压电驱动双速工作台制造技术

一种压电驱动双速工作台，基座通过螺钉安装振子支承架、导轨，滑块，其上固定光栅尺，在上支承座、下支承座上装有离合装置、导向装置，驱动装置的柔性支承板通过螺钉与振子支承架连接，驱动板安装在导向装置的尾端，内侧与导向装置通过螺栓连接，外侧贴有摩擦材料与驱动装置的驱动足接触，上支承座通过箱体连接上工作台，优点在于，通过压电振子及结构连接，通周期性交变的电信号，形成扭转模态，在摩擦力的作用下，可以自由驱动驱动板来回移动。即改变了原有的工作台移动过程中的驱动形式，实现了工作台工作过程中对不同工件以不同速度和不同工作要求进行移动。

Piezoelectric driven two speed table

【技术实现步骤摘要】
压电驱动双速工作台
本专利技术属于一种压电驱动双速工作台。
技术介绍
企业生产过程中工作台起着巨大的作用，方便产品储运、运输和加工。而运输的过程当中，工作台就是实现产品的机械化、自动化运输和加工的保证。各种工作台的原理大致是一样的，都是通过工作台上的限位或换向装置与换向开关接触来控制工作台的移动方向的。都是用弱电来控制强电，只不过数控的是通过反馈装置来完成的。但是它们都是电机（伺服电机或交直流电机）传递给丝杠（普通丝杠或滚珠丝杠），来完成工作台的运动，传统的工作台工作原理比较简单，但因涉及复杂的电路和复杂的机械结构，实现起来比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，解决上述现有所存在的问题，改变了原有的工作台移动过程中的驱动形式，实现了工作台工作过程中对不同工件以不同速度和不同工作要求进行移动的工作方式的压电驱动双速工作台。本专利技术是这样实现的：双速工作台的基座通过螺钉安装振子支承架、下导轨，下导轨上安装下滑块，下支承板连接下导轨，下支承座通过螺钉连接下支承板，上支承座通过紧定螺钉固定在上支承板上，在上支承座、下支承座上装有离合装置、导向装置；离合装置通过定位盘、定位螺钉装固定在上支承座、下支承座上，导向装置通过轴肩和卡圈固定在上支承座、下支承座上；驱动装置的柔性支承板通过螺钉与振子支承架连接，驱动板安装在导向装置的尾端，内侧与导向装置通过螺栓连接，外侧贴有摩擦材料与驱动装置的驱动足接触，上支承座通过螺钉与箱体连接，箱体与上工作台面连接，下工作台安装在下支承座的上部，上导轨上安装上滑块，上滑块与上支承板连接，上滑块、下滑块均安装有锁紧装置、光栅尺，导向装置由固定螺钉、弹簧预紧螺钉、弹簧、导向轴、卡圈、导向套、垫片连接构成；驱动装置由定位螺帽A、用于弯曲的压电陶瓷A组、用于扭转的压电陶瓷B组、定位套、柔性支承板、弹性杆、驱动足连接构成，即驱动装置的弹性杆上套装有柔性支承板、定位套、用于扭转的压电陶瓷B组、驱动足、用于弯曲的压电陶瓷A组，端部用定位螺帽A固定。离合装置由定位螺帽、中间套、压电陶瓷组、定位盘、弹性杆连接构成，即离合装置的弹性杆上套装有定位盘、压电陶瓷组、中间套，端部通过定位螺帽压紧固定。锁紧装置由锁芯a、支承板、压电陶瓷组、弹簧、垫片锁芯b连接构成，即锁紧装置的锁芯a与锁芯b连接并安装弹簧，在锁芯a与锁芯b上安装有压电陶瓷组、支承板、垫片。本专利技术的优点在于：1、运用的压电陶瓷作为压电振子，当压电陶瓷A组7-2通周期性交变的电信号，压电振子形成二阶弯曲振动模态，驱动足与驱动板接触，对驱动板施加压力，同时给压电陶瓷B组7-3通电，振子形成扭转模态，此时弯扭复合，在摩擦力的作用下，可以自由驱动驱动板8（动子）来回移动。即改变了原有的工作台移动过程中的驱动形式，实现了工作台工作过程中对不同工件以不同速度和不同工作要求进行移动的工作方式；2、结构紧凑，设计传动路线短，转矩密度大，低速大转矩，无需齿轮转速机构，大大减少了运动副的数量，可实现直接驱动。因此，相比之下大大减小了震动和噪声的影响、能量的损耗以及传动带来的误差等，大大提高了系统的定位精度和响应速度；3、断电自锁，利用压电陶瓷的压电性能，设计了锁紧装置，一旦切断电源，锁紧装置立刻锁紧，响应快；4、振子振动惯性小，响应快（毫秒级），具有较大的保持扭矩。由于该结构是基于压电效应，且振子（驱动装置）和驱动板之间采用摩擦传动，可以在毫秒之内从静止上升到稳定弯扭模态，并由于摩擦力的作用制动响应更快，同时，振子的数量可根据所需驱动力的大小增加或减少。