[發明專利]用于產生工具的超聲振動并測量振動參數的設備

有效

• 申請號: 201680040410.6
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107835723B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 延斯·克特萊爾
• 申請（專利權）人: 薩奧有限公司
• 主分類號: B23Q17/12
• 分類號: B23Q17/12;B23B31/02;B23B37/00;B24B1/04
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 王利彬

1.一種設備，用于產生用于工件的超聲加工的工具(90)的超聲振動并用于測量所述工具(90)的所述超聲振動的超聲振動參數，其包括：

一用于接收所述工具(90)的工具夾(10)，

一在所述工具夾(10)中的超聲換能器(20)，用于在所述工具(90)中產生所述超聲振動，

一在所述工具夾(10)中的傳感器裝置(40)，用于根據所述工具(90)的所述超聲振動產生傳感器信號，以及

一用于分析所述傳感器信號的傳感器信號評估設備(110)，

其中所述傳感器裝置(40)具有一由壓電材料制成的單片元件(41)和安裝在所述單片元件(41)兩側上的電極(42)，其中每一電極(42)由電極四等分片(42a)組成，以用于在兩個軸上檢測所述工具(90)在軸向方向上的超聲振動部分和所述工具(90)的超聲振動的彎曲振動部分。

2.根據權利要求1所述的設備，其中

所述傳感器裝置(40)被設計為壓電傳感器元件，以及

所述傳感器信號為由所述工具(90)的所述超聲振動產生的電壓。

3.根據權利要求1所述的設備，其中

所述工具夾(10)可旋轉，以及

所述設備具有一在所述工具夾(10)中的連接到所述傳感器裝置(40)的發射元件(60)，和一與所述發射元件(60)間隔開的接收元件(80)，用于所述傳感器信號從所述發射元件(60)至所述接收元件(80)的非接觸傳遞。

4.根據權利要求3所述的設備，其中

所述傳感器裝置(40)具有一用于所述超聲換能器(20)的電絕緣的絕緣元件(43)，以及

所述設備具有一功率傳遞設備(30)，用于將功率傳遞給所述工具夾(10)以供電給所述超聲換能器(20)，其中，所述功率傳遞設備(30)與所述發射元件(60)和所述接收元件(80)電絕緣。

5.根據權利要求1所述的設備，其中

所述傳感器裝置(40)相對于所述超聲換能器(20)被布置在所述工具夾(10)中，使得通過所述超聲換能器(20)產生的所述工具(90)的所述超聲振動和所述傳感器裝置(40)檢測的所述工具(90)的所述超聲振動基本上發生在相同的方向中。

6.根據權利要求4至5中的任意一項所述的設備，其中

所述超聲換能器(20)具有由多個第一壓電元件(21)制成的層狀結構，以及

所述傳感器裝置(40)具有由第二壓電元件(41,42；41a,42b)和多個絕緣元件(43)制成的層狀結構，其中

所述超聲換能器(20)和所述傳感器裝置(40)彼此機械耦合。

7.根據權利要求1所述的設備，其中

連接到所述傳感器裝置(40)的多個發射元件(60)沿所述工具夾(10)的周向布置。

8.根據權利要求3至4中的任意一項所述的設備，其中

所述發射元件(60)和所述接收元件(80)被配置為將所述傳感器信號從所述發射元件(60)感應地傳遞到所述接收元件(80)。

9.根據權利要求4所述的設備，其中

所述發射元件(60)和所述接收元件(80)形成一第一變壓器，其中

所述發射元件(60)具有所述第一變壓器的第一鐵氧體磁芯(61)和初級繞組(62)，且所述接收元件(80)具有所述第一變壓器的第二鐵氧體磁芯(81)和次級繞組(82)，以及

所述功率傳遞設備(30)被設計為第二變壓器，其具有所述第二變壓器的第一繞組(32)和所述第二變壓器的第二繞組(34)，其中

所述第一變壓器和所述第二變壓器被布置為將所述傳感器信號沿相對于用于從所述第二變壓器的所述第一繞組(32)至所述第二變壓器的所述第二繞組(34)供電給所述超聲換能器(20)的功率傳輸方向大致垂直的方向從所述第一變壓器的所述初級繞組(62)傳遞給所述第一變壓器的所述次級繞組(82)。