一種復(fù)合振動切割裝置及切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合振動切割裝置及切換方法，其屬于振動脈沖沖擊切割技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今振動脈沖沖擊切割廣泛應(yīng)用在硬脆性材料、復(fù)合型材料等難加工材料的切割 加工上，具有低頻振動脈沖沖擊切割與高頻的超聲振動切割。
[0003] 隨著新材料與難加工材料不斷出現(xiàn)，特異型、工藝性高的零件加工日益增多，對材 料的切割技術(shù)要求越來越高，振動脈沖沖擊切割技術(shù)可以有效的切割上述材料。其中低頻 振動脈沖沖擊切割適用于大負(fù)載、重切割，高頻超聲振動切割適用于低負(fù)載、輕切割。但是 由于材料內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，應(yīng)力分布的不均勻性等因素，出現(xiàn)二種問題：(X)采用超 聲切割時由于應(yīng)力太大導(dǎo)致發(fā)生器報警設(shè)備停止工作，_!采用低頻振動沖擊切割達(dá)不到 較高的切割精度。切割負(fù)載力的實時監(jiān)測以及兩種低高頻振動脈沖沖擊切割的即時轉(zhuǎn)換是 關(guān)鍵技術(shù)。目前尚無任何一種低頻振動切割與超聲切割組合裝置，也沒有任何一種低高頻 實時切換的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對以上的技術(shù)問題，提出一種復(fù)合振動切割裝置及切換方法。
[0005] -種復(fù)合振動切割裝置，包括底板、第一伺服電機(jī)、第一伺服電機(jī)安裝板、第一伺 服電機(jī)編碼器、第一絲杜軸承、第一絲杜軸承蓋、第一絲杜軸承蓋板、第一滾珠絲杜、第一絲 杠滑塊、第一絲杠拖板、第二絲杠拖板、聲學(xué)系統(tǒng)夾具、換能器、變幅桿、工具頭、連接板、三 向力傳感器、振動電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)安裝板、第二伺服電機(jī)編碼器、第二絲 杠軸承、第二絲杠軸承蓋、第二絲杠軸承蓋板、第二絲杠滑塊、第二滾珠絲杠和聲學(xué)系統(tǒng)。
[0006] 所述底板設(shè)置在最下端，底板上從左到右依次設(shè)有兩個第一絲杠軸承蓋板和一個 第一伺服電機(jī)安裝板，第一伺服電機(jī)通過螺栓固定在第一伺服電機(jī)安裝板的右端，第一伺 服電機(jī)編碼器設(shè)置在第一伺服電機(jī)的輸出軸上，第一絲杠軸承蓋通過螺栓固定在第一絲杠 軸承蓋板上，第一絲杠軸承蓋板內(nèi)設(shè)置有第一絲杠軸承，兩個第一絲杠滑塊套在第一絲杠 上，第一絲杠拖板通過螺栓固定在第一絲杠滑塊上，第一伺服電機(jī)的輸出軸帶動第一絲杠 做左右水平進(jìn)給運動。
[0007] 第一絲杠拖板上設(shè)有兩個第二絲杠軸承蓋板和一個第二伺服電機(jī)安裝板，第二伺 服電機(jī)通過螺栓固定在第二伺服電機(jī)安裝板上，第二伺服電機(jī)編碼器設(shè)置在第二伺服電機(jī) 的輸出軸上，第二絲杠軸承蓋通過螺栓固定在第二絲杠軸承蓋板上，第二絲杠軸承蓋板內(nèi) 設(shè)置有第二絲杠軸承，兩個第二絲杠滑塊套在第二絲杠上，第二絲杠拖板通過螺栓固定在 第二絲杠滑塊上，第二伺服電機(jī)的輸出軸帶動第二絲杠做左右水平進(jìn)給運動。
[0008] 聲學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在第二絲杠拖板上面，聲學(xué)系統(tǒng)包括換能器、變幅桿和工具頭；換能 器通過聲學(xué)系統(tǒng)夾具固定安裝在第二絲杠拖板上，變幅桿通過夾具固定安裝在第二絲杠拖 板上； 振動電機(jī)安裝在連接板上面，連接板固定安裝在夾具的頂部；連接板上設(shè)有多個三向 力傳感器，用來實時監(jiān)測切割時所受到的負(fù)載力，通過振動電機(jī)產(chǎn)生的低頻振動來實現(xiàn)低 頻振動沖擊切割運動。
