利用换能器的电学特性对超声椭圆振动切削状态进行在线监测的系统

摘要

本发明公开了一种利用换能器的电学特性对超声椭圆振动切削状态进行在线监测的系统，该在线监测系统的电学部分连接在椭圆振动换能器的压电振子与在线监测部分之间。在线监测部分中的切削状态在线监测模块包括有信号监测显示单元、工作参数记录单元、切削力变化关系图和切削状态图。电学部分由两路电压采样电路、两路电流采样电路、四路整流滤波电路、三路鉴相电路和信息采集卡构成。本发明利用换能器本身的电学特性变化，便可实现对切削状态的实时监测。在振动切削提高切削加工稳定性的基础上，基于换能器电学特性的切削状态监测方法进一步提高了加工系统的可靠性，对提高振动切削的自动化程度和零件的加工质量都有非常重要的意义。

主权项

一种利用超声椭圆振动换能器的电学特性对超声椭圆振动切削状态进行在线监测的系统，包括有计算机，其特征在于：还包括有电学部分和在线监测部分，电学部分连接在超声椭圆振动换能器的压电振子A和压电振子B与在线监测部分之间，在线监测部分包括存储在所述计算机硬盘中的切削状态在线监测模块；所述切削状态在线监测模块包括有信号监测显示单元、工作参数记录单元、切削力变化关系图和切削状态图；所述的信号监测显示单元用于实时显示数字量的第一电压信号VA、第二电压信号VB、第三电压信号VC、第四电压信号VD、第一相位差信号φA、第二相位差信号φB和第三相位差信号φC；所述的工作参数记录单元用于将机床控制箱加载在超声椭圆振动换能器上的压电振子A(1)的工作电压Ua和工作电流Ia以及压电振子B(2)的工作电压Ub和工作电流Ib进行显示；所述的切削力变化关系图是指切削力随切削时间的变化状态；所述的切削状态图是指加载在超声椭圆振动换能器中压电振子A和压电振子B上的工作电压随着不同时间加载的不同，工作电压的变化情况；电学部分由第一电压采样电路(11)、第二电压采样电路(21)、第一电流采样电路(13)、第二电流采样电路(23)、A整流滤波电路(12)、B整流滤波电路(14)、C整流滤波电路(22)、D整流滤波电路(24)、A鉴相电路(15)、B鉴相电路(25)、C鉴相电路(31)和PCI‑1712采集卡构成；PCI‑1712采集卡与计算机连接；第一电压采样电路(11)与第二电压采样电路(21)的结构相同，用于实现将高电压信号转换为低电压信号，并输出给A整流滤波电路(12)和C整流滤波电路(22)；第一电流采样电路(13)与第二电流采样电路(23)的结构相同，用于实现将电流信号转换为电压信号，并输出给B整流滤波电路(14)和D整流滤波电路(24)；A整流滤波电路(12)、B整流滤波电路(14)、C整流滤波电路(22)和D整流滤波电路(24)的结构相同，用于实现对接收的电压信号进行整流和滤波后输出给PCI‑1712采集卡；A鉴相电路(15)、B鉴相电路(25)和C鉴相电路(31)的结构相同，用于实现将接收到的两路信号进行大小比较，同时确定出两路信号的相位先后关系。