[發明專利]液體噴射控制裝置、液體噴射系統及控制方法

在審

• 申請號: 201610825168.5
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107030788A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 柄沢潤一
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B26F3/00
• 分類號: B26F3/00;A61B17/3203
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 田喜慶,吳孟秋

技術領域

本發明涉及通過控制施加于壓電元件上的驅動電壓波形來控制脈沖液體射流的噴射的控制裝置等。

背景技術

已知有以脈沖狀噴射液體而對切削對象物切削的技術。脈沖狀的液體的噴射是從噴嘴中脈動式地噴射的液體的射流，在本說明書中適當稱為“脈沖液體射流(Pulsed Liquid Jet)”。

脈沖液體射流的用途各種各樣，例如，在專利文獻1中提出了作為醫療領域中的外科手術用而利用的技術。在這種情況下，切削對象物成為生物體組織，液體成為生理鹽水。

在生成脈沖液體射流的機構之一中，已知有使用了壓電元件的機構。是通過將脈沖波狀的驅動電壓施加于壓電元件從而壓電元件使瞬時壓力在動作流體(流體)內產生而以脈沖狀噴射液體的機構。因此，在變更脈沖液體射流的強度的情況下，就要控制施加于壓電元件上的驅動電壓。在專利文獻2和專利文獻3中，已經公開有一種變更施加于壓電元件上的驅動電壓的特性值例如驅動電壓波形的振幅、頻率的技術。

通過變更驅動電壓而能夠改變一次量的脈沖液體射流所涉及的切削深度和切削體積。但是，如果考慮使用脈沖液體射流來切削時的便利性和易用性，只有切削深度和切削體積變化，難說能夠滿足所有的切削用途而是萬能的。例如，也具有想“窄而深”切削這樣的要求、想“寬而淺”切削這樣的要求等想改變切削時的形態(以下適當稱為“切削形態”)這樣的要求。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-152127號公報

專利文獻2：日本特開2009-39384號公報

專利文獻3：日本特開2011-36533號公報

發明內容

本發明鑒于上述的問題而設計出，作為其目的的地方是提供能變更切削形態的脈沖液體射流的噴射控制技術。

用于解決上述問題的第一發明是一種液體噴射控制裝置，其通過控制施加于壓電元件上的驅動電壓波形來控制脈沖液體射流的噴射，具備：第一操作部，接收用于設定所述脈沖液體射流的主射流中的流速峰值時間的指標值的輸入；以及控制部，通過根據所述指標值而設定所述驅動電壓波形的上升沿部分來對所述驅動電壓波形進行變更控制。

詳情在后面說明，已知根據驅動電壓波形的上升沿部分，脈沖液體射流的主射流上的流速峰值時間變化，通過該主射流上的流速峰值時間變化而切削形態變化。根據第一發明，由于能夠根據用戶的指標值的輸入而變更脈沖液體射流的主射流上的流速峰值時間，因此可以變更為用戶所期望的切削形態。

作為更具體的結構，作為第二發明，可以構成如下這樣的第一發明的液體噴射控制裝置：所述控制部通過使拐點沿著所述上升沿部分中連接上升沿起始點與最大電壓的線段移動而進行與所述指標值相對應的所述上升沿部分的設定。

第三發明是第一或第二發明的液體噴射控制裝置，其中，還具備所述液體噴射控制裝置還具備接收所述脈沖液體射流的動量或動能的指示值的輸入的第二操作部，所述控制部根據所述指標值而設定所述上升沿部分，并對所述驅動電壓波形進行變更控制，以使達到所述指示值。

根據第三發明，根據已輸入的指標值而變更驅動電壓波形的上升沿部分，但控制驅動電壓波形，以使脈沖液體射流所涉及的動量或動能成為已輸入的指示值。如后所述，切削體積與脈沖液體射流所涉及的動量或動能的相關性高。因此，通過直接指示脈沖液體射流所涉及的動量或動能，從而能夠實現符合用戶的意圖和操作感覺的切削體積，與切削形態的變更相結合，能夠使易用性進一步提高。

第四發明是第三發明的液體噴射控制裝置，其中，所述控制部控制所述驅動電壓波形的振幅，以使達到所述指示值。

根據第四發明，能夠控制施加于壓電元件上的驅動電壓波形的振幅，以使脈沖液體射流所涉及的動量或動能成為已輸入的指示值。

第五發明是第三或第四發明的液體噴射控制裝置，其中，所述控制部控制與所述驅動電壓波形的上升沿有關的時間、上升沿頻率以及重復頻率中的任一個，以使達到所述指示值。

根據第五發明，能夠控制施加于壓電元件上的驅動電壓波形的上升沿涉及的時間、上升沿頻率以及重復頻率中的任一個，以使脈沖液體射流所涉及的動量或動能成為已輸入的指示值。

第六發明是第一至第五中任一個發明的液體噴射控制裝置，其中，所述液體噴射控制裝置進行動量為2nNs(納牛頓秒)以上2mNs(毫牛頓秒)以下、或者動能為2nJ(納焦耳)以上200mJ(毫焦耳)以下的所述脈沖液體射流的噴射控制。