本發(fā)明屬于精密與超精密加工技術領域，尤其涉及一種基于楔形進給水平補償?shù)腪向微位移結構。

背景技術：

近年來隨著微電子技術、宇航、生物工程等學科的發(fā)展，作為精密機械與精密儀器的關鍵技術之一的微位移技術也迅速發(fā)展起來了。在精密儀器中，無論是大航程的精確定位還是小范圍的光學對準，都離不開微位移技術。微位移技術己經成為現(xiàn)代精密儀器工業(yè)的共同基礎,是衡量一個國家科技水平的重要標志,代表了一個國家加工技術水平的高低，位移技術的水平也反映了一個國家的綜合經濟和技術水平,是國家制造技術水平的重要標志，是先進制造技術的重要支柱。

盡管微量進給機構技術已經取得很大發(fā)展，但要真正開發(fā)出高精度、大行程、性能優(yōu)良的微量進給機構卻并非易事，還存在許多亟待解決的問題。在微量進給機構中，大行程與高精度這一對矛盾仍然存在，目前開發(fā)的微量進給機構往往只能滿足其一，而不能滿足其二。如壓電陶瓷微量進給機構雖然定位精度很高（小于0.01μm），但其工作行程太小，而機械傳動微量進給機構可以達到很大的工作行程，但其定位精度不高?，F(xiàn)有的微位移機構存在負載低、Z向（高度方向）進給量少，復合度小，精度不高的弊端。到目前為止尚未解決成熟的方法及產品問世。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種基于楔形進給水平補償?shù)腪向微位移結構，該結構可以滿足了較大負載下的精密、超精密加工中的Z向微進給需要，且操作簡便，結構簡單。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種基于楔形進給水平補償?shù)腪向微位移結構，包括第一安裝框架、第二安裝框架、第一直線滑軌、第二直線滑軌、第一伺服電機、第二伺服電機、第一楔形塊、第二楔形塊、第一滾珠絲杠、第二滾珠絲杠、第一滑動臺座、第二滑動臺座、第一光桿導軌、第二光桿導軌、第一支撐座和第二支撐座；

第一直線滑軌沿左右方向水平設置在第一安裝框架上，第一安裝框架左側上部和右側上部分別設有一個第一支架，第一光桿導軌、第一滾珠絲杠和第一直線滑軌平行設置，第一光桿導軌兩端固定在兩個第一支架上，第一支撐座設置有兩個，兩個第一支撐座固定設置在第一直線滑軌的頂部左側和右側，第一滾珠絲杠兩端通過軸承轉動設在兩個第一支撐座上，第一滾珠絲杠的右端通過第一聯(lián)軸器與第一伺服電機的主軸傳動連接，第一滑動臺座穿設并螺紋連接在第一滾珠絲杠上，第一楔形塊設置在第一滑動臺座頂部，第一光桿導軌上滑動設置有第一滑塊，第一滑塊頂部與第一楔形塊底部固定連接；第一楔形塊的厚度由左向右逐漸增大，第一楔形塊的下表面水平設置，第一楔形塊的上表面左低右高傾斜設置；

第二安裝框架底部固定設置在第一楔形塊頂部，第二直線滑軌沿左右方向設置在第二安裝框架上，第二安裝框架左側上部和右側上部分別設有一個第二支架，第二光桿導軌、第二滾珠絲杠和第二直線滑軌平行設置，第二光桿導軌兩端固定在兩個第二支架上，第二支撐座設置有兩個，兩個第二支撐座固定設置在第二直線滑軌的頂部左側和右側，第二滾珠絲杠兩端通過軸承轉動設在兩個第二支撐座上，第二滾珠絲杠的左端通過第二聯(lián)軸器與第二伺服電機的主軸傳動連接，第二滑動臺座穿設并螺紋連接在第二滾珠絲杠上，第二楔形塊設置在第二滑動臺座頂部，第二光桿導軌上滑動設置有第二滑塊，第二滑塊頂部與第二楔形塊底部固定連接；第而楔形塊的厚度由左向右逐漸減小，第二楔形塊的厚度上表面水平設置，第一楔形塊的上表面平行于第二楔形塊的下表面；

第一安裝框架底部設置在機床工作臺上，當啟動第一伺服電機和第二伺服電機時，第一伺服電機驅動第一滾珠絲杠轉動，第二伺服電機驅動第二滾珠絲杠轉動，在第一滑塊和第二滑塊的支撐限位下，第一滾珠絲杠驅動第一滑動臺座沿第一直線滑軌移動的方向與第二滾珠絲杠驅動第二滑動臺座沿第二直線滑軌移動的方向相反；由于第一楔形塊和第二楔形塊的楔形直角關系，將第一直線滑軌的位移移動量分為水平方向位移的分量和豎直方向位移的分量，通過驅動水平方向位移的分量，通過測量水平位移的方法將水平方向位移的分量反饋到控制系統(tǒng)中構建閉環(huán)控制系統(tǒng)并對第一直線滑軌和第二直線滑軌水平方向的移動量進行補償，提高了工作臺在Z軸方向的移動量，實現(xiàn)了精度達到微米級別的進給；當工件放在第二楔形塊上進行加工時，工件只顯示Z軸方向的移動量。

第一滑塊與第一楔形塊、第一滑動臺座與第一楔形塊、第二安裝框架與第一楔形塊、第二滑塊與第二楔形塊以及第二滑動臺座與第二楔形塊之間均采用螺釘連接。

采用上述技術方案，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明在實驗或工作實驗時，先將本發(fā)明放置在長401毫米、寬356毫米的精密車床的工作臺上，通過調節(jié)第一伺服電機和第二伺服電機的轉動，利用第一楔形塊的直角關系可以將第二直線滑軌的移動量分為水平方向位移的分量和豎直方向位移的分量，進而驅動水平方向位移的分量，通過測量水平位移的方法將水平方向位移的分量反饋到控制系統(tǒng)中構建閉環(huán)控制系統(tǒng)并對其中第一直線滑軌和第二直線滑軌水平方向的移動量進行補償，提高了工作臺在Z軸方向（垂直方向）的移動量，實現(xiàn)了精度達到微米級別的進給。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明基于楔形進給水平補償?shù)腪向微位移結構，本發(fā)明中楔形塊能夠承載較大的工件，直線滑軌具有較大的行程，伺服電機具有較高的精度。本發(fā)明實現(xiàn)工作臺在Z軸方向的進給量，從而改進了以往工件在Z軸方向上進給量少，復合度小，精度不高的弊端，也解決了微位移機構在現(xiàn)有技術中行程短，精度低，機構Z軸方向進給量少的難題。對微位移技術的發(fā)展也有非常重大的意義。

本發(fā)明對于微位移機構精度低，行程短，機構Z軸進給量少的情況，通過伺服電機驅動滾珠絲杠，構建智能微位移控制系統(tǒng)，以滿足精密、超精密加工中的微進給需要，可以進一步完善工件的加工精度，提高工件加工時的工作效率，改善了工作臺的負載能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種基于楔形進給水平補償?shù)腪向微位移結構，包括第一安裝框架1、第二安裝框架2、第一直線滑軌3、第二直線滑軌4、第一伺服電機5、第二伺服電機6、第一楔形塊7、第二楔形塊8、第一滾珠絲杠9、第二滾珠絲杠10、第一滑動臺座11、第二滑動臺座12、第一光桿導軌13、第二光桿導軌14、第一支撐座15和第二支撐座16；

第一直線滑軌3沿左右方向水平設置在第一安裝框架1上，第一安裝框架1左側上部和右側上部分別設有一個第一支架17，第一光桿導軌13、第一滾珠絲杠9和第一直線滑軌3平行設置，第一光桿導軌13兩端固定在兩個第一支架17上，第一支撐座15設置有兩個，兩個第一支撐座15固定設置在第一直線滑軌3的頂部左側和右側，第一滾珠絲杠9兩端通過軸承轉動設在兩個第一支撐座15上，第一滾珠絲杠9的右端通過第一聯(lián)軸器18與第一伺服電機5的主軸傳動連接，第一滑動臺座11穿設并螺紋連接在第一滾珠絲杠9上，第一楔形塊7設置在第一滑動臺座11頂部，第一光桿導軌13上滑動設置有第一滑塊19，第一滑塊19頂部與第一楔形塊7底部固定連接；第一楔形塊7的厚度由左向右逐漸增大，第一楔形塊7的下表面水平設置，第一楔形塊7的上表面左低右高傾斜設置；

第二安裝框架2底部固定設置在第一楔形塊7頂部，第二直線滑軌4沿左右方向設置在第二安裝框架2上，第二安裝框架2左側上部和右側上部分別設有一個第二支架20，第二光桿導軌14、第二滾珠絲杠10和第二直線滑軌4平行設置，第二光桿導軌14兩端固定在兩個第二支架20上，第二支撐座16設置有兩個，兩個第二支撐座16固定設置在第二直線滑軌4的頂部左側和右側，第二滾珠絲杠10兩端通過軸承轉動設在兩個第二支撐座16上，第二滾珠絲杠10的左端通過第二聯(lián)軸器21與第二伺服電機6的主軸傳動連接，第二滑動臺座12穿設并螺紋連接在第二滾珠絲杠10上，第二楔形塊8設置在第二滑動臺座12頂部，第二光桿導軌14上滑動設置有第二滑塊，第二滑塊頂部與第二楔形塊8底部固定連接；第而楔形塊的厚度由左向右逐漸減小，第二楔形塊8的厚度上表面水平設置，第一楔形塊7的上表面平行于第二楔形塊8的下表面；

第一安裝框架1底部設置在機床工作臺上，當啟動第一伺服電機5和第二伺服電機6時，第一伺服電機5驅動第一滾珠絲杠9轉動，第二伺服電機6驅動第二滾珠絲杠10轉動，在第一滑塊19和第二滑塊的支撐限位下，第一滾珠絲杠9驅動第一滑動臺座11沿第一直線滑軌3移動的方向與第二滾珠絲杠10驅動第二滑動臺座12沿第二直線滑軌4移動的方向相反；由于第一楔形塊7和第二楔形塊8的楔形直角關系，將第一直線滑軌3的位移移動量分為水平方向位移的分量和豎直方向位移的分量，通過驅動水平方向位移的分量，通過測量水平位移的方法將水平方向位移的分量反饋到控制系統(tǒng)中構建閉環(huán)控制系統(tǒng)并對第一直線滑軌3和第二直線滑軌4水平方向的移動量進行補償，提高了工作臺在Z軸方向的移動量，實現(xiàn)了精度達到微米級別的進給；當工件放在第二楔形塊8上進行加工時，工件只顯示Z軸方向的移動量。

第一滑塊19與第一楔形塊7、第一滑動臺座11與第一楔形塊7、第二安裝框架2與第一楔形塊7、第二滑塊與第二楔形塊8以及第二滑動臺座12與第二楔形塊8之間均采用螺釘連接，這樣便于各構件的安裝和拆卸。

本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。