CN204148525U - 一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置 - Google Patents

一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置 Download PDF

Info

Publication number
CN204148525U
CN204148525U CN201420561824.1U CN201420561824U CN204148525U CN 204148525 U CN204148525 U CN 204148525U CN 201420561824 U CN201420561824 U CN 201420561824U CN 204148525 U CN204148525 U CN 204148525U
Authority
CN
China
Prior art keywords
hinge mechanism
flexure hinge
long distances
reciprocating motion
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201420561824.1U
Other languages
English (en)
Inventor
邹青
刘圣强
韦彬
张永利
张启超
李莉佳
姚建宁
史青
高玉江
贾东明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN201420561824.1U priority Critical patent/CN204148525U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204148525U publication Critical patent/CN204148525U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置，适用于非回转对称光学自由曲面的金刚石车削创成，属于超精密加工和复杂曲面光学零件加工技术领域，该装置由基体、驱动器、柔性铰链机构、检测元件以及刀架组成；音圈电机作用于柔性铰链机构，驱动金刚石刀具在Z方向做大行程直线往复运动，压电陶瓷驱动器嵌套在柔性铰链机构上，随着柔性铰链机构在Z方向做大行程直线往复运动的同时，驱动柔性铰链机构在X方向做高频往复运动，本实用新型结构简单、成本低，实现了金刚石刀具在Z向大行程往复运动的同时保证X向高频响应。

Description

一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置
技术领域
本实用新型涉及一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置，适用于非回转对称光学自由曲面的金刚石车削创成，属于超精密加工和复杂曲面光学零件加工技术领域。
背景技术
光学自由曲面定义为没有回转对称性的光学曲面，也称为“非回转对称光学曲面”。光学自由曲面具有改善光学性能、实现结构轻量化等显著优点，这使得自由曲面光学零件不仅在航天、航空、国防等诸多工业领域有着重要的应用，而且在其它面向消费者的工业领域(例如汽车、数字相机、移动电话、图像处理、光纤通讯)也有着极其广泛的应用需求。
自由曲面光学零件能否成功地应用于以上各个领域，其关键还在于能否高效精密地创成光学自由曲面。现行的光学自由曲面创成方法主要包括：复制成形，铣磨/研磨/抛光，基于快速刀具伺服或慢拖板伺服的金刚石车削，以及金刚石飞切或微铣削等。传统加工方法由于加工效率、加工质量和生产成本的限制，已经满足不了如此广泛的应用和越来越高的产品性能要求，目前，国际学术界和工业界普遍认为最有发展前途的光学自由曲面创成方法是基于FTS的金刚石车削。
然而迄今为止还存在一些关键问题有待研究解决，这些问题主要有以下几方面：一、现有的大多数FTS研究还局限于单自由度FTS，仅仅提供了沿Z轴的直线运动或绕Y轴的摆动；二、目前的两自由度FTS装置，有的虽然具有高频响应但行程较小，或者行程较大但没有较高的频率响应，综合了大行程和高频响应的FTS装置还未出现。
发明内容
为了克服现有的FTS自由度低、行程小、响应频率低的问题，本实用新型提供一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置。该装置可实现金刚石刀具在Z向上的大行程往复运动的同时保证X向高频响应，实现了FTS的多自由度、大行程和高频响应功能。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：支板(1005)和三个侧板(1002、1003、1006)分别与底板(1001)固定连接，柔性铰链机构(2003)下部通过螺栓与底板定位固定连接，上部通过螺栓与盖板(1004)固定连接；金刚石刀具(1007)通过刀架固连在柔性铰链机构上；音圈电机(2002)的定子垂直固定在右侧支板上，动子固定在柔性铰链机构上；压电陶瓷驱动器(2001)嵌套在柔性铰链机构上，随着柔性铰链机构在Z方向做大行程直线往复运动的同时，驱动柔性铰链机构在X方向做高频往复运动；X向直线式光栅尺和Z向直线式光栅尺分别沿X向和Z向贴附在铰链支架的运动部分，测得的Z向位移和X向位移分别为音圈电机和压电陶瓷驱动器的闭环控制提供反馈信号。
附图说明
图1是本实用新型的外部示意图；
图2是本实用新型的内部结构图；
图3是本实用新型中柔性铰链机构的结构图；
图4是柔性铰链机构的轴测图；
图5是柔性铰链机构的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
该装置由基体、驱动器、柔性铰链机构、检测元件以及刀架组成。
基体由底板(1001)、侧板(1002、1003、1006)、支板(1005)以及盖板(1004)构成，侧板(1002、1003、1006)、支板(1005)固定于底板(1001)上，盖板(1004)固定在侧板(1002、1003、1006)和支板(1005)上，整个装置以底板(1001)为支撑；
驱动器包括一个音圈电机(2002)和一个压电陶瓷驱动器(2001)，音圈电机(2002)的定子固定在支板(1005)上，动子与柔性铰链机构(2003)固连，驱动柔性铰链机构(2003)在Z方向上作大行程往复运动；压电陶瓷驱动器(2001)嵌套在柔性铰链机构(2003)上，随着柔性铰链机构(2003)在Z方向做大行程直线往复运动的同时，驱动柔性铰链机构(2003)在X方向做高频往复运动，实现了金刚石刀具(1007)在Z向上的大行程往复运动的同时保证X向高频响应；
柔性铰链机构(2003)底部通过螺钉固定在底板(1001)上，顶部通过螺钉与盖板(1004)固定连接；柔性铰链机构(2003)按运动方向可分为Z向柔性铰链机构和X向柔性铰链机构，Z向柔性铰链机构由16个直圆型柔性铰链(3001)组成，构成了两个双平行铰链导向机构，X向柔性铰链机构由8个直角型柔性铰链(3002)构成；
检测元件包括两个直线式光栅尺，X向直线式光栅尺和Z向直线式光栅尺分别沿X向和Z向贴附在铰链支架的运动部分，测得的X向位移和Z向位移分别为压电陶瓷驱动器(2001)和音圈电机(2002)的闭环控制提供反馈信号；
刀架固连在柔性铰链机构上，金刚石刀具(1007)固定在刀架之上，随着刀架做Z向的大行程往复运动和X向高频往复运动。

