專利名稱:超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺。目前尚無專用的超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺。本實用新型的伺服電機通過聯軸器與十字滑臺的X向絲桿連接；Y向手輪通過聯軸器與十字滑臺的Y向絲桿連接；三向力傳感器固定在十字滑臺的工作平臺上；Z向手輪通過齒輪齒條副與直線滑臺連接，直線滑臺與底座通過滑動副連接；角度調節架底部的安裝槽嵌套在直線滑臺的凸臺上，且與凸臺的螺栓孔和Y軸擺角調節槽均通過螺栓連接；主軸夾具的一端與角度調節架鉸接，另一端與角度調節架的X軸擺角調節槽通過螺栓連接；超聲切削主軸固定在主軸夾具上。本實用新型可實時檢測不同切削角度、切削深度和切削速度時的超聲切削力。
【專利說明】超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于檢測裝置領域，具體涉及一種超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺。
【背景技術】
[0002]蜂窩復合材料在航空、航天等領域得到廣泛應用，傳統的加工容易產生粉塵，人體吸入后會對健康造成較大的傷害。而超聲加工的方式可以很好的避免粉塵的產生，并且切削之后的效果也比傳統加工更好。但是超聲切削系統需要在合適的工藝參數下才能發揮其最大的效果，其中工藝參數對切削力的影響非常明顯，而切削力是加工性能的重要表現，所以研宄超聲加工工藝參數對切削力的影響具有重要意義。目前尚無專用的超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提出一種超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺，可以通過調節超聲切削主軸的角度和位置以及被測物體的運動，實現在不同切削角度、切削深度和切削速度情況下切削力的檢測。
[0004]為實現上述的目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0005]本實用新型包括角度調節裝置、超聲切削主軸、三向力傳感器、十字滑臺、底座、Y向手輪、Z向手輪、直線滑臺、控制臺和動力裝置。所述的十字滑臺水平設置，且底部固定在底座上；動力裝置的伺服電機通過聯軸器與十字滑臺的X向絲桿連接；Y向手輪通過聯軸器與十字滑臺的Y向絲桿連接；所述的三向力傳感器固定在十字滑臺頂部的工作平臺上；所述控制臺的電機控制端與伺服電機連接；Ζ向手輪通過齒輪齒條副與直線滑臺連接，直線滑臺與底座通過滑動副連接；所述的角度調節裝置包括角度調節架和主軸夾具；角度調節架底部的安裝槽嵌套在直線滑臺的凸臺上；所述的凸臺開設有螺栓孔和Y軸擺角調節槽；角度調節架的安裝槽與凸臺的螺栓孔和Y軸擺角調節槽均通過螺栓連接；主軸夾具的一端與角度調節架鉸接，另一端與角度調節架的X軸擺角調節槽通過螺栓連接；超聲切削主軸固定在主軸夾具的中心對稱面處。
[0006]所述的控制臺設置在底座的側部。
[0007]所述控制臺的電機正轉控制端與一個限位開關及伺服電機的正相輸入端串聯，控制臺的電機反轉控制端與另一個限位開關及伺服電機的反相輸入端串聯；兩個限位開關分別設置在十字滑臺的X軸滑臺的一端。
[0008]本實用新型可以通過調節五個自由度來實時檢測不同切削角度、切削深度和切削速度時的超聲切削力。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的整體結構立體圖；
[0010]圖2是本實用新型的主視圖；
