技术摘要：
本发明公开了一种用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块，涉及静压技术领域，包括：静压滑块和与之配合的导轨，所述静压滑块包括本体、压电陶瓷驱动器、静压油垫、薄膜、挡板和位移传感器。所述薄膜与导轨之间形成油垫间隙，可通过控制压电陶瓷驱动器实现对油垫间隙 全部
背景技术：
随着航空航天、高精密仪器仪表、激光和光学等技术的快速发展，迫切地需求加工 出各种高精度的复杂零件、光学零件、高精度平面和复杂形状的工件。精密加工就是在精密 的机床设备上对材料进行微量切削，它是通过刀具和零件之间产生的微小而精确的相对运 动来实现的，可以获得极高的形状精度。产生上述相对运动的关键是精密的运动部件。 精密的运动部件可以分为运动部件直线和回转运动部件。直线运动部件通常指机 床的导轨，常见的有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三种形式。相对于滑动导轨和滚动导 轨，静压导轨部件间摩擦为滑动摩擦，摩擦系数更小,长时间使用损耗极小。并且，由于静压 油膜具有误差均化作用，静压导轨可以获得更高的运动直线度。尽管如此，静压导轨的运动 精度仍然受到滑块和导轨配合表面加工精度的影响，并且，当外部载荷发生变化时，往往导 致静压导轨的滑块和导轨之间的间隙(即油垫间隙)发生变化，进一步影响了其运动精度。 静压导轨分为开式静压导轨和闭式静压导轨两种结构形式。每种结构形式下，不 同的生产厂家又推出了各种结构形式的变体，导致了在设计上存在很多重复工作，并且对 静压导轨的维护和维修带来不便。若能实现静压导轨的模块化设计，则可以大大节省劳动 成本，便于维护和维修，降低新产品的开发周期，利于推陈出新。 本发明恰恰着眼于进一步提高静压导轨的运动精度，以及静压导轨的模块化设 计。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种面向静压导轨模块化设计，可适应导轨加工误差和外部 载荷变化，可调油垫间隙的主动控制油垫静压滑块模块。 实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块 模块，包括静压滑块，还包括与静压滑块配合的导轨。所述静压滑块包括本体、压电陶瓷驱 动器、静压油垫、薄膜、挡板和位移传感器；所述本体为中空式结构，其内设有工作腔，该工 作腔内设置压电陶瓷驱动器、静压油垫和薄膜。所述本体内与所述导轨配合侧还开有矩形 槽A，所述薄膜的四周通过胶接或焊接的方式固定在矩形槽A内，所述静压油垫下部与薄膜 之间通过胶接或焊接的方式固定连接。所述矩形槽A内进一步开有预压腔，预压腔的腔底与 所述静压油垫之间留有预压间隙，以为所述静压油垫的上下运动预留出运动空间。所述预 压腔内进一步开有圆柱腔A、所述静压油垫上部开有圆柱腔B，所述压电陶瓷驱动器的一端 设置在圆柱腔A内，另一端设置在圆柱腔B内。所述薄膜与导轨之间形成油垫间隙，通过控制 所述压电陶瓷驱动器的伸长或缩短，可以实现对油垫间隙大小的主动控制。 进一步的，所述本体上部开有矩形槽B，矩形槽B内进一步开有矩形微槽，所述挡板 3 CN 111590341 A 说 明 书 2/4 页 设置在矩形槽B内。在所述挡板通过螺纹孔A装配安装后，使得矩形微槽处形成了一个封闭 的矩形微槽节流器。 进一步的，所述静压油垫为圆柱形，其与所述薄膜配合处开有静压油腔，且所述薄 膜上与静压油腔的对应位置上开有薄膜通孔，以构建静压滑块与导轨之间的静压油膜。 更进一步的，所述薄膜上在静压油垫配合处的外侧还设置有圆形柔性铰链。 更进一步的，所述本体侧面开有供油孔，供油孔与矩形微槽之间通过通油孔A连 接。所述压电陶瓷驱动器内设有通孔，通孔与矩形微槽之间通过通油孔B连接，通孔进一步 通过通油孔C与静压油腔连接，由此形成工作油路。 更进一步的，所述供油孔与所述预压腔之间通过毛细管节流器相互连通，由此形 成预压油路。 进一步的，所述本体上部还开有矩形槽C，矩形槽C内进一步开有传感器安装孔，位 移传感器设置在传感器安装孔内，位移传感器的测量端位于所述静压滑块与所述导轨配合 处，以测量两者的配合间隙，作为控制的反馈信号。 进一步的，所述本体上部还设有螺纹孔B，用来将静压滑块模块通过螺栓安装在工 作台上。 更进一步的，所述圆柱腔A内设有密封圈A，所述圆柱腔B内进一步设有密封圈B18， 所述传感器安装孔内设有密封圈C。 利用本发明的技术方案制作的一种用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块， 其有益效果是：(1)与传统静压导轨滑块装置相比，本申请的主动控制油垫静压滑块模块， 控制系统可以通过位移传感器检测的信号，实时控制压电陶瓷驱动器作高频的伸长或缩短 运动，带动静压油垫，进一步带动薄膜上下往复运动，实现对油垫间隙的实时控制，以适应 导轨加工误差和外部载荷变化。传统导轨中，导轨加工误差会映射为滑块的运动误差，而外 部载荷变化会导致滑块与导轨之间的配合间隙发生变化，这些都影响了滑块的运动精度。 本发明通过对油垫间隙进行实时控制，来适应导轨加工误差和外部载荷变化，可以显著提 高滑块的运动精度。(2)本发明面向静压导轨的模块化设计，所设计的静压滑块模块适用的 静压导轨形式多样。(3)通过预压腔的设计，对薄膜和静压油垫采用压力油进行预压，可以 起到抑制薄膜以及静压油垫的冲击振动和减小工作油路压力脉动的作用，使所设计的静压 滑块模块更加稳定可靠。(4)在薄膜上设有柔性铰链，可以进一步提高主动控制油垫的灵敏 度。 附图说明 图1为本发明的用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块的结构示意图； 图2为本发明的用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块的纵向剖视图； 图3为本发明的用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块的横向剖视图； 图4为本发明的静压滑块模块本体结构示意图； 图5为本发明的静压滑块模块本体仰视图； 图6为本发明的静压滑块模块油垫结构示意图； 图7为本发明的静压滑块模块薄膜的结构示意图。 以上各图中， 4 CN 111590341 A 说 明 书 3/4 页 1、静压滑块；2、导轨； 11、本体；111、供油孔；112、通油孔A；113、矩形微槽；114、通油孔B；115、圆柱腔A； 116、预压腔；117、矩形槽A；118、毛细管节流器；119、矩形槽B；1110、矩形槽C；1111、传感器 安装孔；1112、螺纹孔A；1113、螺纹孔B； 12、压电陶瓷驱动器；121、通孔； 13、静压油垫；131、通油孔C；132、静压油腔；133、圆柱腔B 14、薄膜；141、柔性铰链；142、薄膜通孔；15、挡板； 16、位移传感器；17、密封圈A；18、密封圈B；19、密封圈C； 2-14、油垫间隙；11-13、预压间隙。
本发明公开了一种用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块，涉及静压技术领域，包括：静压滑块和与之配合的导轨，所述静压滑块包括本体、压电陶瓷驱动器、静压油垫、薄膜、挡板和位移传感器。所述薄膜与导轨之间形成油垫间隙，可通过控制压电陶瓷驱动器实现对油垫间隙 全部
背景技术：
随着航空航天、高精密仪器仪表、激光和光学等技术的快速发展，迫切地需求加工 出各种高精度的复杂零件、光学零件、高精度平面和复杂形状的工件。精密加工就是在精密 的机床设备上对材料进行微量切削，它是通过刀具和零件之间产生的微小而精确的相对运 动来实现的，可以获得极高的形状精度。产生上述相对运动的关键是精密的运动部件。 精密的运动部件可以分为运动部件直线和回转运动部件。直线运动部件通常指机 床的导轨，常见的有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三种形式。相对于滑动导轨和滚动导 轨，静压导轨部件间摩擦为滑动摩擦，摩擦系数更小,长时间使用损耗极小。并且，由于静压 油膜具有误差均化作用，静压导轨可以获得更高的运动直线度。尽管如此，静压导轨的运动 精度仍然受到滑块和导轨配合表面加工精度的影响，并且，当外部载荷发生变化时，往往导 致静压导轨的滑块和导轨之间的间隙(即油垫间隙)发生变化，进一步影响了其运动精度。 静压导轨分为开式静压导轨和闭式静压导轨两种结构形式。每种结构形式下，不 同的生产厂家又推出了各种结构形式的变体，导致了在设计上存在很多重复工作，并且对 静压导轨的维护和维修带来不便。若能实现静压导轨的模块化设计，则可以大大节省劳动 成本，便于维护和维修，降低新产品的开发周期，利于推陈出新。 本发明恰恰着眼于进一步提高静压导轨的运动精度，以及静压导轨的模块化设 计。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种面向静压导轨模块化设计，可适应导轨加工误差和外部 载荷变化，可调油垫间隙的主动控制油垫静压滑块模块。 实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块 模块，包括静压滑块，还包括与静压滑块配合的导轨。