工作台设计

数控回转工作台的结构设计与应用

数控回转工作台是一种常见的机械加工设备，主要用于机械加工中的旋转定位和夹持。本文将介绍数控回转工作台的结构设计与应用。

一、数控回转工作台的结构设计

数控回转工作台一般由底座、回转部分、工作台面、传动系统、控制系统等组成。

1.底座：承载整个数控回转工作台的重量，利于定位和固定。

2.回转部分：由电机、减速器、分度机构组成，控制工作台旋转，通过分度机构留下特定的度数供夹紧物品使用，给予机床电机驱动，实现回转的复合运动。

3.工作台面：与加工部件接触，完成工件的夹紧和定位。它可以按照加工件形状和尺寸进行设计变形，并且可以选用进口铝板或者不锈钢板，保证夹紧工件的稳定性。

4.传动系统：接受数控机指令，控制工作台转动，保障加工品质。

5.控制系统：包括数控系统、机床系统、分度控制系统等，实现严格的加工控制。

二、数控回转工作台的应用 数控回转工作台用于加工技术的广泛应用。例如：

1.钟表、汽车、航空航天等行业的零部件加工。数控回转工作台可以根据加工要求对工件进行定位，夹紧和旋转，可以实现各种形状的零部件的高精度加工。

2.船用或铁路技术方面的大型件件零部件的加工。数控回转工作台在大型件加工时可以利用其旋转定位的优势，保障加工的精度和质量。

3.军事加工等高精度加工领域。数控回转工作台在高精度加工领域的需要越来越重要，可以实现严格的定位，夹紧，旋转等加工过程，这对于航空、航天等高端技术的发展起到了不可替代的作用。

总之，数控回转工作台作为机械加工领域的重要设备，在各个行业都有着广泛的应用，其采用的结构设计和控制技术可以提高加工质量和生产效率，推动机械加工技术的发展。

第７期　２０１３年７月　机械设计与制造　

Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　５３　

高速高精度定位分度工作台的设计　

许先孟，李锻能，李要芳，刘智　

（广东工业大学，广东广。州５１００９０）　

摘要：数控分度工作台的设计与定位精度的控制是决定数控机床性能的关键技术之一，也是影响零件加工质量的重　要因素。以研究的“准柔性双面数控微小孔深孔钻床”课题其中一项关键技术为对象，结合零件加工需求的的特殊性　

展开深入研究。在机械方面，设计出一种八工位数控分度双面钻工作台，从工艺上克服了微小孔深：ＩＬｈ￣＿ｒ－存在的部分　困难；在系统控制上，采用了以ＰＬＣ为控制器，与做角度反馈的旋转编码器构成全闭环控制系统，实现工作台高速、高　

精度的定位。　关键词：分度工作台；ＰＬＣ；旋转编码器；双面钻　

中图分类号：ＴＨ１６；ＴＨ１６１＋．２４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—３９９７（２０１３）０７—００５３—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　Ｈｉｇｈ—Ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈ—Ａｃｃｕｒａｃｙ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘｉｎｇ　Ｔａｂｌｅ　

ｘｕ　Ｘｉａｎ－ｍｅｎｇ，ＬＩ　Ｄｕａｎ－ｎｅｎｇ，ＬＩ　Ｙａｏ—ｆａｎｇ，ＬＩＵ　Ｚｈｉ　

（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　００９０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆＮＣ　ｉｎｄｅｘｉｎｇ　ｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｎｅ　ｏｆｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎ　ｄｅｃｉｄｉｎｇ　

ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＣＮＣ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏｏｌｓ，ａｎｄ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｔ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｍｙ　ｉｓｓｕｅ　ｏｆ　ｔｈｅ“Ｐ—ＦＭＳ　ｄｏｕｂｌｅ　池ｄ　ＣＮＣ　ｍｉｃｒｏ　ｈｏｌｅ　ａｎｄ　ｄｅｅｐ　ｈｏｌｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ＇’ｆｏｒ　ｏｂｊｅｃｔ．ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｎｅｅｄｓ　ｉｎ　ｔｈ　ｓｔｕｄｙ　‘ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｉｔ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ａ　ｅｉｇｈｔ　ｓｔａｔｉｏｎ　ＣＮＣ　ｉｎｄｅｘｉｎｇ　“６　一　

⼆维精密⼯作台设计

⽬录

第⼀节 《测控仪器课程设计》要求 (1)

第⼆节 国内外现状 (2)

第三节 ⽅案设计 (5)

第四节 测量控制⽅法设计 (13)

第五节 未来展望与总结 (18)

参考⽂献 (20)