[0011]圖3是本實用新型的側視圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1、2和3所示，超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺，包括角度調節裝置1、超聲切削主軸2、三向力傳感器3、限位開關4、十字滑臺5、底座6、Y向手輪7、Z向手輪8、直線滑臺9、控制臺10和動力裝置。十字滑臺5水平設置，且底部通過螺釘固定在底座6上；動力裝置的伺服電機11通過聯軸器與十字滑臺5的X向絲桿連接；Y向手輪7通過聯軸器與十字滑臺5的Y向絲桿連接；三向力傳感器3固定在十字滑臺5頂部的工作平臺5-1上，三向力傳感器3的頂部安裝所要進行超聲切割的材料；控制臺10設置在底座6的側部，控制臺10的電機正轉控制端與一個限位開關4及伺服電機11的正相輸入端串聯，控制臺10的電機反轉控制端與另一個限位開關4及伺服電機11的反相輸入端串聯；兩個限位開關4分別設置在十字滑臺5的X軸滑臺5-2的一端；通過控制臺10上的控制按鈕來控制伺服電機的開關和轉速大小，限位開關4限制工作平臺5-1的工作行程。Z向手輪8通過齒輪齒條副與直線滑臺9連接，直線滑臺9與底座6通過滑動副連接；角度調節裝置I包括角度調節架1-1和主軸夾具1-2 ;角度調節架1-1底部的安裝槽嵌套在直線滑臺9的凸臺9-1上；凸臺9-1開設有螺栓孔和Y軸擺角調節槽；角度調節架1-1的安裝槽與凸臺9-1的螺栓孔和Y軸擺角調節槽均通過螺栓連接；主軸夾具1-2的一端與角度調節架1-1鉸接，另一端與角度調節架1-1的X軸擺角調節槽1-3通過螺栓連接；超聲切削主軸2通過螺釘固定在主軸夾具1-2的中心對稱面處。
[0013]該超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺的工作原理:
[0014]通過伺服電機11的正反轉來控制十字滑臺5的X方向移動，通過手動轉動Y向手輪7來調節十字滑臺的Y方向位置；通過手動轉動Z向手輪8來調節直線滑臺9的高低，從而控制超聲切削主軸2的切削深度；通過調整旋在Y軸擺角調節槽處的螺栓可以調節角度調節裝置I的Y方向角度，從而確定超聲切削進入的擺角；通過調整旋在X軸擺角調節槽1-3處的螺栓，可以調節角度調節裝置I的X方向角度，從而確定超聲切削進入的切入角。
[0015]將需要進行切削的材料用膠帶固定在三向力傳感器3上方，先調節好超聲切削主軸2的切入角和擺角，然后通過Z向手輪8調節直線滑臺9，確定好超聲刀具與材料之間的切削深度，接著通過Y向手輪7調節X軸滑臺5-2，從而調節工作平臺5-1的Y向位置，確定切削材料的切入位置，最后在控制臺10上選擇好伺服電機的轉速，啟動伺服電機，讓工作平臺5-1在X軸方向移動，超聲切削主軸2產生切削力對材料進行超聲切削，三向力傳感器3用于檢測超聲切削主軸2的切削力。當工作平臺5-1移動到限位開關4的位置時，觸動限位開關4，此時運動停止，伺服電機反轉可以控制工作平臺5-1沿X軸反向運動。
【權利要求】
1.超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺，包括角度調節裝置、超聲切削主軸、三向力傳感器、十字滑臺、底座、Y向手輪、Z向手輪、直線滑臺、控制臺和動力裝置，其特征在于: 所述的十字滑臺水平設置，且底部固定在底座上；動力裝置的伺服電機通過聯軸器與十字滑臺的X向絲桿連接；Y向手輪通過聯軸器與十字滑臺的Y向絲桿連接；所述的三向力傳感器固定在十字滑臺頂部的工作平臺上；所述控制臺的電機控制端與伺服電機連接；Ζ向手輪通過齒輪齒條副與直線滑臺連接，直線滑臺與底座通過滑動副連接；所述的角度調節裝置包括角度調節架和主軸夾具；角度調節架底部的安裝槽嵌套在直線滑臺的凸臺上；所述的凸臺開設有螺栓孔和Y軸擺角調節槽；角度調節架的安裝槽與凸臺的螺栓孔和Y軸擺角調節槽均通過螺栓連接；主軸夾具的一端與角度調節架鉸接，另一端與角度調節架的X軸擺角調節槽通過螺栓連接；超聲切削主軸固定在主軸夾具的中心對稱面處。2.根據權利要求1所述的超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺，其特征在于:所述的控制臺設置在底座的側部。3.根據權利要求1所述的超聲波超聲切削主軸縱振切削力檢測平臺，其特征在于:所述控制臺的電機正轉控制端與一個限位開關及伺服電機的正相輸入端串聯，控制臺的電機反轉控制端與另一個限位開關及伺服電機的反相輸入端串聯；兩個限位開關分別設置在十字滑臺的X軸滑臺的一端。
【文檔編號】B23Q17-09GK204295427SQ201420733159
【發明者】董昕頔, 于保華, 胡小平, 黃秀秀, 虞文澤 [申請人]杭州電子科技大學