CN110125711B - 一种用于伺服器的导向装置及超长行程快刀伺服器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于伺服器的导向装置及超长行程快刀伺服器，包括连接件和板簧导向机构，所述板簧导向机构连接连接件，所述连接件用于将驱动机构固定连接于板簧导向机构，所述板簧导向机构包括多组Z字形折叠板簧，多组Z字形折叠板簧设于板簧外框之内，所述板簧外框连接光栅组件，所述多组Z字形折叠板簧呈中心对称排列，所述多组Z字形折叠板簧的中心对称点处设有块状体。本发明公开的用于伺服器的导向装置的板簧导向机构，能实现快刀伺服器的超长行程输出，同时结构尺寸紧凑，便于嵌入快刀伺服加工机床。

Description

一种用于伺服器的导向装置及超长行程快刀伺服器

技术领域

本发明涉及一种超长行程快刀伺服器，尤其涉及一种用于伺服器的导向装置及超长行程快刀伺服器。

背景技术

快速刀具伺服技术是加工复杂曲面零件的有效方法，机构通过在机床上安装快刀伺服单元驱动车削刀具沿工件径向或轴向进行往复直线运动，从而加工出零件的非圆截面或非轴对称曲面。目前，在各种快刀伺服机构，压电陶瓷驱动的快刀伺服机构存在着行程小的问题，限制了快刀伺服加工的应用范围；采用音圈电机驱动的快刀伺服机构具有较大输出行程，但其导向机构采用的气浮导轨加工制造成本较高，气浮装置也增加了系统的复杂度，不利于快刀伺服技术的推广应用。

在现有技术中公开了一种柔性铰链可拆卸更换的快刀伺服器，该快刀伺服机构采用压电陶瓷作为驱动机构，采用可拆卸更换的柔性铰链单元作为导向单元，来驱动刀具进行复杂曲面的加工。该发明采用可更换的柔性铰链，解决了柔性铰链的损坏更换问题。但机构的柔性铰链为直圆铰链，无法进行大位移导向，驱动器采用压电陶瓷，其行程不到其自身长度的千分之一，故而此机构无法应用在超长行程的快刀伺服加工中。

在现有技术中公开了一种快刀伺服装置，该快刀伺服机构采用音圈电机作为驱动单元，采用气浮导轨来进行导向，能实现超长行程的快刀伺服加工。发明人认为，气浮导轨加工制造困难，成本较高，另外，气浮导轨通过静压气膜来支撑导向，这样系统中需要增加一套供气系统，增加了装置的复杂性。

发明内容

针对现有快刀伺服装置制造困难，成本较高等不足，本发明旨在提供一种用于伺服器的导向装置及超长行程快刀伺服器，本发明的所提供的超长行程快刀伺服器不仅成本低、易制造，而且降低了装置装配的复杂性，保证机构运行稳定。

本发明的第一目的，是提供一种用于伺服器的导向装置。

本发明的第二目的，是提供一种超长行程快刀伺服器。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种用于伺服器的导向装置，包括连接件和板簧导向机构，所述板簧导向机构连接连接件，所述连接件用于将驱动机构固定连接于板簧导向机构，所述板簧导向机构包括多组Z字形折叠板簧，多组Z字形折叠板簧设于板簧外框之内，所述板簧外框连接光栅组件，所述多组Z字形折叠板簧呈中心对称排列，所述多组Z字形折叠板簧的中心对称点处设有块状体。

本发明的原理，可以概括如下：首先，本发明中使用折叠板簧，相对于气浮静压导轨装置，加工制造成本更低，另外在实际使用中维护更简单，而相对于一般的板簧结构，折叠板簧结构能够实现更大的位移输出，进而便于快刀伺服机构扩大行程。

其次，本发明还公开了一种超长行程快刀伺服器，包括所述的用于伺服器的导向装置，还包括驱动机构、光栅组件、车刀架、固定座，所述驱动机构通过所述用于伺服器的导向装置连接车刀架，所述驱动机构设于固定座中，所述光栅组件连接于所述用于伺服器的导向装置。使用所述的用于伺服器的导向装置，能够便于快刀伺服器扩大行程。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

1、本发明公开的用于伺服器的导向装置的板簧导向机构，能实现快刀伺服器的超长行程输出，同时结构尺寸紧凑，便于嵌入快刀伺服加工机床。

2、一体式、柔性的板簧导向机构降低了装置装配的复杂性，保证机构运行稳定。

3、板簧导向机构中心对称设置，保证了快刀伺服器的承载刚度，满足切削加工要求。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例2的整体系统示意图，

