CN104476153B - 高精度位移伺服薄形零件装配导向槽 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，包括盖板、框体、叠片式压电陶瓷、导向槽、压头、应变式力传感器；所述盖板与框体上底板连接；所述叠片式压电陶瓷一端粘贴在盖板底部的定位槽内，另一端粘贴压头，所述压头底部连接应变式力传感器；所述框体底部设有导向槽。本发明可以有效的限制薄形零件在导向槽内发生轴向偏移与变形，精确的对薄形零件在导向槽内移动进行轴向导向。

Description

高精度位移伺服薄形零件装配导向槽
技术领域
本发明涉及一种精密机械装配装置，尤其是一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽。
背景技术
薄形零件由于其特有的机械结构，其轴向尺寸的尺度非常小，通常是在0.2mm以下，在这种尺度下若要保证其具有较好的精度，则需要高精度机械加工设备，将会产生昂贵的生产成本。国内许多中小型机加工厂商仍只能做到0.01mm的加工精度，因此生产出来的同一批薄形零件，必然会有±0.01mm的公差，这种尺度的偏差会使薄形零件在装配时由于尺寸的变化而使得自动装配变得困难。传统的导向槽，尺寸固定，当薄形零件轴向尺寸小于槽高度时，薄形零件与导向槽存在较大间隙，会使薄形零件在槽内移动时在轴向发生偏移、变向，不能实现真正的导向；反之，薄形零件与导向槽接触过紧，挤压力过大，使得薄形零件在导向槽内无法移动。因而目前此类薄形零件的装配都是通过人工操作，利用特殊的夹具，手工装配，耗费巨大的人力。
压电陶瓷是一种新型的功能陶瓷材料，具有压电效应，即指某些压电材料，例如锆钛酸铅压电陶瓷（PZT），具有从机械能转变成电能，或者由电能转变成机械能的物理效应。前者称为正压电效应；后者称为逆压电效应，即压电陶瓷施加一直流电场，改变其极化强度，将会产生机械变形。这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。利用压电陶瓷的逆压电效应，可以制成高精度（可达0.1μm）微位移机构，这种机构可以消除由零件加工时造成的机械误差，而且具有结构简单、尺寸小、发热少和便于自动控制等诸多优点。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，能实现高精度（0.1μm）位移伺服，辅助薄形零件进行准确自动装配。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，包括盖板、框体、叠片式压电陶瓷、压头、导向槽、应变式力传感器；所述盖板与框体上底板连接；所述叠片式压电陶瓷一端粘贴在盖板底部的定位槽内，另一端粘贴压头，所述压头底部连接应变式力传感器；所述框体底部设有导向槽。通过应变式力传感器测得压头与薄形零件的接触力，形成闭环反馈，根据测得的力值实时驱动叠片式压电陶瓷位移，调整接触力大小，直至接触力达到最优值，完成闭环的伺服控制；最优的接触力可通过实验测得，测得的最优值应使薄形零件在导向槽内轴向的位移完全限制，而横向的移动顺畅。
框体三面封闭，用于对叠片式压电陶瓷限位；一面开放，便于其安装。
框体上底板与盖板配作定位销孔。
框体底部设有进料口，进料口下表面设为坡口，便于薄形零件进入导向槽。
导向槽与压头一端伸出框体，用于薄形零件装配时导向槽与其它设备的空间配合。
与现有技术比较，本发明的有益效果在于：
本发明可以有效的限制薄形零件在导向槽内发生轴向偏移与变形，利用微机控制叠片式压电陶瓷进行高精度位移伺服，使应变式力传感器测得的薄形零件与导向槽的接触力达到最优，可精确的对薄形零件在导向槽内移动进行轴向导向。
附图说明
图1是高精度位移伺服薄形零件装配导向槽的结构示意图。
图2是高精度位移伺服薄形零件装配导向槽的主视图。
图3是高精度位移伺服薄形零件装配导向槽的左视剖视图。
图4是高精度位移伺服薄形零件装配导向槽的后视图。
图5是盖板示意图。
图6是本发明控制框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例做进一步的说明。
如图1~图5所示一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽的具体构造是：
一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，包括盖板1、框体2、叠片式压电陶瓷3、导向槽9、压头5、应变式力传感器6；所述盖板1与框体2上底板连接；所述叠片式压电陶瓷3一端粘贴在盖板1底部的定位槽7内，另一端粘贴压头5，所述压头5底部连接应变式力传感器6；所述框体2底部设有导向槽9。
框体2三面封闭，用于对叠片式压电陶瓷3限位；一面开放，便于其安装。
框体2上底板与盖板1配作定位销孔11。
框体2底部设有进料口10，进料口10下表面设为坡口8，便于薄形零件进入导向槽9。
导向槽9与压头5一端伸出框体2，用于薄形零件装配时导向槽9与其它设备的空间配合。
如图6所示，一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽的控制方法是：
将薄形零件从进料口10置入导向槽9后，微机控制叠片式压电陶瓷3在轴向的形变来精确的控制压头5的位移。压头5底部连接应变式力传感器6，通过应变式力传感器6测得压头5与薄形零件的接触力，形成闭环反馈，根据测得的力值实时驱动叠片式压电陶瓷3位移，调整接触力大小，直至接触力达到最优值，完成闭环的伺服控制。最优的接触力可通过实验测得，测得的最优值应使薄形零件在导向槽9内轴向的位移完全限制，而横向的移动顺畅。

Claims (5)

1.一种高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，其特征在于，包括盖板（1）、框体（2）、叠片式压电陶瓷（3）、导向槽（9）、压头（5）、应变式力传感器（6）；所述盖板（1）与框体（2）上底板连接；所述叠片式压电陶瓷（3）一端粘贴在盖板（1）底部的定位槽（7）内，另一端粘贴压头（5），所述压头（5）底部连接应变式力传感器（6）；所述框体（2）底部设有导向槽（9）。
2.根据权利要求1所述的高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，其特征在于，所述框体（2）三面封闭，一面开放。
3.根据权利要求1所述的高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，其特征在于，所述框体（2）上底板与盖板（1）配作定位销孔（11）。
4.根据权利要求1所述的高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，其特征在于，所述框体（2）底部设有进料口（10），进料口（10）下表面设为坡口（8），便于薄形零件进入导向槽（9）。
5.根据权利要求1所述的高精度位移伺服薄形零件装配导向槽，其特征在于，所述导向槽（9）与压头（5）一端伸出框体（2）。
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