一種用于超精密儀器的分度裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于超精密儀器領(lǐng)域，具體地說是一種用于超精密儀器的分度裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空航天、國防工業(yè)、微電子工業(yè)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)以及生物工程技術(shù)的發(fā)展.對精密/超精密機械零件(特征尺寸在微米級到毫米級)；的需求日益迫切。其結(jié)構(gòu)形狀的特異化、零件材料的多樣化、尺寸與表面質(zhì)量的高精度化成為高精密機械零件及其微型裝置及設(shè)備的顯著特征，在使用功能、材料特性、結(jié)構(gòu)形狀、可靠性等方面的要求也越來越高。
[0003]其超精密儀器由動力系統(tǒng)、分度系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及監(jiān)視系統(tǒng)等5個部分組成。其中分度系統(tǒng)是超精密儀器最為關(guān)鍵的部分，而提高超精密儀器分度系統(tǒng)的精度顯得特別重要。然而現(xiàn)有的超精密儀器的分度系統(tǒng)大多數(shù)采用蝸輪蝸桿機構(gòu)進行傳動，即將電機的回轉(zhuǎn)運動通過蝸輪蝸桿機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉侄确较虻闹本€運動，這樣就導(dǎo)致了分度系統(tǒng)存在的固有誤差，進而影響超精密儀器的加工精度；再者就是絲杠螺母副傳動機構(gòu)的承重裝置較為龐大且復(fù)雜，增加了提高精度等級的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出一種用于超精密儀器的分度裝置，以期能降低由回轉(zhuǎn)運動變直線運動所產(chǎn)生的誤差，從而提高超精密儀器分度系統(tǒng)的精度。
[0005]本實用新型為達到上述實用新型目的采用如下技術(shù)方案:
[0006]本實用新型一種用于超精密儀器的分度裝置，是設(shè)置在工作臺上，其結(jié)構(gòu)特點包括:電動機、諧波減速器、絲杠、承重裝置、滾輪導(dǎo)軌、開合螺母副、拉桿、內(nèi)外臺總裝、導(dǎo)軌總裝、分度器和絲杠支撐座；
[0007]所述電動機的輸出軸與所述絲杠通過所述諧波減速器串聯(lián)連接；所述絲杠支撐座分別位于所述絲杠的兩端；并在所述絲杠上，處于所述兩端絲杠支撐座之間分別設(shè)置有所述承重裝置和開合螺母副；在所述絲杠的前端設(shè)置有所述分度器；所述開合螺母副通過連接桿和滾輪能在所述滾輪導(dǎo)軌上做直線運動；所述開合螺母副與所述內(nèi)外臺總裝通過所述拉桿串聯(lián)連接；所述內(nèi)外臺總裝能在所述導(dǎo)軌總裝上做直線運動；
[0008]所述分度裝置是根據(jù)所述分度器獲得所述電動機的轉(zhuǎn)速，并驅(qū)動所述諧波減速器進行減速旋轉(zhuǎn)，從而帶動所述絲杠轉(zhuǎn)動，使得所述開合螺母副通過拉桿能帶動所述內(nèi)外臺總裝形成前后移動結(jié)構(gòu)。
[0009]本實用新型所述的用于超精密儀器的分度裝置的結(jié)構(gòu)特點也在于:
[0010]所述工作臺采用花崗巖材料，并在所述內(nèi)外臺總裝處設(shè)置有一定的坡度，使得所述諧波減速器、絲杠和內(nèi)外臺總裝處于同一平面上。
[0011]所述承重裝置包括:第一上下式的開合螺母、立柱、連接桿套和彈簧；所述第一上下式的開合螺母的兩側(cè)分別通過所述連接桿套進行夾持固定，在所述第一上下式的開合螺母的兩側(cè)分別設(shè)置有所述立柱；在所述連接桿套中內(nèi)置有彈簧，并分別套裝在所述立柱上，以所述彈簧支撐所述連接桿套形成所述第一上下式的開合螺母的承重結(jié)構(gòu)。
[0012]所述分度器包括:分度儀、卡槽座和U型基座；
[0013]所述分度儀設(shè)置在所述U型基座的中間位置處，所述U型基座的兩端固定在所述卡槽座上；所述分度儀與所述絲杠之間通過球形傳感器相連，用于獲得所述絲杠的轉(zhuǎn)動角度，從而得知所述電機的轉(zhuǎn)速。
