[發明專利]一種基于電液伺服激振的振動鋸切裝置及方法

有效

• 申請號: 201410706665.4
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104475864A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 倪敬;程鐘德;蒙臻
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B23D55/00
• 分類號: B23D55/00;B23D59/00;B06B1/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一種基于電液伺服激振的振動鋸切裝置，包括振動液壓缸、蓋板、右側夾塊、絲杠、左側夾塊、加速度傳感器、擋塊、夾緊液壓缸、振動部件、溫度計及冷卻器、伺服閥、前置放大器、轉換板、數據采集卡、工控機、振動平臺支撐滾珠和動密封圈，所述的振動部件包括法蘭盤、振動平臺、工件導向座、振動平臺導向滾珠和箱體；

其特征在于：所述的振動液壓缸采用底座安裝方式固定在帶鋸床上，振動液壓缸的活塞桿穿過箱體并采用螺紋連接固定在法蘭盤上，活塞桿與箱體之間通過動密封圈連接；法蘭盤通過螺釘固定在振動平臺上，振動平臺放置在箱體內，所述的箱體上底面開放；

所述的夾緊液壓缸采用底座安裝方式固定在振動平臺上，夾緊液壓缸活塞桿采用中空式活塞桿，絲杠的一端裝在中空式活塞桿當中，絲杠上設有擋塊，絲杠的另一端與左側夾塊螺紋連接；

所述的箱體通過螺釘固定在鋸床上，振動平臺支撐滾珠在箱體內，用以支撐振動平臺，振動平臺導向滾珠設置在振動平臺的前后兩個側面，用于防止振動平臺的前后晃動；工件導向座焊接在振動平臺上，用于限制工件的竄動；

所述的加速度傳感器固定在左側夾塊上；所述的伺服閥和振動液壓缸是一體式結構；伺服閥的A口與振動液壓缸的有桿腔相連，B口與振動液壓缸無桿腔相連，P口與進油口相連，T口與回油箱相連；溫度計及冷卻器安裝在進油回路上；

所述的振動液壓缸通過PLC輸出的電信號，控制伺服閥的閥口大小，從而控制振動液壓缸的壓力和流量，使其以一定的頻率和振幅運動，帶動工件振動，實現高頻微幅振動；加速度傳感器的信號輸出端口與前置放大器的模擬量輸入端口連接，前置放大器以單端連接的信號轉換模式連接到轉換板的模擬量輸入端口，轉換板通過外接電纜傳輸至數據采集卡，數據采集卡通過PCI接口傳輸至工控機，工控機輸出量控制伺服閥，調節閥口大小，進而調整工件的振幅和頻率；溫度計及冷卻器固連在回油管路上，用于檢測回路中的油溫，冷卻器用于冷卻油溫，使油溫恒定；

所述的振動液壓缸通過PLC輸出的電信號，控制伺服閥的閥口大小，從而控制振動液壓缸的壓力和流量，使其以一定的頻率和振幅運動，帶動工件振動，實現高頻微幅振動；加速度傳感器的信號輸出端口與前置放大器的模擬量輸入端口連接，前置放大器以單端連接的信號轉換模式連接到轉換板的模擬量輸入端口，轉換板通過外接電纜傳輸至數據采集卡，數據采集卡通過PCI接口傳輸至工控機，工控機輸出量控制伺服閥，調節閥口大小，進而調整工件的振幅和頻率。

2.根據權利要求1所述的一種基于電液伺服激振的振動鋸切裝置的鋸切方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：帶鋸鋸切前，將工件裝入振動平臺上，轉動手柄，使夾塊預夾緊工件，然后驅動夾緊液壓缸，中空式活塞桿推動絲杠上的擋塊，帶動絲杠，微調夾塊機構，使其夾緊工件；

步驟二：調整振動液壓缸的流量，使振動平臺以頻率f₀，幅值a往復運動，并且滿足2πf₀a<v，v是帶鋸條的鋸切速度，從而工件產生振動位移；加速度傳感器采集工件的振動位移，轉換為電信號，加速度傳感器輸出的電信號傳送至前置放大器的模擬量輸入端口，經前置放大器放大后的電信號轉換板的模擬量輸入端口；輸入轉換板的模擬信號通過外接電纜傳輸至采集卡，采集卡先進行通道掃描及增益運算處理，來優化模擬信號轉換效率及精度，然后對模擬信號進行高速A/D轉換；

步驟三：經過信號采集模塊采集、轉換及運算放大后，數字信號通過PCI接口，傳輸至工控機內，經過多次數字處理后的特征信號，在基于勢能函數分類模型分析識別后，由人機界面顯示工件的振動頻率和幅值變化；定義f是輸出的振動頻率，k是比例系數，x為振動幅值，x₀為一固定幅值；PC根據采集的振動信號，若振動的幅值x滿足

f=kf0k≥1,x≥x0f0x<x0]]>

則控制輸出頻率變化到f,經過采集卡對數字信號進行D/A轉化，通過輸出的信號調整伺服閥閥口大小和大小，調整振動液壓缸的壓力和流量，改變工件振動頻率和振幅。