SU864386A1 - Устройство прецизионного позиционировани - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к устройствам точного позиционировани , и может быть использовано при решении задач, требующих прецизионного перемещени  изделий в сборочном оборудовании, в оптико-механических приборах, в координатных измерительных приборах, в робототехнике и т.д.

Известно устройство дл  прецизионного перемещени  изделий, содержащее основание, столик, приводные пьезоэлектрические преобразователи Cl .

Недостатком данного устройства  вл етс  отсутствие поворота столика вокруг его центральной оси, обусловленное тем, что продольные оси преобразователей пересекзиотс  в точке, расположенной на центральной оси столика . Поворот столика относительно любой другой оси П1 иводит к изменению всех координат центра столика, что значительно усложн ет управление Работой устроЯства. Кроме того, наклонное расположение пъезопреобразователей между столиком и основанием заставл ющее их нести на себе всю нагрузку от массы столика и перемещаемого издели , приводит к возникновению в теле преобразователей

сложного напр женного состо ни , искажающего форму колебаний преобразователей , в конечном счете сказывающегос  на характере движени  столика, затрудн к цего управление, понижающего нгшйжность работы устройства.

Известно также устройство дл  прецизионного перемещени  изделий, содержащее основание, столик, приводные

10 пьезоэлектрические преобразователи, подключенные к генератору высокочастотных колебаний 2}.

Недостатками данного устройства

5  вл ютс  ограниченный ход столика и зависимость параметров позиционировани  от величины его перемещени , а также то, что приводные пьезоэлектрические преобразователи перемещаютс 

20 вместе со столиком, в то врем  как поджимающие пружины, расположенные между преобразовател ми и корпусом, всегда остаютс  неподвижными относительно корпуса, что приводит к изме25 нению параметров позиционировани  в зависимости от величины перемещени  столика.

Цель изобретени  - расширение функционсшьных возможностей и обеспечение независимости параметров позиционировани  от величины перемещени  столика.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве, содержащем основание , столик, приводные пьезоэлектрические преобразователи, подключенные к генератору высокочастотных (Колебаний, столик выполнен с четырьм  попарно-перпендикул рными выемками , расположенными в плоскости, параллельной основанию, в каждой из которых с упругим нат гом установле ,ны по два пьезоэлектрических преобразовател , одним концом упирающихс  в стенки выемок.

На фиг.1 показано расположение пъезокерамических стержней в выемке столика,форма колебаний пъезокерамических стержней,разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 - то же, вид сверху безг крышки столика.

Устройство прецизионного позиционировани  состоит из крышки 1 столика с прижимной планкой 2, креп щейс  на столике 3, в теле которого выполнены попарно-перпендикул рно расположенные выемки 4-7 (фиг.2). В каждой выемке смонтирована в держателе 8 и разжата пружиной 9 пара пъезокерамических стержней 10 и 11, 12 и 13,14 и 15,16 и 17 соответственно , причем каждый стержень одним кон:цом упираетс  на пружину 9, а другим в стенку выемки столика 3 (фиг.1 и 2 Электроды каждого из стержней 10-17 через коммутирующее устройство 3.8 подсоединены к генератору 19 высокочастотных колебаний. Столик 3 располгаетс  На основании 20.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напр жени  с генератора 19 через коммутирующее устройство 18 на электроды одного из пъезокерамических стержней 10-17 последний начинает совершать высокочастотные резонансные колебани  по длине

с частотой -F - ,

- ае

где с - скорость звука в материале

стержн ;

t - длина стержн . По длине преобразовател  укладываетс  половина волны. Стержень, соверша  высокочастотные колебани , одним концом удар етс  в стенку выемки столика 3, а другим своим концом опираетс  на пружину 9, котора  в момент удара сглаживает импульс силы удара стержн , направленный в ее сторону . Таким образом, в зоне контакта корпуса столика 3 и стержн  происход т высокочастотные пр мее микроудары , направленные в одну сторону. Величина импульса силы удара в момент удара превосходит,силу трени 

между корпусом столика 3 и основанием 20, что и заставл ет столик совершать микроперемещени  относительно основани  20. Комбиниру  при помощи кoм yтиpyIaдeгo устройства 18 подклю . чение различных стержней, получаем неограниченное движение столика по двум координатам К, У и поворот вокруг центральной оси на неограниченный угол Ч (фиг.2) . При подключении

стержней 11 и 13 Лолучаем движение, направленное по оси Y вправо, дл  получени  обратного движени  подключаем стержни 10 и 12. Дл  получени  движени  по оси X аналогичным образом подключаем стержни 14, 16 и 15, 17.

5 Дл  получени  вращени  (фиг.2) по

часовой стрелке необходимо подключить стержни 11,15,12 и 16 дл  обратного вращени  - противоположные стержни. Чувствительность такого позиционирующего устройства велика (в изготовленном у за вител  макете пои преобразовател х из пъезокерамического материала ЦТС-19 получена чувствительность 0,05 мк), так как амплиту5 ДЫ колебаний очень малы (несколько микрометров), а частоты большие от 20 до 200 кГц. Конструкци  позиционирующего устройства предельно проста . Предложенное позиционирующее устройство обладает, неограниченным ходом столика по двум координатам и неограниченным углом поворота столика вокруг его центральной оси, обусловленным тем,что; пружины, поджимающие приводные пъезопреобразователи перемещаютс  вместе со столиком и поэтому сила их поджати  не зависит от величины перемещени  столика.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 0 529509, кл. Н 01 L 21/66, 1976.

2.Патент США № 3808488, кл. 310-8.2, опублик. 1973.