[发明专利]可消除摆动半径误差的转台及数控机床

说明书

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及可消除摆动半径误差的转台及数控机床。

背景技术

在机械零件数控加工时，复杂空间曲面或者其他复杂的特征加工需要五轴的数控机床。三个直线运动轴加上一个摇篮式转台的结构是五轴数控机床的一种典型形式。摇篮式转台，由一个摆动轴、一个旋转轴组成和工作台，两轴的中心线垂直相交，摆动轴带动旋转轴在一定角度范围内做旋转摆动，而旋转轴一般能实现大于360度的连续旋转运动，工作台用于夹持工件并安装在旋转轴上。但是，目前的摇篮式转台一旦制造完成，其摆动轴的轴心和工作台台面的距离就固定不变。

在加工过程中，工件安装在工作台上，会随着摆动轴的中心做摆动运动。加工点沿旋转轴的中心到摆动轴中心线的距离即为加工点的摆动半径。在摆动角度一定的情况下，旋转半径和加工点的位移量成正比，旋转半径越大，加工点的位移量越大，摆动过程中，摆动角度存在定位误差，摆动也产生一定的振动量，因此，摆动半径的存在就放大了定位误差和振动量，造成零件的加工误差，加工误差的大小和摆动半径成正比。在精密和超精密加工中，由于摆动半径而造成的摆动误差会对系统的加工误差产生较大的影响，特别是长径比比较大的工件，摆动半径较大，因此而产生的误差也较大。

通常，通过零件装夹治具的高度来调整此摆动半径的大小。如果工作台面低于摆动轴中心，可以通过装夹治具适当调整，工件到摆动中心的距离，但工作台面到摆动中心的距离一定的情况下，可调的范围也有限；如果工作台面高于摆动轴中心的距离，装夹治具只会增加摆动半径的长度。通过装夹治具调整，只能把工件加工范围高度方向的中心点位置大致调整到摆动轴中心的位置，而不在中心线上的加工点的摆动误差则无法消除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可消除摆动半径误差的转台及数控机床，旨在解决现有技术无法较好地减小或者消除数控机床的摇篮式转台存在的旋转和摆动半径误差的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：可消除摆动半径误差的转台，包括旋转驱动装置、摆动驱动装置、连接件以及工作台，所述旋转驱动装置安装于所述连接件上且用于支撑所述工作台并驱动所述工作台以所述旋转驱动装置的输出轴为中心旋转，所述摆动驱动装置与所述连接件连接并驱动所述连接件以所述摆动驱动装置的输出轴为中心摆动；所述可消除摆动半径误差的转台还包括摆动半径调节装置，所述摆动半径调节装置安装于所述连接件上且与所述旋转驱动装置连接并用于调节所述工作台的台面与所述摆动驱动装置的输出轴之间的垂直距离。

优选地，所述连接件包括摆动臂以及与所述摆动臂呈垂直角度固定连接的安装基座，所述摆动驱动装置与所述摆动臂驱动连接，所述摆动半径调节装置安装于所述安装基座上，所述旋转驱动装置位于所述安装基座的上方并与所述摆动半径调节装置驱动连接。

优选地，所述安装基座包括底板以及分别沿所述底板的两侧朝与所述底板同一垂直方向延伸设置的第一侧板和第二侧板，所述底板、所述第一侧板和所述第二侧板均与所述摆动臂固定连接，所述摆动半径调节装置安装于所述底板上。

优选地，所述摆动半径调节装置包括驱动电机、丝杆、滑动台和直线滑轨，所述滑动台开设有螺纹孔，所述驱动电机固定于所述底板且所述驱动电机的输出轴与所述丝杆固定连接，所述丝杆与所述螺纹孔螺纹连接，所述滑动台通过所述直线滑轨与所述第一侧板和/或所述第二侧板滑动连接，所述旋转驱动装置固定于所述滑动台上。

优选地，所述直线滑轨包括直线导轨和滑块，所述直线导轨呈垂直状安装于所述第一侧板的内侧面和/或所述第二侧板的内侧面，所述滑块与所述直线导轨滑动配合并固定在所述滑动台的外侧面。

优选地，所述底板开设有避空孔，所述驱动电机安装于所述底板的底部，且所述驱动电机的输出轴穿过所述避空孔伸入所述第一侧板和所述第二侧板之间。

优选地，所述旋转驱动装置的输出轴的延长线与所述摆动驱动装置的输出轴的延长线垂直相交。

优选地，所述工作台的台面设有至少一个用于配合卡持待加工件的安装孔。

优选地，所述旋转驱动装置为伺服电机或步进电机或DD马达，所述摆动驱动装置为伺服电机或步进电机或DD马达。