一种液压导轨式快刀伺服装置

本发明涉及超精密加工机械设备，尤其涉及一种液压导轨式快刀伺服装置。

背景技术：

1、光学自由曲面在提高光学系统性能，简化系统结构，提高系统成像质量，减少系统零件数量和重量，改进产品设计等方面有许多突出的优点。随着光电科学技术的进步与发展，光学自由曲面在航空航天、民用、国防军事等很多领域有着越来越重要的应用价值和广阔的应用前景。

2、超精密车削加工技术对于复杂形状光学元件的超精密加工制造非常有前景，具有高精度、高效率、一次车削就可以获得镜面质量曲面的优点，目前已广泛应用于光学自由曲面、微纳结构功能曲面、非圆零件等复杂零件的加工。其中，快刀伺服加工(fast toolservo，fts)技术为最常用的超精密车削加工方法。

3、现有的快刀伺服装置大多采用气浮导轨支撑，其刚度较小，同时，现有的快刀伺服装置采用单边导轨连接音圈电机的驱动结构，这样的结构设计，没有平衡电机动子自身的重力，动子的重心不处于导轨承载的中心位置，因此，动子的重力会施加在导轨上形成偏载力，在高频响应状态下，偏载力的存在会对快刀伺服装置整体性能产生不利影响。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明的提供一种液压导轨式快刀伺服装置，采用前后液浮支撑的液压导轨结构，装置整体刚度大的具有更优的动态性能，前导杆、动子和后导杆依次连接且同轴心，使得装置整体重力分布更加合理，能减少动子自重对装置的影响，有利于提升加工精度。

2、本发明的目的是，提供一种液压导轨式快刀伺服装置：

3、包括安装在基座上的音圈电机和导轨部件；

4、所述导轨部件包括由前液浮支撑组件支撑的前导杆和由后液浮支撑组件支撑的后导杆；

5、所述前导杆后端连接音圈电机的动子前端，所述音圈电机的动子后端连接后导杆前端；

6、所述前导杆、动子和后导杆同轴心，音圈电机的动子外套设有与其间隙配合的电机定子；

7、所述前导杆前端安装有刀具。

8、在本发明较佳的技术方案中，所述刀具经刀架安装在前导杆前端；所述前导杆后端、接后导杆前端均通过连接块连接动子。

9、在本发明较佳的技术方案中，所述连接块周侧安装有橡胶防撞块，以防止音圈电机运动超程而损坏零件。

10、在本发明较佳的技术方案中，液压导轨式快刀伺服装置还包括光栅尺，光栅尺的光栅读数头安装在音圈电机的外壳上，光栅尺的标尺光栅安装在前导杆与音圈电机之间的连接块上。

11、在本发明较佳的技术方案中，所述前液浮支撑组件和后液浮支撑组件结构相同，均包括套筒；

12、所述前导杆和后导杆结构相同，均包括杆体；

13、所述杆体贯穿套筒；

14、所述套筒固定安装在基座上，所述套筒内设置有液体通道，所述套筒内壁设置有与杆体的侧壁相配合的液浮配合部，所述液浮配合部包括油槽，所述油槽外周侧设置有封油边，所述封油边外周侧设置有回油通道，所述套筒具有进油口，所述进油口经液体通道连通油槽；

15、所述封油边与杆体侧壁间隙配合，封油边与杆体侧壁之间形成油膜间隙。

16、在本发明较佳的技术方案中，所述油槽的槽底中部设置有出油口，所述出油口内设置有节流器，所述进油口经液体通道连通出油口。

17、在本发明较佳的技术方案中，所述杆体两端周侧均环设有回油槽。

18、在本发明较佳的技术方案中，所述基座上设置有收油槽，所述收油槽具有输出口，优选的，输出口设置在收油槽的槽底。

19、在本发明较佳的技术方案中，所述套筒内设置有第一冷却通道，所述套筒上具有连通第一冷却通道的第一冷却液入口、第一冷却液出口。

20、在本发明较佳的技术方案中，所述音圈电机具有第二冷却通道，所述音圈电机上具有连通第二冷却通道的第二冷却液入口、第二冷却液出口；

21、所述前液浮支撑组件的第一冷却通道、第二冷却通道、后液浮支撑组件的第一冷却通道经管路依次串联连接。

22、在本发明较佳的技术方案中，所述套筒包括上块体、下块体和侧块体；

23、上块体、下块体之间左右间隔设置两个侧块体；

24、上块体经侧块体连接下块体，上块体、下块体与两个侧块体围成供导杆贯穿的支撑孔部；

25、所述上块体、下块体和侧块体朝向导杆的侧面的中部均设置有液浮配合部。

26、在本发明较佳的技术方案中，所述基座上安装有防尘罩；

27、所述防尘罩将音圈电机和刀架导轨部件罩设在内；

28、所述防尘罩上设置有对前导杆前端进行避让的让位口；

29、所述防尘罩上设置有线管出口。

30、在本发明较佳的技术方案中，所述前液浮支撑组件和后液浮支撑组件结构对称设置在音圈电机两侧。

31、本发明的有益效果为：

32、导轨部件包括由前液浮支撑组件支撑的前导杆和由后液浮支撑组件支撑的后导杆，前后液浮支撑的液压导轨结构，装置整体刚度大的具有更优的动态性能；

33、前导杆、动子和后导杆依次连接且同轴心，通过前导杆和后导杆承受音圈电机的动子自重，使得装置整体重力分布更加合理，能降低动子自重在音圈电机高速运行时产生的影响，有利于提升加工精度。

技术特征：

1.一种液压导轨式快刀伺服装置，包括安装在基座上的音圈电机和导轨部件，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的液压导轨式快刀伺服装置，其特征在于：

技术总结
本发明提供了一种液压导轨式快刀伺服装置，包括安装在基座上的音圈电机和导轨部件，所述导轨部件包括由前液浮支撑组件支撑的前导杆和由后液浮支撑组件支撑的后导杆；所述前导杆后端连接音圈电机的动子前端，所述音圈电机的动子后端连接后导杆前端；所述前导杆、动子和后导杆同轴心；所述前导杆前端安装有刀具；本装置采用前后液浮支撑的液压导轨结构，装置整体刚度大的具有更优的动态性能，前导杆、动子和后导杆依次连接且同轴心，使得装置整体重力分布更加合理，能减少动子自重对装置的影响，有利于提升加工精度。

技术研发人员：尹自强,詹金章,胡呈武,郭亚文,洪福
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24