一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具制造技术

本发明专利技术属于机械加工领域，具体涉及一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具，包括：装夹装置和控制装置。其中，装夹装置包括上装夹部和下装夹部，上装夹部主要包括第一限位部、第一移动机构、第二移动机构、若干个第一补偿机构和若干个第二补偿机构，下装夹部主要包括第二限位部；控制装置包括信号采集器、压电控制器和CPU。本发明专利技术通过第一补偿机构、第二补偿机构提供动力，第二移动机构配合第一限位部、第一移动机构配合第二限位部提供方向限定，配合控制装置进行控制，使得被加工工件可在水平面上沿任意自由度方向进行移动，实现当机床刀具对工件产生较大冲击力时，工件自身能根据力的作用进行稳定的移动补偿，提高机床加工工件时的精度和质量。的精度和质量。的精度和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具


[0001]本专利技术属于机械加工领域，具体涉及一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具。

技术介绍

[0002]机床夹具是机械加工制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前将工件定位、夹紧的同时，必须在加工完成后尽量使工件达到既定的标准。
[0003]机床夹具种类也是多种多样，诸如三爪卡盘，鸡心卡头等，但是这些传统的机床夹具都只能在装配时对工件位置进行确定，无法在加工过程中对被加工工件产生的微小位移和被加工工件的受力进行确定，而由于工件固定在传统的工作台上，作用在工件上的力会使工件受到较大的冲击，同时会使一些厚度较薄的工件产生变形，这些加工过程中产生的误差无法减小甚至消除，对工件的产品精度、产品质量等产生较大的影响。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具，旨在克服传统夹具无法在加工过程中对被加工工件产生的微小位移和被加工工件的受力进行确定，以及无法对工件被加工过程中产生的误差进行减小甚至消除的缺陷。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具，包括：
[0006]装夹装置，包括相互配合连接的上装夹部和下装夹部；
[0007]所述上装夹部包括支撑部和第一限位部，所述支撑部包括支撑板，所述支撑板的底部设有第一移动机构，所述上装夹部在所述第一移动机构的移动方向上实现移动补偿，所述支撑板的顶部设有第二移动机构，所述第一移动机构与所述第二移动机构的移动方向相互垂直，所述第二移动机构的上方连接有工作台，所述工作台在所述第二移动机构的移动方向上实现移动补偿；另外，所述工作台的顶端均匀排布有若干个安装孔，所述安装孔用于固定被加工工件，在此基础上，所述工作台还包括若干个第一补偿机构，若干个所述第一补偿机构沿所述第二移动机构的移动方向对称设于所述工作台的两侧，若干个所述第一补偿机构为所述工作台的补偿移动提供动力；
[0008]与此同时，所述上装夹部还包括若干个第二补偿机构，若干个所述第二补偿机构沿所述第一移动机构的移动方向对称设于所述上装夹部的两侧，若干个所述第二补偿机构为所述上装夹部的补偿移动提供动力；除此之外，在所述上装夹部中，所述第一限位部被设于所述支撑部的上方，所述第一限位部上贯穿设有第一限位孔，所述第一限位孔与所述第一补偿机构相配合，实现所述工作台仅能沿所述第二移动机构的移动方向移动；
[0009]所述下装夹部包括底座和第二限位部，所述底座与外部机床连接，支撑整个所述装夹装置，所述底座的上方设有第二限位部，所述第二限位部上贯穿设有第二限位孔，所述第二限位孔与所述第二补偿机构相配合，实现所述上装夹部仅能沿所述第一移动机构的移动方向移动，此时所述工作台在一水平面上实现各方向的补偿移动；
[0010]控制装置，包括信号采集器、压电控制器和CPU，所述信号采集器将所述第一补偿机构和第二补偿机构受到的作用力后转化的信号进行采集识别，进而将该信号传递到所述CPU，经过所述CPU识别与计算后，将所得信号传输至所述压电控制器，所述压电控制器控制其余所述第一补偿机构和所述第二补偿机构工作，最终实现所述工作台在一水平面上各方向的补偿移动。
[0011]优选地，所述第一移动机构包括有一组对称设置的第一凹槽，每个所述第一凹槽被设于所述底座的顶部，且每个所述第一凹槽的内部对立设有若干组第一滚子槽，每组所述第一滚子槽的内部设有第一滚子，所述第一滚子在所述第一滚子槽内沿所述第一凹槽的方向实现灵活转动；所述第一移动机构还包括与所述第一滚子位置相适配的第一滑道，所述第一滑道被设于所述支撑板的底部，通过所述第一滑道与所述第一滚子的配合，实现所述上装夹部在所述第一移动机构方向上进行补偿移动；
