息知：传感 器工作状态SQ25即E10.0为“0”，表明工作台分度盘落下到位信号未发出，故输出A4.6始终为“0”， 造成YS05电磁阀不吸合，而发出7036#报警。

检查工作台分度盘落下传感器SQ25和挡铁，发现挡铁松动，传感器和挡铁间隙太大，因此传感器SQ2未 发出工作台分度盘落下到位信号 重新紧固挡铁，调整挡铁和传感器之间间隙为0.15~0.2mm后，故障排除 例383~例384．工作台回零的故障维修 例383．故障现象：TH6263加工中心，开机后工作台回零不旋转且出现05号、07号报警 分析及处理过程：利用梯形图和状态信息首先对工作台夹紧开关8Q6的状态进行检查138.0为“1”正 常手动松开工作台时，138.0由“1”变为“0”，表明工作台能松开回零时，工作台松开了，地址 211.1TABSC由“0”变为“1”，211.2TABSCl也由“0”变为“1”，二者均由“0”变为“1” 211.3TABSC2也由“0”变为“1”，然而经2000ms延时后，由“1”变成了“0”，致使工作台旋转信号 无是电动机过载，还是工作台液压有问题?经过反复几次试验，发现工作台液压存在问题其正常工作 压力为4.0~4.5MPa，在工作台松开抬起时，液压由4.0MPa下降到2.5MPa左右，泄压严重，致使工作台 未完全抬起，松开延时后，无法旋转，产生过载 拆开工作台，解体检查，发现活塞支承环O形圈均有直线性磨损，其状态能通压力油液。

液压缸内壁粗糙， 环状刀纹明显，精度太差更换液压缸套和密封圈，重装调整试车后，运行正常，故障消除 例384．故障现象：TH6363加工中心，开机后工作台回零不旋转且出现05号、07号报警 分析及处理过程：此故障完全按上例方法检查检查状态信息，同上例一样；查液压也正常故障显示是 过载，是电动机问题还是工作台机械故障?首先，我们检查电动机(此项检查较为容易)，将刀库电动机和 工作台电动机交换(型号一致)，故障仍未消除，故判断故障肯定在机械方面 将工作台卸开发现鼠齿盘中的6组碟簧损坏不少更换碟簧后，工作台仍不旋转仍利用梯形图和状态信 息检查，发现139.31NP.M信息由“1”变为了“0”，139.5SALM.M由“0”变为了“1”，即简易定位装 置在位信号灯不亮，不在位，且报警手动旋转电动机使之进入在位区后，“INP”变为“1”，灯亮，故 障消除 例385．数控回转工作台回参考点的故障维修 故障现象：TH6363卧式加工中心数控回转工作台，在返回参考点(正向)时，经常出现抖动现象有时抖 动大，有时抖动小，有时不抖动；如果按正向继续做若干次不等值回转，则抖动很少出现当做负向回转 时，第一次肯定要抖动，而且十分明显，随之会明显减少，直至消失。

分析及处理过程：TH6363卧式加工中心，在机床调试时就出现过数控回转工作台抖动现象，并一直从电 气角度来分析和处理，但始终没有得到满意的结果有可能是机械因素造成的?转台的驱动系统出了问题? 顺着这个思路，从传动机构方面找原因，对驱动系统的每个相关件逐个进行仔细的检查终于发现固定蜗 杆轴向的轴承右边的锁紧螺母左端没有紧靠其垫圈，有3mm的空隙，用手可以往紧的方向转两圈；这个螺 母根本就没起锁紧作用，致使蜗杆产生窜动通过上述检查分析，转台抖动的原因是锁紧螺母松动造成的锁紧螺母所以没有起作用，这是因为其直径 方向开槽深度及所留变形量不够合理所致，使4个M4×6紧定螺钉拧紧后，不能使螺母产生明显变形，起 到防松作用在转台经过若干次正、负方向回转后，不能保持其初始状态，逐渐松动，而且越松越多，导 致轴承内环和蜗杆出现3mm轴向窜动这样回转工作台就不能和电动机同步动作这不仅造成工作台的抖 动，而且随着反向间隙增大，蜗轮和蜗杆相互碰撞，使蜗杆副的接触表面出现伤痕，影响了机床的精度和 使用寿命为此，我们将原锁紧螺母所开的宽2.5mm、深10mm的槽开通，和螺纹相切，并超过半径，调 整好安装位置后，用2个紧定螺钉紧固，即可起到防松作用。

经以上修改后，该机床投入生产使用至今， 数控回转工作台再没有出现抖动现象 例386．回转工作台分度的故障维修 故障现象：在机床使用过程中，回转工作台经常在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内，机床停止执行下面 指令 分析及处理过程：回转工作台在分度后出现不能落入鼠牙定位盘内，发生顶齿现象，是因为工作台分度不 准确所致工作台分度不准确的原因可能有电气问题和机械问题，首先检查电动机和电气控制部分(因为 此项检查较为容易)检查电气部分正常，则问题出在机械部分，可能是伺服电动机至回转台传动链间隙 过大或转动累计间隙过大所致拆下传动箱，发现齿轮、蜗轮和轴键联接间隙过大，齿轮啮合间隙超差过 多经更换齿轮、重新组装，然后精调回转工作台定位块和伺服增益可调电位器后，故障排除。