基于振動監測的顫振控制方法及數控加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及數控加工，具體地，涉及一種基于振動監測的顫振控制方法及數控加工裝置。
【背景技術】
[0002]作為高精度機械部件加工裝置的數控加工中心，其主要部件的振動，尤其是顫振，除了帶來噪聲外，還必然會導致加工精度的下降，惡劣情況下會導致加工中心機構劇烈磨損或破壞，減少裝置的使用壽命。減振是提高數控加工中心加工精度的一個重要研究課題。
[0003]減振的方法通常分兩類，一種為主動振動控制，即引入外部能量來抑制核心加工裝置的共振，另一種為被動振動控制，即利用系統本身結構的減振或隔振，來消耗顫振產生的能量。通常主動振動控制方法有電磁閥控制的緩沖器，主動隔振，磁浮軸承控制。被動振動控制方法有摩擦阻尼器，粘彈性阻尼器，油缸阻尼器。但是這些方法工作效率低，對顫振的抑制效果有限。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于振動監測的顫振控制方法及數控加工裝置。
[0005]根據本發明一個方面提供的基于振動監測的顫振控制方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:根據數值模擬方法分析待減振裝置在工作狀態下顫振頻率段下的共振模態；
[0007]步驟2:根據所述共振模態確定待減振裝置的共振陣型，并在共振陣型的反節點設置有檢測共振壓電片陣列和用于抑制振動的主動振動抑制阻尼壓電片陣列；
[0008]步驟3:所述檢測共振壓電片陣列監控待減振裝置是否發生振動并生成振動監測數據；
[0009]步驟4:中央控制系統分析所述振動監測數據，當判斷顫振發生時，則向所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列發出驅動電壓，驅動電壓使所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列產生壓電力抑制顫振。
[0010]優選地，所述檢測共振壓電片陣列和所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列相鄰設置；
[0011]所述檢測共振壓電片陣列包括多個依次排列的檢測共振壓電片；
[0012]所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列包括多個依次排列的主動振動抑制阻尼壓電片。
[0013]優選地，所述檢測共振壓電片陣列包括多個的檢測共振壓電片;所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列包括多個主動振動抑制阻尼壓電片；
[0014]任意相鄰的兩個所述檢測共振壓電片之間設置一主動振動抑制阻尼壓電片。
[0015]根據本發明另一個方面提供的數控加工裝置，采用所述的基于振動監測的顫振控制方法進行減振;包括加工機構和中央控制系統；
[0016]所述加工機構的共振陣型的反節點設置有檢測共振壓電片陣列和用于抑制振動的主動振動抑制阻尼壓電片陣列；
[0017]所述中央控制系統電連接所述檢測共振壓電片陣列和所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列。
[0018]優選地，所述加工機構包括立柱、主軸、工作臺中的任一個部件或任多個部件；
[0019]所述立柱、所述主軸、所述工作臺中的任一個部件或任多個部件的共振陣型的反節點設置有檢測共振壓電片陣列和用于抑制振動的主動振動抑制阻尼壓電片陣列；
[0020]其中，所述主軸設置在所述立柱的導軌上，能夠沿所述導軌在Z軸方向移動;所述工作臺設置在所述主軸的下側。
[0021 ]優選地，所述加工機構還包括底座、線軌、絲桿和床鞍；
[0022]其中，所述線軌包括第一線軌和第一線軌;所述絲桿包括第一絲桿、第二絲桿和第三絲桿；
[0023]所述床鞍通過所述第一線軌連接所述底座;所述第一絲桿帶動所述床鞍沿X軸方向移動；
[0024]所述工作臺通過所述第二線軌連接所述床鞍;所述第二絲桿帶動所述工作臺沿Y軸方向移動；
[0025]所述第三絲桿帶動所述主軸沿所述導軌在Z軸方向移動。
[0026]優選地，所述檢測共振壓電片陣列和所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列相鄰設置；
[0027]所述檢測共振壓電片陣列包括多個依次排列的檢測共振壓電片；
[0028]所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列包括多個依次排列的主動振動抑制阻尼壓電片。
[0029]優選地，所述檢測共振壓電片陣列包括多個的檢測共振壓電片;所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列包括多個主動振動抑制阻尼壓電片；
[0030]任意相鄰的兩個所述檢測共振壓電片之間設置一主動振動抑制阻尼壓電片。
[0031]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0032]1、本發明通過在顫振發生時共振陣型的反節點布置檢測共振壓電片陣列來監控顫振的發生，同時設置振動抑制的阻尼壓電片陣列產生的壓電力作為有源主動阻尼從而高效地抑制顫振的發生；
[0033]2、本發明通過抑制機床顫振，從而提高機床穩定性，抑制了機床變形和扭曲變形，更好的保證機床精度，延長機床使用壽命；
[0034]3、本發明中方法簡單實用，能夠用于多領域的減震。
【附圖說明】
[0035]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0036]圖1為本發明中數控加工裝置的結構示意圖；
圖2為本發明中基于振動監測的顫振控制方法的步驟流程圖。
[0037]圖中:
[0038]1為底座；
[0039]2為線軌；
[0040]3為絲桿；
[0041]4為床鞍；
[0042]5為工作臺；
[0043]6為主軸；
[0044]7為立柱；
[0045]8為第一檢測共振壓電片陣列；
[0046]9為第一主動振動抑制阻尼壓電片陣列；
[0047]10為第二檢測共振壓電片陣列；
[0048]11為第二主動振動抑制阻尼壓電片陣列。
【具體實施方式】
[0049]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0050]在本實施例中，本發明提供的基于振動監測的顫振控制方法，包括如下步驟:
[0051]步驟1:根據數值模擬方法分析待減振裝置在工作狀態下顫振頻率段下的共振模態；
[0052]步驟2:根據所述共振模態確定待減振裝置的共振陣型，并在共振陣型的反節點設置有檢測共振壓電片陣列和用于抑制振動的主動振動抑制阻尼壓電片陣列；
[0053]步驟3:所述檢測共振壓電片陣列監控待減振裝置是否發生振動并生成振動監測數據；
[0054]步驟4:中央控制系統分析所述振動監測數據，當判斷顫振發生時，則向所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列發出驅動電壓，驅動電壓使所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列產生壓電力抑制顫振。
[0055]所述壓電力的方向與共振陣型反節點的振動方向相反。
[0056]所述檢測共振壓電片陣列和所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列相鄰設置；
[0057]所述檢測共振壓電片陣列包括多個依次排列的檢測共振壓電片；
[0058]所述主動振動抑制阻尼壓電片陣列包括多個依次排列的主動振動抑制阻尼壓電片。
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