附图说明图1为本专利技术结构的主视图；图2为本专利技术结构的左视图；图3为本专利技术结构的俯视图；图4为本专利技术的驱动装置示意图；图5为本专利技术的离合装置示意图；图6为本专利技术的锁紧装置示意图；图7为本专利技术的导向装置示意图；图8为本专利技术的光栅尺安装示意图；图9(a)(b)(c)(d)为压电陶瓷片的极化方式示意图；图10为本专利技术的驱动器与压电陶瓷连接电路图；图11为本专利技术的整流器电路原理图；图12本专利技术的控制流程图。具体实施方式下面结合附图详细说明：如图所示，双速工作台的基座20通过螺钉安装振子支承架5、下导轨1，下导轨1上安装下滑块18，下支承板17连接下导轨1，下支承座2通过螺钉连接下支承板17，上支承座12通过紧定螺钉13固定在上支承板14上，在上支承座12、下支承座2上装有离合装置10、导向装置21；离合装置10通过定位盘3、定位螺钉4装固定在上支承座12、下支承座2上，导向装置21通过轴肩和卡圈固定在上支承座12、下支承座2上；驱动装置7的柔性支承板通过螺钉6与振子支承架5连接，驱动板8安装在导向装置21的尾端，内侧与导向装置21通过螺栓连接，外侧贴有摩擦材料与驱动装置7的驱动足7-7接触，上支承座12通过螺钉与箱体11连接，箱体11与上工作台面9连接，下工作台16安装在下支承座2的上部，上导轨22上安装上滑块23，上滑块23与上支承板14连接，上滑块23、下滑块18均安装有锁紧装置15、光栅尺19，导向装置21由固定螺钉21-1、弹簧预紧螺钉21-2、弹簧21-3、导向轴21-4、卡圈21-5、导向套21-6、垫片21-7连接构成；驱动装置7由定位螺帽A7-1、用于弯曲的压电陶瓷A组7-2、用于扭转的压电陶瓷B组7-3、定位套7-4、柔性支承板7-5、弹性杆7-6、驱动足7-7连接构成，即驱动装置7的弹性杆7-6上套装有柔性支承板7-5、定位套7-4、用于扭转的压电陶瓷B组7-3、驱动足7-7、用于弯曲的压电陶瓷A组7-2，端部用定位螺帽A7-1固定。离合装置10由定位螺帽10-1、中间套10-2、压电陶瓷组10-3、定位盘10-4、弹性杆10-5连接构成，即离合装置10的弹性杆10-5上套装有定位盘10-4、压电陶瓷组10-3、中间套10-2，端部通过定位螺帽10-1压紧固定。锁紧装置15由锁芯a15-1、支承板15-2、压电陶瓷组15-3、弹簧15-4、垫片15-5锁芯b15-6连接构成，即锁紧装置15的锁芯a15-1与锁芯b15-6连接并安装弹簧15-4，在锁芯a15-1与锁芯b15-6上安装有压电陶瓷组15-3、支承板15-2、垫片15-5。在电路中，X1为驱动装置7上的压电陶瓷A组7-2，X2为驱动装置7上的压电陶瓷B组7-3；驱动器所用控制芯片为DSP56F801，通过光栅尺19将工作台行使的距离反馈给驱动器，驱动器通过自身程序来自动调节4路PWM输出幅值，来改变压电陶瓷的振动幅度，已达到调节工作台运动速度。由该装置具有断电自锁响应快的优点，在其与光栅尺结合作用，因此达到高精度控制工作台的运动。工作台工作过程如下：当工作台不工作时，离合装置10无电信号，处于收缩状态，与驱动装置7分离，互不干扰，整个工作台在锁紧装置15的控制下处于静止状态。单速运动：当上工作台工作时（下工作台静止），对左右两个驱动装置7上的压电陶瓷A组7-2通周本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电驱动双速工作台，其特征在于，基座（20）通过螺钉安装振子支承架(5)、下导轨(1)，下导轨(1)上安装下滑块(18)，下支承板(17)连接下导轨(1)，下支承座(2)通过螺钉连接下支承板(17)，上支承座(12)通过紧定螺钉(13)固定在上支承板(14)上，在上支承座(12)、下支承座(2)上装有离合装置(10)、导向装置(21）；离合装置(10）通过定位盘(3）、定位螺钉(4）安装固定在上支承座(12）、下支承座(2）上，导向装置(21）通过轴肩和卡圈固定在上支承座(12）、下支承座(2）上；驱动装置(7）的柔性支承板通过螺钉(6）与振子支承架(5）连接，驱动板(8）安装在导向装置(21）的尾端，内侧与导向装置(21）通过螺栓连接，外侧贴有摩擦材料与驱动装置(7）的驱动足(7-7）接触，上支承座(12）通过螺钉与箱体(11）连接，箱体(11）与上工作台面(9）连接，下工作台(16）安装在下支承座(2）的上部，上导轨(22）上安装上滑块(23），上滑块(23）与上支承板(14）连接，上滑块(23）、下滑块(18）均安装有锁紧装置(15）、光栅尺(19）。/n