[0012]所述第二移动机构包括有一组对称设置的第二凹槽，每个所述第二凹槽被设于所述支撑板的顶部，且每个所述第二凹槽的内部对立设有若干组第二滚子槽，每组所述第二滚子槽的内部设有第二滚子，所述第二滚子在所述第二滚子槽内沿所述第二凹槽的方向实现灵活转动；所述第二移动机构还包括与所述第二滚子位置相适配的第二滑道，所述第二滑道被设于所述工作台的底部，通过所述第二滑道与所述第二滚子的配合，实现所述工作台在所述第二移动机构方向上进行补偿移动。
[0013]进一步的，所述第一移动机构所包括的各元件的尺寸大小均大于所述第二移动机构所包括的各元件的尺寸大小。
[0014]优选地，所述第一补偿机构包括第一定位板，所述第一定位板被设于所述工作台上，所述第一定位板上还配合安装有第一压电促动器，其中，所述第一压电促动器的活动端抵接于所述工作台的侧壁，且与所述第一定位板相配合，所述第一压电促动器的固定端设于所述第一限位部的内壁上；
[0015]所述第二补偿机构包括第二定位板，所述第二定位板被设于所述上装夹部上，所述第二定位板上还配合安装有第二压电促动器，其中，所述第二压电促动器的活动端抵接于所述上装夹部的侧壁，且与所述第二定位板相配合，所述第二压电促动器的固定端设于所述第二限位部的内壁上。
[0016]进一步的，所述第一压电促动器与第二压电促动器的压电材料均为压电陶瓷。
[0017]进一步的，所述第一限位部还包括有若干个第一限位槽，若干个所述第一限位槽的底部设有所述第一压电促动器的固定端，所述第一限位槽防止所述第一压电促动器在工作时产生移动偏差，进而影响整个机床的精度；
[0018]所述第二限位部还包括有若干个第二限位槽，若干个所述第二限位槽的底部与设有所述第二压电促动器的固定端，所述第二限位槽同样防止所述第二压电促动器在工作时产生移动偏差，进而影响整个机床的精度。
[0019]本专利技术的有益效果在于：
[0020]本专利技术通过设置若干个作用方向互相垂直的第一补偿机构和第二补偿机构，使得工作台以及固定在工作台上的被加工工件可在一水平面上沿任意自由度方向进行移动，即对被加工工件受到的刀具冲击进行位移补偿，防止工件变形或损坏，影响加工质量；通过设置限位槽对压电促动器的活动端的移动进行位置限定，防止压电促动器工作过程中产生移动偏差，有利于提高机床加工的精度；通过设置第一移动机构和第二移动机构，方便了被加工工件基于补偿机构提供动力进行的补偿移动，其中，采用滚子接触的滚动摩擦运动方式，尽最大可能削减了滑动摩擦力的影响，使得被加工工件的微小位移更容易被捕捉，进而更容易使补偿机构进行位移补偿，提高了夹具补偿移动的精度，也提高了机床加工的精度；整个专利技术各装置依靠各类控制信号进行传递与沟通，实现了夹具补偿移动的智能化处理。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具，其特征在于，包括：装夹装置，包括相互配合连接的上装夹部和下装夹部；所述上装夹部包括支撑部和第一限位部，所述支撑部包括有支撑板，所述支撑板的底部设有第一移动机构，所述上装夹部在所述第一移动机构的移动方向上实现移动补偿，所述支撑板的顶部设有第二移动机构，所述第一移动机构与所述第二移动机构的移动方向相互垂直，所述第二移动机构的上方连接有工作台，所述工作台在所述第二移动机构的移动方向上实现移动补偿；另外，所述工作台的顶端均匀排布有若干个安装孔，所述安装孔用于固定被加工工件，在此基础上，所述工作台还包括若干个第一补偿机构，若干个所述第一补偿机构沿所述第二移动机构的移动方向对称设于所述工作台的两侧，若干个所述第一补偿机构为所述工作台的补偿移动提供动力；与此同时，所述上装夹部还包括若干个第二补偿机构，若干个所述第二补偿机构沿所述第一移动机构的移动方向对称设于所述上装夹部的两侧，若干个所述第二补偿机构为所述上装夹部的补偿移动提供动力；除此之外，在所述上装夹部中，所述第一限位部被设于所述支撑部的上方，所述第一限位部上贯穿设有第一限位孔，所述第一限位孔与所述第一补偿机构相配合，实现所述工作台仅能沿所述第二移动机构的移动方向移动；所述下装夹部包括底座和第二限位部，所述底座与外部机床连接，支撑整个所述装夹装置，所述底座的上方设有第二限位部，所述第二限位部上贯穿设有第二限位孔，所述第二限位孔与所述第二补偿机构相配合，实现所述上装夹部仅能沿所述第一移动机构的移动方向移动，此时所述工作台在一水平面上实现各方向的补偿移动；控制装置，包括信号采集器、压电控制器和CPU，所述信号采集器将所述第一补偿机构和第二补偿机构受到的作用力后转化的信号进行采集识别，进而将该信号传递到所述CPU，经过所述CPU识别与计算后，将所得信号传输至所述压电控制器，所述压电控制器控制其余所述第一补偿机构和所述第二补偿机构工作，最终实现所述工作台在一水平面上各方向的补偿移动。2.根据权利要求1所述的一种基于压电陶瓷的压电效应的智能夹具，其特征在于：所述第一移动机构包括有一组对称设置的第一凹槽，每个所述第一凹槽被设于所述底座的顶部，且每个所述第一凹槽的内部对立设有若干组第一滚子槽，每组所述第一滚子槽的内部设有第一滚子，所述第一滚子在所述第一滚子槽内沿所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫宪峰，赵屹涛，周洋，吕迎玺，苏跃龙，郝斌，岳小云，乔康定，
申请(专利权)人：山西省机电设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：