本發(fā)明涉及壓縮機(jī)加工，尤其涉及一種用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、大型葉輪的加工精度對(duì)于航空航天、能源動(dòng)力、船舶等重大設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。葉輪加工精度的高低直接影響設(shè)備的性能和可靠性。振動(dòng)是機(jī)械加工過(guò)程中不可分割的一部分，對(duì)零件質(zhì)量、刀具壽命和生產(chǎn)率都有不利影響。在極端情況下，它可能導(dǎo)致顫振和不穩(wěn)定的切割系統(tǒng)。研究葉輪銑削過(guò)程中的主動(dòng)減振方法對(duì)設(shè)備的性能、效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性的提高具有重要意義。

2、一般來(lái)說(shuō)，切削過(guò)程的主動(dòng)振動(dòng)控制可分為兩種類型。一個(gè)是主動(dòng)阻尼，另一個(gè)是直接抵消。對(duì)于前一種類型，控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為在控制對(duì)象的固有頻率處增加阻尼，使阻尼模態(tài)得到充分穩(wěn)定。主動(dòng)動(dòng)力減振器是該方法的典型應(yīng)用。tewani等(1995)采用主動(dòng)動(dòng)力吸收器來(lái)提高鏜桿的穩(wěn)定性，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。chung等(1997)以主軸頭模態(tài)為控制對(duì)象，研制了主動(dòng)動(dòng)力吸收器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能有效地提高結(jié)構(gòu)模態(tài)的穩(wěn)定性。但是，所設(shè)計(jì)的主動(dòng)阻尼對(duì)降低切削振動(dòng)的有效性未被提及。zhang和sims(2005)以及ganguli等人(2007)通過(guò)主動(dòng)阻尼研究了顫振的避免。

3、在直接抵消方面，受控執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀具或工件沿著與切削振動(dòng)相反的方向運(yùn)動(dòng)。nagaya和yamazaki(1997)提出了一種主動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)控制主軸的微振動(dòng)，數(shù)值結(jié)果表明，振動(dòng)在低頻區(qū)域有明顯的衰減。e?l-si?nawi和kashan?i(2005)通過(guò)使用主動(dòng)刀柄開(kāi)發(fā)了車削操作的最佳振動(dòng)控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了該方法在減振和提高加工質(zhì)量方面的效果。但均存在搭建成本高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為解決上述至少一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)及方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，包括：

4、抑制執(zhí)行模塊(10)，抑制執(zhí)行模塊(10)包括上面板(100)、下面板(200)、至少一個(gè)懸浮件(300)和至少一個(gè)音圈電機(jī)(400)；

5、上面板(100)和下面板(200)平行間隔設(shè)置，上面板(100)用于連接工件，懸浮件(300)分別與上面板(100)和下面板(200)連接，音圈電機(jī)(400)的一端與下面板(200)連接，音圈電機(jī)(400)的另一端用于接觸上面板(100)，以對(duì)上面板(100)施加外力。

6、其中，主動(dòng)減振系統(tǒng)還包括監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)用于與工件連接，且監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與音圈電機(jī)(400)連接，監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)至少用于采集工件的振動(dòng)信息，并生產(chǎn)控制信號(hào)控制音圈電機(jī)(400)，使音圈電機(jī)(400)對(duì)上面板(100)施加外力，以抑制工件振動(dòng)。

7、其中，監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊，振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊包括第一加速度傳感器(50)和第二加速度傳感器(60)，振動(dòng)信息包括加速度信息，第一加速度傳感器(50)用于與工件連接，用于檢測(cè)工件的第一加速度信息；

8、音圈電機(jī)(400)包括動(dòng)子和定子，定子與下面板(200)連接，動(dòng)子與上面板(100)相對(duì)，用于接觸上面板(100)，第二加速度傳感器(60)用于與動(dòng)子連接，用于檢測(cè)動(dòng)子的第二加速度信息。

9、其中，監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊、信號(hào)采集模塊(20)、中央控制模塊(30)和音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(40)，振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊至少用于與工件連接，信號(hào)采集模塊(20)與振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊和中央控制模塊(30)連接，用于存儲(chǔ)并向中央控制模塊(30)轉(zhuǎn)發(fā)振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊獲取的振動(dòng)信息，音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(40)與中央控制模塊(30)和音圈電機(jī)(400)連接，中央控制模塊(30)用于根據(jù)振動(dòng)信息產(chǎn)生控制信號(hào)，發(fā)送至音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(40)，音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(40)用于根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)(400)，以使音圈電機(jī)(400)對(duì)上面板(100)施加外力，以抑制工件振動(dòng)。

