具有集成的热变形和振动补偿驱动器的主动补偿模块制造技术

本申请涉及具有集成的热变形和振动补偿驱动器的主动补偿模块。本申请公开了一种主动补偿装置。根据本发明专利技术的示例性实施方案的主动补偿装置设置在加工产品安装部分和平台之间，并包括：主体，其中形成有容纳空间；设置在容纳空间的内侧的MR驱动器，并且所述MR驱动器的阻尼力根据MR流体的粘度的变化而变化；和磁致伸缩驱动器，其设置在容纳空间的外侧，并且包括磁致伸缩元件，该磁致伸缩元件由于磁力发生长度位移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主动补偿装置，其减少了在工业机械或结构中产生的振动并根据该结构的热变形补偿加工位置。
技术介绍
工业结构或机械不可避免地经历由于设计误差或干扰导致的振动，并且这种振动不仅降低了机械和结构的耐用性，而且也降低了在制造加工领域中制成品和加工产品的精度，并且降低了大型设备领域中稳定性，从而引起严重的损失。为了减少振动的发生，可以使用人工的振动减少方法、主动的振动减少方法和半主动(半人工)的振动减少方法。人工的减少振动方法是一种使用弹性材料如橡胶或流体例如硅油或空气来减少不想要的外部振动的方法。主动的振动减少方法是一种用于感测系统的方法，通过使用不同的智能驱动器(例如，压电材料、记忆合金、电操作的聚合物和类似物)，该主动的振动减少方法被应用到该系统中，该智能驱动器是主动驱动器，以根据情况施加适当的阻尼力。半主动的振动减少方法包括人工方法和主动方法二者的特征，并且是使用当电磁场产生时其阻尼特性变化的材料例如电流变(ER)液或磁流变(MR)液的一种方法。然而，尽管可以通过上述的构造减小加工产品的振动，但是未考虑振动减小时可能发生的余震或扭转，使得在产品加工中精度可根据额外的微小振动和位移降低。另外，当加工产品长时间暴露于高温环境中时，由于加工产品的变形可能发生加工位置位移，并且相应地需要开发和研究用于位移补偿的方法。在该背景部分公开的以上信息仅用于增强对本专利技术的背景的理解，并且因此其可以包含不构成对于本领域的普通技术人员在本国已经已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的提出致力于提供一种主动的集成的热和振动补偿装置，在该装置中，提供了补偿由于振动减少导致的余震和扭转以及补偿由于加工产品的热变形导致的加工位置的MR驱动器和磁致伸缩驱动器。根据本专利技术的一个方面的主动补偿装置设置在加工产品安装部分和平台之间，并包括：主体，其中形成有容纳空间；设置在容纳空间的内侧的MR驱动器，并且所述MR驱动器的阻尼力根据变化MR流体的粘度的变化而变化；和磁致伸缩驱动器，其设置在容纳空间的外侧，并且包括磁致伸缩元件，该磁致伸缩元件由于磁力发生长度位移。该MR驱动器可包括：第一线圈架部分，其中形成有充满MR流体的流体空间，并且产生磁场的第一线圈绕该第一线圈架部分缠绕，以改变MR流体的粘度；和MR轴，其被装配成在第一线圈架部分中在轴线方向可往复移动，并且所述MR轴的阻尼力由于MR流体的粘度变化而变化。主体的上侧可以固定到加工产品安装部分且MR轴的下侧固定到平台，或者主体的下侧可以固定到平台且MR轴的上侧固定到加工产品安装部分，使得安装到加工产品安装部分的加工产品的振动减小。MR驱动器可以包括设置在MR轴的一端与主体的一侧之间的用于MR轴的位置恢复的MR位置弹簧。磁致伸缩驱动器可以包括第二线圈架部分，第一线圈架部分被容纳在第二线圈架部分中，且形成磁场的第二线圈外部地缠绕该第二线圈架部分，以改变磁致伸缩元件的位移，且磁致伸缩元件可以设置在第一线圈架部分和第二线圈架部分之间，使得由于第二线圈的磁场导致的位移发生在垂直方向上。主体可以包括上盖，该上盖在垂直方向上可往复运动并设置在上盖的上侧，并且磁致伸缩元件的一端可连接到上盖，以通过磁致伸缩元件的位移补偿安装在加工产品安装部分中的加工产品的位移。此外，磁致伸缩驱动器可以包括设置在第二线圈架部分的上侧的铁氧体元件。此外，磁致伸缩驱动器可以包括设置在第二线圈架部分的上侧和上盖的底侧之间的用于上盖的位置恢复的磁致伸缩位置弹簧。主动补偿装置可以包括：设置在加工产品安装部分中的振动检测传感器；设置在加工产品安装部分中的位移检测传感器；和控制器，其通过振动检测传感器的振动信号控制施加到第一线圈的电流并通过设置在加工产品安装部分中的位移检测传感器的位移信号控制施加到第二线圈的电流。