专利名称：基于热位移的微进给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于热位移的微进给系统。
背景技术：
在超高精密加工中，国内生产的精密机床，其加工精度与国外相比有一定的差距，制约提高我国超精加工精度的因素较多，如环境温度的影响、导轨的变形、回转体的跳动等等，而微进给机构的进给精度没有达到应有要求，也是影响超精加工发展的关键因素之一。尽管国内对微进给机构作了大量的研究，仍然存在一些问题。如压电陶瓷产生的进给力太小，磁致伸缩转换器成本太高，而且存在热位移补偿等复杂问题。针对当前微进给系统存在的问题，提出基于热位移的微进给系统。
发明内容
本发明提供一种基于热位移的微进给系统。
它具有一级进给装置和二级进给装置，一级进给装置和二级进给装置都在恒温室内，一级进给装置采用滚珠丝杆，二极进给装置在微位移工作腔壳体内，它具有变形体，变形体上设有前、后两定位块，定位块上、下设有隔热板，前、后两隔热板上分别设有前压力调节螺丝、后压力调节螺丝，在变形体上间隔设有冷源热源驱动器，冷源热源驱动器相应处设有温度感知器，变形体一端设有位移感知器。
本发明的优点是1)在微进给机构中，直接用变形体的热位移作为微进给，从而消除大部分链路，提高了进给精度，并对热变形的研究从被动转向主动。
2)变形体取材容易，成本适中，且承受力较大，从而解决了部分微进给机构进给力太小的问题。
3)因变形体的热位移变化缓慢，故微进给机构非常适合于位置控制，而非动作控制。
4)二级进给机构，既可以粗进给，也可以微进给，从而解决了进给速度快与加工精度高之间的矛盾。
附图是基于热位移的微进给系统的结构示意图。
具体实施例方式
基于热位移的微进给系统具有一级进给装置9和二级进给装置7，一级进给装置和二级进给装置都在恒温室13内，一级进给装置采用滚珠丝杆10，二极进给装置在微位移工作腔壳体11内，它具有变形体5，变形体上设有前、后两定位块12，定位块上、下设有隔热板1，前、后两隔热板上分别设有前压力调节螺丝4、后压力调节螺丝2，在变形体上间隔设有冷源热源驱动器3，冷源热源驱动器相应处设有温度感知器8，变形体一端设有位移感知器6。
一级是粗进给，由滚珠丝杆完成；二级是微进给，主要由变形体、隔热材料、温度感知器、位移感知器、智能电路及致热致冷执行元件组成。第二级的微进给量根据变形体的热胀冷缩特性加以控制，并把变形体的热位移直接作为微进给机构的进给量。要求变形体热惯量小，线膨胀系数适中，而且有较强的刚性，并能承受一定的载荷；要求隔热材料既有一定的隔热性能，又有一定的忍耐性；要求执行元件既能发热，又能致冷，如半导体致冷器件，在改变半导体器件的工作电流极性时，可以发热，而改变电流强度时，又可以调整半导体器件的功率；位移传感器和温度传感器，要求达到一定的精度，位移传感器可采用电容测微传感器或激光测量装置，温度传感器可采用热电偶、热电阻或者半导体测温器件。根据对温度、位移的检测及反馈，由智能电路控制执行元件，实现微进给机构的进给。智能电路以单片机为核心，具有自检功能，自适应功能和自学习功能。
权利要求
1.一种基于热位移的微进给系统，其特征在于它具有一级进给装置[9]和二级进给装置[7]，一级进给装置和二级进给装置都在恒温室[13]内，一级进给装置采用滚珠丝杆[10]，二极进给装置在微位移工作腔壳体[11]内，它具有变形体[5]，变形体上设有前、后两定位块[12]，定位块上、下设有隔热板[1]，前、后两隔热板上分别设有前压力调节螺丝[4]、后压力调节螺丝[2]，在变形体上间隔设有冷源热源驱动器[3]，冷源热源驱动器相应处设有温度感知器[8]，变形体一端设有位移感知器[6]。
2.根据权利要求书1所述的一种基于热位移的微进给系统，其特征在于所说的温度感知器为热电偶、热电阻或者半导体测温器件。
3.根据权利要求书1所述的一种基于热位移的微进给系统，其特征在于所说的位移感知器为电容测微传感器或激光测量装置。
全文摘要
本发明公开了一种在恒温室工作的基于热位移的微进给系统。它具有一级进给装置和二级进给装置,一级进给装置采用滚珠丝杆,二级进给装置在微位移工作腔内,它具有变形体,变形体上设有前、后几个定位块,定位块上、下设有隔热板,前、后两隔热板上分别设有前压力调节螺丝、后压力调节螺丝,在变形体上间隔设有冷源热源驱动器,冷源热源驱动器相应处设有温度感知器,变形体一端设有位移感知器。本发明的优点是:1)在微进给机构中,直接用变形体的热位移作为微进给,从而消除大部分链路,提高进给精度。2)变形体取材容易,成本适中,且承受力较大。3)因变形体的热位移变化缓慢,故此微进给机构适合于位置控制。4)二级进给机构,既可以粗进给,也可以微进给。
文档编号B23Q15/007GK1363446SQ0211078
公开日2002年8月14日 申请日期2002年2月4日 优先权日2002年2月4日
发明者胡旭晓, 何卫 申请人:浙江大学