【技术特征摘要】
1.一种压电驱动双速工作台，其特征在于，基座（20）通过螺钉安装振子支承架(5)、下导轨(1)，下导轨(1)上安装下滑块(18)，下支承板(17)连接下导轨(1)，下支承座(2)通过螺钉连接下支承板(17)，上支承座(12)通过紧定螺钉(13)固定在上支承板(14)上，在上支承座(12)、下支承座(2)上装有离合装置(10)、导向装置(21）；离合装置(10）通过定位盘(3）、定位螺钉(4）安装固定在上支承座(12）、下支承座(2）上，导向装置(21）通过轴肩和卡圈固定在上支承座(12）、下支承座(2）上；驱动装置(7）的柔性支承板通过螺钉(6）与振子支承架(5）连接，驱动板(8）安装在导向装置(21）的尾端，内侧与导向装置(21）通过螺栓连接，外侧贴有摩擦材料与驱动装置(7）的驱动足(7-7）接触，上支承座(12）通过螺钉与箱体(11）连接，箱体(11）与上工作台面(9）连接，下工作台(16）安装在下支承座(2）的上部，上导轨(22）上安装上滑块(23），上滑块(23）与上支承板(14）连接，上滑块(23）、下滑块(18）均安装有锁紧装置(15）、光栅尺(19）。


2.根据权利要求1所说的一种压电驱动双速工作台，其特征在于，驱动装置（7）由定位螺帽A（7-1）、用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏祥，赵祥杰，王玉振，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21