在本申请中，控制器可以通过存储位移信号的数据库接收加工产品的位移信号，且加工产品的根据时间的位移信号通过加工产品的热变形仿真获得，以控制施加到第二线圈的电流。根据本专利技术示例性的实施方案的主动补偿装置能够改变MR驱动器的共振频率，使得可以主动地进行相对于外部施加的振动的共振回避，并能通过改变振动减少介质的刚性方向来减少未包括在共振带中的振动的水平。另外，由于振动减小导致的余震和扭转可以通过磁致伸缩驱动器来补偿，以补偿加工产品的加工位置，由此引起加工精度的提高。此外，可以通过补偿由于加工产品的热变形导致的加工位置位移来提高加工精度。另外，MR驱动器和磁致伸缩驱动器集成地形成，以降低主动补偿装置的体积。附图说明图1是在钻孔期间当加工产品上发生振动和热变形时加工产品产生的位移的示意性剖面图。图2是加工工具的示意图，根据本专利技术示例性实施方案的主动补偿装置被应用到该加工工具上。图3是根据本专利技术的示例性实施方案的主动补偿装置的安装实施例的透视图。图4是根据本专利技术的示例性实施方案的主动补偿装置的剖视透视图。图5是根据本专利技术的示例性实施方案的主动补偿装置的剖视图。图6是MR驱动器的操作状态的剖视图。图7是磁致伸缩驱动器的操作状态的剖视图。符号描述1000：主动补偿装置100：主体110：上盖120：下盖130：第一盖140：第二盖200：MR驱动器210：MR轴220：MR流体容纳部分230:第一线圈架部分240:第一线圈300:磁致伸缩驱动器310:磁致伸缩元件320:第二线圈架部分330:第二线圈350:铁氧体元件具体实施方式参考其中示出本专利技术的示例性实施方案的附图，在下文中将更加充分地描述本专利技术。如本领域的技术人员将认识到，所描述的实施方案可以以各种不同的方式被修改，而全都不偏离本专利技术的精神或范围。附图和描述将被认为是本质上示例性的并且不是限制性的。在整个说明书中，相同的参考标记表示相同的元件。将首先描述在加工产品的加工过程中发生的振动和热变形引起的位移，然后将描述主动补偿装置。图1示出了在使用加工工具的钻头D钻削的过程中加工产品S可能发生的振动V和位移d。如该图所示，当用钻头加工加工产品S的上表面时，加工产品S可能经历垂直振动V，且由于振动V的发生，可能造成噪声和加工精度的降低。当加工范围大时，振动V可以几乎不影响加工精度，但是在微小范围内的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动补偿装置，其设置在加工产品安装部分和平台之间，所述主动补偿装置包括：主体，其中形成有容纳空间；MR驱动器，其设置在所述容纳空间的内侧，且所述MR驱动器的阻尼力根据MR流体的粘度变化而变化；和磁致伸缩驱动器，其设置在所述容纳空间的外侧，且包括磁致伸缩元件，该磁致伸缩元件由于磁力发生长度位移。

【技术特征摘要】
2014.11.28 KR 10-2014-01684101.一种主动补偿装置，其设置在加工产品安装部分和平台之间，所述
主动补偿装置包括：
主体，其中形成有容纳空间；
MR驱动器，其设置在所述容纳空间的内侧，且所述MR驱动器的阻
尼力根据MR流体的粘度变化而变化；和
磁致伸缩驱动器，其设置在所述容纳空间的外侧，且包括磁致伸缩元
件，该磁致伸缩元件由于磁力发生长度位移。
2.如权利要求1所述的主动补偿装置，其中所述MR驱动器包括：
第一线圈架部分，其中形成有充满所述MR流体的流体空间，并且产
生磁场的第一线圈绕所述第一线圈架部分缠绕，以改变所述MR流体的粘
度；和
MR轴，其被装配成在所述第一线圈架部分中在轴线方向可往复移动，
并且所述MR轴的阻尼力由于所述MR流体的粘度变化而变化。
3.如权利要求2所述的主动补偿装置，其中所述主体的上侧固定到所
述加工产品安装部分且所述MR轴的下侧固定到所述平台，或者所述主体
的下侧固定到所述平台且所述MR轴的上侧固定到所述加工产品安装部
分，使得安装到所述加工产品安装部分的加工产品的振动减小。
4.如权利要求2所述的主动补偿装置，其中所述MR驱动器包括设置
在所述MR轴的一端与所述主体的一侧之间的、用于所述MR轴的位置恢
复的MR位置弹簧。
5.如权利要求2所述的主动补偿装置，其中所述磁致伸缩驱动器包括
第二线圈架部分，所述第一线圈架部分被容纳在所述第二线圈架部分中，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：金董勋，宋浚烨，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR