CN103683536A - 加工装置 - Google Patents

加工装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103683536A
CN103683536A CN201310753051.7A CN201310753051A CN103683536A CN 103683536 A CN103683536 A CN 103683536A CN 201310753051 A CN201310753051 A CN 201310753051A CN 103683536 A CN103683536 A CN 103683536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
mentioned
signal
body side
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310753051.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103683536B (zh
Inventor
高樱修平
向井俊和
奥山昇
严瑞雄
陈馨宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongtai Machine and Tool Co Ltd
Original Assignee
MIE DENSHI KK
Tongtai Machine and Tool Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MIE DENSHI KK, Tongtai Machine and Tool Co Ltd filed Critical MIE DENSHI KK
Publication of CN103683536A publication Critical patent/CN103683536A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103683536B publication Critical patent/CN103683536B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H5/00—Tool, instrument or work supports or storage means used in association with vehicles; Workers' supports, e.g. mechanics' creepers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B37/00—Boring by making use of ultrasonic energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B23Q1/0018—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means
    • B23Q1/0027—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts comprising hydraulic means between moving parts between which an uninterrupted energy-transfer connection is maintained
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/108—Piezoelectric elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

本发明提供一种使工具侧相对于主体侧旋转的新结构的加工装置，在该加工装置中，能够通过更简单且小型的结构以更好的传送品质从工具侧向主体侧传送电信号，并且更有效地驱动设置于工具侧的超声波振子。在主体侧(14)与工具侧(20)之间设置成对的信号用线圈(58a、58b)而能够进行电信号的传送，并且由供电控制单元(140、136)控制对设置于上述工具侧(20)的超声波振子(112)的供电频率性。并且，将信号用线圈(58a、58b)的至少一方以降低由来自设置于上述主体侧(14)和上述工具侧(20)的电力用线圈(56a、56b)的影响而产生的噪声电动势的线圈绕组路径(68、70)形成。

Description

加工装置
技术领域
本发明涉及一种使设置有工具的工具侧相对于主体侧旋转的加工装置，特别是涉及一种在工具侧具备超声波振子、在工具的旋转中叠加超声波振子的振动的加工装置。
背景技术
以往，例如日本特开2002-28808号公报(专利文献1)、日本特表2008-504138号公报(专利文献2)等所记载的那样，在进行切削、研磨等的加工装置中，在能够相对于主体侧旋转的工具侧设置超声波振子，通过将旋转运动和超声波振子的振动叠加于工具来提高加工精度。在这样的加工装置中，为了对相对于主体侧旋转的超声波振子供给驱动电力，而在主体侧和工具侧的旋转部分相对置地配置初级侧电力用线圈和次级侧电力用线圈，通过利用这些电力用线圈的相互感应作用来从主体侧向工具侧供给电力。
另外，已知超声波振子被认为等效于具有谐振频率的电气回路，为了有效地驱动超声波振子而供给谐振频率或其附近频率的驱动电力。但是，在加工装置中，根据超声波振子周围的温度变化、超声波振子自身的温度变化、施加于工具的负荷的变化等而超声波振子的谐振频率发生变化。因此，存在仅以固定的频率供给驱动电力无法高效地驱动超声波振子的情况，有可能使加工精度降低。
因此，考虑在工具侧设置检测超声波振子的振动状态的检测单元，并且在主体侧和工具侧设置信号用线圈，利用这些信号用线圈的相互感应作用来将检测单元的检测信号以电信号方式从工具侧传送到主体侧，根据从检测信号获得的超声波振子的振动状态来调节供给电力。
可是，在对工具侧进行相对于主体侧的旋转驱动的加工装置中，在主体侧与工具侧的旋转部分配设信号用线圈的情况下，为了维持主体侧的信号用线圈和工具侧的信号用线圈的相对置状态，需要与电力用线圈一起将信号用线圈也配设在与工具侧的旋转中心轴相同的轴上。但是，当将电力用线圈和信号用线圈配设在相同的轴上时，特别是在信号用线圈中，由电力用线圈产生的磁通贯穿信号用线圈而在信号用线圈中产生噪声电动势，有可能噪声混入到传送的电信号中。
为了应对这样的问题，在日本特开平11-354348号公报(专利文献3)、日本特开平11-313491号公报(专利文献4)中，提出了通过使形成线圈的磁路的芯构件大型化来避免磁路的相互干扰、或者通过使非磁性材料介于线圈之间来避免磁路的相互干扰的结构。但是，在专利文献3、专利文献4所记载的结构中，芯构件大型化特别地会导致工具侧大型化。工具侧高速地进行旋转，因此如果工具侧大型化，则有可能很难稳定地实现旋转驱动。
专利文献1：日本特开2002-28808号公报
专利文献2：日本特表2008-504138号公报
专利文献3：日本特开平11-354348号公报
专利文献4：日本特开平11-313491号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是以上述的情形为背景完成的，其解决课题在于提供如下一种新结构的加工装置：在使工具侧相对于主体侧旋转的加工装置中，通过更简单且更小型的结构，能够以优质的传送品质从工具侧向主体侧传送电信号，并且能够更有效地驱动设置在工具侧的超声波振子。
用于解决问题的方案
下面记载为了解决这样的问题而完成的本发明的方式。此外，下面记载的各方式中所采用的结构要素能够以可能的任意组合来采用。
本发明的第一方式是一种加工装置，在具备输出交流电压的供电装置的主体侧与能够相对于该主体侧旋转且具备连接工具的超声波振子的工具侧之间，成对的初级侧电力用线圈和次级侧电力用线圈设置在上述工具侧的旋转中心轴的同心轴上，通过这些电力用线圈从上述主体侧的上述供电装置向上述工具侧的上述超声波振子供给驱动电力，该加工装置的特征在于，在上述主体侧和上述工具侧之间，成对的信号用线圈在上述主体侧和上述工具侧分别以与上述电力用线圈在同心轴上且在轴方向上叠加的方式配设，另一方面，在上述工具侧设置有检测上述超声波振子的振动状态的检测单元，能够利用上述信号用线圈将该检测单元的检测信号从上述工具侧发送到上述主体侧，并且在上述主体侧设置有根据上述检测单元的检测信号来控制向上述初级侧电力用线圈的供电频率的供电控制单元，另一方面，上述主体侧和上述工具侧中的至少一方的上述信号用线圈以产生相互反向的电动势的线圈绕组路径形成来抵消由于上述电力用线圈所产生的磁通的影响而使该信号用线圈产生的电动势。
在设为依照本方式的结构的加工装置中，在主体侧和工具侧分别设置有信号用线圈，通过利用信号用线圈的相互感应，能够以非接触状态从工具侧向主体侧传送电信号。由此，在工具侧能够将由检测单元检测到的超声波振子的振动状态利用信号用线圈传送到主体侧，能够通过主体侧的供电控制单元，基于所接收到的检测信号，与超声波振子的振动状态的变化相应地改变供给电力的频率。其结果，能够进行与超声波振子的谐振频率的变化相对应的反馈控制，能够更有效地驱动超声波振子，能够实现加工精度的提高。
并且，将主体侧和工具侧中的至少一方的信号用线圈以抵消来自电力用线圈的影响的线圈绕组路径形成。由此，在由电力用线圈产生的磁通通过信号用线圈的情况下，使信号用线圈产生相互相反方向的感应电流而相互抵消。因而，无需另外设置噪声抑制用的线圈构件、或者设置用于抵消噪声电动势的供电控制装置，通过信号用线圈自身就能够降低噪声电动势。其结果，能够通过简单的结构提高电信号的传送品质。
除此之外，通过信号用线圈自身降低噪声电动势，由此能够更迅速地传送电信号。即，例如在无线通信的情况下，一般来说需要对所接收到的电信号进行检波后放大、去除噪声、再现信号这样的多级处理，从而需要大量时间。因此，特别是在如本发明那样的反馈控制中，当从工具侧产生检测信号开始直到在主体侧被再现为止需要大量时间时，需要考虑检测信号的时间延迟，导致控制的复杂化。与此相对地，根据本发明，通过对信号用线圈的结构本身赋予噪声降低效果，能够更迅速地传送电信号，能够提高信号传递的实时性。
而且，由于在信号用线圈中能够降低来自电力用线圈的影响，因此能够将信号用线圈与电力用线圈叠加在同心轴上来配设成小型。其结果，能够实现加工装置的小型化、尤其是工具侧的小型化，能够实现工具的更高速的旋转，并且能够提高旋转的稳定性，实现加工精度的提高。
此外，本方式中的“叠加”是指将电力用线圈的线圈绕组和信号用线圈的线圈绕组配设在这些线圈的轴方向的投影视图中相重叠的位置，当然两个线圈的线圈绕组是相互非接触的，并不是指两个线圈的线圈绕组处于接触状态。另外，电力用线圈的线圈绕组和信号用线圈的线圈绕组可以大致整周相叠加，也可以部分交叉地相叠加。
本发明的第二方式构成为，在上述第一方式所记载的装置中，上述产生相互反向的电动势的线圈绕组路径构成为包含相互反向卷绕的第一绕组部分和第二绕组部分。
根据本方式，由于第一绕组部分和第二绕组部分以相互相反方向卷绕，因此针对共通磁场来说，在第一绕组部分和第二绕组部分中产生相互相反方向的感应电流。由此，在电力用线圈所产生的磁通通过了信号用线圈的情况下，在第一绕组部分和第二绕组部分产生相互相反方向的电动势而相互抵消。其结果，能够降低在信号用线圈中产生的噪声电动势。
此外，以相互相反方向卷绕的第一绕组部分和第二绕组部分的卷绕方向是指绕电力用线圈的中心的方向，关于设置在主体侧的信号用线圈，是指绕初级侧电力用线圈的中心的方向，关于设置在工具侧的信号用线圈，是指绕次级侧电力用线圈的中心的方向。另外，第一绕组部分和第二绕组部分的匝数是考虑第一绕组部分所产生的电动势和第二绕组部分所产生的电动势后任意设定的，优选设定成对于共通磁场在第一绕组部分和第二绕组部分中产生相互相反方向且大小相等的电动势。因而，也可以使第一绕组部分的匝数和第二绕组部分的匝数相互不同。
本发明的第三方式为，在上述第二方式所记载的装置中，上述第一绕组部分和从该第一绕组部分折返并沿该第一绕组部分反向卷绕的上述第二绕组部分形成在同一平面上。
根据本方式，能够将信号用线圈形成得薄。另外，由于能够将信号用线圈形成为平面状，因此能够容易地进行在电力用线圈上叠加配设等配设作业。
本发明的第四方式为，在上述第一～第三方式中的任一个方式所记载的装置中，在上述主体侧和上述工具侧中的至少一方设置有由导磁材料构成并形成有在圆周方向上延伸的槽部的壶型芯，上述电力用线圈和上述信号用线圈两方都被收容在上述槽部。
根据本方式，通过利用壶型芯形成电力用线圈和信号用线圈的磁路，能够提高电力和电信号的传送效率。而且，根据本发明，通过对信号用线圈采用特定形状的线圈绕组路径，能够减少电力用线圈的影响，因此能够将电力用线圈和信号用线圈收容在壶型芯的同一槽部内，能够实现小型化。并且，由于信号用线圈被收容在壶型芯的槽部，因此还能够保护信号用线圈免受配设在附近的电动机等的磁性干扰。
本发明的第五方式为，在上述第四方式所记载的装置中，上述壶型芯仅被设置在上述主体侧。
如上所述，已知超声波振子在谐振频率附近被认为等效于图26所示的谐振电路。图26所示的等效电路是在将表示机械振动特性(串联谐振特性)的线圈部分(L)和电容器(C)以及表示机械负荷的电阻部分(R)串联连接得到的LCR电路上并联连接构成超声波振子的压电元件作为电容器发挥作用所形成的制动电容(Cd)。
因此，如本方式那样，将由导磁材料构成的壶型芯仅设置在主体侧，不在工具侧的次级侧电力用线圈上装配芯构件，由此能够避免工具侧的超声波振子的等效电路中的电感(L)增大。由此，能够避免谐振频率
Figure BDA0000451382480000061
的大的变化。电感(L)的增大一般表现为谐振频率fr的下降，因此通过避免电感(L)的增大，能够抑制谐振频率fr的下降。由此，将超声波振子的谐振频率维持在高的位置，能够以高频率驱动超声波振子，能够实现加工精度的进一步提高。另外，由于能够避免谐振频率fr大幅变化，因此能够容易使超声波振子的谐振频率接近工具侧的机械固有振动频率，能够将超声波振子的振动有效地传递到工具而更有效地获得工具的行程。
另外，由于不在工具侧的次级侧电力用线圈装配壶型芯，因此在初级侧电力用线圈与次级侧电力用线圈之间明显地产生漏磁通而能够降低结合系数。由此，能够避免由于相对于主体侧的少许位置偏移而电力的传送效率急剧下降，从而提高了电力传送的稳定性。并且，例如图27所示那样在从主体侧使驱动电力以方形波的形式振荡的情况下，能够使在工具侧对超声波振子输入的电力波形接近图27中同时示出的作为超声波振子的机械振动的正弦波。由此，能够容易地使超声波振子的振动与施加电压的变化同步，能够降低认为是由于施加电压的急剧变化引起的超声波振子的波动而使超声波振子稳定地进行振动。与此同时，能够抑制图27中用斜线表示的剩余能量的产生，还能够抑制发热。
另外，由于不对工具侧的次级侧电力用线圈装配壶型芯，因此能够使工具侧轻量化，能够实现更高速的旋转驱动。此外，在本方式中，为了调节工具侧的信号用线圈的交链磁通，能够在工具侧设置由导磁材料构成的芯构件，将工具侧的信号用线圈配设在芯构件上，但是优选采用不在工具侧设置任何包括壶型芯的芯构件的方式。即，在芯构件是将铁等微粒子烧结形成的情况下，当以每分钟数万左右的高速旋转时，开裂、破损的可能性变高。因此，通过不在工具侧设置任何的芯构件，能够避免在工具侧芯构件损坏的问题。
本发明的第六方式为，在上述第四或第五方式所记载的装置中，使上述第一绕组部分与上述第二绕组部分的分离距离大于上述信号用线圈两侧的与上述槽部的壁部之间的分离距离。
在本方式中，将信号用线圈的第一绕组部分靠近槽部的外壁和内壁中的一方配设，并且将第二绕组部分靠近外壁和内壁中的另一方配设，第一绕组部分和第二绕组部分配设成相比于另一方的绕组部分更靠近槽部的某一方的壁部。由此，第一绕组部分所产生的磁通和第二绕组部分所产生的磁通容易通过槽部的各个壁部，能够降低第一绕组部分的磁路与第二绕组部分的磁路之间的干扰。其结果，能够更加提高利用信号用线圈传送电信号的传送品质。
本发明的第七方式为，在上述第一～第六方式中的任一个方式所记载的装置中，上述超声波振子是层叠有多个压电元件的朗之万型振子，由与这些多个压电元件一起层叠的压电元件构成上述检测单元。
根据本方式，能够利用作为检测单元的压电元件的压电效应将超声波振子的振动检测为电压。由此，能够通过简单的结构实现检测单元。并且，由于能够将作为检测单元的压电元件与构成朗之万型振子的多个压电元件配设在同轴上，因此能够在空间上有效地设置检测单元，并且能够抑制工具侧的重量平衡的偏颇，提高工具侧的旋转的稳定性。
发明的效果
在本发明中，利用初级侧电力用线圈和次级侧电力用线圈来从主体侧向设置于工具侧的超声波振子以非接触状态传送电力，并且利用设置于主体侧和工具侧的信号用线圈将超声波振子的振动状态以电信号传送到主体侧。而且，通过供电控制单元，能够根据通过信号用线圈获得的电信号来控制向超声波振子的供电频率，由此能够根据超声波振子的谐振频率的变化来调节供给电力的频率，能够提高加工品质。并且，将主体侧和工具侧中的至少一方的信号用线圈以抵消由于电力用线圈所产生的磁通的影响而产生的电动势的线圈绕组路径形成。由此，能够通过非常简单的结构，降低由于来自电力用线圈的影响而在信号用线圈中产生的噪声电动势。其结果，能够提高电信号的传送品质，并且能够将信号用线圈靠近电力用线圈配设，能够实现主体侧和工具侧的小型化。
附图说明
图1是以模型的形式表示作为本发明的第一实施方式的加工装置的说明图。
图2是图1所示的加工装置的主要部分的纵截面说明图。
图3是主体侧传送部件和工具部件的立体图。
图4是主体侧传送部件和工具部件的与图3不同的方向的立体图。
图5是初级侧电力用线圈、次级侧电力用线圈、信号用线圈、壶型芯的分解立体图。
图6是以模型的形式表示图5所示的信号用线圈的说明图。
图7是主体侧线圈头的主视图。
图8是具备超声波振子的振动部件的说明图。
图9是概要地说明在作为本发明的第一实施方式的加工装置中使用的非接触式电源供给装置的框图。
图10是表示超声波振子的阻抗特性的曲线图。
