本發(fā)明屬于微納米技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于超聲加工設(shè)備的下平臺機構(gòu)，特別是一種用于超聲加工設(shè)備的柔性自動調(diào)整下平臺機構(gòu)。

背景技術(shù)：

超聲加工技術(shù)作為一種低成本、高效、無污染的先進制造技術(shù)，已成為學術(shù)界科學研究的熱點問題，并且在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。常用的超聲加工設(shè)備是由超聲波發(fā)生器，換能器，變幅桿等組成。其工作原理是：超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅母哳l振蕩電信號提供給換能器，通過換能器將高頻電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l機械振動信號，經(jīng)變幅桿增大振幅，最終將能量傳遞給工件。

用于超聲加工設(shè)備的下平臺調(diào)整機構(gòu)主要分為手動和自動兩種調(diào)平方式。專利文獻US19790022780公布了一種螺釘手動調(diào)平機構(gòu)，該機構(gòu)采用旋轉(zhuǎn)三個螺釘實現(xiàn)平臺的調(diào)整過程，該裝置較為簡單但是限于手動，效率和精度方面還有所欠缺。目前螺釘手動調(diào)平機構(gòu)已廣泛應(yīng)用在現(xiàn)實生活和工業(yè)生產(chǎn)中，而自動調(diào)整平臺機構(gòu)卻很少被研究。北京航天航空大學的余志偉等人提出了柔性調(diào)平機構(gòu)的概念設(shè)計，此設(shè)計是通過采用柔性柱、壓緊機構(gòu)和電機等實現(xiàn)平臺的柔性調(diào)平，但是機構(gòu)復雜而且是開環(huán)設(shè)計，沒有反饋系統(tǒng)進行實時反饋。

試驗研究證明，超聲加工設(shè)備的平臺平整性會對加工效果和精度造成嚴重影響，因此發(fā)明一種用于超聲加工設(shè)備的柔性自動調(diào)整下平臺機構(gòu)顯得格外重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種用于超聲加工設(shè)備的柔性自動調(diào)整下平臺機構(gòu)，該機構(gòu)能夠?qū)ο缕脚_進行實時柔性自動調(diào)平，并且結(jié)構(gòu)簡單，精度高。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種用于超聲加工設(shè)備的柔性自動調(diào)整下平臺機構(gòu)，包括下平臺，在所述下平臺的下方設(shè)有與其一體成型的三個柔性鉸鏈，三個所述柔性鉸鏈沿所述下平臺的徑向與所述下平臺連接，且三個所述柔性鉸鏈沿所述下平臺的周向均布；在每個所述柔性鉸鏈的下方設(shè)有一個支撐柱，所述支撐柱的頂部采用球面結(jié)構(gòu)；在每個所述支撐柱的下方設(shè)有一個與其同軸設(shè)置的電動缸，所述電動缸安裝在底部支撐平臺上，所述支撐柱的底端與所述電動缸的輸出端連接；在所述下平臺的下方設(shè)有中部支撐件，所述中部支撐件固定在所述底部支撐平臺上；在每個所述柔性鉸鏈上貼附有應(yīng)變片，所述應(yīng)變片與測量及反饋裝置連接，所述測量及反饋裝置與控制系統(tǒng)連接，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述測量及反饋裝置輸送的應(yīng)力應(yīng)變信號控制所述電動缸的伸出或縮回。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：采用應(yīng)變片作為測量柔性鉸鏈變形的元件，通過測量及反饋裝置可以實時測得并反饋貼附在柔性鉸鏈上應(yīng)變片的應(yīng)力應(yīng)變情況，然后通過電動缸進行平臺的自動調(diào)平過程，結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效地提高超聲加工的效率和精度，尤其對于大面積區(qū)域的完整加工具有極其重要的意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-基片，2-模具，3-夾具，4-上平臺，5-下平臺，6-柔性鉸鏈，7-支撐柱，8-電動缸，9-底部支撐平臺，10-螺栓，11-應(yīng)變片，12-中部支撐件，13-測量及反饋裝置。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1，一種用于超聲加工設(shè)備的柔性自動調(diào)整下平臺機構(gòu)，包括下平臺5，在所述下平臺5的下方設(shè)有與其一體成型的三個柔性鉸鏈6，三個所述柔性鉸鏈沿所述下平臺5的徑向與所述下平臺5連接，且三個所述柔性鉸鏈6沿所述下平臺5的周向均布；在每個所述柔性鉸鏈6的下方設(shè)有一個支撐柱7，所述支撐柱7的頂部采用球面結(jié)構(gòu)；在每個所述支撐柱7的下方設(shè)有一個與其同軸設(shè)置的電動缸8，所述電動缸8安裝在底部支撐平臺9上，所述支撐柱7的底端與所述電動缸8的輸出端連接；在所述下平臺5的下方設(shè)有中部支撐件12，所述中部支撐件12固定在所述底部支撐平臺9上。

在每個所述柔性鉸鏈6上貼附有應(yīng)變片11，所述應(yīng)變片11貼在所述柔性鉸鏈6最細的部位。所述應(yīng)變片11與測量及反饋裝置13連接，所述測量及反饋裝置13與控制系統(tǒng)連接，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述測量及反饋裝置13輸送的應(yīng)力應(yīng)變信號控制所述電動缸8的伸出或縮回。

本發(fā)明的應(yīng)用及工作原理：

在上平臺4上安裝夾具3，在夾具3上固定模具2和樣片1。

應(yīng)用時，采用螺栓10將上平臺4固接在下平臺5上，采用測量及反饋裝置13測得柔性鉸鏈6的應(yīng)力應(yīng)變值，采用電動缸8調(diào)整下平臺5的平面度，進而使上平臺4水平。上下平臺自動調(diào)平后，將夾具3固定在上平臺4，用夾具4夾緊固定用于超聲加工設(shè)備的模具2和基片1，然后開啟超聲加工設(shè)備進行工件加工。

本發(fā)明與現(xiàn)有的最接近的平臺機構(gòu)相比，在以下幾個方面做了相應(yīng)的改進：

1)本發(fā)明通過應(yīng)變片測得柔性鉸鏈的變形情況，從而得知平臺是否水平。

2)通過測量及反饋裝置，實現(xiàn)閉環(huán)反饋，可以實時測得并反饋柔性鉸鏈的變形情況，進而通過電動缸對下平臺5進行實時自動調(diào)整。

3)通過使用電動缸，可以實現(xiàn)平臺的自動調(diào)平過程，避免了人工手調(diào)的耗時和費力，提高了超聲加工的效率和精度。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。