精密数显转台研制

　　引　言

　　精密转台广泛应用于机械工业、计量测试及教育、科研等部门。它是精密镗、铣床和坐标镗、铣、磨床的主要部件,既可作为精密机械加工时的圆周分度,更是精密测量平面角度的标准部件。我国80年代中期前生产的精密转台全部为机械式或光学机械式转台,即圆分度基准采

　　用金属度盘或光学度盘。工作时,工人操作费时、费眼睛,精度不高,效率低,无法自动化,满足不了现代化生产的需要。因此开发精密数显转台势在必行,有很大的潜在市场,并对于改造旧机床、提高设备利用率、提高机床精度以及研制生产新机床具有重要意义。精密数显转台按应用场合可分为加工型和计量型,按转台工作方式可分为平转台、立卧转台和万能转台三种。万能转台又可分为两轴、三轴和多轴式的。首批研制的精密数显转台为JST-200W万能转台、JST-300平转台和JST-315立卧转台。这是根据用户需要的基本系列,可在此基础上扩展不同的规格和型号。其主要规格和外观如表1和图1所示。

　　1　原　理

　　动光栅、静光栅(指示光栅)分别安装在转台的回转轴和机体上,当两者间有相对转动时,便产生与转过的光栅节距变化相对应的放大了的莫尔条纹(亮、暗)光信号,经光电接收器件转换成周期变化的电信号,再由处理电路(放大、细分、整形、逻辑变换等)处理成相应角分辨力的脉冲信号,计数后,在数显箱面板上显示出转台转轴此时所回转的角度值(度、分、秒)。

　　2　结构要求

　　精密数显转台由精密回转轴系、平面导轨、动静光栅副、传动机构、工作台面、锁紧和脱开机构、转台机体、电气数显箱等主要部分组成。以精密数显平转台为例(图2),其要求分别论述如下:

　　(1)精密轴系和平面导轨

　　采用精密密珠圆柱滚动轴系,有回转精度高、径向刚性好、寿命长以及制造工艺好等优点。平面导轨主要是保证回转运动中的平稳性,以及分担承受被加工件或测量工件的轴向承载。

　　(2)动静光栅副

　　这是精密数显转台的核心元件,是圆周分度的基准。它与金属度盘和光学度盘相比,有精度高、短周期误差小、自动取数等显著特点。一般采用六十进制光栅盘,便于度、分、秒转换和显示。

　　(3)传动机构

　　传动机构一般由蜗轮、蜗杆副组成。在数显转台中,传动机构只起传动作用,要求平稳舒适即可。与机械式转台相比,不需要有高的分度精度(指蜗轮)。传动方式可分手动和电机驱动两种,大多数数显转台均采用手轮摇把旋转方式,只有在数控转台中才采用电机驱动方式。