图11是表示流过超声波振子的电流的测量结果的曲线图。
图12是表示超声波振子的谐振频率附近的电压和电流的测量结果的曲线图。
图13是表示在超声波振子的谐振频率附近之外的频率区域的电压和电流的测量结果的曲线图，是施加了方形波的电压时的曲线图。
图14是表示在超声波振子的谐振频率附近之外的频率区域的电压和电流的测量结果的曲线图，是施加了正弦波的电压时的曲线图。
图15的(a)、(b)是用于说明超声波振子的谐振频率发生变化时的电压和电流的变化情形的说明图，(a)是表示电流的振幅发生了变化的情况的说明图，(b)是表示电流的相位发生了变化的情况的说明图。
图16的(a)、(b)是用于说明在信号用线圈中产生的感应电流的朝向的说明图，(a)表示传送电信号时，(b)表示产生噪声时。
图17的(a)、(b)是用于说明在信号用线圈中产生的感应电流的朝向的纵截面图，(a)表示传送电信号时，(b)表示产生噪声时。
图18是测量在工具侧发送检测信号的发送定时和在主体侧接收检测信号的接收定时的曲线图。
图19是同时示出使工具振动并旋转而形成的穿孔和不使工具振动而使其旋转形成的穿孔的照片。
图20是表示构成图1所示的加工装置的多个工具部件的说明图。
图21是用于说明图1所示的加工装置向计算机网络连接的连接方式的说明图。
图22是表示构成作为本发明的第二实施方式的加工装置的检测单元的说明图。
图23是表示构成作为本发明的第三实施方式的加工装置的初级侧电力用线圈、信号用线圈、壶型芯的分解立体图。
图24是构成作为本发明的第四实施方式的加工装置的初级侧电力用线圈、次级侧电力用线圈、信号用线圈、壶型芯的纵截面图。
图25是以模型的形式表示构成作为本发明的第五实施方式的加工装置的信号用线圈的主视图。
图26是用于说明超声波振子的说明图。
图27是用于说明施加于超声波振子的电压和超声波振子的振动状态的说明图。
附图标记说明
10：加工装置；12：装置主体；14：主轴头；18：工具；20：工具部件；24：工件；36：迷宫式密封件；42：主体侧传送部件；46：主体侧线圈头；56a：初级侧电力用线圈；56b：次级侧电力用线圈；58a：主体侧信号用线圈；58b：工具侧信号用线圈；60：壶型芯；68：第一绕组部分；70：第二绕组部分；94：振动部件；96：工具侧线圈头；112：超声波振子；114：变幅杆；116：压电元件；120：螺栓；124：绝缘层；125：卡盘机构；132：空气流路；172：压电元件(检测单元)；176：绝缘材料。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，在图1中以模型的形式表示作为本发明的第一实施方式的加工装置10。加工装置10被设为在设置于作为主体侧的装置主体12的主轴头14的主轴16上连接有具备工具18的作为工具侧的工具部件20的结构。而且，通过使主轴16旋转，能够使与主轴16连接的工具部件20相对于主轴头14旋转。
装置主体12被支承在基座22上。在基座22上，在工具18的前方(图1中为下方)设置有台26，该台26以可安装和拆卸的方式保持作为加工对象物的工件24。台26被支承在设置于基座22的驱动机构28上，通过设置在驱动机构28内的未图示的导轨、伺服电动机等，能够相对于工具18在与针对工具18的前后方向(图1中为上下方向)正交的X轴方向和Y轴方向以及作为针对工具18的前后方向的Z轴方向的正交三轴方向上相对地进行变位。由此，工具18相对于工件24，能够在正交三轴方向上相对地进行变位。此外，加工装置10例如也可以是能够在X轴方向和Y轴方向的正交双轴方向上移动台26并且能够在Z轴方向上移动主轴头14的装置等。
在图2中以模型的形式表示主轴头14和工具部件20的纵截面。在主轴头14上，在壳体30内设置有作为旋转驱动单元的电动机32。而且，通过将主轴16固定在电动机32的输出轴上，能够使主轴16围绕中心轴O旋转。主轴16通过轴承34、34被支承在壳体30中，并且前端部位于与壳体30中的工具部件20侧的端边缘部大致相等的位置。另外，在主轴16的前端侧，在主轴16与壳体30之间设置有迷宫式密封件36，防止粉尘等异物从外部侵入到壳体30内。
在主轴16的前端部形成有部件安装孔38，该部件安装孔38具有朝向主轴16的前端边缘部而直径扩展的锥形状的内周面。在主轴16的内部，在主轴16的轴方向上在部件安装孔38的直径缩小的端部的内侧设置有把持设置于工具部件20的后述的拉钉106的拉拔卡盘40。
在壳体30中的工具部件20侧的端部安装有主体侧传送部件42。在图3和图4中同时示出主体侧传送部件42和工具部件20。主体侧传送部件42被设为在主体侧壳体44中收容有主体侧线圈头46(参照图2)的结构。主体侧壳体44被设为在具有大致圆柱形状的外形的中央部48的轴方向一方的端边缘部形成有在整个圆周上向直径方向外方突出的凸缘状部50的、例如由不锈钢等构成的一体成型品。在中央部48形成有在中心轴上贯通的杆穿通孔52。并且，在中央部48处的杆穿通孔52的周围形成有主体侧收容槽54，该主体侧收容槽54在工具部件20侧(图2中为下侧)开口，围绕中央部48的中心轴在整个圆周方向上连续地延伸。
在主体侧收容槽54中收容有主体侧线圈头46。如图5中与后述的工具侧线圈头96同时示出的那样，主体侧线圈头46被设为初级侧电力用线圈56a和作为信号用线圈的主体侧信号用线圈58a被收容在作为芯构件的壶型芯60中的结构。初级侧电力用线圈56a是将由铜等形成的作为线圈绕组的引线62以规定次数卷绕成圆形而形成的。初级侧电力用线圈56a的大小和匝数是考虑所传送的电力的大小等而能够任意设定的。另外，本实施方式的初级侧电力用线圈56a是将引线62卷绕在由合成树脂等形成的大致圆筒形状的卷轴64上而形成的，但是卷轴64并不是必须的。
另一方面，主体侧信号用线圈58a由通过铜等形成的作为线圈绕组的引线66形成。如图6中以模型的形式所示的那样，主体侧信号用线圈58a整体形成为圆形，在直径方向的外侧卷绕的第一绕组部分68和在直径方向的内侧沿与第一绕组部分68相反的方向卷绕的第二绕组部分70通过一条引线66形成。
具体地说，首先，从图6中的点A开始将引线66卷绕大致半周形成了外侧卷绕部72a之后，向直径方向的内侧弯折，在直径方向的内侧与外侧卷绕部72a反向(图6中为逆时针)地卷绕大致一周来形成内侧卷绕部74a。然后，引线66从内侧卷绕部74a再向直径方向的外侧弯折，在直径方向的外侧与内侧卷绕部74a反向(图6中为顺时针)地卷绕半周返回到点A来形成外侧卷绕部72b。以后通过重复上述处理来依次形成外侧卷绕部72c、内侧卷绕部74b、外侧卷绕部72d。这样，由外侧卷绕部72a～72d形成第一绕组部分68，并且由内侧卷绕部74a、74b形成了第二绕组部分70。总之，引线66在外侧卷绕大致半周后向内侧折返，在内侧反向卷绕大致一周。然后，再向外侧折返沿剩下的外侧卷绕半周，由此在主体侧信号用线圈58a的外侧形成沿一个方向(图6中为顺时针)卷绕的第一绕组部分68，并且在主体侧信号用线圈58a的内侧形成从第一绕组部分68折返并沿着第一绕组部分68在与第一绕组部分68相反的方向(图6中为逆时针)上卷绕的第二绕组部分70。通过重复上述处理，能够任意地设定主体侧信号用线圈58a的匝数。此外，为了容易理解，而在图6中以引线66不重叠的方式进行了图示，但是引线66也可以在各第一绕组部分68和第二绕组部分70重叠。
本实施方式的主体侧信号用线圈58a形成为与初级侧电力用线圈56a大致相等的大小的圆形状。另外，第一绕组部分68和第二绕组部分70分别被卷绕成大致圆形，在同一平面上形成在同心轴上。此外，对于主体侧信号用线圈58a，如图5所示那样利用由合成树脂等构成的薄片通过粘接等将引线66固定在圆环板形状的保持板76上，由此维持绕组形状。但是，保持板76并不是必须的。
这些初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a收容在壶型芯60中。壶型芯60例如由铁、硅钢、坡莫合金、铁氧体等导磁材料形成。壶型芯60具有被在中心轴上延伸的中央孔78穿过的圆筒形状并且形成有在轴方向的一方开口并绕中心轴延伸的作为槽部的周槽80，周槽80被设为收容初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a的收容凹部。此外，作为壶型芯60的具体形状，能够采用各种形状，壶型芯60可以是一体成型品，也可以是例如将周槽80的外壁82、内壁84、底壁这三个部件粘接等形成的包括多个部件的结构等。并且，例如也可以是将外壁82在圆周方向上分割为多个、或者将壶型芯60的形成构件靠近初级侧电力用线圈56a、主体侧信号用线圈58a配置的结构等。