[0009] -種復(fù)合振動切割裝置的切換方法，該方法包括如下步驟： 第一步：調(diào)整切割位置，先將要切割的材料裝夾好，通過開啟第一伺服電機(jī)和第二伺服 電機(jī)將工具頭調(diào)整到合適的切割位置。
[0010] 第二步：先開啟超聲電源，發(fā)生器產(chǎn)生高頻電信號，通過換能器轉(zhuǎn)換，變幅桿放大， 到工具頭產(chǎn)生超聲高頻振動，配合第一絲杠做左右超聲振動切割運動，配合第二絲杠做前 后超聲切割運動。
[0011] 第三步：高低頻切換間歇工作，當(dāng)裝置做超聲切割運動時，三向力傳感器實時監(jiān) 測，當(dāng)所受負(fù)載超過設(shè)定數(shù)值則自動關(guān)閉超聲電源，同時自動開啟振動電機(jī)，產(chǎn)生低頻振 動，配合第一絲杠做左右低頻振動脈沖沖擊切割運動，配合第二絲杠做前后低頻振動脈沖 沖擊切割運動。當(dāng)所受負(fù)載低于設(shè)定數(shù)值后又自動關(guān)閉振動電機(jī)，同時開啟超聲電源，回到 超聲切割。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果： (X)同時具有低頻振動脈沖沖擊和超聲切割系統(tǒng)； (?可以實時監(jiān)測切割所受的負(fù)載力； (?可以即時切換低高頻振動切割，防止了超聲系統(tǒng)在大負(fù)載下的突然停機(jī)。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明低頻振動切割與超聲切割組合裝置主視圖； 圖2是本發(fā)明低頻振動切割與超聲切割組合裝置側(cè)視圖； 圖3是本發(fā)明低頻振動切割與超聲切割組合裝置切換方法框圖。
【具體實施方式】
[0014] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明提出一種復(fù)合振動切割裝置及切換方法。
[0015] -種復(fù)合振動切割裝置，包括底板1、第一伺服電機(jī)2、第一伺服電機(jī)安裝板3、第 一伺服電機(jī)編碼器4、第一絲杜軸承5、第一絲杜軸承蓋6、第一絲杜軸承蓋板7、第一滾珠絲 杠 8、第一絲杠滑塊9、第一絲杠拖板10、第二絲杠拖板11、聲學(xué)系統(tǒng)夾具12、換能器13、變 幅桿14、工具頭15、連接板16、三向力傳感器17、振動電機(jī)18、第二伺服電機(jī)19、第二伺服 電機(jī)安裝板20、第二伺服電機(jī)編碼器21、第二絲杠軸承22、第二絲杠軸承蓋23、第二絲杠軸 承蓋板24、第二絲杠滑塊25、第二滾珠絲杠 26和聲學(xué)系統(tǒng)。
[0016] 所述底板1設(shè)置在最下端，底板1上從左到右依次設(shè)有兩個第一絲杠軸承蓋板7 和一個第一伺服電機(jī)安裝板3,第一伺服電機(jī)2通過螺栓固定在第一伺服電機(jī)安裝板3的右 端，第一伺服電機(jī)編碼器4設(shè)置在第一伺服電機(jī)2的輸出軸上，第一絲杠軸承蓋6通過螺栓 固定在第一絲杠軸承7蓋板上，第一絲杠軸承蓋板7內(nèi)設(shè)置有第一絲杠軸承5,兩個第一絲 杠滑塊9套在第一絲杠8上，第一絲杠拖板10通過螺栓固定在第一絲杠滑塊9上，第一伺 服電機(jī)2的輸出軸帶動第一絲杠8做左右水平進(jìn)給運動。
[0017] 第一絲杠拖板10上設(shè)有兩個第二絲杠軸承蓋板24和一個第二伺服電機(jī)安裝板 20,第二伺服電機(jī)19通過螺栓固定在第二伺服電機(jī)安裝板20上，第二伺服電機(jī)編碼器21 設(shè)置在第二伺服電機(jī)20的輸出軸上，第二絲杠軸承蓋23通過螺栓固定在第二絲杠軸承蓋 板24上，第二絲杠軸承蓋板20內(nèi)設(shè)置有第二絲杠軸承22,兩個第二絲杠滑塊25套在第二 絲杠2