10、其中，上面板(100)和下面板(200)分別開(kāi)設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的讓位豁口(300)，下面板(200)用于連接支撐臺(tái)，支撐臺(tái)上設(shè)置有多個(gè)固定爪，固定爪用于由工件的不同側(cè)固定工件，讓位豁口用于為固定爪讓位。

11、其中，音圈電機(jī)(400)位于相鄰讓位豁口(300)之間。

12、其中，音圈電機(jī)(400)對(duì)應(yīng)多個(gè)懸浮件(300)，且多個(gè)懸浮件(300)圍設(shè)于音圈電機(jī)(400)外周。

13、其中，懸浮件(300)包括彈簧。

14、其中，音圈電機(jī)(400)還包括外殼，定子位于外殼內(nèi)，動(dòng)子與外殼之間密封連接。

15、另一方面，本發(fā)明還提供一種用于工件加工的主動(dòng)減振方法，應(yīng)用前述中任一項(xiàng)的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，方法包括：

16、對(duì)工件進(jìn)行加工；

17、采集工件的振動(dòng)信息；

18、根據(jù)振動(dòng)信息生產(chǎn)控制信號(hào)，控制音圈電機(jī)的對(duì)上面板施加外力，以抑制工件振動(dòng)。

19、其中，根據(jù)振動(dòng)信息生產(chǎn)控制信號(hào)，控制音圈電機(jī)的對(duì)上面板施加外力，以抑制工件振動(dòng)的步驟，具體包括：

20、根據(jù)工件的振動(dòng)信息確定工件的振動(dòng)基頻，并產(chǎn)生中間驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制音圈電機(jī)以振動(dòng)基頻懸空振動(dòng)；

21、同時(shí)采集工件的第一振動(dòng)信息與動(dòng)子的第二振動(dòng)信息，并計(jì)算第一振動(dòng)信息和第二振動(dòng)信息的相位差；

22、根據(jù)相位差產(chǎn)生控制信號(hào)，以控制動(dòng)子接觸上面板，并以振動(dòng)基頻和與工件反向相位振動(dòng)，為上面板施加外力，以抑制工件振動(dòng)。

23、本發(fā)明提出的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)及方法，旨在解決大型葉輪銑削過(guò)程中普遍存在的加工振動(dòng)難題，該振動(dòng)導(dǎo)致加工精度無(wú)法保證和加工效率低下的問(wèn)題。本申請(qǐng)以音圈電機(jī)作為振動(dòng)抑制的執(zhí)行器，檢測(cè)葉輪在加工過(guò)程中的振動(dòng)信息，對(duì)振動(dòng)信息進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)化成控制信息控制音圈電機(jī)振動(dòng)，旨在為葉輪提供與葉輪加工時(shí)振動(dòng)頻率相同，而相位相反的外部主動(dòng)振動(dòng)干預(yù)，繼而音圈電機(jī)施加的振動(dòng)干預(yù)與葉輪加工導(dǎo)致的振動(dòng)相互抵消，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪振動(dòng)的抑制，實(shí)現(xiàn)以經(jīng)濟(jì)有效的方式抑制葉輪的振動(dòng)，最終達(dá)到降低刀具磨損，提高加工精度，保證加工質(zhì)量進(jìn)而降低成本的目的。

技術(shù)特征：

1.一種用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，其特征在于，

9.一種用于工件加工的主動(dòng)減振方法，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于工件加工的主動(dòng)減振方法，其特征在于，所述根據(jù)所述振動(dòng)信息生產(chǎn)控制信號(hào)，控制音圈電機(jī)的對(duì)上面板施加外力，以抑制所述工件振動(dòng)的步驟，具體包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)及方法，為工件提供與工件加工時(shí)振動(dòng)頻率相同，而相位相反的外部主動(dòng)振動(dòng)干預(yù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件振動(dòng)的抑制。本發(fā)明的主要技術(shù)方案為：一種用于工件加工的主動(dòng)減振系統(tǒng)，包括上面板、下面板、至少一個(gè)懸浮件和至少一個(gè)音圈電機(jī)；上面板和下面板平行間隔設(shè)置，上面板用于連接工件，懸浮件分別與上面板和下面板連接，音圈電機(jī)的一端與下面板連接，音圈電機(jī)的另一端用于接觸上面板。本發(fā)明主要用于減振。

技術(shù)研發(fā)人員：李宏坤,張曉雯,李智,彭德峰,王朝東,包翠敏,張勇,郭婷,孫奇,王楊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連透平機(jī)械技術(shù)發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15