而且，通过在周槽80中收容初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a，形成了主体侧线圈头46。在本实施方式中，按照初级侧电力用线圈56a、主体侧信号用线圈58a的顺序收容在壶型芯60中，但是向壶型芯60收容的顺序也可以相反。由此，如图2所示那样，初级侧电力用线圈56a被壶型芯60包围，并且初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a在大致同心轴上以彼此的引线62、66(参照图5)在轴方向(图2中为上下方向)上重叠的状态收容在周槽80中。这样，通过将初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a配设在大致同心轴上，而主体侧信号用线圈58a的第一绕组部分68和第二绕组部分70相对于初级侧电力用线圈56a的中心相互反向卷绕。此外，通过使卷轴64介于初级侧电力用线圈56a与主体侧信号用线圈58a之间，将初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a隔开间隙地进行配设，并且防止彼此的引线62、66相接触。
另外，如图7所示，通过将主体侧信号用线圈58a收容在周槽80中，来将主体侧信号用线圈58a的第一绕组部分68配设在周槽80的外壁82侧，将第二绕组部分70配设在周槽80的内壁84侧。在此，将第一绕组部分68和第二绕组部分70分离设置，使壶型芯60的直径方向上第一绕组部分68与第二绕组部分70的分离距离D大于形成在主体侧信号用线圈58a的外侧的第一绕组部分68与外壁82之间的分离距离d1、形成在主体侧信号用线圈58a的内侧的第二绕组部分70与内壁84之间的分离距离d2中的任一个。即，第一绕组部分68位于相比于第二绕组部分70侧更靠近外壁82侧的位置，第二绕组部分70位于相比于第一绕组部分68侧更靠近内壁84侧的位置。
这样的主体侧线圈头46以壶型芯60的周槽80在工具部件20侧开口的朝向收容在主体侧壳体44的主体侧收容槽54中并通过粘接、压入等进行固定。由此，主体侧线圈头46被例如由不锈钢等形成的主体侧壳体44覆盖外侧，主体侧壳体44作为屏蔽构件发挥功能，由此降低从壶型芯60泄漏的漏磁通，并且尤其是保护主体侧信号用线圈58a免受来自外部的电动机32等的磁性干扰。此外，也能够另外设置屏蔽构件，例如也可以由铝合金、铜合金、钛合金、镍合金、陶瓷、合成树脂材料等非磁性体形成屏蔽构件，以由该屏蔽构件覆盖外侧的状态将主体侧线圈头46收容在主体侧收容槽54中等。
如上所述的主体侧传送部件42通过凸缘状部50与壳体30相重叠，并且将固定螺栓90穿通于贯通设置在凸缘状部50的多个位置处的螺栓孔88来固定安装在壳体30上。
另一方面，如图2～图4所示，工具部件20被设为在旋转框体92中设置有振动部件94和工具侧线圈头96等的结构。旋转框体92例如由不锈钢等形成。在旋转框体92中形成有具有大致圆柱形状的外形的线圈头收容部98。线圈头收容部98的外径尺寸与主体侧传送部件42的中央部48的外径尺寸大致相等。在线圈头收容部98中形成有旋转侧收容槽100，该旋转侧收容槽100在主体侧传送部件42侧(图2中为上侧)开口，绕线圈头收容部98的中心轴在整个圆周上连续地延伸。并且，在旋转框体92中形成有在线圈头收容部98的中心轴上从线圈头收容部98朝向主体侧传送部件42侧突出的杆部102。杆部102被设为外径稍小于主体侧传送部件42的杆穿通孔52的内径且轴方向长度与杆穿通孔52的轴方向长度(图2中为上下方向长度)大致相等的圆柱形状。在杆部102中的从线圈头收容部98突出的突出前端边缘部，在中心轴上形成有柄部104，该柄部104具备朝向主体侧传送部件42进一步突出而紧贴形成于主轴16的锥形状的部件安装孔38的内周面的锥形状的外周面。在柄部104的中心轴上形成有螺纹孔，在所述螺纹孔中螺旋安装有杆状的拉钉106。并且，在旋转框体92中形成有从线圈头收容部98向与柄部104的相反侧突出并在中心轴上延伸的大致圆筒形状的收容筒部108。在收容筒部108的外周面上形成有被未图示的自动换刀装置(ATC：Automatic Tool Changer)的臂把持的槽状的V型凸缘109。所述的收容筒部108的内部空腔与形成在线圈头收容部98中央的空腔连通，由此形成了在与主体侧传送部件42的相反侧(图2中为下侧)开口的振动部件收容空腔110。
在振动部件收容空腔110中以部分收容状态设置了振动部件94。在图8中以模型的形式表示振动部件94。振动部件94被设为在超声波振子112上通过变幅杆114与工具18连接的结构。超声波振子112是所谓的螺栓固定朗之万型振子，被设为以下结构：将由具有压电效应的例如陶瓷薄板等形成的圆环形状的多个压电元件116和圆环形状的电极118a、118b外嵌于螺栓120并交替地层叠，并且从两侧通过旋装于螺栓120的金属块122和变幅杆114进行紧固。隔一个配设的各电极118a、118b的群与后述的次级侧电力用线圈56b相连接。此外，对于压电元件116的层叠数，考虑所要求的工具18的行程等而被设定为任意的层数。
另外，特别是在本实施方式中，在成为夹持层叠的压电元件116的两侧的金属块122与压电元件116的电极118a之间以及变幅杆114与压电元件116的电极118a之间分别设置有绝缘层124、124。这些绝缘层124由不容易发生弹性形变的非导电性材料形成，例如由脆性材料的陶瓷等形成。由此，能够将超声波振子112的振动有效地传递到变幅杆114并且避免触电等危险。而且，在变幅杆114的前端，通过筒夹、热套等卡盘机构125安装工具18。由此，形成为超声波振子112的振动通过变幅杆114被放大后传递到工具18。工具18例如能够采用端铣刀、钻机等各种工具。另外，关于变幅杆114的具体形状、形成材料，也能够例如考虑工件24的材质、工具18的振动条件等适当地设定。例如可以将变幅杆114设为由多级构成，也可以设为单一地构成。另外，变幅杆114的形状例如能够采用阶梯型、指数型、悬链线曲面型、圆锥型等各种形状，关于变幅杆114的形成材料也同样，例如能够采用钛、铝合金、钢铁、铜合金、合成树脂等非金属等各种材料。
这样的振动部件94被安装在旋转框体92中。例如在本实施方式中，如图2所示那样，在振动部件94的超声波振子112侧被收容在旋转框体92的振动部件收容空腔110内的状态下，将形成于振动部件94的凸缘状部126与振动部件收容空腔110的开口端面相重叠，并通过贯穿设置于凸缘状部126的螺栓孔128将固定螺栓130旋装于振动部件收容空腔110的开口端面，由此将振动部件94固定在旋转框体92上。但是，将振动部件94固定于旋转框体92的具体结构并没有任何限定。由此，振动部件94的工具18从旋转框体92突出，并与柄部104、线圈头收容部98配设在同心轴上。
另外，如图5所示，工具侧线圈头96构成为包括次级侧电力用线圈56b和作为信号用线圈的工具侧信号用线圈58b。这些次级侧电力用线圈56b和工具侧信号用线圈58b分别被设为与设置于主体侧线圈头46的初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a相同的结构，因此通过在图中附加相同的附图标记来省略其说明。即，工具侧线圈头96不具有主体侧线圈头46的壶型芯60，除了壶型芯60以外设为与主体侧线圈头46相同的结构。因而，在主轴头14中设置有作为包围初级侧电力用线圈56a的芯构件的壶型芯60，另一方面，在工具部件22中没有设置包围次级侧电力用线圈56b的芯构件。而且，工具侧线圈头96使工具侧信号用线圈58b位于主体侧线圈头46侧而收容在旋转框体92中的线圈头收容部98的旋转侧收容槽100中，并且通过压入、粘接等进行固定。此外，虽然省略详细的图示，但是在旋转框体92中的线圈头收容部98的底部沿圆周方向隔开适当间隔地贯通设置有多个销穿通孔131(参照图4)，通过在这些销穿通孔131中贯通未图示的止转销来与工具侧线圈头96卡合，由此防止工具侧线圈头96在旋转侧收容槽100内旋转。
设为这样结构的工具部件20例如通过未图示的自动换刀装置等而如图2所示那样柄部104侧穿通主体侧传送部件42的杆穿通孔52。而且，柄部104贯通主体侧传送部件42而插入到形成于主轴16的部件安装孔38中，并且拉钉106被拉拔卡盘40把持，由此工具部件20被固定在主轴16上。由此，主体侧传送部件42和工具部件20在主轴16的旋转中心轴O方向上位于相对置的位置。此外，主体侧传送部件42和工具部件20以隔开微小间隙的非接触状态进行配设，通过主体侧传送部件42的杆穿通孔52与工具部件20的杆部102之间的间隙以及主体侧传送部件42的主体侧线圈头46与工具部件20的工具侧线圈头96之间的间隙形成了空气流路132。由此，主体侧线圈头46和工具侧线圈头96在主轴16的中心轴O上相互配设在相同的轴上，并且在主轴16的轴方向(图2中为上下方向)隔开间隙地相对置地配置。而且，通过利用电动机32使主轴16旋转，来使工具部件20相对于主轴头14旋转而使工具18旋转，并且使工具侧线圈头96绕主轴16的中心轴O相对于主体侧线圈头46相对地旋转。这样，设置于主体侧线圈头46的初级侧电力用线圈56a和主体侧信号用线圈58a以及设置于工具侧线圈头96的次级侧电力用线圈56b和工具侧信号用线圈58b在与作为工具部件20的旋转中心的主轴16的中心轴O同心的轴上隔开间隙地相对置地进行配置，并且能够绕中心轴O相对地旋转。
