[发明专利]弹性薄壁件动态加工支承装置及方法

权利要求书

1.一种弹性薄壁件动态加工支承装置，其特征在于：它包括支承顶板（100）、运动机构、支承底座（200），

所述的支承顶板（100）为矩形框状结构，支承顶板（100）的矩形框状结构上设有一圈通槽（110），支承顶板（100）的外侧设有与通槽（110）连通的流通孔（120），流通孔（120）通过管路与气泵（400）相连接，支承顶板（100）矩形框状结构的内侧有呈“十”字结构布置的筋板（130），筋板（130）的中心处设有联接板（150）并联接成一个整体，联接板（150）上通过安装孔Ⅱ（151）安装有扰动补偿装置（300），支承顶板（100）的外侧设置有流通孔（120），流通孔（120）与通槽（110）是贯通的，流通孔（120）通过连接管（500）连接有气泵（400），通过气泵（400）的吸附实现通槽（110）内压力的控制，从而实现支承顶板（100）上弹性薄壁件的吸附；

所述扰动补偿装置（300）包括开口设有法兰端面（341）的外壳（340），外壳（340）内腔中设有动力杆（330），外壳（340）开口处设有弹性压板（331），动力杆（330）的顶部的圆柱部分穿过弹性压板（331），动力杆（330）穿过弹性压板（331）的圆柱部分为螺纹结构并设有调节平衡螺母（351），外壳（340）与弹性压板（331）之间通过设有预紧螺钉（352）调节固定，动力杆（330）的底部为圆柱端面，动力杆（330）的圆柱端面的下方设有动力输出板（322），其中外壳（340）内的底部设有控制模块（310），控制模块（310）上设有安装座（321），动力输出板（322）与安装座（321）之间设有多点驱动并均匀设置的多个具有抗扭力作用的压电陶瓷致动器（320），其中压电陶瓷致动器（320）上方的输出端与动力输出板（322）接触、下方通过电源线（311）与控制模块（310）相连，弹性压板（331）为智能压电板，当产生变形时能够产生压电信号，弹性压板（331）与动力杆（330）的圆柱端面之间的杆体上设有刚度弹簧（332），刚度弹簧（332）与弹性压板（331）之间设有隔板（333），刚度弹簧（332）的一端与动力杆（330）的圆柱端面接触、另一端与隔板（333）接触，控制模块（310）与弹性压板（331）之间通过导线相连接。

2.根据权利要求1所述的弹性薄壁件动态加工支承装置，其特征在于：所述运动机构包括平动机构和姿态调整机构，

平动机构包括X向驱动机构、Y向驱动机构和运动底板（220），用于实现支承装置整体的大范围平动，其中X向驱动机构包括两组并排设置的丝杠模组单元，每个丝杠模组单元包括X向驱动电机（212）、X向传动丝杠（214）、X向螺母滑块（216）、X向滑动导轨（218），其中X向螺母滑块（216）设置在X向传动丝杠（214）上，X向螺母滑块（216）上方与设置在运动底板（220）上的连接板（221）固定连接，X向传动丝杠（214）固定在X向滑动导轨（218）上，X向传动丝杠（214）的一端与X向驱动电机（212）连接；Y向驱动机构包括两组并排设置的双螺母丝杠模组单元，每个双螺母丝杠模组单元包括Y向驱动电机（211）、Y向传动丝杠（213）、Y向螺母滑块I（2151）、Y向螺母滑块Ⅱ（2152）、Y向滑动导轨（217），其中Y向传动丝杠（213）与X向传动丝杠（214）直角交叉设置，Y向传动丝杠（213）上设有Y向螺母滑块I（2151）和Y向螺母滑块Ⅱ（2152），Y向螺母滑块I（2151）和Y向螺母滑块Ⅱ（2152）的顶部分别与同一个X向滑动导轨（218）下方的两端相互连接，Y向传动丝杠（213）设置在Y向滑动导轨（217）上，Y向传动丝杠（213）的一端与Y向驱动电机（211）连接，Y向滑动导轨（217）底部与支承底座（200）固定连接；

所述姿态调整机构为多个驱动单元（230），每个驱动单元（230）的两端分别固定在支承顶板（100）和运动底板（220）上，用于实现支承装置的姿态调整。

3.一种使用权利要求1所述弹性薄壁件动态加工支承装置的支承方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：通过预紧螺钉（352）将弹性压板（331）固定在扰动补偿装置外壳（340）的法兰端面（341）上，通过安装孔Ⅱ（151）将扰动补偿装置（300）安装在联接板（150）上，使扰动补偿装置（300）的动力杆（330）从联接板（150）中央的通孔穿过；

步骤2：将等待加工的弹性薄壁件放置在支承顶板（100）的上表面，并保证弹性薄壁件将通槽（110）全部覆盖住；

步骤3：启动气泵（400），通过流通孔（120）使通槽（110）产生负压吸力，将弹性薄壁件吸附固定在支承顶板（100）上，同时，弹性薄壁件的下表面与扰动补偿装置（300）的动力杆（330）的伸出部分接触；

步骤4：启动运动机构，将弹性薄壁件调整至所需位置和姿态；

步骤5：在弹性薄壁件和刚度弹簧（332）的作用下，弹性压板（331）产生变形，调节平衡螺母（351）使弹性压板（331）处于水平位置，同时带动动力杆（330）端部的圆柱端面向动力输出板（322）施加压力，实现对压电陶瓷致动器（320）的预紧；

步骤6：在弹性薄壁件动态加工过程中，当弹性薄壁件产生扰动行为时，弹性薄壁件的扰动通过其下表面接触的动力杆（330）反馈到扰动补偿装置（300）中，通过动力杆（330）的作用，弹性压板（331）产生相对位移，根据逆电效应，弹性压板（331）在位移下产生压电信号，压电信号输给扰动补偿装置（300）的控制模块（310），控制模块（310）向压电陶瓷致动器（320）输出控制信号，压电陶瓷致动器（320）驱动动力输出板（322）运动，从而控制驱动动力杆（330）产生反向的运动位移，从而补偿弹性薄壁件的扰动。