快速刀具定位器是為超精密車削加工而研發(fā)設(shè)計的，利用自身所具有的高響應(yīng)頻率、高剛度、高精度等特性，驅(qū)動刀具在運動方向快速微進(jìn)給，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜面形工件或結(jié)構(gòu)的精密加工。
快速刀具定位器基于快速刀具伺服系統(tǒng)的單點車削是加工光學(xué)自由曲面的重要方法之一，而傳統(tǒng)的直線刀具伺服的工作頻率很低，并且限制了加工的面形的復(fù)雜度和加工效率。工業(yè)的快速發(fā)展要求非常高的加工精度、復(fù)雜度及效率，目前比較成熟技術(shù)之一為壓電促動直線伺服系統(tǒng)，可實現(xiàn)微米級位移、納米級精度及毫秒級高頻響應(yīng)。
為解決部分快刀加工問題，設(shè)計出了快速刀具定位臺及控制系統(tǒng)，它采用PZT壓電陶瓷驅(qū)動，并使用電容式閉環(huán)傳感器，具有非常高的定位精度，可達(dá)幾納米。該壓電快速刀具定位系統(tǒng)的控制原理是通過模擬或數(shù)字控制輸入信號，控制E01.D1壓電控制器輸出控制電壓，施加到P93快速刀具定位臺，再由定位臺內(nèi)部的電容傳感器實時檢測定位臺的運動位移，將電容傳感信號反饋到E01.D1的電容傳感模塊，再經(jīng)過E01.D1的伺服傳感模塊進(jìn)行信號處理，再對輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，該閉環(huán)控制的響應(yīng)時間在幾毫秒至十幾毫秒間。
快速刀具定位器內(nèi)部采用高壓壓電陶瓷驅(qū)動，驅(qū)動電壓為0-1000V，出力可達(dá)3000N。該定位臺可產(chǎn)生一維X向的微進(jìn)給運動，進(jìn)給范圍可達(dá)40μm，且集成閉環(huán)傳感器，可保證操作時控制電壓與位移間的線性關(guān)系。另外，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計堅固，且配有散熱接口。
