[發(fā)明專利]一種超聲振動(dòng)鉆削控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911335621.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN111112679B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛民;付宇;王康;吳龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23B41/00
• 分類號(hào): B23B41/00;B23B47/00
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

1.一種超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，包括：

在超聲振動(dòng)鉆削裝置處于諧振狀態(tài)的情況下，獲取當(dāng)前所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的有效電阻值；

在所述有效電阻值增大或者減小的過程中，所述有效電阻值與第一預(yù)設(shè)電阻值之間的差值的絕對(duì)值大于或者等于第一修正系數(shù)，且所述有效電阻值與第二預(yù)設(shè)電阻值之間的差值的絕對(duì)值大于或者等于第二修正系數(shù)時(shí)，控制超聲電源的工作狀態(tài)處于電流負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)；

當(dāng)所述有效電阻值與第一預(yù)設(shè)電阻值之間的差值的絕對(duì)值大于或者等于第一修正系數(shù)，且所述有效電阻值與第二預(yù)設(shè)電阻值之間的差值的絕對(duì)值小于第二修正系數(shù)，控制超聲電源的工作狀態(tài)處于功率負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)；

其中，所述第一預(yù)設(shè)電阻值為所述超聲振動(dòng)鉆削裝置工作在諧振且空載狀態(tài)時(shí)的電阻值；

所述第二預(yù)設(shè)電阻值為所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的工作在穩(wěn)定鉆削階段時(shí)的電阻值；

所述第一預(yù)設(shè)電阻值小于所述第二預(yù)設(shè)電阻值，且所述第一預(yù)設(shè)電阻值與所述第一修正系數(shù)之和小于所述第二預(yù)設(shè)電阻值與所述第二修正系數(shù)之和。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，在超聲振動(dòng)鉆削裝置處于諧振狀態(tài)的情況下，獲取當(dāng)前所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的有效電阻值之前，所述方法還包括：

獲取預(yù)設(shè)掃頻范圍，使所述超聲電源以所述預(yù)設(shè)掃頻范圍為界限進(jìn)行掃頻跟蹤，所述預(yù)設(shè)掃頻范圍處于15kHz～40kHz的頻率范圍內(nèi)；

獲取所述超聲電源經(jīng)掃頻跟蹤后得到的掃頻頻率點(diǎn)；

基于所述掃頻頻率點(diǎn)，控制所述超聲振動(dòng)鉆削裝置處于諧振狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，所述獲取所述超聲電源經(jīng)掃頻跟蹤后得到的掃頻頻率點(diǎn)，包括：

獲取所述超聲電源以所述預(yù)設(shè)掃頻范圍為界限，對(duì)超聲振動(dòng)鉆削裝置的電信號(hào)按照預(yù)設(shè)頻率變化步長(zhǎng)進(jìn)行離散采樣后的多個(gè)電流峰值；

比較所述多個(gè)電流峰值，將多個(gè)電流峰值中取值最大的電流峰值對(duì)應(yīng)頻率點(diǎn)作為掃頻頻率點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，所述基于所述掃頻頻率點(diǎn)，控制所述超聲振動(dòng)鉆削裝置處于諧振狀態(tài)，包括：

基于所述掃頻頻率點(diǎn)，調(diào)節(jié)所述超聲電源的輸出頻率，得到所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的相位；

當(dāng)所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的相位為零時(shí)，停止對(duì)所述超聲電源的輸出頻率的調(diào)節(jié)，并確定所述超聲振動(dòng)鉆削裝置處于諧振狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，所述獲取當(dāng)前所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的有效電阻值，包括：

采集當(dāng)前所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的電壓幅值和電流幅值；

根據(jù)所述電壓幅值以及所述電流幅值，計(jì)算得到當(dāng)前所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的有效電阻值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

確定所述超聲電源的工作狀態(tài)處于電流負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電流值，以及所述超聲電源的工作狀態(tài)處于功率負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)功率值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，所述確定所述超聲電源的工作狀態(tài)處于電流負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電流值，以及所述超聲電源的工作狀態(tài)處于功率負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)功率值，包括：

通過預(yù)先設(shè)定方式，確定所述超聲電源的工作狀態(tài)處于電流負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電流值，以及所述超聲電源的工作狀態(tài)處于功率負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)功率值；或者，

根據(jù)所述超聲振動(dòng)鉆削裝置的工藝參數(shù)，確定所述超聲電源的工作狀態(tài)處于電流負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電流值，以及所述超聲電源的工作狀態(tài)處于功率負(fù)反饋調(diào)節(jié)狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)功率值，所述工藝參數(shù)包括：轉(zhuǎn)速、步深、刀具的直徑和進(jìn)給量中的至少一者。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲振動(dòng)鉆削控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

當(dāng)所述有效電阻值與所述第一預(yù)設(shè)電阻值之間的差值的絕對(duì)值小于所述第一修正系數(shù)時(shí)，控制所述超聲振動(dòng)鉆削裝置在諧振狀態(tài)下的輸出功率最小。