微纳米高精度进给机构的制作方法

1.本技术涉及进给机构技术领域，具体是一种微纳米高精度进给机构。


背景技术：

2.传统的珩磨机所采用的的进给机构，是通过珩磨机的进给轴与珩磨机的主轴连接后，由进给轴直接带动主轴移动实现进给。如申请号为200520068288.2的中国专利公开的珩磨机进给机构，包括机架箱体、设置于机架箱体上的进给轴、与进给轴相连接的珩磨杆、步进电机，步进电机的输出端连接有减速箱，减速箱的输出端连接有花键轴。机架箱体上转动地设置有滚动丝杆，花键轴与滚动丝杆相同轴连接，滚动丝杆上螺纹配合连接有螺母，进给轴上设置有进给轴承，螺母与进给轴承相固定连接。该种进给机构，实现了亚微米进给。但是，随着技术的进步，亚微米级的进给，已经越来越无法满足日益精细的加工需求，而其他的一些能够实现微纳米级传动的结构存在着如结构较为复杂、设备体积较大、购置成本较高等问题，重要的是，不管是任何新的传动机构替换现有产线上的进给机构时，都会产生大量的设备置换费用，甚至还会出现与产线上其他设备无法很好兼容造成加工质量下降或达不到预期的情况。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种微纳米高精度进给机构，以解决上述背景技术中提出的现有的珩磨机进给机构的进给精度不能够满足进给精度需求的问题。
4.为实现上述目的，本技术公开了以下技术方案：一种微纳米高精度进给机构，包括主轴箱、伺服驱动机构、主轴组件，所述伺服驱动机构包括主机部、驱动连接于所述主机部输出端的丝杆，所述主轴组件包括主轴、安装于所述主轴下部的夹持器；
5.所述主轴箱固定设置，所述主机部与所述主轴箱的顶部相固定，所述丝杆贯穿所述主轴箱并与所述主轴箱通过丝杠支撑座转动相连；
6.所述主轴贯穿所述主轴箱并通过轴承与所述主轴箱相连；
7.所述丝杆上螺纹配合安装有第一连接块，所述主轴上通过进给轴承安装有第二连接块，所述第一连接块上靠近所述主轴的一侧与所述第二连接块靠近所述丝杆的一侧上下设置，所述第一连接块与所述第二连接块上相对的侧部之间设置有导向组件，且所述第一连接块与所述第二连接块上相对的侧部之间设置有压电陶瓷位移器，所述压电陶瓷位移器的顶部与底部分别与所述第一连接块与所述第二连接块相固定。
8.基于上述结构，本技术通过第一连接块、第二连接块和压电陶瓷位移器实现伺服驱动机构和主轴组件之间的传动连接，主机部驱动丝杆转动使主轴被带动进给，同时，在主机部驱动的进给到位后，再通过压电陶瓷位移器进行微米级的进给调整，从而实现夹持在夹持器上的珩磨杆进行微米级平稳进给，满足加工需求。
9.作为优选，所述第一连接块和所述第二连接块均为z字形块。
10.作为优选，所述导向组件包括固定安装于所述第一连接块底部的导向轴座、固定
安装于所述第二连接块顶部的衬套以及配合安装于所述导向轴座和所述衬套内的导向轴，所述第一连接块设置于所述第二连接块的上方。
11.作为优选，所述导向组件包括固定安装于所述第二连接块底部的导向轴座、固定安装于所述第一连接块顶部的衬套以及配合安装于所述导向轴座和所述衬套内的导向轴，所述第二连接块设置于所述第一连接块的上方。
12.作为优选，所述主机部包括伺服电机、驱动安装于所述伺服电机输出端的减速器，所述减速器的壳体通过电机架固定安装于所述主轴箱的顶部，所述丝杆通过联轴器安装于所述减速器的输出端。
13.基于上述的主机部的结构，实现基于对现有设备的改进即将丝杆和主轴的连接部分改进为第一连接块、第二连接块和压电陶瓷位移器，能够在满足进给精度要求的基础上，减小设备置换带来的成本，提高经济效益。
14.作为优选，所述主轴箱内安装有进给传感器支架，所述进给传感器支架靠近所述主轴设置，进给传感器安装于所述进给传感器支架上。
15.进一步地，通过位移传感器支架上安装的位移传感器，能够对主轴的微米级进给调整进行监测，从而可靠的实现珩磨杆进给所需的微米级调整，提高进给精度的可靠性。
16.有益效果：本技术的微纳米高精度进给机构，通过第一连接块、第二连接块和压电陶瓷位移器实现伺服驱动机构和主轴组件之间的传动连接，主机部驱动丝杆转动使主轴被带动进给，同时，在主机部驱动的进给到位后，再通过压电陶瓷位移器进行微米级平稳的进给调整，从而实现夹持在夹持器上的珩磨杆进行微米级平稳进给，满足加工需求。
17.同时，本技术还能够基于现有进给机构中的传动结构进行改进，从而实现不用完全置换现有装置即可达到所需的微米级平稳进给需求，降低生产成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例1中丝杆、第一连接块、第二连接块、压电陶瓷位移器、主轴之间的位置关系示意图；
20.图2为本技术实施例1中微纳米高精度进给机构的主视图；
21.图3为本技术实施例1中微纳米高精度进给机构的立体示意图。
22.附图标记：1、主轴箱；2、主轴；3、夹持器；4、丝杆；5、第一连接块；6、第二连接块；7、导向组件；701、导向轴座；702、衬套；8、压电陶瓷位移器；9、伺服电机；10、减速器；11、电机架。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
