专利名称:压电陶瓷动态微位移补偿器的制作方法
一种压电陶瓷动态微位移补偿器，为高精度和特高精度的机械加工服务。
在现有技术中，精密工艺正在用误差的动态计算机补偿来实现，即在线测量加工误差——微机对测量数据的处理和对补偿系统的控制——动态位移补偿器进行补偿。在美国威斯康星大学的博士论文中，研究了“外圆磨床补偿控制系统”，由于他们采用液压伺服阀作为补偿器，其动态性能很差，从实验曲线看，只有当频率小于25HZ时，才有较好的响应性能。四川压电与声光技术研究所研制成功的WTDS－1型电致伸缩陶瓷微位移器，采用叠片结构，把厚度为0.3毫米的陶瓷片组成一个30毫米长的微位移器，其电压灵敏度很高，可达0.05μm／v，但动态性能很差，也不能满足主轴回转误差等的动态实时补偿，并达到实用化。
本实用新型的目的在于，设计完全适用的动态可控微位移补偿器，具有比较好的静、动态性能。
本实用新型的构成在于，上述的动态微位移补偿器包括用高强度胶粘合、加压、烘烤的压电陶瓷片叠堆、极线和外套。该压电陶瓷片叠堆的结构特点如下具有经过研磨保证两面的平面度及平行度误差均不大于0.3μm，在两面的同一直径上互相错开分别加工有小楔面，表面有用真空离子镀法镀上的厚度为2～3μm的铜层；同极面的小楔面对齐并焊成极点，焊在极点上的同一极的极线联在一起，从外套的孔中引出的压电陶瓷片。
附图1是补偿器的结构简图。
附图2是压电陶瓷片简图。
下面是本实用新型的一个实施例，通过对该实施例的描述和附图给出本实用新型的细节。
附图1是补偿器的结构简图，10个压电陶瓷片〔1〕组成的叠堆装在外套〔2〕内，焊在极点〔4〕上的极线〔3〕引出外套〔2〕。上述的压电陶瓷片〔1〕的材料是锆钛酸铅，经过研磨保证两面的平面度及平行度误差均不大于0.3μm的压电陶瓷片〔1〕，在两面的同一直径上，互相错开分别锉出附图2所示的小楔面〔5〕，压电陶瓷片〔1〕表面有用真空离子镀的方法，镀上的厚度为2～3μm的铜。由于镀铜是用真空喷射的方法，镀层是均匀的一层，不影响原有平面度和平行度。粘结时，把每片的同极面用高强度农机胶粘上，且小楔面〔5〕对在一起，然后加上约100公斤力压紧，并在烘烤炉上在高于100℃的温度下烘烤5个小时。引极线时，首先往每个楔口〔5〕上点上焊丝，构成极点〔4〕，再把导线焊在焊点上，且把同一极的线联在一起，由孔引出。此外，还要往焊点上粘上高强度农机胶，以防止其脱落。这样，就可以可靠而牢固地引出极线〔3〕。
本实用新型的效果在于，在实验室里对上述的补偿器的静、动态特性进行了测试，由六片叠成的补偿叠堆，其位移输出与电压输出成严格的线性关系，相关系数大于0.9998，满量程线性误差小于0.6％，灵敏度为0.0023μm／v，在500HZ以下的幅频曲线近似一水平直线，要比现有的国内外补偿器的动态性能都好。上述的补偿器可以用在精密车床、精密外圆磨床、精密内圆磨床、镗床、座标镗床或其他机床上，用来对主轴回转误差、直线运动误差进行补偿，以实现用较低的成本，更可靠地获得高精度和特高精度的工件。
权利要求
1.一种压电陶瓷动态微位移补偿器，它包括高强度胶粘合、加压和烘烤的压电陶瓷片叠堆、极线[3]和外套[2]，本实用新型的特征在于，具有经过研磨保证两面的平面度及平行度误差均不大于0.3μm，在两面的同一直径上互相错开分别加工有小楔面，表面有用真空离子镀法镀上的厚度为2～3μm铜层，同极面的小楔面[5]对齐并焊成极点[4]，焊在极点[4]上的同一极的极线联在一起，从外套[2]的孔中引出的压电陶瓷片[1]。
专利摘要
一种压电陶瓷动态微位移补偿器，属于非电变量的控制或调节系统，该补偿器用锆钛酸铅压电陶瓷片叠堆而成，片与片之间不加铜箔，而用真空离子镀渗工艺镀上2—3μm厚的铜层，其静动态性能良好，满量程线性误差小于0.6％；在500Hz以下，幅频特性近似一水平直线。为在机床加工中，对加工误差实现计算机补偿控制提供了一种动态响应好的补偿手段，以实现较低成本、更可靠地获得高精度和特高精度的工件。
文档编号B23Q23/00GK86203862SQ86203862
公开日1987年9月16日 申请日期1986年6月2日
发明者陈懋圻, 杨昌海 申请人:大连工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan