[實(shí)用新型]一種數(shù)控快速精密進(jìn)給器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120156117.0
• 申請(qǐng)日: 2011-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN202155740U
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周眾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周眾
• 主分類號(hào): B23Q5/22
• 分類號(hào): B23Q5/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種用粗進(jìn)給機(jī)構(gòu)與微進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工中大行程、高速高精度的進(jìn)給裝置。?

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及高新技術(shù)的需要，精密及超精密加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。幾十年來，超精密加工已成為工業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的、效果最顯著的技術(shù)之一。微進(jìn)給機(jī)構(gòu)在超精密加工領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，它一般被用來作微進(jìn)給或作補(bǔ)償工具。?

在微進(jìn)給系統(tǒng)中，主要使用的微進(jìn)給有如下幾種方案：機(jī)械式微位移機(jī)構(gòu)，電熱式微位移機(jī)構(gòu)，靜電驅(qū)動(dòng)微位移機(jī)構(gòu)，形狀記憶合金及壓電陶瓷微位移器，超磁致伸縮式微進(jìn)給機(jī)構(gòu)。?

機(jī)械式微位移機(jī)構(gòu)只能達(dá)到微米或亞微米級(jí)精度。但機(jī)構(gòu)繁瑣、可靠性差、機(jī)械響應(yīng)慢。?

電熱式微位移器雖然理論上可以獲得很高的位移分辨率，但由于熱慣性較大，材料的變形速度很慢，難以實(shí)現(xiàn)快速定位，因此應(yīng)用得非常少。?

靜壓技術(shù)可以獲得大行程的精準(zhǔn)定位，靜電驅(qū)動(dòng)方案具有耗能低、驅(qū)動(dòng)力與體積比高、可采用電壓控制等優(yōu)點(diǎn)，但由于靜電驅(qū)動(dòng)器的極板間隙很小，幾?；覊m就有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。并且系統(tǒng)非常復(fù)雜和昂貴。?

形狀記憶合金主要利用其單程形狀記憶效應(yīng)并借助外力隨溫度升降作反復(fù)動(dòng)作，但是形狀記憶合金的一個(gè)大的缺點(diǎn)是它的頻響非常低，不能應(yīng)用在需要快速定位的場(chǎng)合。?

超磁致伸縮式微進(jìn)給機(jī)構(gòu)利用某些材料被置于磁場(chǎng)中時(shí)其長(zhǎng)度產(chǎn)生變化的特性來實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，其精度可達(dá)亞微米。這種機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、剛性好、傳動(dòng)慣量小、工作穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。而且其控制系統(tǒng)成本較低、體積小、可靠性好、響應(yīng)時(shí)間較快、應(yīng)用靈活，能滿足超精密機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)改造的要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型特別提供一種數(shù)控快速精密進(jìn)給器，該進(jìn)給器主要由一個(gè)粗進(jìn)給機(jī)構(gòu)和一個(gè)微進(jìn)給機(jī)構(gòu)(超磁致伸縮微進(jìn)給器)組成，即在粗進(jìn)給工作臺(tái)上安裝一個(gè)微進(jìn)給器，實(shí)現(xiàn)大行程的精準(zhǔn)定位。粗進(jìn)給機(jī)構(gòu)完成系統(tǒng)的粗定位，可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，擴(kuò)大系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)范圍；微進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精密補(bǔ)償定位，可以有效縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，提高系統(tǒng)的分辨率和定位精度。兩者結(jié)合很好的實(shí)現(xiàn)了大行程、高速高精度、低成本、大頻響的優(yōu)點(diǎn)。?

本實(shí)用新型所述數(shù)控快速精密微進(jìn)給器，其中，數(shù)控系統(tǒng)控制伺服電機(jī)(1)帶動(dòng)滾珠絲杠(2)，驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)(4)沿著導(dǎo)軌(3)實(shí)現(xiàn)大行程粗進(jìn)給；微進(jìn)給器(5)坐在滑臺(tái)(4)上，隨滑臺(tái)(4)做大行程粗進(jìn)給，導(dǎo)軌(3)在基座(8)上，滑臺(tái)在導(dǎo)軌上；讀數(shù)頭(6)與微進(jìn)給器(5)的微進(jìn)給頭(25)連接，光柵標(biāo)尺(7)固定在基座(8)上。光柵標(biāo)尺(7)測(cè)量微進(jìn)給頭(25)與基座(8)之間的位移，并反饋給數(shù)控系統(tǒng)，達(dá)到微進(jìn)給的加工范圍后，數(shù)控系統(tǒng)控制微進(jìn)給器(5)，補(bǔ)償粗進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差，實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給頭(25)與基座(8)之間的精密位移。?

其中，所述微進(jìn)給器(5)主要由外殼(20)、線圈(21)、磁致伸縮棒(22)、前立板(23)、彈簧板(24)、微進(jìn)給頭(25)組成，其中，磁致伸縮棒(22)在線圈(21)中；線圈(21)在外殼(20)中；前立板(23)在外殼(20)的一端，彈簧板(24)的一端與前立板(23)連接，另一端與微進(jìn)給頭(25)連接；數(shù)控系統(tǒng)對(duì)線圈(21)提供可控電流，使磁致伸縮棒(22)伸縮，改變彈簧板(24)的形變，驅(qū)動(dòng)微進(jìn)給頭(25)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。運(yùn)行過程中，粗進(jìn)給機(jī)構(gòu)和微進(jìn)給機(jī)構(gòu)共同基于一根高精度的光柵傳感器來實(shí)現(xiàn)位置信號(hào)反饋。?

附圖說明

圖1進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖?

圖2微進(jìn)給器?

圖3系統(tǒng)控制框圖?

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例所述的一種數(shù)控快速精密進(jìn)給器，其中，數(shù)控系統(tǒng)控制伺服電機(jī)(1)帶動(dòng)滾珠絲杠(2)，驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)(4)沿著導(dǎo)軌(3)實(shí)現(xiàn)大行程粗進(jìn)給；微進(jìn)給器(5)坐在滑臺(tái)(4)上，隨滑臺(tái)(4)做大行程粗進(jìn)給；光柵標(biāo)尺(7)固定在基座(8)上，讀數(shù)頭(6)與微進(jìn)給頭(25)連接，測(cè)量微進(jìn)給頭(25)與基座(8)之間的位移，并反饋給數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)達(dá)到需微進(jìn)給的范圍后，數(shù)控系統(tǒng)控制微進(jìn)給器(5)，實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給頭(25)與基座(8)之間的精密進(jìn)給。?