图2为实施例1和实施例2各部分结构示意图，

图3为实施例1和实施例2连接件结构示意图，

图4为实施例1和实施例2板簧导向单元结构示意图。

其中，1、车刀，201、车刀架，202、压刀块，203、刀具紧固螺钉，301、固定座底座，302、固定座侧板，303、固定座上板，304、固定座前挡板，305、前座，306、后座，401、音圈电机定子，402、音圈电机动子，501、读数头，502、光栅尺，6、板簧导向机构，601、折叠板簧，602、中心对称点，603、加工槽口，604、光栅安装口，7、连接件。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种用于伺服器的导向装置，包括连接件和板簧导向机构，所述板簧导向机构连接连接件，所述连接件用于将驱动机构固定连接于板簧导向机构，所述板簧导向机构包括多组Z字形折叠板簧，多组Z字形折叠板簧设于板簧外框之内，所述板簧外框连接光栅组件，所述多组Z字形折叠板簧呈中心对称排列，所述多组Z字形折叠板簧的中心对称点处设有块状体。

进一步，所述连接件至少包括多个能够连接于所述块状体或所述板簧外框的杆件，多个杆件呈中心对称排列，且多个杆件的起始端均连接于中心对称点；一个或多个杆件的末端设有突起，突起用于连接光栅组件。

进一步，所述杆件设有4个，4个杆件呈十字形连接，所述杆件均设有多个连接孔用以连接于于块状体或者板簧外框。

进一步，所述板簧外框的竖向截面呈正方形，所述Z字形折叠板设有4个，所述块状体呈四棱柱形。

进一步，所述板簧外框设置有加工孔，以实现折叠板簧机构的精密线切割加工。

进一步，所述光栅反馈机构包括读数头和光栅尺，读数头设于所述板簧外框，光栅尺设于连接件，光栅反馈机构通过检测连接件的运动来实现精密的位置反馈。

一种超长行程快刀伺服器，包括所述的用于伺服器的导向装置，还包括驱动机构、光栅组件、车刀架、固定座，所述驱动机构通过所述用于伺服器的导向装置连接车刀架，所述驱动机构设于固定座中，所述光栅组件连接于所述用于伺服器的导向装置。

进一步，所述刀具架包括刀具座、车刀片和压刀块，所述刀具座连接于折叠板簧，车刀片设于刀具座，所述压刀块连接于刀具座，所述压到块压紧刀片；

所述压刀块设有楔形面和槽孔，实现水平方向压紧刀片，竖直方向上通过调节压紧螺栓压紧刀片；

进一步，所述固定座包括顺序首尾连接的顶板、第一侧板、底板和第二侧板，所述底板设有电机座，所述电机座包括后座和前座，后座用于安装驱动机构的定子，前座用于支撑驱动机构的定子。

进一步，还包括挡板，所述挡板安设于折叠板簧机构连接车刀架的一侧，防止切屑及切削液等进入快刀伺服机构内部影响机构工作性能。

正如背景技术所述，现有快刀伺服装置存在制造困难，成本较高等不足，本发明旨在提供一种用于伺服器的导向装置及超长行程快刀伺服器，本发明的所提供的超长行程快刀伺服器不仅成本低、易制造，而且降低了装置装配的复杂性，保证机构运行稳定。现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

一种用于伺服器的导向装置，包括连接件7和板簧导向机构6，所述板簧导向机构6连接连接件7，所述连接件7用于将驱动机构固定连接于板簧导向机构6，所述板簧导向机构6包括4组Z字形折叠板簧601，4组Z字形折叠板簧601设于板簧外框之内，所述板簧外框连接光栅组件，所述4组Z字形折叠板簧601呈中心对称排列，在本实施例中，4个Z字形折叠板簧601呈十字状排列，实现导向机构的大位移输出性能并具有紧凑的结构，节省机床空间。折叠板簧601成十字对称布置，保证车削过程中导向机构的各向承载刚度。4个Z字形折叠板簧601的中心对称点602处设有块状体。

所述连接件7包括4个能够连接于所述块状体或所述板簧外框的杆件，4个杆件呈中心对称排列，且4个杆件的起始端均连接于中心对称点602；其中一个杆件的末端设有突起，突起用于连接光栅组件。

所述杆件均设有多个连接孔用以连接于于块状体或者板簧外框。

所述板簧外框的竖向截面呈正方形，所述Z字形折叠板设有4个，所述块状体呈四棱柱形。

所述板簧外框设置有加工槽口603，以实现折叠板簧601机构的精密线切割加工。

所述光栅反馈机构包括读数头501和光栅尺502，读数头501设于所述板簧外框，光栅尺502设于连接件7，光栅反馈机构通过检测连接件7的运动来实现精密的位置反馈。

进一步的，折叠板簧601可设置多层，以增加导向机构的刚度。

需要明确的是，本实施例中的驱动机构的驱动方式为轴向。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中的板簧外框为正六边形，同时设有6个这点板簧，所述连接件7包括6个杆件，6个杆件的起始端均连接于6个杆件的中心对称点602。块状体为六棱柱体，在扩大了折叠板簧601的数量之后，整个导向装置的冗余度也得到了提高。

实施例3

实施例3公开了超长行程快刀伺服器，包括所述的用于伺服器的导向装置，还包括驱动机构、光栅组件、车刀架201、固定座，所述驱动机构通过所述用于伺服器的导向装置连接车刀架201，所述驱动机构设于固定座中，所述光栅组件连接于所述用于伺服器的导向装置。

进一步，所述刀具架包括刀具座、车刀1片和压刀块202，所述刀具座连接于折叠板簧601，车刀1片设于刀具座，所述压刀块202连接于刀具座，所述压到块压紧刀片；

所述压刀块202设有楔形面和槽孔，实现水平方向压紧刀片，竖直方向上通过调节压紧螺栓压紧刀片；

进一步，所述固定座包括顺序首尾连接的顶板、第一侧板、底板和第二侧板，所述底板设有电机座，所述电机座包括后座306和前座305，后座306用于安装驱动机构的定子，前座305用于支撑驱动机构的定子。

进一步，还包括挡板，所述挡板安设于折叠板簧601机构连接车刀架201的一侧，防止切屑及切削液等进入快刀伺服机构内部影响机构工作性能。

本实施例中，如图1-2所示，本实施例中的固定座包括固定座底座301、固定座侧板302、固定座顶板303、固定座前挡板304、电机固定前座305、电机固定后座306，固定座各部分通过螺栓连接固连在一起形成了一个矩形框架结构，该矩形框架结构用于安装驱动机构和板簧导向机构6。在其他实施例中，固定座还可以为一体成型的框架结构，或者是考虑安装的便捷问题，还可以是部分侧板一体成型。

本实施例中所述驱动机构采用音圈电机驱动器，包括音圈电机定子401和音圈电机动子402，能实现毫米级的位移输出。

需要说明的是，本申请中的超长行程是相对于现有的普通行程快刀伺服器而言的，超长行程快刀伺服器的标称行程大于1mm。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于伺服器的导向装置，其特征在于，包括连接件和板簧导向机构，所述板簧导向机构连接连接件，所述连接件用于将驱动机构固定连接于板簧导向机构，所述板簧导向机构包括多组Z字形折叠板簧、板簧外框和块状体，多组Z字形折叠板簧设于板簧外框之内，所述板簧外框连接光栅组件，所述多组Z字形折叠板簧呈中心对称排列，所述多组Z字形折叠板簧的中心对称点处设有块状体；

所述板簧导向机构为一体式结构，所述板簧外框设置有加工孔，以实现板簧导向机构的精密线切割加工。

2.如权利要求1所述的用于伺服器的导向装置，其特征在于，所述连接件至少包括多个能够连接于所述块状体或所述板簧外框的杆件，多个杆件呈中心对称排列，且多个杆件的起始端均连接于中心对称点；一个或多个杆件的末端设有突起，突起用于连接光栅组件。

3.如权利要求2所述的用于伺服器的导向装置，其特征在于，所述杆件设有4个，4个杆件呈十字形连接，所述杆件均设有多个连接孔用以连接于块状体或者板簧外框。

4.如权利要求1所述的用于伺服器的导向装置，其特征在于，所述板簧外框的竖向截面呈正方形，所述Z字形折叠板簧设有4个，所述块状体呈四棱柱形。

5.如权利要求1所述的用于伺服器的导向装置，其特征在于，所述光栅组件包括读数头和光栅尺，读数头设于所述板簧外框，光栅尺设于连接件，光栅组件通过检测连接件的运动来实现精密的位置反馈。

6.一种超长行程快刀伺服器，包括如权利要求1～5任意一项所述的用于伺服器的导向装置，其特征在于，还包括驱动机构、光栅组件、车刀架、固定座，所述驱动机构通过所述用于伺服器的导向装置连接车刀架，所述驱动机构设于固定座中，所述光栅组件连接于所述用于伺服器的导向装置。

7.如权利要求6所述的超长行程快刀伺服器，其特征在于，所述车刀架包括刀具座、车刀片和压刀块，所述刀具座连接于Z字形折叠板簧，车刀片设于刀具座，所述压刀块连接于刀具座，所述压刀块压紧车刀片；

所述压刀块设有楔形面和槽孔，实现水平方向压紧车刀片，竖直方向上通过调节压紧螺栓压紧车刀片。

8.如权利要求6所述的超长行程快刀伺服器，其特征在于，所述固定座包括顺序首尾连接的顶板、第一侧板、底板和第二侧板，所述底板设有电机座，所述电机座包括后座和前座，后座用于安装驱动机构的定子，前座用于支撑驱动机构的定子。

9.如权利要求6所述的超长行程快刀伺服器，其特征在于，还包括挡板，所述挡板安设于板簧导向机构连接车刀架的一侧，防止切屑及切削液进入伺服器内部影响机构工作性能。

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