数控机床分度工作台设计(2)

业。

机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。

这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。

因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。

分度工作台是近几十年发展起来的一种高科技半自动化生产设备。分度

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台的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。分度台作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

1.1课题的来源与研究的目的和意义

现代工业分度台起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的自动化产品。

1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型分度台。商名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用气驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用分度台就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton）,专门生产工业分度台。

1962年，美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran分度台，原意是灵活搬运。该分度台的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用气驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种分度台出现在六十年代初，但都是国外工业分度台发展的基础。

1978年，美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业分度台，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高分度台的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate公司建立了8年分度台试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从1970年开始应用分度台，主要用于起重运输、焊接和设备的钻孔、攻牙等作业。德国KnKa公司还生产一种全自动分度台，采用新的结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种全自动智能分度台，采用示教方法编制程序。

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日本是工业分度台发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型分度台后，大力研究分度台的研究。据报道，1976年从事分度台的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1979年120多个大学和国家研究部门用在分度台的研究费用42%。1979年日本分度台的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的分度台产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能分度台约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，分度台累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用分度台最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。

第二代分度台正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使分度台具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉分度台。

第三代分度台则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着分度台的研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。

随着科学技术的发展，分度台也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。

在机械工业中，应用分度台的意义可以概括如下： 一、以提高生产过程中的自动化程度

应用分度台有利于实现工件的钻孔、攻牙等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。

二、以改善劳动条件，避免人身事故

在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他

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毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用分度台即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以分度台代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产

应用分度台代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用分度台可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有分度台，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。

综上所述，有效的应用分度台，是发展机械工业的必然趋势。

1.2 分度台的方案分析

为了使分度台的通用性更强，把分度台采用齿盘式分度装置。它的传动部分主要有：液压马达、齿轮齿条传动、齿轮传动、端齿盘传动及液压传动装置。其余部分主要由工作台端面、中心轴、液压系统、微动开关、支架和底座及箱体等部分组成。它能承受很大的外载，定位刚度好，精度保持性好，可提高加工效率，能够由数控系统控制使工作台自动完成分度并定位夹紧。此工作台采用端齿盘夹紧装置，定位精度高具有正确对中的能力，啮合时不需要再找中心，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。

1.2.1 结构分析

分度工作台主要有液压缸提供驱动力，通过齿轮齿条机构带动齿盘转动，当需要分度时，壳体内部的液压缸推动动齿盘与上方的定齿盘啮合，这样工作台就停止了转动，如此间歇运动，就是对工作台进行了分度，具体的回转角度需要根据液压缸的推程来决定，通过调整液压缸的节流阀，可以很方便地调节分度工作台的速度。

1.2.2 机械结构总体方案与布局

分度台的液压回路的设计主要是选用合适的控制阀，通过控制和调节各个液体压缩的压力、流量和方向来使液压执行机构获得必要的力、动作速度和改变运动方向，并按规定的程序工作，设计出的方案布局图如下图所示。

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分度台总体方案与布局图

此次设计的分度台采用端齿盘夹紧装置，定位精度高具有正确对中的能力，啮合时不需要再找中心，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。

设计中采用PLC控制分度台实现各种规定的预定动作，既可以简化控制线路，节省成本，又可以提高劳动生产率。

1.2.3 分度台工作原理

分度工作台主要有液压缸提供动力，通过齿轮齿条传动机构带动齿盘转动，当需要分度时，壳体内部的液压缸推动动齿盘与上方的定齿盘啮合，这样工作台就停止了转动，如此间歇运动，就是对工作台进行了分度，具体的回转角度需要根据液压缸的行程来决定，通过调整液压缸的节流阀，可以很方便地调节分度工作台的速度。

1.3课题研究的内容

本论文主要研究运用SolidWorks对数控机床分度工作台进行设计。在设计过程中，了解SolidWorks的各种功能。

SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总

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