所述静压滑块包括本体、压电陶瓷驱 动器、静压油垫、薄膜、挡板和位移传感器；所述本体为中空式结构，其内设有工作腔，该工 作腔内设置压电陶瓷驱动器、静压油垫和薄膜。所述本体内与所述导轨配合侧还开有矩形 槽A，所述薄膜的四周通过胶接或焊接的方式固定在矩形槽A内，所述静压油垫下部与薄膜 之间通过胶接或焊接的方式固定连接。所述矩形槽A内进一步开有预压腔，预压腔的腔底与 所述静压油垫之间留有预压间隙，以为所述静压油垫的上下运动预留出运动空间。所述预 压腔内进一步开有圆柱腔A、所述静压油垫上部开有圆柱腔B，所述压电陶瓷驱动器的一端 设置在圆柱腔A内，另一端设置在圆柱腔B内。所述薄膜与导轨之间形成油垫间隙，通过控制 所述压电陶瓷驱动器的伸长或缩短，可以实现对油垫间隙大小的主动控制。 进一步的，所述本体上部开有矩形槽B，矩形槽B内进一步开有矩形微槽，所述挡板 3 CN 111590341 A 说 明 书 2/4 页 设置在矩形槽B内。在所述挡板通过螺纹孔A装配安装后，使得矩形微槽处形成了一个封闭 的矩形微槽节流器。 进一步的，所述静压油垫为圆柱形，其与所述薄膜配合处开有静压油腔，且所述薄 膜上与静压油腔的对应位置上开有薄膜通孔，以构建静压滑块与导轨之间的静压油膜。 更进一步的，所述薄膜上在静压油垫配合处的外侧还设置有圆形柔性铰链。 更进一步的，所述本体侧面开有供油孔，供油孔与矩形微槽之间通过通油孔A连 接。所述压电陶瓷驱动器内设有通孔，通孔与矩形微槽之间通过通油孔B连接，通孔进一步 通过通油孔C与静压油腔连接，由此形成工作油路。 更进一步的，所述供油孔与所述预压腔之间通过毛细管节流器相互连通，由此形 成预压油路。 进一步的，所述本体上部还开有矩形槽C，矩形槽C内进一步开有传感器安装孔，位 移传感器设置在传感器安装孔内，位移传感器的测量端位于所述静压滑块与所述导轨配合 处，以测量两者的配合间隙，作为控制的反馈信号。 进一步的，所述本体上部还设有螺纹孔B，用来将静压滑块模块通过螺栓安装在工 作台上。 更进一步的，所述圆柱腔A内设有密封圈A，所述圆柱腔B内进一步设有密封圈B18， 所述传感器安装孔内设有密封圈C。 利用本发明的技术方案制作的一种用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块， 其有益效果是：(1)与传统静压导轨滑块装置相比，本申请的主动控制油垫静压滑块模块， 控制系统可以通过位移传感器检测的信号，实时控制压电陶瓷驱动器作高频的伸长或缩短 运动，带动静压油垫，进一步带动薄膜上下往复运动，实现对油垫间隙的实时控制，以适应 导轨加工误差和外部载荷变化。传统导轨中，导轨加工误差会映射为滑块的运动误差，而外 部载荷变化会导致滑块与导轨之间的配合间隙发生变化，这些都影响了滑块的运动精度。 本发明通过对油垫间隙进行实时控制，来适应导轨加工误差和外部载荷变化，可以显著提 高滑块的运动精度。(2)本发明面向静压导轨的模块化设计，所设计的静压滑块模块适用的 静压导轨形式多样。(3)通过预压腔的设计，对薄膜和静压油垫采用压力油进行预压，可以 起到抑制薄膜以及静压油垫的冲击振动和减小工作油路压力脉动的作用，使所设计的静压 滑块模块更加稳定可靠。(4)在薄膜上设有柔性铰链，可以进一步提高主动控制油垫的灵敏 度。 附图说明 图1为本发明的用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块的结构示意图； 图2为本发明的用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块的纵向剖视图； 图3为本发明的用于静压导轨的主动控制油垫静压滑块模块的横向剖视图； 图4为本发明的静压滑块模块本体结构示意图； 图5为本发明的静压滑块模块本体仰视图； 图6为本发明的静压滑块模块油垫结构示意图； 图7为本发明的静压滑块模块薄膜的结构示意图。 以上各图中， 4 CN 111590341 A 说 明 书 3/4 页 1、静压滑块；2、导轨； 11、本体；111、供油孔；112、通油孔A；113、矩形微槽；114、通油孔B；115、圆柱腔A； 116、预压腔；117、矩形槽A；118、毛细管节流器；119、矩形槽B；1110、矩形槽C；1111、传感器 安装孔；1112、螺纹孔A；1113、螺纹孔B； 12、压电陶瓷驱动器；121、通孔； 13、静压油垫；131、通油孔C；132、静压油腔；133、圆柱腔B 14、薄膜；141、柔性铰链；142、薄膜通孔；15、挡板； 16、位移传感器；17、密封圈A；18、密封圈B；19、密封圈C； 2-14、油垫间隙；11-13、预压间隙。
