闭式静压导轨运动精度的压电调控装置及压电调控方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架，装置固定支架顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件，压电调控组件自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电晶体组件与驱动器连接，压电调控组件底部设置有导轨压板，导轨压板底部设置有导轨滑块，导轨滑块位于静压导轨的底座上，静压导轨的底座上还安装有传感器支架，传感器支架上设置有距离传感器，距离传感器实时监测导轨滑块的位置信息，本发明专利技术还公开了闭式静压导轨运动精度的压电调控装置的压电调控方法，解决了现有技术中存在的静压导轨工作时导轨形面变形对运动直线精度造成影响的问题。

Piezoelectric Control Device and Piezoelectric Control Method for Motion Accuracy of Closed Hydrostatic Guideway

【技术实现步骤摘要】
闭式静压导轨运动精度的压电调控装置及压电调控方法
本专利技术属于精度调控装置
，具体涉及一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，本专利技术还涉及闭式静压导轨运动精度的压电调控装置的压电调控方法。
技术介绍
随着航空航天领域的发展，对大口径(直径大于300mm)光学元件精度的要求也不断增高。光学元件是精密磨床的主要加工对象，一般要求的形面精度为15～30nm、表面粗糙度为0.3～0.6nm。因此对磨床加工精度提出更高要求。静压导轨是滑动支承重要应用之一，其具有的摩擦系数低、寿命长、承载能力大、支承刚度高等优点，无疑是精密磨床导轨的最佳选择。静压导轨作为精密磨床的重要组成部件，其运动精度与精密磨床的加工精度有直接关系。大量研究表明静压导轨的运动精度与导轨形面的几何误差有密切关系，以建立数学模型根据几何误差推导运动精度。但静压导轨工作时导轨形面还存在受力变形情况，其变形也会影响静压导轨运动精度。提高静压导轨运动精度一直是静压导轨重要研究方向之一。误差补偿是提高精度的常用方法。根据相关研究分析，对于静压导轨的导轨形面受力变形，可以通过调控技术对变形反向补偿，以此提高导轨运动精度。针对静压导轨工作时导轨形面变形对运动直线度影响，设计压电调控装置。调控滑块在任意位置导轨形面变形值趋于一致，以补偿导轨几何变形量进而提高导轨运动精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，解决了现有技术中存在的静压导轨工作时导轨形面变形对运动直线精度造成影响的问题。本专利技术的另一目的是提供一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置的压电调控方法。本专利技术所采用的第一技术方案是，一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架，装置固定支架顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件，压电调控组件自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电晶体组件与驱动器连接，压电调控组件底部设置有导轨压板，导轨压板底部设置有导轨滑块，导轨滑块位于静压导轨的底座上，静压导轨的底座上还安装有传感器支架，传感器支架上设置有距离传感器，距离传感器实时监测导轨滑块的位置信息，距离传感器、压电调控组件、驱动器均与控制器连接；压电晶体组件具体结构为：包括与所述固定预紧组件底部连接的上端推力轴承，上端压力传感器通过小轴承座与上端推力轴承下表面相连，上端压力传感器又与压电晶体的一端连接，压电晶体的另一端与安装于小碟形弹簧槽内的小碟形弹簧直接相连，小碟形弹簧槽开设于固定底件上表面，固定底件底部安装有末端压力传感器，末端压力传感器底部为所述导轨压板，压电晶体、末端压力传感器均与控制器连接。本专利技术第一技术方案的特点还在于，固定预紧组件具体结构为：包括设置于装置固定支架上的固定螺母，固定螺母内螺纹配合设置有固定螺栓，固定螺栓伸入装置固定支架内，固定螺栓中心位置向内延伸设置有微调螺栓，微调螺栓底部与压电晶体组件的上端推力轴承接触。末端连接组件具体结构为：包括与所述末端连接组件的固定螺栓末端连接的末端推力轴承，末端推力轴承位于轴承座上，轴承座与固定底件之间设置有压缩后用于预紧的大碟形弹簧。