壓電陶瓷動態微位移補償器的製作方法

2024-03-04 18:41:15 1

專利名稱:壓電陶瓷動態微位移補償器的製作方法
一種壓電陶瓷動態微位移補償器，為高精度和特高精度的機械加工服務。
在現有技術中，精密工藝正在用誤差的動態計算機補償來實現，即在線測量加工誤差——微機對測量數據的處理和對補償系統的控制——動態位移補償器進行補償。在美國威斯康星大學的博士論文中，研究了「外圓磨床補償控制系統」，由於他們採用液壓伺服閥作為補償器，其動態性能很差，從實驗曲線看，只有當頻率小於25HZ時，才有較好的響應性能。四川壓電與聲光技術研究所研製成功的WTDS－1型電致伸縮陶瓷微位移器，採用疊片結構，把厚度為0.3毫米的陶瓷片組成一個30毫米長的微位移器，其電壓靈敏度很高，可達0.05μm／v，但動態性能很差，也不能滿足主軸迴轉誤差等的動態實時補償，並達到實用化。
本實用新型的目的在於，設計完全適用的動態可控微位移補償器，具有比較好的靜、動態性能。
本實用新型的構成在於，上述的動態微位移補償器包括用高強度膠粘合、加壓、烘烤的壓電陶瓷片疊堆、極線和外套。該壓電陶瓷片疊堆的結構特點如下具有經過研磨保證兩面的平面度及平行度誤差均不大於0.3μm，在兩面的同一直徑上互相錯開分別加工有小楔面，表面有用真空離子鍍法鍍上的厚度為2～3μm的銅層；同極面的小楔面對齊並焊成極點，焊在極點上的同一極的極線聯在一起，從外套的孔中引出的壓電陶瓷片。
附圖1是補償器的結構簡圖。
附圖2是壓電陶瓷片簡圖。
下面是本實用新型的一個實施例，通過對該實施例的描述和附圖給出本實用新型的細節。
附圖1是補償器的結構簡圖，10個壓電陶瓷片〔1〕組成的疊堆裝在外套〔2〕內，焊在極點〔4〕上的極線〔3〕引出外套〔2〕。上述的壓電陶瓷片〔1〕的材料是鋯鈦酸鉛，經過研磨保證兩面的平面度及平行度誤差均不大於0.3μm的壓電陶瓷片〔1〕，在兩面的同一直徑上，互相錯開分別銼出附圖2所示的小楔面〔5〕，壓電陶瓷片〔1〕表面有用真空離子鍍的方法，鍍上的厚度為2～3μm的銅。由於鍍銅是用真空噴射的方法，鍍層是均勻的一層，不影響原有平面度和平行度。粘結時，把每片的同極面用高強度農機膠粘上，且小楔面〔5〕對在一起，然後加上約100公斤力壓緊，並在烘烤爐上在高於100℃的溫度下烘烤5個小時。引極線時，首先往每個楔口〔5〕上點上焊絲，構成極點〔4〕，再把導線焊在焊點上，且把同一極的線聯在一起，由孔引出。此外，還要往焊點上粘上高強度農機膠，以防止其脫落。這樣，就可以可靠而牢固地引出極線〔3〕。
本實用新型的效果在於，在實驗室裡對上述的補償器的靜、動態特性進行了測試，由六片疊成的補償疊堆，其位移輸出與電壓輸出成嚴格的線性關係，相關係數大於0.9998，滿量程線性誤差小於0.6％，靈敏度為0.0023μm／v，在500HZ以下的幅頻曲線近似一水平直線，要比現有的國內外補償器的動態性能都好。上述的補償器可以用在精密車床、精密外圓磨床、精密內圓磨床、鏜床、座標鏜床或其他工具機上，用來對主軸迴轉誤差、直線運動誤差進行補償，以實現用較低的成本，更可靠地獲得高精度和特高精度的工件。
權利要求
1.一種壓電陶瓷動態微位移補償器，它包括高強度膠粘合、加壓和烘烤的壓電陶瓷片疊堆、極線[3]和外套[2]，本實用新型的特徵在於，具有經過研磨保證兩面的平面度及平行度誤差均不大於0.3μm，在兩面的同一直徑上互相錯開分別加工有小楔面，表面有用真空離子鍍法鍍上的厚度為2～3μm銅層，同極面的小楔面[5]對齊並焊成極點[4]，焊在極點[4]上的同一極的極線聯在一起，從外套[2]的孔中引出的壓電陶瓷片[1]。
專利摘要
一種壓電陶瓷動態微位移補償器，屬於非電變量的控制或調節系統，該補償器用鋯鈦酸鉛壓電陶瓷片疊堆而成，片與片之間不加銅箔，而用真空離子鍍滲工藝鍍上2—3μm厚的銅層，其靜動態性能良好，滿量程線性誤差小於0.6％；在500Hz以下，幅頻特性近似一水平直線。為在工具機加工中，對加工誤差實現計算機補償控制提供了一種動態響應好的補償手段，以實現較低成本、更可靠地獲得高精度和特高精度的工件。
文檔編號B23Q23/00GK86203862SQ86203862
公開日1987年9月16日 申請日期1986年6月2日
發明者陳懋圻, 楊昌海 申請人:大連工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan