[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

本發明涉及一種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工具(90)的超聲振動的超聲振動參數設備，所述設備包括一用于接收工具的工具夾(10)，一在工具夾中用于產生工具的超聲振動的超聲換能器(20)，一在工具夾中用于根據工具的超聲振動產生傳感器信號的傳感器裝置(40)，以及一用于分析傳感器信號的傳感器信號評估設備(110)。

技術領域

本發明涉及一種設備，其用于產生用于工件的超聲加工的工具的超聲振動，并用于測量工具的超聲振動的超聲振動參數，其具有用于接收工具的工具夾，以及在工具夾中用于產生工具的超聲振動的超聲傳感器，以及一種用于測量用于工件的超聲加工的工具的超聲振動參數。

背景技術

現有技術公開了用于加工工件的加工工具，其在工具夾中具有信號處理單元與發射和接收二極管，通過這些構件，信號可以被傳遞給發射與接收站。

在這方面，EP0229399A2描述了一種卡盤，其具有以周向距離被布置在徑向平面中的多個發射二極管與接收二極管，以及被安裝在卡盤中并具有放大元件的信號處理單元。固定的發射與接收站被布置在所述的徑向平面內。安裝在卡盤中的傳感器檢測相應的操作狀態，操作狀態由各個通過信號處理單元處理，被發射與接收站再次獲得，并通過卡盤的發射二極管發射給組合的發射與接收站。

DE202006020526U1描述了一種具有定子部件和轉子部件的旋轉發射器，每個發射器具有在相互面對的一端通過氣隙彼此分開的定子側磁芯部和轉子側磁芯部，每一個發射器具有根據變壓器原理繞制在定子側磁芯部和轉子側磁芯部用于功率傳遞的至少一個功率繞組，以及具有定子側和轉子側耦合線圈(其彼此成對關聯并用于感應數據傳遞)，所述耦合線圈被連接到發射和/或接收電子單元，其中定子部件被布置在外殼上，所述外殼包括基本殼體(其用于接納具有連接電纜的發射和接收電子單元)以及可互換殼體(其可拆卸地布置在基本殼體上并用于接納功率繞組和至少一個耦合線圈)，并且其中，用于產生電連接的可拆卸插頭被布置在基本殼體和可互換殼體之間。

現有技術還公開了工具頭，其提出了用于在工具頭中的功率消耗的感應功率傳動裝置。

在這方面，EP0719199B1描述了一種用于機床工具的工具頭，包括機座，軸向伸出機座的工具軸，工具軸可以被連接到在機床側的定子中旋轉的機床主軸，包括被設計為用于被布置在機座內的滑動器的調整電機和/或測量電子單元的至少一種功率消耗裝置，并且包括用于功率消耗的外部功率提供裝置，其中功率提供裝置具有感應功率傳輸電路，其具有布置在機床側線圈室中的一次線圈和布置在被設置在工具頭側的線圈室中并環形圍繞工具軸的二次線圈，并且其中，當工具中連接到機床主軸時，兩個線圈室通過氣隙彼此分離。

此外，機床工具利用工具已知在何處何時加工工件，工具的旋轉運動可以疊加工具的超聲振動。

在這方面，EP1763416B1描述了具有工具夾的工具，其具有與在第一端處的旋轉主軸端部匹配的工具夾支座，并具有在相對于第一端的第二端處的工具支座；以及，工具具有可以插入到工具支座的工具頭，其中，工具夾包括振動電機。

在這樣的機床工具中，在工具夾中產生工具的超聲振動的超聲傳感器，振動體插入在工具夾中的工具形狀振動系統，其通過電信號激勵以產生機械振動，其中最大可能的機械振動振幅在振動系統利用其共振頻率激勵時獲得。

這樣引起的問題在于，共振頻率可能因為加工操作而改變。大致有三個原因。一方面，振動系統或其零件在加工期間可能變熱，因此改變材料的性質。這導致共振頻率的溫度漂移。

另一方面，振動在工具接觸待加工的工件時被加工力抑制，其中在阻尼振動的情況下系統的共振頻率比系統的自由共振頻率小。

此外，新的耦合振動系統通過將振動系統結合到工件形成，所述振動系統的共振頻率通常比自由的共振頻率高。實際上，這三種影響組合發生，并且哪一個的作用為主取決于具體的加工情況。