这些主体侧线圈头46和工具侧线圈头96例如如图9所示那样，在设置有主轴头14的装置主体12侧，在初级侧电力用线圈56a上通过逆变器136连接供给直流电源的电源电路134。电源电路134和逆变器136被设置在装置主体12侧。另外，在主体侧信号用线圈58a上通过具备解调电路的通信用电路138连接有控制装置140。通信用电路138和控制装置140被设置在装置主体12侧。控制装置140具备CPU、ROM、RAM等，按照从通信用电路138接收到的电信号和预先决定的规定的程序来调节逆变器136的驱动频率。
另一方面，在工具部件20侧，在次级侧电力用线圈56b上连接超声波振子112。如上所述那样，能够认为超声波振子112等效于图9所示的谐振电路。此外，也可以如图9中同时示出的那样，根据需要将校正用电容器142与超声波振子112并联设置，来抵消流过超声波振子112的制动电容(Cd)的电流。并且，在超声波振子112上连接有作为检测单元的检测电路144，检测电路144通过放大电路146与工具侧信号用线圈58b相连接。检测电路144例如构成为包括霍尔元件等，作为超声波振子112的振动状态，检测施加于超声波振子112的电压、流过超声波振子112的电流。这些检测电路144和放大电路146被设置在工具部件20侧。
将非接触式电源供给装置构成为包括这些主体侧线圈头46、工具侧线圈头96、电源电路134、逆变器136、通信用电路138、控制装置140、检测电路144、放大电路146，将向初级侧电力用线圈56a输出交流电压的供电装置构成为包括电源电路134和逆变器136。
根据本实施方式的加工装置10，能够从作为主体侧的装置主体12向设置于作为工具侧的工具部件20的超声波振子112供给驱动电力。而且，检测超声波振子112的振动状态，在根据施加于超声波振子112的机械负荷、温度条件的变化而超声波振子112的谐振频率发生了变化的情况下，进行改变向超声波振子112施加的施加电压的频率的反馈控制，由此能够有效地驱动超声波振子112。下面，示出向超声波振子112供给驱动电力以及反馈控制的一例。
首先，作为前提，由多个压电元件116构成的超声波振子112在谐振频率附近能够认为等效于图9所示的电路。已知该等效电路具有图10所示的阻抗特性，阻抗(Z)最小的频率为超声波振子112的谐振频率fr，超声波振子112在被施加谐振频率fr的交流电压的情况下，最高效地进行振动，能够得到大的振幅。此外，在谐振频率fr处，流过超声波振子112的电压与电流的相位差为0，最大的电流流过超声波振子112。另外，阻抗(Z)最大的频率是反谐振频率fn。
因此，作为事前准备，针对超声波振子112，在包含根据压电元件116的组成等在某种程度上估计出的谐振频率的整个规定范围内，施加使频率每次少许改变例如0.1kHz、0.5kHz、1kHz等规定间隔的交流电压来测量流过超声波振子112的电流。例如在估计为超声波振子112的谐振频率fr存在于20kHz附近的情况下，使施加电压在10kHz～40kHz之间变化，来测量流过超声波振子112的电流。图11示出测量流过超声波振子112的电流得到的结果的一例。根据所得到的测量结果，能够估计出在最大电流流动的频率(图11为大约23kHz)附近存在超声波振子112的谐振频率fr。
此外，如上所述，超声波振子112在谐振频率fr时最高效地进行驱动。但是，如从图10显而易见的那样，在谐振频率fr附近，阻抗(Z)的变化急剧，仅稍微偏离谐振频率fr，超声波振子112的振动状态就急剧地发生变化。因此，为了确保超声波振子112的驱动的稳定性，在本实施方式中，将在图10的谐振频率fr至反谐振频率fn之间稍微偏离谐振频率fr的位置设定为驱动频率fd。具体地说，施加电压与电流的相位差处于(π/2)±(π/4)的范围内的电压，在本实施方式中，如图12中示出的实测结果那样，施加相位差为π/2的驱动频率fd的交流电压。此外，在图13和图14中示出针对超声波振子112施加了在谐振频率附近之外的频率区域的电压时的实测结果。图13是作为交流电压输入了方形波的图，电流的振幅小。另一方面，图14是作为交流电压输入了正弦波的图，由于电振动不稳定，因此能够确认是非谐振状态。
而且，驱动主轴头14的电动机32(参照图2)，在使工具部件20相对于主轴头14旋转的状态下，将图9所示的电源电路134的直流电压通过逆变器136变换为高频电压后供给到初级侧电力用线圈56a。在此，由控制装置140控制逆变器136的驱动频率，对初级侧电力用线圈56a供给按上述得到的驱动频率fd的交流电压。
由此，在初级侧电力用线圈56a中产生贯通初级侧电力用线圈56a且根据输出频率而发生变化的磁通。所述磁通被会聚于壶型芯60中，使从壶型芯60出来的磁通与次级侧电力用线圈56b交链。其结果，使初级侧电力用线圈56a和次级侧电力用线圈56b电磁耦合，从而在次级侧电力用线圈56b中产生因相互感应所产生的感应电动势。这样，在相对旋转的初级侧电力用线圈56a与次级侧电力用线圈56b之间，能够以非接触状态传送电力，将次级侧电力用线圈56b产生的高频电压作为驱动电力供给给超声波振子112。由此，使超声波振子112进行振动，针对工具18叠加电动机32的旋转和超声波振子112的振动，从而能够以更高的精度进行工件24(参照图1)的加工。
在加工工件24时，超声波振子112的谐振频率fr根据通过工具18施加的机械负荷的变化、温度条件的变化等而发生变化。超声波振子112的谐振频率fr的变化例如表现为对超声波振子112施加的电压的大小(振幅)、流过超声波振子112的电流的大小(振幅)、或者这些电压与电流的相位差的变化。例如图15的(a)中I’所示的那样，在负荷增大的情况下，电流的振幅变小，如图15的(b)中I’所示的那样，在负荷增大的情况下产生与此前的相位差不同的相位差。而且，根据本实施方式的加工装置10，能够追随超声波振子112的谐振频率fr的变化而相对应地进行使对超声波振子112施加的交流电压的频率变化的反馈控制。
首先，由图9所示的检测电路144检测超声波振子112的振动状态。在检测电路144中例如设置有霍尔元件等，作为超声波振子112的振动状态，例如检测对超声波振子112施加的电压的振幅、流过超声波振子112的电流的振幅、这些电压和电流的相位等。
由检测电路144检测出的超声波振子112的电压、电流的振幅、相位等作为检测信号被放大电路146放大，作为交流电压被施加到工具侧信号用线圈58b。由此，产生贯通工具侧信号用线圈58b且根据输出频率而发生变化的磁通，所述磁通与主体侧信号用线圈58a交链。其结果，在主体侧信号用线圈58a中因与工具侧信号用线圈58b的相互感应而产生感应电动势，由通信用电路138从主体侧信号用线圈58a取出从检测电路144发送的检测信号。这样，在相对旋转的工具侧信号用线圈58b与主体侧信号用线圈58a之间能够以非接触状态传送电信号。
从主体侧信号用线圈58a取出的检测信号被输入到控制装置140。控制装置140将根据检测信号获得的超声波振子112的电压的振幅、电流的振幅、电压与电流的相位差等与接收检测信号之前的状态进行比较，在相对于接收检测信号之前的状态发生了变化的情况下，改变逆变器136的驱动频率来改变向初级侧电力用线圈56a的供电频率以恢复到接收检测信号之前的状态。逆变器136的驱动频率的变更量可以是将与电压、电流的振幅的变化量、相位差的变化量对应的驱动频率的变更量以表的形式预先存储到控制装置140中，从表中检索并进行设定，也可以例如从检测电路144接收超声波振子112的电压的振幅、电流的振幅、电压与电流的相位等，并且通过使逆变器136的驱动频率少许改变0.1kHz或0.5kHz等来进行调节等。由此，能够对超声波振子112施加与变化后的谐振频率fr对应的驱动频率fd的交流电压，并能够恢复为图12所示的预期的振动状态。这样，在本实施方式中，将供电控制单元构成为包括控制装置140和逆变器136。
根据本实施方式的加工装置10，在相对变位的主轴头14与工具部件20之间，能够从主轴头14向设置于工具部件20的超声波振子112供给驱动电力。并且，能够从工具部件20向主轴头14以电信号传送超声波振子112的振动状态，能够实现追随超声波振子112的谐振频率fr的变化而相对应地使对超声波振子112施加的交流电压的频率变化的反馈控制。其结果，能够更稳定地确保工具18的行程，获得更好的加工精度。另外，在由于某些原因而在工具部件20侧发生短路、断线的情况下，超声波振子112的谐振条件改变而施加电压偏离谐振频率，由此还能够防止对工具部件20侧施加大的能量。
而且，在本实施方式的加工装置10中，在主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b中分别形成有以相反的方向卷绕的第一绕组部分68和第二绕组部分70。由此，能够降低通过对初级侧电力用线圈56a通电而产生的磁通在主体侧信号用线圈58a、工具侧信号用线圈58b中感应出的噪声电动势，能够更高精度地进行电信号的传送。
