具有高頻振動的工具機及其感測/回饋信號的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有高頻振動的工具機，特別是涉及一種將感應線圈設置在主軸上，再通過接觸式電極將電力/信號傳送至高頻振動刀把的工具機及其感測/回饋信號的控制方法。
【背景技術】
[0002]高頻振動切削加工是一種新興的加工技術，它通過在一般的切削刀具上施加高頻振動，使刀具和工件發(fā)生間斷性的接觸，從而使現(xiàn)有切削模式發(fā)生了根本性的變化。由于此變化解決了現(xiàn)有切削加工中固有的難題，如切削中的震動和切削熱累積及加工品質(zhì)不穩(wěn)定等，從而得到優(yōu)良的切削效果。
[0003]現(xiàn)有高頻振動的震動裝置設在刀柄內(nèi)，所述刀柄可拆裝于一加工機具上，一般高頻振動加工機具可分成接觸式供電及非接觸式供電兩種方式，其中接觸式供電方式的電極非常容易磨損，因此較新式的高頻振動機具多采用非接觸式供電的方式。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術中使用線圈感應的非接觸式供電方式會將固定線圈設在加工機具側，而將轉(zhuǎn)動線圈直接設在刀柄內(nèi)，其雖然可避免接觸式轉(zhuǎn)動電極的磨損現(xiàn)象，但由于感應線圈是設置在刀具內(nèi)，因此會增加刀具成本，并且也不利于刀具的更換作業(yè)。
[0005]為了改進上述的缺點，有必要提供一種改良的具有高頻振動的工具機及其感測/回饋信號的控制方法，以解決現(xiàn)有技術所存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有高頻振動的工具機，其是將感應線圈設置在主軸上，再通過接觸式電極將電力及/或信號傳送至高頻振動的刀具內(nèi)，可避免接觸式轉(zhuǎn)動電極的磨損現(xiàn)象，并且由于感應線圈是設置在刀具外，因此可降低刀具成本及增進更換刀具的便利性。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明提供一種具有高頻振動的工具機，其包含一主軸構造及一高頻振動刀把，其中所述主軸構造包含:一本體，固定于所述工具機的一加工側面上；一旋轉(zhuǎn)軸，可轉(zhuǎn)動地設于所述本體內(nèi)；一刀把夾頭，同軸地設于所述旋轉(zhuǎn)軸的下端，所述刀把夾頭具有一組同軸設置的定位鍵，所述定位鍵的內(nèi)側面設有至少一組第一電極；一固定線圈部，包含一固定環(huán)及至少一初級線圈，皆呈中空狀，相互同軸地疊設固定，并位于所述旋轉(zhuǎn)軸的上段部，所述固定環(huán)固定于所述本體上，使所述固定線圈部相對所述本體為固定，一組外部電線電性連接至所述固定環(huán)；及一轉(zhuǎn)動線圈部，包含一轉(zhuǎn)動環(huán)及至少一次級線圈，皆呈中空狀，相互同軸地疊設固定，并設于所述旋轉(zhuǎn)軸的上段部，并且所述次級線圈與所述固定線圈部的初級線圈形成對應，所述轉(zhuǎn)動環(huán)固定于所述旋轉(zhuǎn)軸上，使所述轉(zhuǎn)動線圈部隨所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并且通過至少一組內(nèi)部電線電性連接至所述定位鍵內(nèi)側面的所述至少一組第一電極。
[0008]再者，所述高頻振動刀把包含:一刀柄部，設于所述刀把上部，用于與所述主軸構造的刀把夾頭形成夾持固定，所述刀柄部包含一組鍵槽，與所述刀把夾頭的所述定位鍵對應卡合，其外側設有至少一組第二電極，與所述刀把夾頭的所述至少一組第一電極對應接觸；一容置部，設于所述刀把中段，內(nèi)部設有一高頻振動模塊，與所述至少一組第二電極電性連接；及一刀具夾頭，設于所述刀把下部，用于向下夾持固定一刀具。
[0009]此外，所述工具機另包含一自動加工控制模塊及一高頻控制模塊，所述自動加工控制模塊控制所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使固定于所述刀把下方的刀具轉(zhuǎn)動以進行切削作業(yè)；所述高頻控制模塊控制電力/信號由所述至少一組外部電線傳輸至所述固定線圈部的固定環(huán)，再傳至所述至少一初級線圈，并感應所述轉(zhuǎn)動線圈部的至少一次級線圈形成電力/信號，再傳至所述轉(zhuǎn)動環(huán)，接著通過所述至少一組內(nèi)部電線傳至所述刀把夾頭的至少一組第一電極，再傳至所述刀柄部的所述至少一組第二電極，最后傳至所述高頻振動模塊，使所述刀具形成高頻振動。