[0014]所述內(nèi)外臺總裝包括內(nèi)臺、凹形外臺和壓電驅(qū)動器；所述內(nèi)臺置于所述凹形外臺中，并通過彈性鋼片連接，在所述內(nèi)臺和凹形外臺之間設(shè)置有所述壓電驅(qū)動器；以所述壓電驅(qū)動器調(diào)節(jié)所述內(nèi)臺在所述凹形外臺中的位置從而形成內(nèi)臺的定位結(jié)構(gòu)。
[0015]所述開合螺母副包括:第二上下式的開合螺母、連接機構(gòu)、U型套桿和彈性鋼片；
[0016]在所述第二上下式的開合螺母的上下兩側(cè)分別套有所述U型套桿；所述第二上下式的開合螺母上側(cè)的U型套桿通過所述連接機構(gòu)固定在所述第二上下式的開合螺母上；所述上下兩側(cè)的U型套桿通過所述彈性鋼片與所述拉桿相連，從而形成所述開合螺母副與所述拉桿的聯(lián)動結(jié)構(gòu)。
[0017]與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0018]1、本實用新型通過采用諧波減速器、電機、絲杠螺母副和內(nèi)外臺總裝的串聯(lián)機制，相比使用體積較大的蝸輪蝸桿機構(gòu)而言，不僅使其精度得到了提高，而且大大降低了成本，減小了所占空間；整體裝置實現(xiàn)了工作臺的粗定位和精定位倆個重要分度動作，其粗定位由諧波減速器和絲杠螺母副完成，精定位由內(nèi)外臺之間的壓電驅(qū)動器調(diào)整二者的相對位置，最終實現(xiàn)內(nèi)臺的精定位，兩者結(jié)合提高了裝置的定位精度；中間采用絲杠和絲杠螺母副傳動機構(gòu)，大大降低了傳動速度，從而提高了傳動精度；
[0019]2、本實用新型中諧波減速器具有體積小、運動平穩(wěn)和精度高的特點，其避免了因回轉(zhuǎn)運動經(jīng)過機械傳動鏈轉(zhuǎn)換成直線運動后，由傳動鏈以及工作臺導(dǎo)軌帶來的誤差，從而提尚了裝置的精度等級；
[0020]3、本實用新型通過采用的承重機構(gòu)，大大的減輕了絲杠的重量，讓其作用在工作臺上，從而減小了絲杠的回轉(zhuǎn)誤差；
[0021]4、本實用新型在開合螺母副處設(shè)置了滾輪滾動的直線軌道，其減小了開合螺母副移動時的摩擦阻力，防止其產(chǎn)生側(cè)向誤差等；
[0022]5、本實用新型通過采用結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用平面布置方案，其符合阿貝原則，避免了因?qū)к壵`差而引起的一次性測量誤差；而且其內(nèi)外臺的相對移動采用的滾輪滑動，在最大程度上減小因?qū)к壐钡膭?、靜摩擦系數(shù)的差異帶來的“爬行”問題；
[0023]6、本實用新型通過采用分度裝置在絲杠與內(nèi)外臺總裝間的結(jié)構(gòu)，在絲杠近內(nèi)外臺總裝端，可以精確定的確定絲杠轉(zhuǎn)動角度，進一步提高了絲杠傳動精度。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1中A的局部放大示意圖；
[0026]圖3為本實用新型承重裝置的放大示意圖；
[0027]圖4為圖1中B的局部放大示意圖；
[0028]圖5為本實用新型分度器的放大示意圖；
[0029]圖6為本實用新型導(dǎo)軌總裝一側(cè)的放大示意圖；
[0030]圖中序號:1電機；2諧波齒輪減速器；2-1波發(fā)生器；2-2柔輪；2_3剛輪；3絲杠；4承重裝置；4-1第一上下式的開合螺母；4-2立柱；4-3連接桿套；4-4彈簧；5滾輪導(dǎo)軌；6開合螺母副；6-1第二上下式的開合螺母；6-2連接機構(gòu)；6-3U型套桿；6-4滾輪；6_5彈性鋼片；6-6內(nèi)滾輪導(dǎo)軌；7拉桿；8內(nèi)外臺總裝；9導(dǎo)軌總裝；9-1外臺卡槽座；9-2立座；9_3墊片；9-4方型座；10工作臺；11分度器；11-1分度儀；11-2卡槽座；11_3U型基座；12絲杠支撐座。
【具體實施方式】
[0031]參見圖1?6，本實施例中，一種用于超精密儀器的分度裝置，是設(shè)置在工作臺上，包括:1電機、2諧波減速器(2-1波發(fā)生器、2-2柔輪、2-3剛輪)、3絲杠、4承重裝置、5滾輪導(dǎo)軌、6開合螺母副、7拉桿、8內(nèi)外臺總裝、9導(dǎo)軌總裝、11分度器和12絲杠支撐座；
[0032]參見圖2和圖6，電機1的輸出軸與絲杠3通過諧波減速器2串聯(lián)連接，大大降低了回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為直線運動產(chǎn)生的誤差；絲杠支撐座分別位于絲杠3的兩端；并在絲杠3上，處于兩端絲杠支撐座之間分別設(shè)置有承重裝置