即，如图16的(a)和图17的(a)中以模型的形式所示的那样，在从工具侧信号用线圈58b向主体侧信号用线圈58a传送电信号的情况下，首先通过对工具侧信号用线圈58b施加交流电压，使电流iso流过工具侧信号用线圈58b的第一绕组部分68并且使电流isi流过第二绕组部分70。此外，在图17中，用向斜下方延伸的箭头表示向纸面的前侧流动的电流，用向斜上方延伸的箭头表示向纸面的后侧流动的电流。这些电流iso和电流isi是同一电流，在工具侧信号用线圈58b的引线66内沿相同的方向流动。而且，通过使电流iso和电流isi流过工具侧信号用线圈58b，在第二绕组部分70的内侧产生磁通bi、在第二绕组部分70与第一绕组部分68之间产生磁通bc、在第一绕组部分68的外侧产生磁通bo。在此，由于第一绕组部分68和第二绕组部分70相互反向卷绕，因此在从外侧看引线66的情况下，电流iso和电流isi相互反向地流动。其结果，磁通bi和磁通bo的磁力线朝向同一方向，另一方面，磁通bc的磁力线形成与磁通bi和磁通bo的磁力线相反的方向。
此外，在第一绕组部分68的外侧，由于流过第二绕组部分70的电流isi而产生与磁通bo相反方向的磁通rbo，另一方面，在第二绕组部分70的内侧，由于流过第一绕组部分68的电流iso而产生与磁通bi相反方向的磁通rbi，但是由于第一绕组部分68与第二绕组部分70分离设置，从第二绕组部分70到第一绕组部分68的外侧、从第一绕组部分68到第二绕组部分70的内侧具有距离，因此这些磁通rbo、rbi小至几乎不会影响磁通bo、bi的程度。
而且，通过由工具侧信号用线圈58b产生的磁通bi、bc、bo而在相对置的主体侧信号用线圈58a的第一绕组部分68中产生感应电流iro，并且在第二绕组部分70中产生感应电流iri。这些感应电流iro、iri在主体侧信号用线圈58a的引线66内沿相同的方向流动，不会被抵消。这样，能够从工具侧信号用线圈58b向主体侧信号用线圈58a传送电信号。特别是在本实施方式中，将主体侧信号用线圈58a装配在壶型芯60中，将第一绕组部分68靠近壶型芯60的外壁82配置，并且将第二绕组部分70靠近内壁84配置，因此通过使磁通bi、bo分别会聚于外壁82和内壁84，能够在第一绕组部分68和第二绕组部分70中分别有效地产生在引线66内沿相同的方向流动的感应电流iro、iri。
另一方面，如图16的(b)和图17的(b)中以模型的形式所示的那样，当对初级侧电力用线圈56a施加交流电压时，在初级侧电力用线圈56a的内侧产生磁通Bi，在外侧产生磁通Bo。磁通Bi的磁力线的朝向和磁通Bo的磁力线的朝向是相反的方向。这些磁通Bi、Bo在主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b中分别通过第二绕组部分70的内侧和第一绕组部分68的外侧。由此，当以主体侧信号用线圈58a为例说明时，在第一绕组部分68中产生成为噪声电流的感应电流ino，在第二绕组部分70中产生成为噪声电流的感应电流ini。磁通Bi和磁通Bo在夹持第一绕组部分68和第二绕组部分70的两侧朝向相反的方向，因此在从外侧看主体侧信号用线圈58a的引线66的情况下，感应电流ino和感应电流ini沿相互相同的方向流动。而且，由于第一绕组部分68和第二绕组部分70相互反向卷绕，因此感应电流ino和感应电流ini在引线66内是相互反向的电流，在第一绕组部分68和第二绕组部分70中，针对共通磁场产生方向相互相反的电动势。其结果，感应电流ino和感应电流ini相互抵消，通过调节第一绕组部分68和第二绕组部分70的大小、匝数以使感应电流ino和感应电流ini的大小尽可能地接近，能够抵消由于初级侧电力用线圈56a所产生的磁通Bi、Bo的影响而在主体侧信号用线圈58a中产生的成为噪声的电动势。通过这样，能够减少初级侧电力用线圈56a的影响所产生的噪声，并且能够进行电信号的传送。
此外，如图16的(b)和图17的(b)中同时示出的那样，在工具侧信号用线圈58b中也能够同样地降低噪声电动势，在本实施方式中，在电信号的发送侧(工具侧信号用线圈58b)和接收侧(主体侧信号用线圈58a)两方中都能够降低噪声。而且，通过针对主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b分别采用如上所述的特定的线圈绕组路径，无需另外设置任何特殊的控制装置、噪声抑制用的线圈构件，而能够通过非常简单的结构提高电信号的传送品质。并且，由于利用特定形状的线圈绕组路径产生相反方向的电动势而使相反方向的电动势抵消，因此在影响主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b的磁通的量发生变化的情况下，也不需要再调谐等而能够自动地应对磁通的量的变化，能够获得优秀的噪声抑制效果。
而且，由于能够抵消来自初级侧电力用线圈56a的影响，因此能够将主体侧信号用线圈58a配设在非常靠近初级侧电力用线圈56a的位置处。在本实施方式中，主体侧信号用线圈58a与初级侧电力用线圈56a一起收容在壶型芯60的同一周槽80中。这样，还能够配设成以往由于磁路相互干扰而难以实现的引线62、66相互重叠，能够避免芯构件的大型化、形状的复杂化而获得非常优秀的空间效率。另外，通过将主体侧信号用线圈58a收容在壶型芯60的内部，还能够保护主体侧信号用线圈58a免受例如来自电动机32等的磁性干扰。
并且，在设为依照本实施方式的结构的加工装置10中，壶型芯60仅设置在主轴头14侧，在设置有超声波振子112的工具部件20侧没有设置壶型芯60。由此，能够避免超声波振子112的谐振电路中的电感变大，从而避免超声波振子112的谐振频率下降。其结果，能够使超声波振子112以高的频率驱动，并能够获得更优秀的加工精度。并且，能够避免超声波振子112的谐振频率大幅变化，而容易使超声波振子112的谐振频率与包括变幅杆114和工具18的工具部件20的机械固有振动频率相一致，能够容易地进行调谐且有效地获得工具18的行程。
除此之外，针对主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b采用特定的线圈绕组路径，通过主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b的结构本身能够降低噪声电动势，因此不需要特殊的噪声去除处理，就能够在装置主体12侧迅速地再现从工具部件20侧发送的检测信号。另外，对于在主体侧信号用线圈58a和工具侧信号用线圈58b产生噪声电动势的定时，能够根据对初级侧电力用线圈56a和次级侧电力用线圈56b的通电定时等明确地进行控制。由此，能够提高从工具部件20向装置主体12传递信号的实时性，能够进行响应性更优秀的反馈控制。此外，在图18中示出测量工具部件20侧的检测信号的发送定时(图中为发送信号)和装置主体12侧的接收定时(图中为接收信号)得到的结果。如图18的曲线图下部中以ΔX显示的那样，确认出从在工具部件20侧发送检测信号的时刻X1至在装置主体12侧接收到检测信号的时刻X2为止的信号传递所需要的时间是64.0ns，能够非常迅速地传递信号。
并且，不在工具部件20侧设置壶型芯60，由此不会像例如在主轴头14与工具部件20两方设置了芯构件的情况那样来自初级侧电力用线圈56a的磁通集中于芯构件的对置面之间。由此，能够避免只是由于工具部件20相对于主轴头14发生了少许位置偏移而次级侧电力用线圈56b的交链磁通急剧下降，能够进行稳定的电力传送。另外，由于在初级侧电力用线圈56a与次级侧电力用线圈56b之间明显地产生漏磁通，因此例如图27所示那样在从初级侧电力用线圈56a以方形波的形式传送交流电力的情况下，能够使在次级侧电力用线圈56b侧接收的交流电压接近超声波振子112的机械振动的正弦波。其结果，能够使超声波振子112的驱动表现得更稳定，能够减少超声波振子112的波动等而获得更优质的加工精度，并且还能够减少因剩余电力引起的发热等。除此之外，通过不在工具部件20侧设置芯构件，能够使工具部件20轻量化来应对高速旋转，并且还能够避免由于高速旋转而芯构件损坏等问题。
此外，在图19中同时示出将本发明应用于NC车床的头部分、使工具18振动并旋转而形成在工件24上的穿孔150和作为比较例不使工具18振动而使其旋转形成的穿孔152。哪种情况都是在工件24为玻璃板、工具18为工具直径的端铣刀、穿孔加工时间为大约20秒、转速为5000rpm的相同条件下实施，在使工具18振动的情况下，以几nm～几μm的规定的振动行程实施。如图19所示那样，在使工具18振动并旋转的情况下，不切割工件24而能够形成光滑的穿孔150。另一方面，在不使工具18振动而使其旋转形成穿孔152的情况下，切割工件24，无法光滑地形成。
另外，本实施方式的加工装置10也能够如图20中以模型的形式所示的那样具备多个(图20中图示了两个)工具部件20、154，例如利用未图示的自动换刀装置或者通过手动作业将这些多个工具部件20、154选择性地装配在主轴头14上。下面，在工具部件154中，关于与工具部件20相同的结构，在图中附加相同的附图标记，由此省略说明。
工具部件154是从工具部件20的工具侧线圈头96去除工具侧信号用线圈58b的部件。即，工具部件154的工具侧线圈头155仅具备次级侧电力用线圈56b，次级侧电力用线圈56b与超声波振子112相连接。另外，在工具部件154中也没有设置工具部件20中的检测电路144、放大电路146(参照图9)。因而，在主轴头14中安装有工具部件154的情况下，主体侧信号用线圈58a变为未使用，例如通过将在控制装置140中预先设定的频率的交流电压传送到工具部件154，来以规定的频率驱动超声波振子112。此外，工具部件154的工具18可以与工具部件20的工具18不同，也可以相同。
