[其他]压电陶瓷动态微位移补偿器

说明书

一种压电陶瓷动态微位移补偿器，为高精度和特高精度的机械加工服务。

在现有技术中，精密工艺正在用误差的动态计算机补偿来实现，即在线测量加工误差——微机对测量数据的处理和对补偿系统的控制——动态位移补偿器进行补偿。在美国威斯康星大学的博士论文中，研究了“外圆磨床补偿控制系统”，由于他们采用液压伺服阀作为补偿器，其动态性能很差，从实验曲线看，只有当频率小于25HZ时，才有较好的响应性能。四川压电与声光技术研究所研制成功的WTDS－1型电致伸缩陶瓷微位移器，采用叠片结构，把厚度为0.3毫米的陶瓷片组成一个30毫米长的微位移器，其电压灵敏度很高，可达0.05μm／v，但动态性能很差，也不能满足主轴回转误差等的动态实时补偿，并达到实用化。

本实用新型的目的在于，设计完全适用的动态可控微位移补偿器，具有比较好的静、动态性能。

本实用新型的构成在于，上述的动态微位移补偿器包括用高强度胶粘合、加压、烘烤的压电陶瓷片叠堆、极线和外套。该压电陶瓷片叠堆的结构特点如下：具有经过研磨保证两面的平面度及平行度误差均不大于0.3μm，在两面的同一直径上互相错开分别加工有小楔面，表面有用真空离子镀法镀上的厚度为2～3μm的铜层；同极面的小楔面对齐并焊成极点，焊在极点上的同一极的极线联在一起，从外套的孔中引出的压电陶瓷片。

附图说明：

附图1是补偿器的结构简图。

附图2是压电陶瓷片简图。

下面是本实用新型的一个实施例，通过对该实施例的描述和附图给出本实用新型的细节。

附图1是补偿器的结构简图，10个压电陶瓷片〔1〕组成的叠堆装在外套〔2〕内，焊在极点〔4〕上的极线〔3〕引出外套〔2〕。上述的压电陶瓷片〔1〕的材料是锆钛酸铅，经过研磨保证两面的平面度及平行度误差均不大于0.3μm的压电陶瓷片〔1〕，在两面的同一直径上，互相错开分别锉出附图2所示的小楔面〔5〕，压电陶瓷片〔1〕表面有用真空离子镀的方法，镀上的厚度为2～3μm的铜。由于镀铜是用真空喷射的方法，镀层是均匀的一层，不影响原有平面度和平行度。粘结时，把每片的同极面用高强度农机胶粘上，且小楔面〔5〕对在一起，然后加上约100公斤力压紧，并在烘烤炉上在高于100℃的温度下烘烤5个小时。引极线时，首先往每个楔口〔5〕上点上焊丝，构成极点〔4〕，再把导线焊在焊点上，且把同一极的线联在一起，由孔引出。此外，还要往焊点上粘上高强度农机胶，以防止其脱落。这样，就可以可靠而牢固地引出极线〔3〕。

本实用新型的效果在于，在实验室里对上述的补偿器的静、动态特性进行了测试，由六片叠成的补偿叠堆，其位移输出与电压输出成严格的线性关系，相关系数大于0.9998，满量程线性误差小于0.6％，灵敏度为0.0023μm／v，在500HZ以下的幅频曲线近似一水平直线，要比现有的国内外补偿器的动态性能都好。上述的补偿器可以用在精密车床、精密外圆磨床、精密内圆磨床、镗床、座标镗床或其他机床上，用来对主轴回转误差、直线运动误差进行补偿，以实现用较低的成本，更可靠地获得高精度和特高精度的工件。