[实用新型]一种三自由度并联平动快速刀具伺服器

说明书

技术领域

本实用新型涉及快速刀具伺服器技术，特别是一种三自由度并联平动快速刀具伺服器。

背景技术

快刀伺服系统(fasttoolservo,FTS)也称为快速刀具伺服系统、微进给伺服系统或快速伺服刀架等。在非圆数控车削或非对称车削的机床上安装FTS，车削过程中，主轴带动工件旋转，刀具在FTS的驱动下，以主轴转速相关联的频率沿工件径向(对于非圆车削)或轴向(对于非轴对称车削)做往复进给运动，从而加工出工件的非圆截面轮廓或非轴对称端面。在非圆数控车削中， FTS的应用可加工内燃机活塞轮廓、凸轮轴、凸轮、非圆轴承内轮廓等。在非轴对称车削中，采用金刚石作为刀具，在FTS驱动下，车削光学元件的非轴对称表面，可重复加工具有复杂形状的各种异形元件，例如：自由曲面透镜/镜面、微镜阵列、微沟槽阵列等。

迄今，FTS已经经历了多年的快速发展，各种类型的FTS相继涌现。当前，加工工件的表面复杂程度日益提高，对FTS的响应频率、工作行程、跟踪精度等各项性能提出了更高的要求，FTS的研究已成为超精密加工领域当前的研究重点之一，但是目前惯用的FTS结构存在较多矛盾，例如，占空间巨大，在生产加工中的应用极为不便，而且制造成本过高；而结构较为精简的，只能仅局限于单自由度，不能多方位补偿位移。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种三自由度并联平动快速刀具伺服器，该装置结构紧凑、简单，具有较佳的稳定性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种三自由度并联平动快速刀具伺服器，包括安装底座、桥式放大结构、支链和末端执行装置；

所述桥式放大结构和所述支链均设有三组，每个所述桥式放大结构上均竖向安装一个所述支链；

三组所述桥式放大结构以安装底座的中心为圆心，呈等间距环形阵列的方式安装于所述安装底座；

三组所述支链构成支架结构，三组所述支链的端部共同安装于所述末端执行装置。

较佳地，所述桥式放大结构包括安装底座、左安装座、右安装座、左连杆、右连杆和联动座；

所述左安装座和右安装座通过铰链A竖向铰接于所述安装底座上表面的左边和右边；

所述左连杆两端分别通过铰链A铰接于所述左安装座上部分和联动座的左侧，所述右连杆两端分别通过铰链A铰接于所述右安装座上部分和联动座的右侧，所述联动座位于所述左安装座和右安装座之间；

所述左安装座和右安装座之间设有位移驱动装置，所述位移驱动装置两端固定于所述左安装座和右安装座的下部分；

所述支链安装于所述联动座。

进一步地，所述支链由下到上依次为第一安装段、连杆段和第二安装段，所述第一安装段呈竖向设置，所述第二安装段呈水平设置，所述连杆段呈倾斜状设置；

所述连杆段两端分别设有第一柔性虎克铰链和第二柔性虎克铰链，所述第一柔性虎克铰链包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽，第一凹槽和第二凹槽的分隔面相互垂直，第三凹槽和第四凹槽的分隔面相互垂直，两个彼此垂直的凹槽不相通；

所述第二柔性虎克铰链包括第五凹槽、第六凹槽、第七凹槽和第八凹槽，所述第五凹槽、第六凹槽、第七凹槽和第八凹槽的分隔面分别平行于第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽的分隔面。

较佳地，所述末端执行器包括安装盘和刀具；

所述安装盘和安装底座均呈圆形，所述安装盘和安装底座的圆心位于同一轴线，所述安装盘的圆心固定设有刀具。

进一步地，所述左连杆和右连杆呈水平设置，所述左安装座、右安装座由下到上设有多组左连杆和右连杆。

较佳地，所述联动座设有榫头，所述支链下端设有容纳榫头的插槽，所述榫头和插槽均设有螺钉孔；所述联动座和所述支链通过榫头和插槽装配，之后通过螺钉进行固定；

或，所述联动座和所述支链为一体化结构。

较佳地，每个凹槽的结构形式相似，其两侧面相互平行，底部为小圆弧面。

进一步地所述位移驱动装置端部设有保护套筒，所述保护套筒为弹性套筒；所述位移驱动装置为压电陶瓷。

较佳地，所述左安装座和右安装座下部分均设有滚珠，所述位移驱动装置两端面分别抵贴于所述左安装座和右安装座的滚珠。

较佳地，所述铰链为圆弧型柔性铰链