專利名稱：雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精密數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，適用于能夠承受大載荷、安裝刀具或工件的 末端執(zhí)行器的精密直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)，具體涉及一種雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超精密加工精度的要求已經(jīng)開始進(jìn)入納米級(jí)，因此微米、亞 微米、納米級(jí)的精密和超精密數(shù)控機(jī)床成為高端數(shù)控機(jī)床的重要發(fā)展方向之一。機(jī)床進(jìn)給 系統(tǒng)是影響機(jī)床整機(jī)性能的關(guān)鍵因素之一。驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、導(dǎo)向?qū)M(jìn)給系統(tǒng)性能影響很大。提 高超精密加工機(jī)床進(jìn)給精度的有效途徑之一是采用宏驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，由宏驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn) 加工尺寸及輪廓，由微驅(qū)動(dòng)進(jìn)行尺寸、輪廓的誤差補(bǔ)償，從而達(dá)到超精密加工要求。現(xiàn)有直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的宏驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)相結(jié)合方式包括有兩種，一種方式是宏驅(qū)動(dòng) 和微驅(qū)動(dòng)直接串聯(lián)的方式，即各個(gè)進(jìn)給軸均由宏驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)宏動(dòng)滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)宏進(jìn)給，通過安裝 在宏動(dòng)滑臺(tái)上的微致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)微動(dòng)滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)微進(jìn)給，例如具有X、Z軸宏驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)要求 的機(jī)床，可以采用X進(jìn)給軸由X軸的宏驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)直接串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，Z進(jìn)給軸由Z軸的宏驅(qū) 動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)直接串聯(lián)實(shí)現(xiàn)；另一種方式是宏驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分離，微驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì) 成獨(dú)立部件，可以安裝在其他任何位置，例如具有X、Z軸宏驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)要求的機(jī)床，可以 采用X、Z軸的宏驅(qū)動(dòng)分別設(shè)置，而將X和Z軸微驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立的XZ微驅(qū)動(dòng)部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置，將兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的微驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 有機(jī)結(jié)合為一體，滿足大尺度、大載荷的精密、超精密數(shù)控機(jī)床的需要。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置，包括Z向滑座，在Z 向滑座上表面中心位置設(shè)置有凸起的安裝座A，安裝座A內(nèi)固定安裝有Z向微致動(dòng)器，Z向 微致動(dòng)器與Z向微動(dòng)臺(tái)傳動(dòng)連接，Z向微動(dòng)臺(tái)向上與X向滑座固定連接，Z向滑座的安裝座 A兩側(cè)平行設(shè)置有Z向?qū)к墬l，每側(cè)的一個(gè)Z向?qū)к墬l上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)Z向?qū)к墘K，四個(gè) Z向?qū)к墘K固定安裝在X向滑座的下表面；X向滑座的上表面中心位置同樣設(shè)置有凸起的安 裝座B，安裝座B內(nèi)側(cè)面固定安裝有X向微致動(dòng)器，X向微致動(dòng)器與X向微動(dòng)臺(tái)傳動(dòng)連接，X 向微動(dòng)臺(tái)向上與XZ雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定連接，在X向滑座上表面安裝座B兩側(cè)設(shè)置有兩個(gè)X 向?qū)к墬l，每個(gè)X向?qū)к墬l上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)X向?qū)к墘K，四個(gè)X向?qū)к墘K固定安裝在XZ 雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的下表面。