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知识分享第2期-高精度.高惯量.高刚性之旋转传动方式4
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禾宝机械有限公司 358 苗栗县苑里镇苑港里2邻10-59号
  大型四轴旋转平台安装与技术要点 在CNC加工中,四轴分度盘是让复杂零件得以高效率完成多面加工的重要元件。它不仅提升角度灵活性,也决定了加工速度、精度与稳定度。本文将以实际案例解析,说明我们如何在一台 1.4 米行程的大型CNC加工中心完成重型四轴的拆换与整合,深入探讨每个步骤背后的技术理由与精度要求,透过一次完整流程,理解四轴安装的关键。 更换四轴的必要性:精度退化的影响 客户原有的四轴因多年使用,已出现重复精度严重下降、定位误差加剧,以及煞车失效等问题。四轴精度一旦退化,会直接导致:• 多面加工时角度误差放大• 工件表面品质下降• 长工件旋转加工时晃动增加• 机台补正无法弥补根本问题 电控整合测试:确保 CNC 与四轴完全匹配  四轴正式上机前,需先确认 CNC 控制器能否正确驱动新四轴。接上所有控制线,进行旋转方向、速度反应、煞车启闭、伺服讯号回馈等电控测试。能避免安装后才发现参数不符、系统无法辨识或煞车异常等问题。  台面平整度处理:高精度安装的基础 机台台面就是最底层的加工基准面。因此,我们使用油石仔细刮修台面,消除毛屑、刀痕、微小凸点、加工残渣等,干净、平整的台面,是确保整台四轴能维持几何精度的第一步。  定位键安装:确保四轴永远回到正确位置 新的四轴在底部涂上防锈油后,会安装定位键。这个小小的零件让四轴与工作台建立固定基准,避免长期加工造成位置位移,未来拆卸维护后能快速回到原本精准位置。  尾座与四轴定位:建立完整旋转支撑系统  四轴本体与尾座需同步放置於工作台上,并经过初步量测,以估算中板与各接触面的安装位置。尾座清洁后再以油石处理,目的是确保四轴端与尾座中心高一致、长工件旋转时受力均衡,以及加工时不会因偏心造成晃动与跳动。  四轴参数与运转测试  在正式锁紧前,我们会测试:• 四轴旋转速度• 方向准确性• 煞车定位精度• 运转是否流畅无异音  平行度校正:让四轴与 CNC 保持几何一致  四轴的旋转轴心必须与 CNC 的 Y 轴保持完全平行。因此,我们以千分表进行多点量测,反覆调整至误差落在标准范围。锁紧后再校正一次,确保锁附过程没有造成位移。  中板安装  在安装中板之前,台面与中板接触面都需再次用油石确认平整。中板预装后,需要针对同心度、中心高度、平行度、垂直度进行逐项调整。这四项精度直接决定四轴日后能否正确地支撑工件与保持定位。  试运转与实际加工:检验整套系统的最佳时刻  所有精度调整完成后,进行试运转测试,确认整套旋转平台系统运转顺畅、无异音、无抖动。至此,大型重型四轴整合任务正式完成。  结语:四轴是一套精度工程  四轴安装是一套完整的精度工程,包含台面状态、控制系统匹配、油压同步、轴向几何校正与中板平行度调整等细节。每一步正确执行、每一个数值都经过验证,才能让 CNC 加工中心发挥四轴旋转平台的效能,在多角度、多面的加工任务中保持高精度、高效率与高稳定度。若您正在评估四轴升级、重型旋转平台安装,或遇到精度校正方面的实务问题,欢迎联系禾宝机械,让我们以专业技术协助您提升产线能力。  大型四轴安装常见问题(FAQ)  Q1:什么情况下需要更换四轴?A:四轴长期使用后容易因磨耗而出现重复精度下降、定位误差增加、煞车功能衰退或异音等情况。若开始影响加工品质,或无法透过调整恢复精准度时,就需要进行更换。Q2:为什么需要用油石刮除工作台的毛屑与凸点?A:只要台面上残留金属屑或微小凸点,都可能导致安装偏移,使四轴在运转时产生角度误差或平行度问题。油石处理能确保基准面平滑。Q3:什么是定位键?A:定位键是一种用来固定四轴安装基准的位置孔槽。确保四轴拆装后都能回到相同位置,不会因振动或热变形而位移,减少重新校正时间并提升加工一致性。Q4:四轴与尾座的中心高若不一致会怎样?A:中心高不一致会导致工件在旋转加工时受力不均,出现晃动、震动,甚至造成刀痕不均或工件变形。因此四轴与尾座的中心高度必须透过量测精准调整到一致。Q5:安装后还需要试运转吗?A:需要。试运转能检查是否有异音、卡滞、振动或油压反应延迟等问题。Q6:加装四轴后能带来哪些加工效益?A:加装四轴后能显著提升:• 多角度加工弹性• 球形、斜角与曲面加工能力• 加工速度与换面效率• 工件一致性• 整体产线加工效率 ( 延伸阅读 手动改自动困难吗? 直接看案例 技术应用第5期-【设备升级案例】自动化改造|空压缸+控制模组,省时省力 ) 禾宝机械将继续推动技术创新,为客户提供更多专业可靠的解决方案。有任何技术问题,欢迎联络洽询! https://www.herbao.com.tw/cn/hot_526942.html 知识分享第11期-大型四轴旋转平台 安装与技术要点 2025-12-05 2026-12-05
禾宝机械有限公司 358 苗栗县苑里镇苑港里2邻10-59号 https://www.herbao.com.tw/cn/hot_526942.html
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浅谈旋转机构的传动方式

目前旋转机构的传动方式包含海波齿轮、蜗杆蜗轮、斜齿轮、直驱马达、滚齿凸轮、谐波减速机…等,其优缺点各有不同。

海波齿轮

海波齿是在螺旋伞齿轮上附加轴心偏移的齿轮。相对於螺旋伞齿轮,海波齿轮可以达到高减速比与高强度,噪音也相对较低。

 

海波齿轮通常应用在较高精度和平稳传动的场合,如精密机械设备、高速传动系统、精密仪器等。特殊齿形设计能够有效减少齿面压力和齿轮齿面的磨损,提高了传动系统的使用寿命和可靠性。

▼各式齿轮特性比较图

 

海波齿轮轻量化和小型化设计,不会受限於空间大小。高强度材料的选用确保高压、高负载环境下的稳定性和可靠性。此类齿轮运转平稳,噪音低,生产成本相对较低,效益更高。
此类齿轮广泛使用於汽车、卡车差速器,也可以应用於工作机械上。

 

应用范例

海波齿数控旋转定位平台

数控旋转定位平台运用海波齿轮做为传动方式,使其达到高精度、高刚性、高惯量,实现五轴连动曲面工艺运动模组。

 

海波齿轮数控旋转平台可以应用於光学检测、自动化多工位应用、车床应用、磨床应用、机器手臂、汽车工业应用、加工应用、珩磨机...等。

 

斜齿轮

斜齿轮由两个或多个齿轮组成,齿轮齿面呈现斜向排列,倾斜角度在10°至45°之间。

斜角设计使得斜齿轮在工作时产生较平滑的运动,让齿轮在啮合过程中慢慢接触,同时减少齿轮间的冲击和噪音。

斜齿轮通常应用在需要高精度和平滑运动的机械系统中,例如车辆变速器、机床传动系统、工业机器人等。

 

蜗杆蜗轮

蜗杆蜗轮由螺旋状的蜗杆和对应的蜗轮组成。可以做为位置定位装置,与使用於工作机台的旋转台,也可做为动力传动装置,常应用於高比速减速机,机床旋转定位、搬运定位机器及电梯卷扬机等,或使动力方向转换。

蜗杆蜗轮传动系统是靠滑动接触的齿轮,一对齿轮就能做出高减速比,一体成形且具高强度,噪音较低,并具有自锁能力。

 

▼各式齿轮特性比较图

日本制造的蜗杆蜗轮传动系统,其蜗杆轴使用硬度较硬的炭素钢及合金钢;为防止表面擦伤,蜗轮使用硬度较软的磷青铜及铝青铜。

 

直驱马达

直驱马达是直接连接到负载的马达系统,没有使用传动系统(如减速机或传动带)。能直接将运动转换为力矩,优点包括高精度、高速度、高力矩密度和低噪音。

滚齿凸轮

滚齿凸轮用於转换旋转运动和直线运动之间的运动形式。由凸起的齿轮和滚齿组成。齿轮的表面通常呈现特定的形状,可以是圆弧形、椭圆形或其他,取决於所需的运动轨迹。而滚齿则是小圆柱形的元件,可以在齿轮表面上滚动。

谐波减速器

谐波减速机利用谐波齿轮原理实现减速效果。由三个主要部件组成:输入轴、谐波发生器和输出轴。输入轴驱动谐波发生器产生谐波运动,而谐波运动再传递给输出轴,从而实现减速效果。

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