新型直线/回转式快速刀具伺服装置的设计

摘要

基于快速刀具伺服（Fast Tool Servo，简称FTS）的金刚石车削加工技术被认为是一种非常有发展前景的光学自由曲面加工方法，针对目前单自由度FTS加工技术中存在的刀具伺服运动与机床同步问题，以及刀具在x向匀速进给带来的影响，设计了一种新型的直线/回转式FTS装置，采用压电陶瓷驱动柔性铰链实现，能够输出z向的线性位移和绕y轴摆动，用于调节刀具在x向和z向的位置，使刀具的伺服运动与机床运动完全同步，并实现自由曲面的变进给车削加工，可提高加工精度以及改善被加工表面质量。根据应用的实际情况，详细分析了FTS设计要求，并对设计的柔性铰链结构进行了有限元分析，结果表明该结构在内应力和共振频率方面满足应用的要求，可用于光学自由曲面的车削加工。