24.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.还需要说明的是，本技术文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义，并且，未做明确限定的情况下，机械、零件和设备均可以采用现有技术中常规的型号。
26.在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
27.实施例1
28.参考图1-3所示的一种微纳米高精度进给机构，包括主轴箱1、伺服驱动机构、主轴组件，伺服驱动机构包括主机部、驱动连接于主机部输出端的丝杆4，主轴组件包括主轴2、安装于主轴下部的夹持器3，夹持器3可以是现有技术中的任意一种，其用于夹持珩磨杆，主轴2可以是现有技术中的任意一种进给主轴，其用于驱动珩磨杆进给。
29.主轴箱1可以是现有技术中的任意一种，其固定安装在工作机台上。主机部与主轴箱1的顶部相固定，主机部可以是现有技术中的任意一种丝杆驱动装置，丝杆4贯穿主轴箱1并与主轴箱1通过丝杠支撑座转动相连，在本实施例中，丝杆4的上部和下部分别通过一个丝杠支撑座与主轴箱1相连，从而确保丝杆4在传动过程中的稳定性和可靠性。
30.主轴2贯穿主轴箱1并通过轴承与主轴箱1相连，在本实施例中，主轴2的上部和下部分别通过一个转动轴承座和轴承盖构成的轴承与主轴箱1连接，以确保主轴2在传动过程中的稳定性和可靠性。
31.丝杆4上螺纹配合安装有第一连接块5，第一连接块5上设置有螺纹连接孔，并通过该螺纹连接孔与丝杆4螺接配合。主轴2上通过进给轴承安装有第二连接块6，进给轴承可以是现有技术中的任意一种，如申请号为200520068288.2的专利公开的珩磨机进给机构中的进给轴承，本技术的进给轴承与主轴2的连接方式与该申请号为200520068288.2的专利中进给轴承与进给主轴的连接方式相同，在此不做赘述。
32.第一连接块5上靠近主轴2的一侧与第二连接块6靠近丝杆4的一侧上下设置，第一连接块5与第二连接块6上相对的侧部之间设置有导向组件7，导向组件7可以是现有技术中的任意一种，在本实施例中，第一连接块5和第二连接块6均为z字形块。导向组件7包括固定安装于第一连接块5底部的导向轴座701、固定安装于第二连接块6顶部的衬套702以及配合
安装于导向轴座701和衬套702内的导向轴，第一连接块5设置于第二连接块6的上方。衬套702可以是现有技术中的中间法兰型无油衬套,导向轴座701可以是现有技术中的支架嵌入型导向轴座。第一连接块5与第二连接块6上相对的侧部之间设置有压电陶瓷位移器8，压电陶瓷位移器8可以是现有技术中的任意一种，压电陶瓷位移器8的顶部与底部分别与第一连接块5与第二连接块6相固定。
33.本实施例的微纳米高精度进给机构，通过第一连接块5、第二连接块6和压电陶瓷位移器8实现伺服驱动机构和主轴组件之间的传动连接，主机部驱动丝杆4转动使主轴2被带动进给，同时，在主机部驱动的进给到位后，再通过压电陶瓷位移器8进行微米级的进给调整，从而实现夹持在夹持器3上的珩磨杆进行微米级进给，满足加工需求。
34.在本实施例中，在进行微米级调整时，当需要向上调节主轴2，压电陶瓷位移器8回缩使主轴2上移；当需要向下调节主轴2，压电陶瓷位移器8伸出使主轴2下移。
35.在本实施例中，主轴箱1内安装有进给传感器支架，进给传感器支架靠近主轴2设置，进给传感器安装于进给传感器支架上。进给传感器可以是现有技术中的任意一种，其用于监测主轴2的进给距离，从而为用户反馈直观的进给数据。
36.实施例2
37.与实施例1不同的是，在本实施例中，导向组件7包括固定安装于第二连接块6底部的导向轴座701、固定安装于第一连接块5顶部的衬套702以及配合安装于导向轴座701和衬套702内的导向轴，第二连接块6设置于第一连接块5的上方。
38.在本实施例中，在进行微米级调整时，当需要向上调节主轴2，压电陶瓷位移器8伸出使主轴2上移；当需要向下调节主轴2，压电陶瓷位移器8回缩使主轴2下移。
39.实施例3
40.与实施例1不同是，在本实施例中，主机部包括伺服电机9、驱动安装于伺服电机9输出端的减速器10，减速器10的壳体通过电机架11固定安装于主轴箱1的顶部，丝杆4通过联轴器安装于减速器10的输出端。伺服电机9可以是现有技术中的任意一种，例如型号为1fk7032-2ak47-1eb1的西门子伺服电机。减速器10可以是现有技术中的任意一种，如型号为kf060的精密行星减速机。联轴器可以是现有技术中的任意一种，如型号为cppc30-12-16-lk4-rk4的带键槽的梅花型夹持式联轴器。通过本实施例的微纳米高精度进给机构，能够基于现有进给机构中的传动结构进行改进，从而实现不用完全置换现有装置即不需要将所有零部件重新更换或整机更换的形式即可达到所需的微米级平稳进给需求，降低生产成本。
41.最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。