国内外精密数显数控转台产品技术工艺研发动态与发展趋势分析

第一节 国内精密数显数控转台产品技术工艺研发动态

1、沈机

自2010年以来，沈机股份对多款重型数控回转工作台加大了研制开发的力度，全面推进重型落地铣镗加工中心升级，丰富并完善现有产品型号规格，增强市场竞争力。目前，已完成设计并投产的PIB40、PIB50、PIB40t、PIB80h等系列重型数控回转工作台，能够承载40-80吨重的大型部件；研制了PIB40t 重型数控可倾回转工作台，满足国家风电能源加工行业的特殊要求。这些产品都采用了滚动与滑动复合导轨数控驱动技术、定量闭式静压技术、重型数控可倾回转工作台台面可多角度自动倾斜、静压轴承结构等先进技术。其中PIB80h回转定心采用的静压轴承结构技术在该公司属于首次应用。这些技术成果为沈机股份进一步研制开发高刚性、高精度重型数控回转工作台奠定了重要的基础。 

2、烟台环球

日前，烟台环球的三台TK62800/1000数控直驱回转工作台中的首台Ф1000直径的直驱转台经过严格的加载跑车和车削试验，达到了客户的技术要求，宣布试制成功。

TK62800/1000数控直驱回转工作台是在烟台环球公司已有研究的基础上，结合国家重大专项要求及典型客户需求自主研究开发的。该直驱转台采用力矩电机与高精组合轴承形式，具有结构简单、紧凑、精度高等特点。同时又具有刹紧功能，采用薄壁刹紧结构形式，直驱电机带有冷却通道，可保持电机长时间工作温度变化小，从而保证大力矩、高精度。力矩电机驱动的设计及应用，无中间传动环节，可获得较高的精度及较好动态性能。

TK621000数控直驱回转工作台已整装待发，另外两台TK62800、TK621000直驱转台业已进入最后调整阶段。

3、大连光洋

大连光洋科技工程有限公司可以提供系列化力矩电机及其配套驱动产品。大连光洋自2005年开始进行可行性技术分析和市场，经过1年的论证，于2006年正式启动直驱关键功能部件（摆角铣头、回转工作台）开发项目，采取了与哈尔滨工业大学合作开发模式。哈尔滨工业大学在电机理论及设计技术处于国内领先地位，具有较好的技术基础。光洋公司于2007年8月完成力矩电机的设计和制造，2007年10月完成了基于该电机的单轴精密转台样机设计和制造，同时完成了高分辨率（6700万线/转）、高精度（±3.6角秒）的总线式力矩电机伺服驱动器样机。

第二节 国外精密数显数控转台产品技术工艺研发动态

在直驱技术日益成熟的条件下，国际主流机床厂商迅速推出采用直驱技术的机床产品，而且其应用水平的提升呈加速趋势。目前，处于世界机床产销量前几位的DMG、MAZAK、森精机等公司均开始大量改用直驱功能部件。森精机在NMV系列加工中心采用力矩电机作为转台驱动。FANUC公司的纳米级的ROBONANO 系列加工中心直线运动和回转运动均采用直驱技术，该系列加工中心尚不对日本以外的国家销售。同时国际上还产生了一批专业从事直驱功能部件的制造商，如德国的CYTEC和KSL为机床厂配套直驱转台和摆角铣头产品。

第三节 2009-2010年国内外精密数显数控转台技术工艺研发成果回顾

第24届日本国际机床展览会上展出的新产品驱动系统大多采用直驱技术。大功率、大扭矩直线电机用于重载、高速机床的驱动，不仅速度快、加速度高，而且定位精度高。三井精机（Mitsui Seiki）公司展出的双向回转工作台，用于直升机叶片加工，台面直径2000mm、台面高度1200mm、扭矩1700Nm。可以看出大功率、大扭矩的直驱电机已在机床上成功应用。

第四节 2011-2012年精密数显数控转台国内外技术工艺研发趋势分析

采用直驱技术制造回转功能部件目前已经成为国际机床产业的发展趋势，直驱功能部件包括直驱式转台、摆角铣头等。.

直驱技术即采用大推力力矩电机或直线电机替代原有的包括齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、滚珠丝杠传动，即用电气传动替代机械传动。直驱技术具有精度高（精度直接取决于控制技术和传感技术）、速度快（直线电机可达100m/min,力矩电机可达500rpm）、无磨损（没有机械磨损）、无间隙（没有机械物理间隙）、受力状态优良（区域出力，没有点接触和线接触受力环节）等优势。采用直驱技术设计的回转功能部件，机械结构简单、精度高、速度快，是三轴数控机床向高档5轴数控机床产业升级的关键功能部件。

第五节 精密数显数控转台产品现行技术同类替代技术发展

精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.05μm左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05μm左右，形状精度可达0.01μm左右。

采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001μm）。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。

当今超精密机床技术的发展趋势是：技术上不断朝着加工的极限方向发展，向更高精度、更高效率方向发展，向大型化、微型化方向发展；功能上向加工检测补偿一体化方向发展；结构上向多功能模块化方向发展；功能部件上向新原理、新方法、新材料应用方面发展，总体来讲是向极限制造技术方面发展。