[发明专利]一种具有动态力平衡功能的快刀伺服装置

说明书

本发明涉及一种具有动态力平衡功能的快刀伺服装置，包括设置于机床上的底座、设置于底座上的电机组件、设置在电机组件上的第一导轨组件以及设置在第一导轨组件上的刀具，在所述的底座上固定有连接件，所述的电机组件固定在连接件的一侧，在所述的连接件的另一侧设置有用于平衡电机组件运动产生动态力的平衡组件。本发明实现了快刀伺服装置中运动部分在工作状态中产生的动态力的平衡，可以有效的提高光学非回转对称曲面的加工精度；同时动态力的平衡组件结构简单，安装方便，极大的节约了设计空间，使加入了动态力平衡组件的快刀伺服装置体积更加紧凑，从而降低了快刀伺服装置在机床有限空间内的装配难度，提高效率。

技术领域

本发明属于超精密车削以及光学精密零件车削加工等技术领域，涉及一种具有动态力平衡功能的快刀伺服装置。

背景技术

光学非回转对称曲面是指没有回转对称轴的光学自由曲面，与传统具对称的光学元件相比，光学非回转对称曲面元件将复杂的自由曲面组合成光学系统，不仅可以极大程度上消除光传递过程中的负面影响，例如像散、畸变和慧差，还能有效的减小光能的损失。卓越的光学性能不仅使其被广泛的应用在航空探索、航空航天和国防领域，在工业领域也有广泛的应用，例如汽车制造、眼科光学镜片、数码相机等领域。为了使光学非回转对称曲面元件在保证高精度的前提下实现高效率的大批量生产，基于快速刀具伺服的超精密金刚石车削加工被公认为最适用的加工方法。

对于波动大的自由曲面的加工，目前主要存在的基于压电陶瓷与柔性机构的快刀伺服装置，因为其伺服行程小的特点，不能满足其加工要求。所以基于音圈电机和气浮轴承的大行程，高频响，大出力的快刀伺服装置应运而生。但是在基于音圈电机和气浮轴承快刀伺服装置中，其运动部分的质量与基于压电陶瓷与柔性机构的快刀伺服装置有很大的提高，所以导致其在工作过程中产生难以忽略的动态力。动态力会传播到机床本体上从而产生额外的振动，对精度要求高的光学自由曲面元件从而言，产生的额外振动对会产生不可忽略的影响。

基于上述的缺陷，针对现有的设计缺陷进行研究改进，以期创设一种新型的具有动态力平衡功能的快刀伺服装置，使其的产业应用价值得到提升

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有动态力平衡功能的快刀伺服装置，它能够抵消动态力传播到机床本体上产生的振动。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种具有动态力平衡功能的快刀伺服装置，包括设置于机床上的底座、设置于底座上的电机组件、设置在电机组件上的第一导轨组件以及设置在第一导轨组件上的刀具，在所述的底座上固定有连接件，所述的电机组件固定在连接件的一侧，在所述的连接件的另一侧设置有用于平衡电机组件运动产生动态力的平衡组件。

进一步具体的，所述的平衡组件包括设置在连接件上的机械式放大压电陶瓷驱动器、设置在底座上的第二导轨组件、连接在机械式放大压电陶瓷驱动器与第二导轨组件之间的连接板以及设置在连接板上的配重块。

进一步具体的，所述的连接板包括固定于第二导轨组件上的水平板、固定于机械式放大压电陶瓷驱动器上的竖向板以及设置在水平板与竖向板之间的加强筋。

进一步具体的，所述的第二导轨组件包括固定于底座上的导轨以及设置于导轨上的滑块，所述的连接板固定在滑块上。

进一步具体的，所述的第一导轨组件为气浮导轨。

进一步具体的，所述的气浮导轨包括固定在底座上的气浮定轨以及设置在气浮定轨上的气浮动轨，在所述的气浮定轨上开设有通孔，所述的气浮动轨插入通孔内；在所述的气浮定轨的外表面向内开设有节流孔，所述的节流孔与通孔连通。

进一步具体的，所述的节流孔有若干个并均匀分布在气浮定轨上。

进一步具体的，所述的节流孔共有5排并均匀分布在气浮定轨上，每排所述的节流孔有3个。