第⼀节 《测控仪器课程设计》要求

⼀课程设计⽬的：

测控仪器课程设计是⼀次⽐较完整的仪器设计，它是理论联系实际、培养初步设计能⼒的重要教学环节，完成课程设计的⽬的有⼀下⼏点：

（1） 培养学⽣综合地考虑使⽤、经济、⼯艺、安全性等⽅⾯的设计要求，确定合理的设计⽅案。

（2） 测控仪器设计是综合光学，电学，机械学，控制等多门课程的⼀个系统⼯程，培养学⽣从全局出发，体会各个学科融合的⼀次实战演练。

（3） 培养学⽣仔细阅读本课程指导书和随时查阅有关教材。

（4） 通过分析⽐较吸取现有结构中的优点，并在此基础上发挥⾃⼰的创造性，⽽不是简单抄袭或没有根据在臆造；

（5） 培养学⽣制图功底，训练学⽣通过计算参数，最后完成设计制图的能⼒，（6） 了解国内外的技术前沿，以及现有企业可以提供的各种封装产品技术参数。

⼆ 课程设计技术要求

课题名称：基于CCD边缘检测的⼆维测量系统设计

要求：1. ⼆维精密⼯作台系统X轴⾏程范围10mm，分辨率0.1um，精度要求0.5um；

Y轴⾏程范围10mm，分辨率0.1um，精度要求0.5um；

2. CCD测量系统

边缘识别，精度要求1um；

三 设计说明书要求1．根据设计任务要求，确定设计⽅案。

2. 详细讨论系统各部分的实现⽅法和原理。

3．按照技术指标要求计算相应的机械结构参数，有国家标准的零部件，过计算选取。

4．完成设计说明书⼀份，仪器⼯作原理图⼀张，总装配图⼀张（0号），零件图5张以上。

5．提交设计报告书。要求打印，并列出参考⽂献。设计说明书要求5000字。

第⼆节 国内外现状

⼀⼆维精密⼯作台系统

随着微电⼦⼯程、计量科学与技术、精密加⼯、纳⽶科学与技术等领域的发展，使微纳⽶定位机构得到了越来越⼴泛的应⽤，各国不断发展微动定位的⼯作，不仅要求有⾼的定位精度，⽽且要求在⽐较⼤的范围内做测量。在半导体光刻、微型机械、精密测量、超精密加⼯、微型装配、⽣物细胞操纵和纳⽶技术等领域,需要⼗分精确地定位和⾮常精细地运动,因此⾼性能的超精密定位⼯作台成为这些领域的技术⽀持。

第一节 工作台的基本类型

工作台一般均由面板和支承部分构成。根据组合形式不同，一般可分为桌式工作台、柜式工作台和平台式工作台三种。

1)桌式工作台

桌式工作台是常见的工作台，它包括各种办公桌、课桌、微机操作台及各类服务性柜台等（图6.45）。桌式工作台的特点是结构简单，视野开阔，采光好，桌面上可任意组放各类供操作使用的物品。桌面下方可根据需要任意组合分割出供储备的使用空间。桌式工作台的桌面一般多做成水平的，也可根据需要做成带10°-20°倾角的斜面。因为桌式工作台在使用时多采用坐姿，所以，在设计和选用时必须充分考虑工作座椅的配套问题。

图6.45 桌式工作台

2)柜式工作台

柜式工作台是指控制器和显示器均固定安装在面板上的专用工作台。按工作台面板组合形式的不同，一般又可分为直柜式工作台、弯折式工作台和弧面形工作台等。

①直柜式工作台 该形式工作台的支承部分多是一字形排列的箱柜，台面由几块面板按平面、竖面或斜面组合而成。其特点是台面沿横向尺寸较大，既可单件使用，也可多件组合使用；既可一人操作，也可供多人同时操作(图6．46)。

图6.46 柜式工作台 ②弯折式工作台 该形式工作台是在直柜式工作台的基础上演变而成的。即根据需要把直柜式工作台的左、右两边各弯折一次，形成三面相交的形式。其基本要求是，弯折后各面板的中心距人眼的垂直距离应大致相等，并保证在最佳视野范围内(图6．47)。

图6.47 弯折式工作台 图6.48 弧形面工作台

③弧面形工作台 该形式工作台是在弯折式工作台基咄上的进一步变形(图6．48)。弧面形工作台的特点是，弧面上布置的各显示器与操作拘视距相等，观察时不需调节视距，因而准确、便捷。各控制器与人肢体活动距离一致，因而操作也能较为方便、快捷。若不需观察和监视台外情况，还可做成球面形。

柜式工作台的操作一般多采用坐姿或站、坐姿。因此在没计时必须充分考虑不同操作姿势的座椅配套问题，同时还应充分考虑到容膝空间问题。