这样，通过准备具备各种工具的多个工具部件，能够进行各种加工。例如在想要检测工具18的振动状态来进行反馈控制的情况下使用工具部件20，另一方面，在不需要反馈控制的情况下，能够使用工具部件154。
并且，如图21中以模型的形式示出的那样，本实施方式的加工装置10还能够通过与LAN、WAN、因特网等计算机网络156连接来进行远程操作。例如通过将网络接口157与设置于装置主体12的控制装置140连接，能够将控制装置140经由网络接口157与计算机网络156连接。另外，在计算机网络156上连接有由计算机构成的客户端158和服务器160。
而且，如图21中的箭头R1所示那样，客户端158经由计算机网络156与服务器160连接，并且如箭头R2所示那样，加工装置10作为客户端与服务器160连接。由此，通过服务器160将客户端158与加工装置10相互连接，从而通过设置由服务器160缓存客户端158和加工装置10数据包来在双方之间相互发送的路由机构，能够从客户端158远程操作处于被防火墙隔离开的网络环境中的加工装置10、或者由客户端158远程监视加工装置10中的超声波振子112的振动特性等。另外，也可以在服务器160内设置存储有加工装置10中的超声波振子112的振动特性、加工装置10的运转条件的数据库162，从加工装置10访问服务器160的数据库162来决定运转条件、或者从客户端158访问数据库162来根据所获得的振动特性、运转条件控制加工装置10的动作等。并且，还能够经由计算机网络156从客户端158、服务器160远程更新加工装置10的控制装置140所存储的控制程序。此外，也可以如图21中的箭头R3所示那样，例如通过在加工装置10的控制装置140自身中设置服务器功能，无需通过服务器160而将客户端158与加工装置10直接连接等。
以上详细记述了本发明的一个实施方式，但是本发明的具体实施方式不限定于上述实施方式。下面，示出本发明的几个不同的实施方式，但是这些到底只是例示，并不表示本发明限定于下面的具体方式。另外，在下面的实施方式中，针对与上述第一实施方式相当的构件和部位，在图中附加与上述第一实施方式相同的附图标记，由此省略其说明。
首先，在图22中以模型的形式示出构成作为本发明的第二实施方式的加工装置的具备检测单元的振动部件170。在本实施方式中，与构成超声波振子112的多个压电元件116一起设置了作为检测单元的压电元件172。作为检测单元的压电元件172被电极174a、174b夹持，这些电极174a、174b与放大电路146(参照图9)相连接。这样的作为检测单元的压电元件172与构成超声波振子112的多个压电元件116同样地外嵌于螺栓120并被旋装于螺栓120两端的金属块122和变幅杆114紧固，由此与构成超声波振子112的压电元件116一起进行层叠。此外，绝缘材料176介于相邻接的压电元件116的118a与作为检测单元的压电元件172的电极174a之间，使它们相互绝缘。
根据这样的结构，在驱动超声波振子112的情况下，超声波振子112的振动对作为检测单元的压电元件172产生影响，在压电元件172中产生电压。将该压电元件172中所产生的电压从电极174a、174b通过放大电路146供给到工具侧信号用线圈58b并传送到主体侧信号用线圈58a，由此能够在主体侧的控制装置140中以电压的变化检测超声波振子112的振动状态。而且，根据本实施方式，能够通过简单的结构实现检测单元。与此同时，能够将检测单元在超声波振子112内配设在同轴上，因此能够在空间上高效地配设检测单元，并且还能够抑制工具侧的重量平衡的偏颇，从而更稳定地进行工具侧的旋转驱动。
接着，在图23中用分解状态示出构成作为本发明的第三实施方式的加工装置的、具备初级侧电力用线圈56a和信号用线圈180的主体侧线圈头182。信号用线圈180在将引线66卷绕成圆形而形成第一绕组部分68之后，使引线66从第一绕组部分68延伸出并沿与第一绕组部分68相反的方向卷绕，由此形成第二绕组部分70。然后，在壶型芯60的周槽80中首先收容第一绕组部分68，之后依次收容初级侧电力用线圈56a、第二绕组部分70。由此，第一绕组部分68和第二绕组部分70配设在沿轴方向夹持初级侧电力用线圈56a的两侧。
如本实施方式那样，还能够将信号用线圈180中的第一绕组部分68和第二绕组部分70形成在不同的平面上。这样，能够将第一绕组部分68的形成空间和第二绕组部分70的形成空间分别确保得大，因此能够提高第一绕组部分68和第二绕组部分70的匝数的设定自由度。此外，也能够在工具侧线圈头96(参照图5等)应用本结构，在这种情况下，也可以不利用壶型芯60而在夹持次级侧电力用线圈56b的两侧配设信号用线圈180的第一绕组部分68和第二绕组部分70。另外，本实施方式的信号用线圈180可以在主体侧和工具侧两方中都使用，也可以仅在某一方中使用而对于另一方采用上述第一实施方式所记载的形状等不同形状的线圈。
接着，在图24中示出构成作为本发明第四实施方式的加工装置的信号用线圈190。信号用线圈190设置在主体侧线圈头46，收容在壶型芯60的周槽80中的引线66延伸到壶型芯60的外部，沿壶型芯60的外周面192卷绕。而且，通过在外周面192卷绕的引线66形成了外周绕组部分194。外周绕组部分194的绕组方向被设定为与第一绕组部分68和第二绕组部分70中的任一方相同的方向。
在本实施方式中，由第一绕组部分68、第二绕组部分70以及外周绕组部分194形成了产生相互反向的电动势的线圈绕组路径。这样，能够更高精度地调节噪声降低效果。此外，也能够由第一绕组部分68和第二绕组部分70中的任一方以及外周绕组部分194形成产生彼此相反方向的电动势的线圈绕组路径。另外，本实施方式的工具侧线圈头96的信号用线圈196设为仅沿一个方向卷绕的以往广泛使用的圆环形状。这样，产生彼此相反方向的电动势的线圈绕组路径只要形成在主体侧和工具侧的信号用线圈中的至少一方即可。
另外，在图25中以模型的形式示出构成作为本发明的第五实施方式的加工装置的信号用线圈200。信号用线圈200通过使引线66在直径方向的外侧沿不足一周的圆周方向(在本实施方式中为大致1/6周)延伸来形成外侧绕组部分202，并且从外侧绕组部分202折返而在直径方向的内侧沿与外侧绕组部分202相反的方向延伸与外侧绕组部分202大致相等的圆周方向(在本实施方式中为大致1/6周)来形成内侧绕组部分204，通过这些外侧绕组部分202和内侧绕组部分204形成了小环部206。连续地形成这样的小环部206，沿圆周方向排列形成多个小环部206。此外，各小环部206的匝数能够任意地设定。由此，各小环部206的外侧绕组部分202形成在大致相同的圆周上，通过这些多个外侧绕组部分202形成了第一绕组部分208，并且各小环部206的内侧绕组部分204在外侧绕组部分202的内侧形成在大致相同的圆周上，通过多个内侧绕组部分204形成了第二绕组部分210。
根据这样的绕组路径，外侧绕组部分202和内侧绕组部分204也绕配设在信号用线圈200的同心轴上的未图示的初级侧电力用线圈、次级侧电力用线圈的中心o周围相互沿着相反的方向(在图25中，外侧绕组部分202为顺时针，内侧绕组部分204为逆时针)卷绕，能够由多个外侧绕组部分202以及多个内侧绕组部分204形成相互反向卷绕的第一绕组部分208和第二绕组部分210。而且，根据本实施方式，能够针对各小环部206调节匝数，因此，例如能够与信号用线圈200的圆周方向上的局部磁通变化量的偏差等相应地更高精度地调节噪声电动势的降低效果。另外，通过形成在圆周方向上部分延伸的多个环形状的小环部206，也能够提高信号用线圈200的形状稳定性。
以上详细记述了本发明的实施方式，但是这些到底只是例示，完全不是利用所述的实施方式中的具体记载限定地解释本发明。
例如在上述各实施方式中，仅在主体侧设置了芯构件，但是在想要增大主体侧与工具侧之间的间隙的情况等想要调节信号用线圈的交链磁通的情况下，也可以对工具侧的信号用线圈装配芯构件等。在这种情况下，优选的是，避开包围工具侧的次级侧电力用线圈的外侧配设芯构件来避免次级侧电力用线圈的电感增大，并且将工具侧的信号用线圈装配在芯构件上。
另外，作为追随工具侧的超声波振子的谐振频率的变化而相对应地控制对初级侧电力用线圈的供电频率的具体方法，不限定于CPU的运算处理，能够适当地采用例如使用相位同步电路(PLL：Phase Locked Loop(锁相环))的反馈方法等各种方式。另外，用于检测超声波振子的谐振频率的变化的检测对象不限定于如上述实施方式那样的电压、电流等，例如也可以是周围的环境温度等，还可以采用超声波振子的机械振幅、伸缩等。因而，作为检测超声波振子的振动状态的检测单元，也能够利用温度传感器、加速度传感器等。
并且，电力用线圈、信号用线圈的绕组形状不限定于圆形，例如也可以设为矩形状、椭圆形状等。并且，信号用线圈中的产生相互相反方向的电动势的线圈绕组路径的具体形状不限定于上述实施方式的形状。