本专利技术所采用的第二技术方案是，一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置的压电调控装置的压电调控方法，基于闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架，装置固定支架顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件，压电调控组件自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电晶体组件与驱动器连接，压电调控组件底部设置有导轨压板，导轨压板底部设置有导轨滑块，导轨滑块位于静压导轨的底座上，静压导轨的底座上还安装有传感器支架，传感器支架上设置有距离传感器，距离传感器实时监测导轨滑块的位置信息，距离传感器、压电调控组件、驱动器均与控制器连接；压电晶体组件具体结构为：包括与所述固定预紧组件底部连接的上端推力轴承，上端压力传感器通过小轴承座与上端推力轴承下表面相连，上端压力传感器又与压电晶体的一端连接，压电晶体的另一端与安装于小碟形弹簧槽内的小碟形弹簧直接相连，小碟形弹簧槽开设于固定底件上表面，固定底件底部安装有末端压力传感器，末端压力传感器底部为所述导轨压板，压电晶体、末端压力传感器均与控制器连接，具体按照以下步骤实施：步骤1、预先测定导轨滑块在不同行程处的变形量，利用软件仿真获得压电晶体所需施加的作动力；步骤2、距离传感器通过发射出波的速度与返回时间时刻监测导轨滑块距离其的位置，将位置信息反馈至控制器；步骤3、控制器分析所需作动力大小，进而设定导轨滑块位置与作动力关系，对压电晶体施加电压，进而实现导轨滑块在运行过程时压电晶体的动态加载；步骤4、同时监测上端压力传感、末端压力传感器的数值，当作动力达到预计值后停止改变电压，完成对压板变形实时调控。本专利技术第二技术方案的特点还在于，固定预紧组件具体结构为：包括设置于装置固定支架上的固定螺母，固定螺母内螺纹配合设置有固定螺栓，固定螺栓伸入装置固定支架内，固定螺栓中心位置向内延伸设置有微调螺栓，微调螺栓底部与压电晶体组件的上端推力轴承接触。末端连接组件具体结构为：包括与所述末端连接组件的固定螺栓末端连接的末端推力轴承，末端推力轴承位于轴承座上，轴承座与所述固定底件之间设置有压缩后用于预紧的大碟形弹簧。本专利技术的有益效果是，一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，具有精度高、作动力可调等特点。压电调控装置不仅可以用来调控闭式静压导轨运动精度也可以用来调控其他精密部件。该装置可以根据监测的滑块运动的位置动态调节电压实现压电晶体作动力的大小变化。为保证导轨压板变形的一致性，从而提高静压导轨运动精度。通过位置监测元件实时监测滑块的运动位置，将位置信息反馈至控制器，控制器分析所需作动力大小，对压电晶体组件施加电压，同时监测压力传感器数值，当作动力达到预计值后停止改变电压。滑块运动过程中，压电调控装置实时运作以提高闭式静压导轨运动精度。附图说明图1是本专利技术一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置的整体结构示意图；图2是本专利技术一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置中压电调控组件结构示意图；图3是本专利技术一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置中压电调控装置的工作原理图。图中，1.控制器，2.装置固定支架，3.压电调控组件，4.驱动器5.导轨压板，6.距离传感器，7.传感器安装支架，8.微调螺栓，9.固定螺栓，10.上端推力轴承，11.固定螺母，12.小轴承座，13.上端压力传感器，14.压电晶体，15.末端推力轴承，16.轴承座，17.大碟形弹簧，18.小连接件，19.小碟形弹簧，20.固定底件，21.末端压力传感器，22.导轨滑块。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，结构如图1、图2所示，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架2，装置固定支架2顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件3，压电调控组件3自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电晶体组件与驱动器4连接，压电调控组件3底部设置有导轨压板5，导轨压板5底部设置有导轨滑块22，导轨滑块22位于静压导轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