Claims (2)

1.一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置，由基体、驱动器、柔性铰链机构、检测元件以及刀架组成，其特征在于：支板(1005)和三个侧板(1002、1003、1006)分别与底板(1001)固定连接，柔性铰链机构(2003)下部通过螺栓与底板定位固定连接，上部通过螺栓与盖板(1004)固定连接；金刚石刀具(1007)通过刀架固连在柔性铰链机构上；音圈电机(2002)的定子垂直固定在右侧支板上，动子固定在柔性铰链机构上；压电陶瓷驱动器(2001)嵌套在柔性铰链机构上，随着柔性铰链机构在Z方向做大行程直线往复运动的同时，驱动柔性铰链机构在X方向做高频往复运动；X向直线式光栅尺和Z向直线式光栅尺分别沿X向和Z向贴附在铰链支架的运动部分，测得的Z向位移和X向位移分别为音圈电机和压电陶瓷驱动器的闭环控制提供反馈信号。
2.根据权利要求1所述的两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置，其特征在于：音圈电机(2002)驱动柔性铰链机构(2003)，使金刚石刀具(1007)在Z向做大行程直线式往复伺服运动，以满足较大“非回转对称性”的自由曲面加工创成要求，压电陶瓷驱动器(2001)驱动柔性铰链机构，使金刚石刀具在X向做高频往复运动，以消除切削原理误差，提高切削分辨率，获得满意的加工效率和表面质量；压电陶瓷驱动器嵌套在柔性铰链机构上，在随柔性铰链做Z向大行程往复伺服运动的同时，可单独驱动柔性铰链在X向做高频往复运动，保证金刚石刀具Z向和X向运动间的相对独立性。
CN201420561824.1U 2014-09-25 2014-09-25 一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置 Expired - Fee Related CN204148525U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420561824.1U CN204148525U (zh) 2014-09-25 2014-09-25 一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420561824.1U CN204148525U (zh) 2014-09-25 2014-09-25 一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204148525U true CN204148525U (zh) 2015-02-11

Family

ID=52506678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420561824.1U Expired - Fee Related CN204148525U (zh) 2014-09-25 2014-09-25 一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204148525U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107283174A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 浙江科技学院 一种基于气浮导轨的二自由度直线式快刀伺服装置
CN108262629A (zh) * 2018-03-21 2018-07-10 吉林大学 一种大行程高精度两自由度快速刀具伺服装置
CN109877628A (zh) * 2019-03-29 2019-06-14 南京理工大学 一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法
CN110919032A (zh) * 2019-11-14 2020-03-27 宁波大学 一种具有大行程高频响的二自由度伺服刀架
CN113495527A (zh) * 2020-04-07 2021-10-12 南京理工大学 一种快-慢速刀具伺服主-从协同切削方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107283174A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 浙江科技学院 一种基于气浮导轨的二自由度直线式快刀伺服装置
CN108262629A (zh) * 2018-03-21 2018-07-10 吉林大学 一种大行程高精度两自由度快速刀具伺服装置
CN108262629B (zh) * 2018-03-21 2023-12-26 吉林大学 一种大行程高精度两自由度快速刀具伺服装置
CN109877628A (zh) * 2019-03-29 2019-06-14 南京理工大学 一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法
CN109877628B (zh) * 2019-03-29 2023-09-26 南京理工大学 一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法
CN110919032A (zh) * 2019-11-14 2020-03-27 宁波大学 一种具有大行程高频响的二自由度伺服刀架
CN113495527A (zh) * 2020-04-07 2021-10-12 南京理工大学 一种快-慢速刀具伺服主-从协同切削方法
CN113495527B (zh) * 2020-04-07 2022-11-04 南京理工大学 一种快-慢速刀具伺服主-从协同切削方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204148525U (zh) 一种两轴独立式高频大行程快速刀具伺服装置
CN102069411B (zh) 一种高精密大行程三轴快速刀具伺服装置
US20140165349A1 (en) Machine tool with lathe tool and scraping cutter
CN102139376A (zh) 一种自由曲面棱镜加工方法
CN204179920U (zh) 直线电机模组
CN204136438U (zh) 一种3d打印加工中心
CN203973264U (zh) 一种两轴解耦的快速刀具伺服装置
CN104325640A (zh) 一种3d打印车载工厂
CN204229843U (zh) 一种高精度平面定位系统
CN203792902U (zh) 便携式激光打标设备
CN105158895A (zh) 用于天文望远镜镜面位置调整的微位移促动器
CN202639967U (zh) 基于柔性铰链放大机构的频率可调快速伺服进刀装置
CN202742123U (zh) 一种大行程两轴直线式快速刀具伺服装置
CN204188861U (zh) 反射镜背支撑两自由度旋转柔性铰链
CN102615542A (zh) 一种大行程两轴直线式快速刀具伺服装置
CN103692223B (zh) 采用直线电机驱动的精密传动液体静压导轨
CN102825490B (zh) 一种基于柔性铰链放大机构的频率可调快速伺服进刀装置
CN103586748B (zh) 一种曲边工作台面的加工装置
CN203636572U (zh) 自由曲面抛光机床
CN203495467U (zh) 一种装配波腹板用定位机构
CN102861945B (zh) 切刀可调式切片机
CN205331721U (zh) 一种位移可调节精密定位平台
CN101386142B (zh) 基于变磁通的两自由度超高频响超精密刀具伺服装置
CN202639646U (zh) 镭射加工装置的改良结构
CN203579797U (zh) 一种移动式小型切割机

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150211

Termination date: 20150925

EXPY Termination of patent right or utility model