[发明专利]一种应用于超精密车削加工的三自由度装置

摘要

本发明公开了一种应用于超精密车削加工的三自由度装置，包括外壳、切削组件、Z向驱动组件、X向驱动组件、Y向驱动组件、机架；所述Z向驱动组件与Y向驱动组件构成并联结构，该并联结构再与X向驱动组件构成串联结构；X、Y、Z三个方向驱动方式上采用压电驱动器，导向方式采用柔性铰链，实现了X、Y、Z三个方向上直线式高频往返伺服运动。本发明结构简单、成本低、见效快，提高了定位精度和驱动精度。

主权项

1.一种应用于超精密车削加工的三自由度装置，其特征在于：包括外壳(1)、切削组件(2)、Z向驱动组件(3)、X向驱动组件(4)、Y向驱动组件(5)、机架(6)；所述Z向驱动组件(3)与Y向驱动组件(5)构成并联结构，该并联结构再与X向驱动组件(4)构成串联结构；所述机架(6)包括U型板(6.0)、第一连杆(6.1)、X方向导向块(6.2)、第二连杆(6.3)、固定板(6.4)、底板(6.5)、导向块(6.6)、平移副柔性铰链(6.7)、两自由度柔性铰链(6.8)；所述固定板(6.4)左右分布在底板(6.5)上，与底板(6.5)一体连接；所述第二连杆(6.3)左右分布在固定板(6.4)上方，通过前后两个平移副柔性铰链(6.7)与固定板(6.4)连接；所述X方向导向块(6.2)在第二连杆(6.3)上方，通过前后两个平移副柔性铰链(6.7)与第二连杆(6.3)连接；所述第一连杆(6.1)左右分布在X方向导向块(6.2)上方，通过两个平移副柔性铰链(6.7)与X方向导向块(6.2)连接；所述U型板(6.0)与第一连杆(6.1)通过两个平移副柔性铰链(6.7)连接；所述导向块(6.6)位于机架(6)中间，与两自由度柔性铰链(6.8)一端连接；所述两自由度柔性铰链(6.8)对称分布在导向块(6.6)前后左右；所述两自由度柔性铰链(6.8)的另一端与X方向导向块(6.2)连接；所述外壳(1)包括左板(1.0)、盖板(1.1)、后板(1.2)、右板(1.3)、前板(1.4)、窗口(1.40)、M5螺钉(1.5)；所述左板(1.0)、右板(1.3)通过M5螺钉(1.5)连接在底板(6.5)左右两侧；所述前板(1.4)、后板(1.2)通过M5螺钉(1.5)连接在底板(6.5)前后两侧；所述盖板(1.1)通过M5螺钉(1.5)与U型板(6.0)连接；所述窗口(1.40)位于前板(1.4)上；所述切削组件(2)包括刀架(2.1)、金刚石刀具(2.2)、M4螺钉(2.0)、M2螺钉(2.3)；所述刀架(2.1)通过M4螺钉(2.0)连接在导向块(6.6)上；所述金刚石刀具(2.2)通过M2螺钉(2.3)连接在刀架(2.1)上；所述Z向驱动组件 (3)包括支撑板(3.0)、M6螺钉(3.1)、M3螺钉(3.2)、Z向压电陶瓷驱动器(3.3)、Z向电容传感器(3.4)；所述支撑板(3.0)通过M5螺钉(1.5)连接在X方向导向块(6.2)上；所述Z向压电陶瓷驱动器(3.3)位于支撑板(3.0)中间，通过M6螺钉(3.1)与支撑板(3.0)连接；所述Z向电容传感器(3.4)通过M3螺钉(3.2)固定在支撑板(3.0)；所述X向驱动组件(4)包括立柱(4.0)、L形板(4.1)、M8螺钉(4.2)、X向压电驱动器(4.3)、X向电容传感器(4.4)；所述立柱(4.0)通过M8螺钉(4.2)连接在底板(6.5)上；所述L形板(4.1)通过M8螺钉(4.2)连接在立柱(4.0)上；所述X向压电驱动器(4.3)通过M6螺钉(3.1)固定在立柱(4.0)上；所述X向电容传感器(4.4)通过M3螺钉(3.2)固定在L形板(4.1)上；所述Y向驱动组件(5)包括Y向压电驱动器(5.0)、Y向电容传感器(5.1)；所述Y向压电驱动器(5.0)通过M6螺钉(3.1)固定在X方向导向块(6.2)上；所述Y向电容传感器(5.1)通过M3螺钉(3.2)固定在X方向导向块(6.2)上。