一种用于精密机床的智能隔振装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于精密机床的智能隔振装置，能够减少外界对机床的振动影响。目前还没有一种结构简单，设计合理，性能可靠，减振作用明显，属于智能型减振装置的用于精密机床的智能隔振装置。本实用新型专利技术的结构特点在于：包括支架、检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元、控制单元和执行单元均安装在支架上，所述执行单元位于支架的上表面，所述检测单元位于支架的下表面，所述控制单元和检测单元连接，所述执行单元和控制单元连接。本实用新型专利技术的结构设计合理，减振作用明显，性能可靠，能够达到智能控制的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种用于精密机床的智能隔振装置
本技术涉及一种隔振装置，尤其是涉及一种用于精密机床的智能隔振装置， 能够减少外界对机床的振动影响。
技术介绍
在精密机床的工作过程中，外界环境的振动会影响设备的加工精度，严重时甚至 会导致设备无法正常运行。因此，采用隔振措施对来自外界的振动和设备负载的扰动进行 有效隔离显得非常有必要。一般常用的隔振装置采用的减振材料大多为橡胶、树脂等高分 子材料，它主要是利用高分子材料中粘弹性效果和摩擦效果，将机械振动能转换为热能，从 而达到减振目的。然而，这类材料的最大减振效果，一般是在该类材料玻璃化温度(Tg)附 近，因此应用受到一定的限制，如果使用温度不在该材料的玻璃化温度附近时，则减振效果 就大打折扣。此外,该类材料本身不具备智能性和主动性,系统的阻尼特性不能适应外部环 境的变化。主动隔振就是隔振过程中利用外界能源以产生控制振动所需的作用力，产生作用 力的作动器可以是压电陶瓷、液压元件、气动元件和电动元件等。对于低频振动，主动隔振 器通过伺服控制作动器实现低频共振峰值的最小化。压电材料是指受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料，压电材料可以 因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机一电耦合效应使得 压电材料在工程中得到了广泛的应用。利用压电效应进行结构振动控制的研究始于20世 纪80年代初，人们利用压电元件的正压电效应来检测振动参数，利用压电元件的逆压电效 应来抑制振动。振动控制的结构类型有薄板类、梁类、珩架等，所用的压电材料有压电陶瓷 和压电聚合物，压电陶瓷如锆钛酸铅，压电聚合物如聚偏氟乙烯。聚偏氟乙烯(PVDF)是目前压电性能最优的压电材料之一，作为一种新型薄膜状换 能材料，具有质地轻软、可绕性好、压电特性好等特点。与目前常用的无机物压电材料(如石 英、压电陶瓷类)相比，它还具有声阻抗小、频率响应宽、介电常数小、耐冲击性强以及便于 加工成任意形状等优点。压电复合材料是由两相或多相材料复合而成的，通常见到的是由压电陶瓷和压电 聚合物组成的两相复合材料，这种材料兼有压电陶瓷和聚合材料的优点，与传统的压电陶 瓷或与压电单晶相比，它具有更好的柔顺性和机械加工性能，克服了易碎和不易加工成形 的缺点，且密度小，声速低，易与空气、水及生物组织实现声阻抗匹配。与压电聚合物材料相 比，它具有较高的压电常数和机电耦合系数，因此灵敏度很高。目前也有一些其他结构的防振结构，如公开日为2010年11月17日，公开号为 CN101887741A的中国专利中，公开了一种防振结构，该防振结构用以使一储存装置防振，其 包括有一壳体、一支撑架及至少一第一缓冲材料，其中壳体具有一底板及一顶板，且壳体的 底板及顶板相互对合并包覆于储存装置外，该防振结构的结构设计不够合理，对精密设备 的防振效果差。又如公开日为2010年11月24日，公开号为CN201656656U的中国专利中，公开了一种电机冷却器的防振结构，该防振结构包括电机的机座、冷却器及橡胶圈，冷却器 通过连接件安装在机座的上端面，橡胶圈设在冷却器的底面与机座的上端面之间，机座的 上端面上均布地设有若干限位凸块；橡胶圈在机座上的限位凸块的相应位置开设缺口，橡 胶圈的厚度大于限位凸块的高度；在安装冷却器时，将被压缩后的橡胶圈的厚度与限位凸 块的高度一致，以使冷却器的底面与限位凸块的上端面接触，该防振结构专用于消除电机 在运行中冷却器会产生晃动的现象，适用面较窄。综上所述，目前还没有一种结构简单，设计合理，性能可靠，减振作用明显，属于智 能型减振装置的用于精密机床的智能隔振装置。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合 理，减振作用明显，性能可靠的用于精密机床的智能隔振装置。