[實用新型]復(fù)合式智能檢測切削裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020368308.2
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN211841225U
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛增淵;陳任寰;霍德鴻;丁輝
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州森鼎高端裝備有限公司
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;B23D79/00;G06F17/13
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 劉振龍

本實用新型涉及一種復(fù)合式智能檢測切削裝置，包括環(huán)形基座、刀頭組件以及環(huán)形壓電促動器，刀頭組件包括柔性鉸鏈、加速度傳感器、力傳感器以及刀頭，環(huán)形壓電促動器抵靠在柔性鉸鏈上，力傳感器檢測到刀頭所承受的力并進行反饋，加速度傳感器檢測柔性鉸鏈上的加速度并進行反饋并得到慣性力、實際切削力以及刀具進給量。刀頭切削力F通過力傳感器實時得到，慣性力F2通過加速度傳感器實時檢測計算得到，實際切削力F通過F?F2實時計算得到，刀具進給量通過對加速度積分實時計算得到，使用加速度傳感器的優(yōu)點在于精度高、結(jié)構(gòu)簡單、價格較低，降低裝置的裝配難度和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種快刀伺服技術(shù)的復(fù)合式智能檢測切削裝置。

背景技術(shù)

產(chǎn)品在進行加工時，需要采用各種加工技術(shù)以方便成型為需要的成品，快刀伺服機構(gòu)使用高頻切削，是加工技術(shù)領(lǐng)域中切削效率和切削精度最高的。目前大部分快刀伺服技術(shù)僅采用位移傳感器反饋切削量且無法反饋切削力，在刀頭磨損后切削精度會下降。針對這種情況，日本學(xué)者進行了改進，即增加了用力傳感器刀頭切削力并反饋，可以檢測刀頭磨損。但該改進的快刀伺服技術(shù)通過力傳感器直接檢測切削反饋的力，其力傳感器的讀數(shù)包含機構(gòu)慣性力成分，受到機構(gòu)慣性力的影響，無法反饋真實切削力的大小，因此快刀伺服技術(shù)精度仍可以提高。

日本專利JP4528937B2中將力傳感器放置在切削裝置的末端，測得的檢測切削力F包含了實際切削力F1以及慣性力F2，由于力傳感器位于切削裝置末端，導(dǎo)致慣性力F2較大，刀頭切削力受慣性力影響較大，從而導(dǎo)致刀頭切削力F不能精確反應(yīng)實際切削力F1的數(shù)值。

中國專利CN101456142A公開的切削裝置中力傳感器放置在靠近刀頭的位置，雖然減少了慣性力F2對力傳感器讀數(shù)的影響，但是因為無法檢測慣性力F2數(shù)值，仍然無法消除慣性力F2的影響，無法得到精確的實際切削力F1的數(shù)值。

上述兩種方式根據(jù)刀頭位置的振動頻率、振動位移和質(zhì)量等參數(shù)結(jié)合力傳感器讀數(shù)采用查表法估算實際切削力，無法精確反饋且也無法在線實時反饋實際切削力；同時，現(xiàn)有快刀伺服技術(shù)用位移傳感器反饋切削量，位移傳感器的安裝需要高精度夾具及復(fù)雜調(diào)試，而在微米級刀具進給量的情況下，用于位移傳感器夾持相關(guān)配合零部件加工精度要求很高，導(dǎo)致加工成本高，并且位移傳感器的初始安裝位置需要校準，校準難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種快刀伺服技術(shù)的復(fù)合式智能檢測切削裝置，能夠通過運算去除慣性力的影響，實現(xiàn)實時在線反饋實際切削力，同時采用加速度傳感器進行刀具進給量的測算，不再需要高精度的校準。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種復(fù)合式智能檢測切削裝置，包括環(huán)形基座、設(shè)置于環(huán)形基座一端的刀頭組件以及固定于環(huán)形基座內(nèi)部并與刀頭組件相抵的環(huán)形壓電促動器，所述的刀頭組件包括固定于環(huán)形基座端部的柔性鉸鏈、固定于柔性鉸鏈上的加速度傳感器、固定于柔性鉸鏈上的力傳感器以及設(shè)置于力傳感器上的刀頭，所述的環(huán)形壓電促動器抵靠在柔性鉸鏈上，所述的力傳感器檢測到刀頭所承受的力并進行反饋，所述的加速度傳感器檢測柔性鉸鏈上的加速度并進行反饋并得到慣性力、實際切削力以及刀具進給量。

進一步具體的，所述的柔性鉸鏈呈圓形包括位于圓周上的固定部、位于中間的工作部以及連接固定部與工作部的彈性部，所述的固定部與環(huán)形基座固定連接，所述的力傳感器、刀頭以及加速度傳感器固定于工作部上，所述的環(huán)形壓電促動器抵靠在工作部上。

進一步具體的，在所述的刀頭與力傳感器之間設(shè)置蓋板，所述的刀頭固定于蓋板上，所述的蓋板通過螺釘穿過蓋板及力傳感器固定于柔性鉸鏈的工作部上。

進一步具體的，在所述的工作部靠近力傳感器的端面上開設(shè)第一定位槽，在所述的蓋板靠近力傳感器的端面上開設(shè)第二定位槽，所述的第一定位槽與第二定位槽相對，所述的力傳感器設(shè)置于第一定位槽與第二定位槽內(nèi)。