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一種將諧波減速機與電動機集（jí）成後（hòu）應用於轉台旋轉軸的設計

2018-4-2 來源：北京精雕科技集團有（yǒu）限公司作者：王岱鄧宇

摘要: 為了更好地滿足小（xiǎo）型機床上（shàng）轉台高精度、高剛性、大扭矩的要求，設計了一種轉（zhuǎn）台旋轉軸由諧波減速機與驅動電動機一體化集成後（hòu）的結構，對其結構和工作（zuò）過程進行了介紹，並在實際的（de）應用中也取得（dé）了預期效果。

關鍵（jiàn）詞: 諧（xié）波減速機; 一（yī）體化集成設計; 加工中心; 旋轉軸; 轉台（tái）

隨著我國經濟（jì）發展和產業轉型，特（tè）別是工業 4． 0強國計劃的（de）實施，對數控加工中心的精度和功能也（yě）提出了更高的（de）要求，傳統的三軸數控加工中（zhōng）心已很（hěn）難滿足日益旺盛的複雜（zá）產品的加工行業。

機床廠家都在對自己的數（shù）控機床進行改造（zào）升級（jí），在三軸機床的基礎上增加轉台已成為最（zuì）經濟有效的形式，目前轉台最常見的旋轉軸拖動（dòng）方案為直驅電動機、蝸杆減速機。

直驅電動機的優（yōu）點是: 結構簡單，傳動效率高（gāo），精度高，動態響應性好; 缺點是: 成本較高，剛性較差，不耐瞬間衝（chōng）擊，體積大。

蝸杆減速機的優點是: 輸出扭矩（jǔ）大，耐衝擊，剛性好，可反向自鎖; 缺點是: 體積較大，精度較低，振動較大，不（bú）耐磨損。

而諧波減速機（jī）的精度、體積小、承載大（dà），特別適合於應用到小型加工中心的旋轉（zhuǎn）軸上。本文介紹了一種將諧波減（jiǎn）速機與驅（qū）動（dòng）電動機集成後應用於轉台旋轉軸的方案。

1 、方案介紹

普通三軸加（jiā）工中心（xīn）要實現加工具有（yǒu）複雜曲麵的零件（jiàn），或者要實現一次裝夾多麵加工，有（yǒu）效辦法就是安裝一個多軸轉台。而現有（yǒu）的多軸轉台大多精度低、體積大、很難應用於（yú）型（xíng）的加工中（zhōng）心（xīn）上。而一（yī）體集（jí）成（chéng）化後的諧波減速機與驅動電動機，具有高（gāo）精度（dù）、小體積、大扭矩、易（yì）安裝等優（yōu）點，非常適合於安裝（zhuāng）到小型加工（gōng）中心（xīn）的（de）轉台旋轉軸上。首先（xiān）將諧波減速機（jī）與驅動電（diàn）動機進行一體（tǐ）化集（jí）成設計（jì），形成 1 個旋轉運動單元，如圖 1 所示。

然後將集成後的（de）單元應用於轉台的旋轉軸，如圖2 所示。

此轉台具有（yǒu）體（tǐ）積小、輸出扭矩大的特點，旋轉軸（zhóu）額定輸出扭矩（jǔ）達 81 N·m，最高轉速可達 45 r/min，同時（shí）具備 IP67 的防護能力。

2 、實際應用

目（mù）前此種轉台的小批（pī）量樣機已試製完成（chéng），利用雷尼紹激光測量儀對（duì）其精度進行了測量，測量結果見表 1。

同時將其安裝（zhuāng）到筆者公司生（shēng）產的型號為JDLVM400T － A10 的機床上( 見圖 3) ，進行（háng）了實際加（jiā）工測（cè）試，測試內容為標準（zhǔn）圓柱的加工和標準方體的（de）聯動加工（gōng）( 見圖 4) 。加工完成後對加（jiā）工樣件進行測量（liàng），通過測量結果（guǒ）來檢測該轉台（tái）旋轉軸的加工能力、動態穩定性能、動態響（xiǎng）應性能以及驅動電動機與減速機的匹配性。

此種 3 + 2 的（de）五軸機床，總體占地麵積小、重量輕、結構緊湊、便於車（chē）間布置。主要應用（yòng）於電子類小（xiǎo）五金件的產品加工，不但可以實現複雜曲麵的加工，也可以用（yòng）於多夾位的合（hé）並，一次裝夾，多麵加工，減少中間轉運環節，提高生產效率，提（tí）升產品良率。

3 、結（jié）語

通過測試發現（xiàn）除了（le）由於諧波（bō）減速機在運行時（shí）會存在固（gù）有的機械振動，使（shǐ）得其在高（gāo）表麵質量要求的聯動加工方麵存在一定（dìng）不足以外，其（qí）他（tā）各方麵都有（yǒu）較優異的表現，相信在不斷優化和改（gǎi）進（jìn）後，此種結構的轉台必（bì）將有廣闊的應用（yòng）市場。

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