本技术解决上述问题所采用的技术方案是该用于精密机床的智能隔振装置 的结构特点在于包括支架、检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元、控制单元和执 行单元均安装在支架上，所述执行单元位于支架的上表面，所述检测单元位于支架的下表 面，所述控制单元和检测单元连接，所述执行单元和控制单元连接。由此使得本技术的 性能可靠，减振作用明显，能够达到智能控制的目的。[0011 ] 作为优选，本技术还包括辅助单元，所述辅助单元安装在支架上，该辅助单元 连接在检测单元和执行单元之间。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果结构简单，设计合理，适用性 广，减振作用明显，属于智能型减振装置，具有良好的隔振和抗振功能。本技术利用检 测单元中的PVDF薄片检测外界振动，通过检测单元中的信号处理系统将外部振动转化为 电信号，然后提供给控制单元，控制单元采用自适应运算得出智能信号，并传递给执行单 元，利用压电复合材料制成的执行单元进行信号逆转换，通过执行单元的变形实现装置的 减振和隔振功能。附图说明图1是本技术实施例中用于精密机床的智能隔振装置的结构示意图。图2是本技术实施例中控制部分的自适应控制系统原理示意图。具体实施方式以下结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对 本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1至图2，本实施例中用于精密机床的智能隔振装置包括支架、检测单元1、 控制单元2、执行单元3和辅助单元4。本实施例中的检测单元1、控制单元2、执行单元3和辅助单元4均安装在支架上， 且执行单元3位于支架的上表面，检测单元I位于支架的下表面。本实施例中的控制单元 2和检测单元I连接，执行单元3和控制单元2连接，辅助单元4连接在检测单元I和执行单元3之间。本实施例中的检测单元I包括PVDF压电薄片和信号处理系统，其中，PVDF压电薄片用于检测外部振动的振动方向、振动频率和振幅，信号处理系统用于将外部振动转化为电信号，并将电信号进行校正和放大，以达到能够提供准确的执行参数的目的。本实施例中的控制单元2接收到来自检测单元I的信号后，通过自适应运算，计算出与外部振动的相位相反和振幅相等的数据，然后将数据转化为电信号。本实施例中的执行单元3采用压电复合材料制成，该执行单元3接收到来自控制单元2的电信号后，利用逆压电效应将电信号转换为运动信号，然后通过自身变形来抵消和减弱外部振动，从而实现智能隔振装置的减振和隔振功能。本实施例中采用PVDF压电薄膜作为隔振装置中用于检测信号的检测单元1，利用压电复合材料作为隔振装置的执行单元3，该执行单元3和检测单元I分别位于隔振装置的支架上表面和下表面，执行单元3和检测单元I通过中间的控制单元2及辅助单元4联接为一体。本实施例选取PVDF压电材料中的PVDF压电薄片形式，可根据不同要求制作成不同尺寸和规格的压电薄片，用于检测外部振动信号的振动方向、频率和振幅等参数，极化方向定义为垂直于材料平面的方向。本实施例通过检测单元I中的信号处理系统将外部的振动信号转化为电信号，通过信号处理系统对转化后的电信号进行校正和放大，然后提供给控制单元2。控制单元2接收到来自检测单元I的信号后，通过自适应运算，计算出与外界振动相位相反、振幅相等的数据，将其提供给执行单元3。控制单元2采用自适应控制算法，控制系统可以分为两部分 控制信号的产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于精密机床的智能隔振装置，其特征在于：包括支架、检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元、控制单元和执行单元均安装在支架上，所述执行单元位于支架的上表面，所述检测单元位于支架的下表面，所述控制单元和检测单元连接，所述执行单元和控制单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于精密机床的智能隔振装置，其特征在于包括支架、检测单元、控制单元和执行单元，所述检测单元、控制单元和执行单元均安装在支架上，所述执行单元位于支架的上表面，所述检测单元位于支架的下表面，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高涛，
申请(专利权)人：中国联合工程公司，
类型：实用新型
国别省市：