[实用新型]两轴联动的快刀伺服装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及快刀伺服装置技术领域，特别是涉及一种两轴联动的快刀伺服装置。

背景技术

光学薄膜是液晶显示器背光源模组中重要的零件。一般地，采用基于快速刀具伺服(Fast Tool Servo，FTS)的金刚石车削加工方法加工光学薄膜。然而，传统的FTS装置为单轴的直线式FTS装置，不能满足加工光学自由曲面的要求。

实用新型内容

基于此，有必要针对无法加工光学自由曲面的问题，提供一种两轴联动的快刀伺服装置，它能够用于加工光学自由曲面。

一种两轴联动的快刀伺服装置，其特征在于，包括框架、拆卸式柔性连接件、快刀伺服刀架、第一压电陶瓷、第二压电陶瓷和刀具安装件，所述拆卸式柔性连接件的一端连接所述框架，所述拆卸式柔性连接件的另一端连接所述快刀伺服刀架，所述第一压电陶瓷驱动所述快刀伺服刀架沿第一方向往复运动，所述刀具安装件安装于所述快刀伺服刀架，所述第二压电陶瓷驱动所述刀具安装件沿第二方向往复运动。

上述两轴联动的快刀伺服装置，刀具安装件用于安装刀具。第一压电陶瓷驱动快刀伺服刀架沿第一方向往复运动，从而带动安装于快刀伺服刀架上的刀具沿第一方向往复运动。第二压电陶瓷驱动刀具安装件沿第二方向往复运动，从而带动安装于刀具安装件上的刀具沿第二方向往复运动。在第一压电陶瓷和第二压电陶瓷的作用下，刀具能够在第一方向和第二方向上往复运动，从而能够实现二维加工。光学自由曲面具有微纳阵列结构。压电陶瓷FTS具有响应频率高、加速度高和定位精度高的特点，柔性铰链机构具有无摩擦和高位移分辨率的特点。因此，上述两轴联动的快刀伺服装置能够满足高频响、高加速度和高精度的加工要求，能够加工具有微纳阵列结构的光学自由曲面。

在其中一个实施例中，所述拆卸式柔性连接件包括一对以上第一柔性铰链，所述第一柔性铰链的一端可拆卸地连接所述框架，所述第一柔性铰链的另一端可拆卸地连接所述快刀伺服刀架，每对所述第一柔性铰链分别对应设置于所述快刀伺服刀架的两侧。如此，快刀伺服刀架可以拆卸，且快刀伺服刀架的两侧受力均匀，有利于快刀伺服刀架平稳可靠地沿第一方向往复运动。

在其中一个实施例中，所述第一压电陶瓷的设置方向与所述第一方向平行，所述第一压电陶瓷的一端与所述框架连接，所述第一压电陶瓷的另一端与所述快刀伺服刀架连接。框架固定安装于地面、大理石台面或者其他坚硬稳固的表面。第一压电陶瓷在电压作用下，第一压电陶瓷的长度增大或缩小，从而推动沿第一方向往复运动。

在其中一个实施例中，所述快刀伺服刀架设有桥式柔性铰链和第二柔性铰链，所述桥式柔性铰链沿所述第一方向设有桥式柔性铰链第一端和与所述桥式柔性铰链第一端相对设置的桥式柔性铰链第二端，所述桥式柔性铰链沿所述第二方向设有桥式柔性铰链第三端和与所述桥式柔性铰链第三端相对设置的桥式柔性铰链第四端，所述桥式柔性铰链第三端固定设置于所述快刀伺服刀架的一侧，所述第二柔性铰链的一端与所述快刀伺服刀架的另一侧连接，所述第二柔性铰链的另一端与所述桥式柔性铰链第四端连接，所述刀具安装件安装于所述桥式柔性铰链第四端；

上述两轴联动的快刀伺服装置还包括第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆的一端安装于所述桥式柔性铰链第一端，所述第一驱动杆的另一端设有第一钩头，所述第一钩头与所述第二压电陶瓷的一端连接，所述第二驱动杆的一端安装于所述桥式柔性铰链第二端，所述第二驱动杆的另一端设有第二钩头，所述第二钩头与所述第二压电陶瓷的另一端连接。当第二压电陶瓷伸长时，由于第一钩头和第二钩头对称分布在快刀伺服刀架上，所以第二压电陶瓷只受第一方向的作用力，而不受第二方向的作用力，避免了运动过程的耦合运动。

如此，第二压电陶瓷在驱动电压作用下，第二压电陶瓷的长度增大，从而推动桥式柔性铰链第四端沿第二方向往复运动，从而能够实现刀具沿第二方向做往复运动。