回转工作台专利技术分析.docx

?

?

回转工作台专利技术分析

?

?

孙巍+田家艳+王峥

摘要：本文在专利检索、阅读分析的基础上，分析了国内外的回转工作台专利申请量及专利技术发展概况，对重点技术的发展进行了梳理，获得了该领域技术的概貌。

关键词：回转工作台；申请量；间隙；锁紧，双轴转动

1、引言

伴随着我国机械制造业不断快速发展，数控机床逐渐向着高、精、尖层次迈进，其中，回转工作台已经发展成为数控机床的核心功能部件[1]，其带有可转动的台面，能够装夹工件并实现回转和分度定位[2]，简称转台或第四轴。在数控机床的各个部件中，回转工作台的回转精度与分度定位精度直接影响着切削加工的质量，对数控机床的整机性能影响非常大，其产品涉及到国防、精密仪器及电子等工业技术的发展，是数控机床领域研究的重中之重。

2、回转工作台的专利申请概述

在国际专利分类表中，回转工作台对应的IPC分类号为B23Q1/25，分类定义是可移动的或可作调整的工件或工具支承物，其下还有对工作台传动方式、相对运动方式或制动方式等方面的细分。另外，回转工作台传动方面的分类号有时也会分在F16H对应的小组中。

为了研究回转工作台专利申请的发展情况，笔者通过S系统的统计命令、相关的IPC分类号、CPC分类号与比较准确的关键词、转库检索等检索策略相结合的形式进行检索，获取初步结果后对其进行筛选，并将检索文献中的明显噪声清理，对国内外专利申请数据进行统计分析。

从图1可以看出，回转工作台的发展在国内与国外并不同步，二者专利申请量的态势略有差别。

纵观回转工作台的国外专利申请量，1985-2017年间专利申请总量为684项。实际上，其对回转工作台的研究较早，早在1985年之前，就有一定量的专利申请。1985-2011年间，每年均有一定数量的相关专利申请，申请量基本上呈比较平稳的态势，在2003-2005年期间，年均申请量达到最大，但随着专利申请量的逐渐增加及机床与回转工作台技术的日趋成熟，2005年后申请量逐年下降。

相比而言，中国在该领域的研究起步较晚，但是增长量较大，截止2017年5月，在已公开的专利申请中，回转工作台的国内专利申请量为540项，申请量总体上呈上升趋势。其中1985-2002年增长缓慢，申请总量低于10件，即国内市场需求量不大，在此方面的研究较少；在2003-2005年间申请量小幅增长，对回转工作台的研究处于起步阶段；在2005年以后，随着自主创新能力与机械制造业的不断发展，对数控机床乃至回转工作台的研究越来越深入，申请量大幅增加；2015-2017年，申请量稍显下降趋势，这是由于部分申请在我国尚未公开。

通过国内外申请量的对比可知，国外在回转工作台领域的研究要远远早于国内，申请量也多于国内申请，我国对于回转工作台研究的起步时期正是国外研究的鼎盛时期，大概2009年以后，随着研究的深入与技术的成熟，国外的专利申请量已有一定程度的下降，而国内在该方面依然作出了很大的投入，申请量逐渐超过了国外申请量。

3、回转工作台的专利技术概述

从国内外专利申请数据及检索结果来看，回转工作台的研究主要集中在消除间隙、锁紧定位及双轴转动等方面。

3.1消除间隙

CN102029531A是大连华根机械有限公司提出的一种具有双蜗轮蜗杆消隙机构的回转工作台驱动装置，为了避免出现传动间隙而影响传动精度，通过变化左调整垫、右调整垫的厚度进行调整左蜗杆和右蜗杆的轴向位置，最终保证左齿轮的右齿面与齿圈的齿面相接触，右齿轮的左齿面齿圈的齿面相接触。

武汉市黄陂新隆建筑机械有限公司提出了另一种无间隙凸轮蜗杆传动之超高精度定位回转工作台CN104148953A，分度预紧传动机构为两级凸轮蜗杆传动机构，在滑动配合取代滚动配合的同时，通过正反螺旋线凸轮蜗杆设计及刚性联轴器松紧作用的融入，使得传动间隙缩小为零，有效地减少了传动间隙带来的定位误差。

DE202009017475U1是一种消除间隙的蜗轮蜗杆传动装置，通过一个弹簧装置，蜗杆能够与蜗轮盘无间隙的旋转啮合，并且能够在运行中自动的再调整蜗杆相对于蜗轮盘的相对位置，还能够改善在高温波动情况下的负荷能力。

3.2锁紧定位

CN103240610A是高邮市力博机床附件厂关于回转工作台锁紧构件的专利申请，锁紧构件包括工作台面、锁紧块、锁紧杆与锁紧杆手柄，锁紧块卡合固定于工作台面的槽内，其通过外部锁紧方式，在工作台面停止工作时，能够有效锁紧固定工作台面，防止继续转动或移动。

JP2013094858A是株式会社日研工作所提出的一种制动机构的旋转台器件，具有外侧固定部、内侧固定部，通过内、外侧固定部的双重夹持式（doubleclamping）的制动构造，能以较大的夹持力锁紧回转工作台。

3.3双轴转动

JP2004160642A是株式会社三共制作所提出的一种倾斜并旋转的工作台设备