本發(fā)明的特征還在于所述的X向微動(dòng)臺(tái)與X向滑座上的安裝座B之間通過多組 X向柔性鉸連接；所述的Z向微動(dòng)臺(tái)與Z向滑座上的安裝座A之間通過多組Z向柔性鉸連 接。本發(fā)明的有益效果是，1)能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)進(jìn)給方向的微驅(qū)動(dòng)，其雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以 靠近機(jī)床上安裝刀具或工件的末端執(zhí)行器，誤差傳遞小進(jìn)給精度高；2)X向?qū)к壐焙蚙向?qū)?軌副在上下、左右、前后分別對(duì)稱于其微致動(dòng)器，可避免致動(dòng)器承受橫向力及力矩；3)四個(gè)X向柔性鉸和四個(gè)Z向柔性鉸共同補(bǔ)償)(Z平臺(tái)姿態(tài)誤差，導(dǎo)向精度高。本發(fā)明的雙軸直線 移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置的原理也適應(yīng)于獨(dú)立設(shè)置的單軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)功能部件，以適應(yīng)于僅需 微驅(qū)動(dòng)進(jìn)行單軸誤差補(bǔ)償?shù)男枰?br>

圖1是本發(fā)明裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中的C-C截面示意圖3是圖1中的B-B截面示意圖； 圖4是圖1中的D-D截面示意圖。圖中，1.Z向滑座，2. Z向?qū)к墬l，3. Z向?qū)к墘K，4. X向滑座，5. X向微致動(dòng)器，6. X 向微動(dòng)臺(tái)，7. X向?qū)к墬l，8. X向?qū)к墘K，9. )(Z雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，10. X向柔性鉸，11. Z向微動(dòng)臺(tái)， 12. Z向柔性鉸，13. Z向微致動(dòng)器，14.安裝座A，15.安裝座B。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1、圖3，基準(zhǔn)坐標(biāo)系見圖1，本發(fā)明裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是，包括Z向滑座1，在Z 向滑座1上表面中心位置設(shè)置有矩形凸起的安裝座A14，安裝座A14內(nèi)側(cè)面固定安裝有Z向 微致動(dòng)器13，Z向微致動(dòng)器13與Z向微動(dòng)臺(tái)11水平傳動(dòng)連接，Z向微動(dòng)臺(tái)11向上與X向 滑座4固定連接，安裝座A14兩側(cè)的Z向滑座1上表面平行設(shè)置有Z向?qū)к墬l2，每側(cè)的一 個(gè)Z向?qū)к墬l2上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)Z向?qū)к墘K3，見圖4，四個(gè)Z向?qū)к墘K3向上固定安裝 在X向滑座4的下表面；X向滑座4的上表面中心位置同樣設(shè)置有矩形凸起的安裝座B15， 安裝座B15內(nèi)側(cè)面固定安裝有X向微致動(dòng)器5，X向微致動(dòng)器5與X向微動(dòng)臺(tái)6水平傳動(dòng)連 接，X向微動(dòng)臺(tái)6向上與)(Z雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9固定連接，在X向滑座4上表面安裝座B15兩 側(cè)設(shè)置有兩個(gè)X向?qū)к墬l7，每個(gè)X向?qū)к墬l7上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)X向?qū)к墘K8，見圖2，四 個(gè)X向?qū)к墘K8向上固定安裝在XL雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9的下表面。如圖2，X向微動(dòng)臺(tái)6與X向滑座4上的安裝座B15之間通過多組X向柔性鉸10 連接。如圖4，Z向微動(dòng)臺(tái)11與Z向滑座1上的安裝座A14之間通過多組Z向柔性鉸12連接。參照?qǐng)D1、圖2，并且圖1也是圖3中的A-A截面示意圖。X向微致動(dòng)器5的一端與 X向滑座4上的安裝座B15固定連接，另一端與X向微動(dòng)臺(tái)6固定連接，X向微動(dòng)臺(tái)6的前 后(即在Z向，見圖2)對(duì)稱安裝有四個(gè)X向柔性鉸10，X向柔性鉸10的另一端與X向滑座 4上的安裝座B15固定連接，X向微動(dòng)臺(tái)6的上面與XL雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9固定連接，由X向微 致動(dòng)器5的微量伸縮驅(qū)動(dòng)X向微動(dòng)臺(tái)6沿X向微動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)TL雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9沿X向微 動(dòng)；兩個(gè)X向?qū)к壐钡膶?dǎo)軌條7前后(即在Z向)及上下(即在Y向)對(duì)稱于X向微致動(dòng)器5 固定安裝在X向滑座4兩側(cè)，X向?qū)к壐钡乃膫€(gè)導(dǎo)軌塊8前后對(duì)稱地固定安裝在XL雙軸運(yùn) 動(dòng)平臺(tái)9兩側(cè)與兩個(gè)X向?qū)к墬l7對(duì)應(yīng)的位置，每個(gè)X向?qū)к墬l7分別與X向兩個(gè)導(dǎo)軌塊8 連接構(gòu)成X向?qū)к壐?，每個(gè)導(dǎo)軌副的兩個(gè)X向?qū)к墘K8左右(即在X向)的位置對(duì)稱于X向 微致動(dòng)器5與X向微動(dòng)臺(tái)6的連接面。參照?qǐng)D3、圖4，Z向微致動(dòng)器13的一端與Z向滑座1上的安裝座A14固定連接，另一端與Z向微動(dòng)臺(tái)11固定連接，Z向微動(dòng)臺(tái)11的前后(即在Z向，見圖4)對(duì)稱安裝有四 個(gè)Z向柔性鉸12，Z向柔性鉸12的另一端與Z向滑座1上的安裝座A14固定連接，Z向微 動(dòng)臺(tái)11的上面與X向滑座4固定連接，由Z向微致動(dòng)器13的微量伸縮驅(qū)動(dòng)Z向微動(dòng)臺(tái)11 沿Z向微動(dòng)，從而通過X向滑座4及X向?qū)к壐彬?qū)動(dòng)XZ雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)9沿Z向微動(dòng)；兩個(gè) Z向?qū)к壐钡膶?dǎo)軌條2左右(即在X向)及上下(即在Y向)對(duì)稱于Z向微致動(dòng)器13固定安 裝在Z向滑座1兩側(cè)，Z向?qū)к壐钡乃膫€(gè)導(dǎo)軌塊3左右對(duì)稱地固定安裝在X向滑座4兩側(cè)與 兩個(gè)Z向?qū)к墬l2對(duì)應(yīng)的位置，每個(gè)Z向?qū)к墬l2分別與兩個(gè)Z向?qū)к墘K3連接構(gòu)成Z向 導(dǎo)軌副，每個(gè)Z向?qū)к墬l上的2個(gè)導(dǎo)軌塊3前后(即在Z向)位置對(duì)稱于Z向微動(dòng)臺(tái)11與Z 向微致動(dòng)器13的連接面。 本發(fā)明的雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置的原理也可以適應(yīng)于獨(dú)立設(shè)置的單軸直線移 動(dòng)微驅(qū)動(dòng)功能部件，如將XZ雙軸平臺(tái)9改變?yōu)閄平臺(tái)9，則由X向滑座4，X向微致動(dòng)器5， X向微動(dòng)臺(tái)6，X向?qū)к壐钡膶?dǎo)軌條7，X向?qū)к壐钡膶?dǎo)軌塊8，X平臺(tái)9即可構(gòu)成X軸直線移 動(dòng)微驅(qū)動(dòng)功能部件。
權(quán)利要求
1.一種雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括Z向滑座(1 )，在Z向滑座(1)上表 面中心位置設(shè)置有凸起的安裝座A (14)，安裝座A (14)內(nèi)固定安裝有Z向微致動(dòng)器(13)， Z向微致動(dòng)器(13)與Z向微動(dòng)臺(tái)(11)傳動(dòng)連接，Z向微動(dòng)臺(tái)(11)向上與X向滑座(4)固定 連接，Z向滑座(1)的安裝座A (14)兩側(cè)平行設(shè)置有Z向?qū)к墬l(2)，每側(cè)的一個(gè)Z向?qū)к?條(2)上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)Z向?qū)к墘K(3)，四個(gè)Z向?qū)к墘K(3)固定安裝在X向滑座(4)的 下表面；X向滑座(4)的上表面中心位置同樣設(shè)置有凸起的安裝座B (15)，安裝座B (15) 內(nèi)側(cè)面固定安裝有X向微致動(dòng)器(5)，X向微致動(dòng)器(5)與X向微動(dòng)臺(tái)(6)傳動(dòng)連接，X向微 動(dòng)臺(tái)(6)向上與YL雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(9)固定連接，在X向滑座(4)上表面安裝座B (15)兩側(cè) 設(shè)置有兩個(gè)X向?qū)к墬l(7 )，每個(gè)X向?qū)к墬l(7 )上對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)X向?qū)к墘K(8 )，四個(gè)X 向?qū)к墘K(8)固定安裝在XL雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(9)的下表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的X向微動(dòng)臺(tái) (6)與X向滑座(4)上的安裝座B (15)之間通過多組X向柔性鉸(10)連接；所述的Z向微 動(dòng)臺(tái)(11)與Z向滑座(1)上的安裝座A (14)之間通過多組Z向柔性鉸(12)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙軸直線移動(dòng)微驅(qū)動(dòng)裝置，包括在Z向滑座上表面設(shè)有安裝座A，安裝座A內(nèi)固定有Z向微致動(dòng)器，Z向微致動(dòng)器與Z向微動(dòng)臺(tái)連接，Z向微動(dòng)臺(tái)向上與X向滑座連接，Z向滑座的安裝座A兩側(cè)設(shè)有Z向?qū)к墬l，每側(cè)的一個(gè)Z向?qū)к墬l上設(shè)有兩個(gè)Z向?qū)к墘K，Z向?qū)к墘K固定安裝在X向滑座的下表面；X向滑座的上表面設(shè)有安裝座B，安裝座B內(nèi)固定有X向微致動(dòng)器，X向微致動(dòng)器與X向微動(dòng)臺(tái)連接，X向微動(dòng)臺(tái)向上與XZ雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接，在X向滑座上表面安裝座B兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)X向?qū)к墬l，每個(gè)X向?qū)к墬l上設(shè)有兩個(gè)X向?qū)к墘K，X向?qū)к墘K固定安裝在XZ雙軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的下表面。本發(fā)明的裝置，誤差傳遞小進(jìn)給精度高，平臺(tái)姿態(tài)誤差小。
文檔編號(hào)B23Q5/22GK102059576SQ201010559119
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者劉鴻雁, 楊勇, 楊新剛, 黃玉美 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)