[發明專利]自適應組織切削系統及方法

有效

• 申請號: 202010344607.7
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111551408B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 陳鍵偉;袁菁;李亞峰;龔輝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;B26D5/00;B26D7/27
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 王健

1.一種自適應組織切削系統，其特征在于，包括：

監測模塊，用于對樣本的特性參數進行實時監測；

切削參數匹配模塊，用于根據當前所監測到的所述樣本的特性參數匹配相適應的切削頻率，所述特性參數為粘彈性；

切削模塊，包括相連接的切削組件及頻率調節組件，所述頻率調節組件用于根據所述切削參數匹配模塊輸出的頻率要求進行調整并輸出切削頻率，所述切削組件用于采用所述頻率調節組件相應的輸出頻率對所述樣本進行切削，所述切削參數匹配模塊包括粘彈性與切削頻率的映射關系獲取模塊，其包括：

粘彈性測試單元，用于對測試樣本的粘彈性進行監測并做記錄；

平整度測試單元，用于對所述測試樣本切削后的斷面粗糙度進行測量，判斷該斷面粗糙度是否處于要求范圍內，若是則停止更換切削頻率并記錄此時切削頻率，若否則更換切削頻率直至獲取所述樣本的斷面粗糙度處于要求范圍時停止更換切削頻率并記錄此時的切削頻率，依次完成所有所述測試樣本對應的切削頻率的記錄；

映射單元，用于將所述測試樣本的粘彈性與切削頻率進行一一映射。

2.根據權利要求1所述的自適應組織切削系統，其特征在于，所述監測模塊為粘彈性監測儀。

3.一種自適應組織切削系統，其特征在于，包括：

監測模塊，用于對樣本的特性參數進行實時監測；

切削參數匹配模塊，用于根據當前所監測到的所述樣本的特性參數匹配相適應的切削頻率，所述特性參數為切削力；

切削模塊，包括相連接的切削組件及頻率調節組件，所述頻率調節組件用于根據所述切削參數匹配模塊輸出的頻率要求進行調整并輸出切削頻率，所述切削組件用于采用所述頻率調節組件相應的輸出頻率對所述樣本進行切削，所述切削參數匹配模塊包括切削頻率與切削力實時調整模塊，其包括：

切削力判斷單元，用于判斷當前監測的所述切削力是否大于預設切削力并超出所允許的誤差范圍，若是，則輸出調頻信號，若否，則保持當前切削頻率；

頻率重設單元，用于先根據所述調頻信號以一定增幅逐漸增大切削頻率并輸出，當出現切削頻率增大且切削力增大的情況時，則將當前頻率以一定減幅減小切削頻率并輸出，直至調整后的所述切削力不大于所述預設切削力或雖大于所述預設切削力但不超過所允許的誤差范圍。

4.根據權利要求3所述的自適應組織切削系統，其特征在于，所述監測模塊為力傳感器。

5.根據權利要求1-4任一所述的自適應組織切削系統，其特征在于，所述切削組件包括：

彈簧質量系統，所述彈簧質量系統包括柔性板簧及與所述柔性板簧相連接的刀具組件；

驅動組件，用于給彈簧質量系統提供驅動力；所述驅動組件與所述彈簧質量系統相連。

6.根據權利要求5所述的自適應組織切削系統，其特征在于，所述頻率調節組件包括預載荷施加模塊、預載荷引導模塊，所述預載荷引導模塊與所述柔性板簧相連，所述預載荷施加模塊與所述預載荷引導模塊相配合，以改變所述彈簧質量系統的剛度進而改變所述切削組件的振動頻率。

7.一種自適應組織切削方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、以輸出的切削頻率對樣本進行切削；

S2、監測所述樣本的特性參數；

S3、根據所述特性參數匹配相適應的切削頻率，所述特性參數為粘彈性，具體為根據粘彈性與切削頻率的映射關系獲取相適應的切削頻率，所述粘彈性與切削頻率的映射關系的獲得方法為：

對測試樣本的粘彈性進行監測并做記錄；

對所述測試樣本切削后的斷面粗糙度進行測量，判斷該斷面粗糙度是否處于要求范圍內，若是則停止更換切削頻率并記錄此時切削頻率，若否則更換切削頻率直至獲取所述樣本的斷面粗糙度處于要求范圍時停止更換切削頻率并記錄此時的切削頻率，依次完成所有所述測試樣本對應的切削頻率的記錄；

將所述測試樣本的粘彈性與切削頻率進行一一映射；

S4、將切削頻率調整到相適應的所述切削頻率并輸出；

S5、重復所述步驟S1-S4直至完成整個樣本的切削。

8.根據權利要求7所述的自適應組織切削方法，其特征在于，所述特性參數為切削力，所述步驟S3具體為根據切削力實時調整切削頻率，實時調整的具體方法為：

判斷當前監測的所述切削力是否大于預設切削力并超出所允許的誤差范圍，若是，則輸出調頻信號，若否，則保持當前切削頻率；

先根據所述調頻信號以一定增幅增大切削頻率并輸出，當出現切削頻率增大且切削力增大的情況時，則將當前頻率以一定減幅減小切削頻率并輸出，直至調整后的所述切削力不大于所述預設切削力或雖大于所述預設切削力但不超過所允許的誤差范圍。