[发明专利]一种具有大行程高频响的二自由度伺服刀架

说明书

本发明公开了一种具有大行程高频响的二自由度伺服刀架，特点是第一压电陶瓷和第三压电陶瓷沿刀具安装架中心对称且用于驱动刀具安装架沿X向移动，第二压电陶瓷和第四压电陶瓷沿刀具安装架中心对称且用于驱动刀具安装架沿Y向移动，第一压电陶瓷与Y向右解耦机构之间设置有X正向位移放大机构，第三压电陶瓷与Y向左解耦机构之间设置有X负向位移放大机构，第二压电陶瓷与X向前解耦机构之间设置有Y正向位移放大机构，第四压电陶瓷与X向后解耦机构之间设置有Y负向位移放大机构；优点是使得安装在刀具安装架上的刀具具有高频响、大行程，即可满足高精度的光学零件的表面加工，又对零件具有较大的可加工尺寸，其适用范围较广。

技术领域

本发明涉及用于曲面加工的伺服刀架，尤其涉及一种具有大行程高频响的二自由度伺服刀架。

背景技术

随着现代光电子技术的迅速发展，光电子仪器已经朝着更加小型化、轻型化、阵列化发展。光学元件是光电子仪器中至关重要的零部件，由于光学零件自由曲面表面形状复杂，精度要求很高，采用传统加工方法其加工效率低、加工精度差，难以满足技术指标要求。而为了适应光电子技术的迅速发展，制造出满足技术指标要求的光学元件，国内外研究人员对车削加工的进刀方式进行了改进，基于伺服刀架结构研制出了快刀伺服车削加工技术。目前的伺服刀架主要有两种，一种是刀具的输出频率较高，可实现高精度的表面加工，但是刀具的输出位移较小，对零件的可加工尺寸范围较小，通用性不好；另一种是可实现刀具的大行程加工（即有较大的输出位移），但是其频响较低，无法实现高精度的表面加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二自由度伺服刀架，其使刀具具有高频响、大行程，即可满足高精度的光学零件的表面加工，又对零件具有较大的可加工尺寸，其适用范围较广。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有大行程高频响的二自由度伺服刀架，包括机架、刀具安装架、第一压电陶瓷安装座、第二压电陶瓷安装座、第三压电陶瓷安装座和第四压电陶瓷安装座，所述的第一压电陶瓷安装座中设置有第一压电陶瓷，所述的第二压电陶瓷安装座中设置有第二压电陶瓷，所述的第三压电陶瓷安装座中设置有第三压电陶瓷，所述的第四压电陶瓷安装座中设置有第四压电陶瓷，所述的第一压电陶瓷和所述的第三压电陶瓷沿所述的刀具安装架中心对称且用于驱动所述的刀具安装架沿X向移动，所述的第二压电陶瓷和所述的第四压电陶瓷沿所述的刀具安装架中心对称且用于驱动所述的刀具安装架沿Y向移动，所述的刀具安装架的左、右两侧通过柔性铰链连接有X向左拉杆和X向右拉杆，所述的X向右拉杆的端部通过柔性铰链连接有与其相垂直的Y向右解耦机构，所述的Y向右解耦机构的两端分别通过柔性铰链与所述的第一压电陶瓷安装座、所述的第二压电陶瓷安装座相连接，所述的第一压电陶瓷与所述的Y向右解耦机构之间设置有X正向位移放大机构，所述的X向左拉杆的端部通过柔性铰链连接有与其相垂直的Y向左解耦机构，所述的Y向左解耦机构的两端分别通过柔性铰链与所述的第三压电陶瓷安装座、所述的第四压电陶瓷安装座相连接，所述的第三压电陶瓷与所述的Y向左解耦机构之间设置有X负向位移放大机构，所述的刀具安装架的前、后两侧通过柔性铰链连接有Y向前拉杆和Y向后拉杆，所述的Y向前拉杆的端部通过柔性铰链连接有与其相垂直的X向前解耦机构，所述的X向前解耦机构的两端分别通过柔性铰链与所述的第二压电陶瓷安装座、所述的第三压电陶瓷安装座相连接，所述的第二压电陶瓷与所述的X向前解耦机构之间设置有Y正向位移放大机构，所述的Y向后拉杆的端部通过柔性铰链连接有与其相垂直的X向后解耦机构，所述的X向后解耦机构的的两端分别通过柔性铰链与所述的第一压电陶瓷安装座、所述的第四压电陶瓷安装座相连接，所述的第四压电陶瓷与所述的X向后解耦机构之间设置有Y负向位移放大机构。