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，所述第一電極是一接觸式彈簧電極，所述第二電極包含設于內(nèi)圈的導電片及設于外圈的絕緣片。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實施例中，所述高頻振動模塊選自一壓電致動器、一音圈致動器或一磁致動器。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，所述初級線圈為兩個，所述次級線圈對應為兩個，其中一組初級線圈與次級線圈用于電力傳輸，另一組初級線圈與次級線圈用于信號載波傳輸。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，所述工具機另包含一無線信號接收模塊及一計算機模塊，所述高頻振動刀把另設有一感測模塊及一無線信號發(fā)射模塊；所述感測模塊用于將至少一感測資料通過所述無線信號發(fā)射模塊傳至所述無線信號接收模塊，并以所述計算機模塊進行分析計算后，所述計算機模塊將結果轉(zhuǎn)為控制指令輸出至所述自動加工控制模塊及所述高頻控制模塊；及所述自動加工控制模塊調(diào)整所述工具機的高頻振動刀把的旋轉(zhuǎn)功率及移動進給量，以及所述高頻控制模塊調(diào)整所述高頻振動模塊的振動頻率，從而提高所述高頻振動刀把的加工穩(wěn)定性及效率。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，所述感測模塊包含一應變規(guī)，所述感測資料包含所述應變規(guī)感測的所述高頻振動刀把的內(nèi)部應力。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，所述感測模塊包含一溫度計，所述感測資料包含所述溫度計感測的所述高頻振動刀把的溫度。
[0016]本發(fā)明的另一目的在于提供一種高頻振動刀具的工具機的感測及/或回饋信號的控制方法，其通過無線傳輸?shù)母袦y/回饋信號的控制方法，可提高高頻振動刀把的加工穩(wěn)定性及效率。
[0017]為達上述目的，本發(fā)明提供一種具有高頻振動的工具機的感測/回饋信號的控制方法，包含以下步驟:(a)提供一工具機及一高頻振動刀把，所述工具機設有一自動加工控制模塊、一高頻控制模塊、一無線信號接收模塊及計算機模塊，所述高頻振動刀把設有一高頻振動模塊、一感測模塊及一無線信號發(fā)射模塊；(b)使用所述自動加工控制模塊控制所述工具機的高頻振動刀把的旋轉(zhuǎn)功率及移動進給量以加工一工件，所述高頻控制模塊使所述高頻振動刀把產(chǎn)生高頻振動；(C)使用所述感測模塊將至少一感測資料通過所述無線信號發(fā)射模塊傳至所述無線信號接收模塊，并以所述計算機模塊進行分析計算；(d)使用所述計算機模塊將結果轉(zhuǎn)為控制指令輸出至所述自動加工控制模塊及所述高頻控制模塊；及(e)使用所述自動加工控制模塊調(diào)整所述工具機的高頻振動刀把的旋轉(zhuǎn)功率及移動進給量，以及所述尚頻控制t旲塊調(diào)整所述尚頻振動t旲塊的振動頻率，從而提尚所述尚頻振動刀把的加工穩(wěn)定性及效率。
[0018]綜上所述，利用本發(fā)明的具有高頻振動的工具機及其感測/回饋信號的控制方法，除了可降低刀具成本及增進更換刀具的便利性，還可提高高頻振動刀把的加工穩(wěn)定性及效率。
【附圖說明】
[0019]圖1:本發(fā)明一實施例的具有尚頻振動的工具機的組合不意圖；
[0020]圖2:本發(fā)明一實施例的工具機的主軸構造示意圖；
[0021]圖3:本發(fā)明一實施例的工具機的尚頻振動刀把不意圖；
[0022]圖4:本發(fā)明一實施例的具有高頻振動的工具機的感測/回饋信號的控制方法。
[0023]圖5A:本發(fā)明一實施例的感測模塊的應變規(guī)裝設示意圖；
[0024]圖5B:本發(fā)明一實施例的感測模塊的應變規(guī)的加工負載曲線圖(調(diào)整前);及
[0025]圖5C:本發(fā)明一實施例的感測模塊的應變規(guī)的加工負載曲線圖(調(diào)整后)。
【具體實施方式】
[0026]為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，幷配合附圖，作詳細說明。為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。再者，本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、