，其特征在于，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架(2)，装置固定支架(2)顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件(3)，压电调控组件(3)自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电晶体组件与驱动器(4)连接，压电调控组件(3)底部设置有导轨压板(5)，导轨压板(5)底部设置有导轨滑块(22)，导轨滑块(22)位于静压导轨的底座上，静压导轨的底座上还安装有传感器支架(7)，传感器支架(7)上设置有距离传感器(6)，距离传感器(6)实时监测导轨滑块(22)的位置信息，距离传感器(6)、压电调控组件(3)、驱动器(4)均与控制器(1)连接；所述压电晶体组件具体结构为：包括与所述固定预紧组件底部连接的上端推力轴承(10)，上端压力传感器(13)通过小轴承座(12)与上端推力轴承(10)下表面相连，上端压力传感器(13)又与压电晶体(14)的一端连接，压电晶体(14)的另一端与安装于小碟形弹簧槽(18)内的小碟形弹簧(19)直接相连，小碟形弹簧槽(18)开设于固定底件(20)上表面，固定底件(20)底部安装有末端压力传感器(21)，末端压力传感器(21)底部为所述导轨压板(5)，压电晶体(14)、末端压力传感器(21)均与所述控制器(1)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，其特征在于，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架(2)，装置固定支架(2)顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件(3)，压电调控组件(3)自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电晶体组件与驱动器(4)连接，压电调控组件(3)底部设置有导轨压板(5)，导轨压板(5)底部设置有导轨滑块(22)，导轨滑块(22)位于静压导轨的底座上，静压导轨的底座上还安装有传感器支架(7)，传感器支架(7)上设置有距离传感器(6)，距离传感器(6)实时监测导轨滑块(22)的位置信息，距离传感器(6)、压电调控组件(3)、驱动器(4)均与控制器(1)连接；所述压电晶体组件具体结构为：包括与所述固定预紧组件底部连接的上端推力轴承(10)，上端压力传感器(13)通过小轴承座(12)与上端推力轴承(10)下表面相连，上端压力传感器(13)又与压电晶体(14)的一端连接，压电晶体(14)的另一端与安装于小碟形弹簧槽(18)内的小碟形弹簧(19)直接相连，小碟形弹簧槽(18)开设于固定底件(20)上表面，固定底件(20)底部安装有末端压力传感器(21)，末端压力传感器(21)底部为所述导轨压板(5)，压电晶体(14)、末端压力传感器(21)均与所述控制器(1)连接。2.根据权利要求1所述的一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，其特征在于，所述固定预紧组件具体结构为：包括设置于所述装置固定支架(2)上的固定螺母(11)，固定螺母(11)内螺纹配合设置有固定螺栓(9)，固定螺栓(9)伸入装置固定支架(2)内，固定螺栓(9)中心位置向内延伸设置有微调螺栓(8)，微调螺栓(8)底部与所述压电晶体组件的上端推力轴承(10)接触。3.根据权利要求1所述的一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，其特征在于，所述末端连接组件具体结构为：包括与所述末端连接组件的固定螺栓(9)末端连接的末端推力轴承(15)，末端推力轴承(15)位于轴承座(16)上，轴承座(16)与所述固定底件(20)之间设置有压缩后用于预紧的大碟形弹簧(17)。4.一种闭式静压导轨运动精度的压电调控装置的压电调控装置的压电调控方法，其特征在于，基于权利要求1所述的闭式静压导轨运动精度的压电调控装置，包括固定连接在静压导轨的底座上的装置固定支架(2)，装置固定支架(2)顶部与静压导轨的底座之间安装有压电调控组件(3)，压电调控组件(3)自上而下由固定预紧组件、压电晶体组件、末端连接组件构成，其中压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建磊，王云龙，门川皓，查俊，贾谦，崔亚辉，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61