淺（qiǎn）析數控轉台鎖緊機構及控製原理的研究
2023-10-26 來源：綜欣恒盛（天津）科技有（yǒu）限公司 作者：吳聖（shèng）秋
摘要：數控機床通（tōng）過控製不同的（de）運（yùn）動軸來實現不同的（de）直線或者軸線運動，從而實現不（bú）同形狀零件的加工。隨著數控技術的發展，衍生（shēng）出了可以一（yī）次裝夾進行（háng）多序加工的（de）加（jiā）工（gōng）中心，常規立式加工中心有三（sān）個直線軸，其運動軌跡相對簡單。四軸控製的數（shù）控機床在三軸聯動形式上，增加（jiā）了旋轉軸控製功能，從而使運動形式變的相對複雜，相應的產品加工工藝也更加廣（guǎng）泛。本文以數控四軸加工中心為例，對於數控（kòng）四軸轉台運動軌跡、鎖緊機構及控製原理進行分析研究，以輔助工業實踐中零件加工精度以及穩定性，提升設備的實際使用效率。
引言：數控轉台是四軸（zhóu）立式（shì）加工中心的關鍵功能部件，它的作（zuò）用不僅僅是為四軸立式加工中心（xīn）提供精確分割角度和定（dìng）位功（gōng）能，而且可以直接作為伺服旋轉軸與直角坐標軸實現聯動，提供低速大扭矩的回轉進給運動（dòng），從而配（pèi）合直線（xiàn）軸完成複雜異形零件（jiàn）的加工。數控轉台主要由傳動機構、鎖緊機（jī）構、信號傳輸（shū）機構以及相應調（diào）整單元組成。數控轉台常采用垂直安裝方式固定在立式加工（gōng）中心工作台上，工作時，利用主（zhǔ）機的數控（kòng）操控係統完成與主機協調的各類分度回轉工作，也可作多個坐標的聯合運（yùn）動，以便加工複雜的（de）空間曲麵，最（zuì）終使數控四軸立式加工中心完成指定的加工工序。本文以綜欣數控轉台（tái）NRT係列為（wéi）例，對鎖緊機（jī）構及控製原理進行分析。
數控轉台（tái）的鎖緊機構分析數控轉台是數控機床的重要組成部分，被廣泛（fàn）的應用（yòng）於多軸數控機床中，其定位是否準確直接影響數控機床的（de）加工精度（dù）。在數控轉台旋（xuán）轉（zhuǎn）定角度加工時，需要（yào）用到（dào）內部設（shè）置的鎖緊結（jié）構，其主要作用是保證數控轉台在加工（gōng）位置的緊固（gù）鎖緊，防止工件（jiàn）在切削力的作用下發生位移，以至於影響加工（gōng）精度。現有鎖緊裝置有兩種方（fāng）式，分為環抱（bào）式和碟片式兩種。環（huán）抱式在圓（yuán）周方向將旋轉軸（zhóu）同（tóng）步鎖緊，碟片式鎖緊裝置是通過刹車（chē）片端（duān）麵（miàn）接觸將旋轉軸鎖緊，兩者均可提（tí）供較（jiào）大鎖緊力矩（jǔ）。根（gēn）據數控轉（zhuǎn）台在四（sì）軸立式加（jiā）工中心實際應用了解，目前數控轉台的故障出現的原因中，鎖緊力問（wèn）題尤其（qí）凸出，包括鎖緊碟片的磨損、活塞推（tuī）力不夠等因素。為了增加數控轉台的可靠性，應當針對整個鎖緊機構（gòu）進行結構（gòu）優化，從設計方麵降低產（chǎn）生這些問題的影響。如附圖1所示：
圖1
第（dì）一， 鎖緊機構棄用環抱式鎖緊（jǐn）裝置，改用碟片式（shì）鎖緊裝置，現階段碟片式鎖緊裝置采用壓板結構，一般壓板數量為4或6個，通（tōng）過氣壓（或液壓）結合杠杆原理迫使碟片變形接觸數控轉台基座。該結構充分（fèn）借助基座提供的剛性作用配合碟片變形產生的麵接觸來鎖緊數控轉台的旋轉主軸（zhóu）。
第二（èr）， 以綜欣NRT係列（liè）為例，其鎖緊機構中的（de）活塞采用雙活塞式結構，通過外部氣壓（或液壓）的推動，增大與碟片接（jiē）觸麵積，鎖緊力（lì）可提升原（yuán）有的2倍，解決了重切削時鎖緊力（lì）不（bú）足（zú）的問題，提（tí）升數控轉台定位精度的（de）穩定性。如圖2所示：
圖2
第三， 在鎖緊機構上，經常出現的故障問題是漏油導致鎖緊（jǐn）功能不足甚至失效。針對此類問題（tí）進行相關密封件及零部件公差（chà）尺寸的（de）優化升級，密封件與活塞間的摩擦係數要小，可以讓密封件工作壽命延長。如圖3所示：
圖（tú）3
控製原理的（de）研究
在數控機床中尤其是功（gōng）能部件中數控轉台除了（le）提供回轉運動、傳遞扭力（lì）等，有時需要對數控轉台進行快速旋轉定位和（hé）快速鬆開，用以（yǐ）實現某些加工需求。一般數控轉台上均會（huì）預留鬆開和鎖（suǒ）緊裝置的通道，通過（guò）機床數控係統來控製氣壓（或液壓的通斷）來實現數控轉台的鎖緊與放鬆。以台灣（wān）綜欣數控轉台（tái）NRT-A200R為例（lì），其采用在轉（zhuǎn）台連接板上預裝有控製氣路通斷的電磁閥和鬆開、鎖緊信號確認開關，通過（guò）外部引入氣（qì）壓源，電磁閥接入數（shù）控係統PLC上即可控製數控轉台的鬆開與鎖緊，再通過信（xìn）號傳輸至數控係統用以判斷數控轉台所處狀（zhuàng）態。如圖4所示：
圖4
鎖緊機（jī）構的維護與保養
數控轉台是一種自動化程度高、結構複雜的先進轉（zhuǎn）動部（bù）件，要充分發揮數控轉台的高效（xiào）性，需要正確的操作和用心的維護保養（yǎng），以保證設備的正常運行和高的利用率。針對鎖緊機構維護時，需（xū）要對其結構（gòu）原理進（jìn）行充分（fèn）的掌握（wò），更換哪（nǎ）種潤滑油也有嚴格的（de）要求。對於數控轉台及鎖緊機（jī）構日常維護保養人員需要具備以下基本素質：
1、 必要的技術資（zī）料，如操作說（shuō）明書、鎖緊機（jī）構原理圖、氣路（油路）原（yuán）理圖等，掌握了（le）理論知識（shí）才能夠有針對（duì）性的保養。
2、 維護記錄，這是維護人（rén）員對於設備進行維護保養的記錄總結，維護人員應當對自己做的每一步維護情況進行詳細的記錄，無論當時（shí）判（pàn）斷是否正確，這樣有助於今後（hòu）進（jìn）一步維修及（jí）提升自身技（jì）能。
3、 常（cháng）用（yòng）的備件及檢測設備，如電磁閥、信號開關、密封件等等。要根據數控轉台（tái）平時出現（xiàn）的故障或（huò）者容易出現故障的配件進行針對（duì）性的檢測，如發現異常應當立即更換。同時需要熟練操作鎖（suǒ）緊扭矩測試儀、油水分離器等，當維護保養（yǎng）完（wán）成後要對數控轉台的鎖緊機構進行檢測，以確保維（wéi）護保（bǎo）養結果的準確性。
結束語
數控轉台是數控機床的重要功能部件，在（zài）機械加工製造中起著及其重要的（de）最用。數控（kòng）轉台在鎖緊（jǐn）後的力矩大小對於高（gāo）精度機（jī）械加工的關鍵技術，其鎖緊機構是實現（xiàn）鎖緊定位（wèi）的核心部件，當數控轉台旋轉到指定位置必（bì）須鎖緊（jǐn）定位才能保（bǎo）證工件加工時不會產生位置偏移，單純依靠驅動（dòng）裝置很（hěn）難實現此功（gōng）能，因此必須依靠鎖緊機構裝置來實現此功能。
參考文獻：
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