另外，在上述第一实施方式中，从工具侧的信号用线圈向主体侧的信号用线圈发送电信号，但是当然也能够利用这些信号用线圈从主体侧向工具侧传送电信号。例如也可以在工具侧设置多个检测超声波振子的振动状态的检测单元，从主体侧向工具侧传送指定使用这些多个检测单元中的哪一个的电信号，并且将所指定的检测单元的检测结果以电信号从工具侧传送到主体侧等。在这种情况下，例如也可以检测从初级侧电力用线圈向次级侧电力用线圈发送电力的逆变器的开关定时，与所述定时相一致地控制电信号的传递定时、即对信号用线圈施加电压的施加定时。另外，也可以通过使用半双工的串行通信，来利用主体侧和工具侧的一对信号用线圈进行从主体侧向工具侧的电信号的传送以及从工具侧向主体侧的电信号的传送这两方。
除此之外，利用一对信号用线圈传送电信号所使用的调制方式没有任何限定，例如能够采用振幅调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等模拟调制、相位偏移调制(PSK)、2相相位偏移调制(曼彻斯特编码方式、BPSK)、频率偏移调制(FSK)等数字调制、脉宽调制(PWM)等脉冲调制等各种调制方式。
除此之外不一一进行列举，但是本发明能够在根据本领域技术人员的知识施加了各种变更、修改、改进等的方式中实施，另外，这样的实施方式只要不脱离本发明的宗旨，就都包含在本发明的范围内，这是毋庸置疑的。

Claims (7)

1.一种加工装置，在具备输出交流电压的供电装置的主体侧与能够相对于该主体侧旋转且具备连接工具的超声波振子的工具侧之间，成对的初级侧电力用线圈和次级侧电力用线圈设置在上述工具侧的旋转中心轴的同心轴上，通过这些电力用线圈从上述主体侧的上述供电装置向上述工具侧的上述超声波振子供给驱动电力，该加工装置的特征在于，
在上述主体侧和上述工具侧之间，成对的信号用线圈在上述主体侧和上述工具侧分别以与上述电力用线圈在同心轴上且在轴方向上叠加的方式配设，另一方面，在上述工具侧设置有检测上述超声波振子的振动状态的检测单元，能够利用上述信号用线圈将该检测单元的检测信号从上述工具侧发送到上述主体侧，并且在上述主体侧设置有根据上述检测单元的检测信号来控制向上述初级侧电力用线圈的供电频率的供电控制单元，另一方面，上述主体侧和上述工具侧中的至少一方的上述信号用线圈以产生相互反向的电动势的线圈绕组路径形成来抵消由于上述电力用线圈所产生的磁通的影响而使该信号用线圈产生的电动势。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，
上述产生相互反向的电动势的线圈绕组路径构成为包含相互反向卷绕的第一绕组部分和第二绕组部分。
3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于，
上述第一绕组部分和从该第一绕组部分折返并沿该第一绕组部分反向卷绕的上述第二绕组部分形成在同一平面上。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的加工装置，其特征在于，
在上述主体侧和上述工具侧中的至少一方设置有由导磁材料构成并形成有在圆周方向上延伸的槽部的壶型芯，上述电力用线圈和上述信号用线圈两方都被收容在上述槽部。
5.根据权利要求4所述的加工装置，其特征在于，
上述壶型芯仅被设置在上述主体侧。
6.根据权利要求4或5所述的加工装置，其特征在于，
使上述第一绕组部分与上述第二绕组部分的分离距离大于上述信号用线圈两侧的与上述槽部的壁部之间的分离距离。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的加工装置，其特征在于，
上述超声波振子是层叠有多个压电元件的朗之万型振子，由与这些多个压电元件一起层叠的压电元件构成上述检测单元。
CN201310753051.7A 2013-01-16 2013-12-31 加工装置 Expired - Fee Related CN103683536B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/000172 WO2014111973A1 (ja) 2013-01-16 2013-01-16 加工装置
JPPCT/JP2013/000172 2013-01-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103683536A true CN103683536A (zh) 2014-03-26
CN103683536B CN103683536B (zh) 2015-07-22

Family

ID=49529524

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201320891465.1U Expired - Lifetime CN203722343U (zh) 2013-01-16 2013-12-31 加工装置
CN201310753051.7A Expired - Fee Related CN103683536B (zh) 2013-01-16 2013-12-31 加工装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201320891465.1U Expired - Lifetime CN203722343U (zh) 2013-01-16 2013-12-31 加工装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10105836B2 (zh)
EP (1) EP2946859B1 (zh)
JP (1) JP5308599B1 (zh)
CN (2) CN203722343U (zh)
MY (1) MY161231A (zh)
TW (1) TWI445583B (zh)
WO (1) WO2014111973A1 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104624556A (zh) * 2015-03-02 2015-05-20 胡俊 一种单槽超声波清洗机超声发生器
CN105171131A (zh) * 2015-08-15 2015-12-23 宇环数控机床股份有限公司 一种基于非接触能量传输的旋转超声加工装置
CN107835723A (zh) * 2015-07-08 2018-03-23 萨奥有限公司 用于产生工具的超声振动并测量振动参数的设备
CN108145376A (zh) * 2017-12-30 2018-06-12 广东长盈精密技术有限公司 用于板件开孔的加工方法
CN108500723A (zh) * 2018-05-21 2018-09-07 广州汇专工具有限公司 一体式电磁发射支架及一体式电磁发射装置
CN110561203A (zh) * 2019-08-02 2019-12-13 浙江大学 一种分布式无线传能的旋转超声加工装置
CN111516161A (zh) * 2020-04-13 2020-08-11 江苏高照新能源发展有限公司 一种金刚线切割机滑轮片的制备方法
CN112331461A (zh) * 2020-11-03 2021-02-05 衡山萌泰电子有限公司 一种谐振变压器
CN117773976A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 南京航空航天大学 工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统及控制方法

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10502565B2 (en) 2009-03-13 2019-12-10 Otl Dynamics Llc Leveling and positioning system and method
US10480940B2 (en) 2009-03-13 2019-11-19 Otl Dynamics Llc Leveling and positioning system and method
US9878377B2 (en) * 2010-03-11 2018-01-30 Edison Industrial Innovation, Llc High-speed rotary electrical connector for use in ultrasonically assisted machining
JP5594685B2 (ja) * 2010-03-30 2014-09-24 国立大学法人名古屋大学 工具軌跡生成装置、工具軌跡算出方法および工具軌跡生成プログラム
US9676073B2 (en) * 2012-09-20 2017-06-13 Otl Dynamics Llc Work-tool control system and method
WO2014111973A1 (ja) * 2013-01-16 2014-07-24 三重電子株式会社 加工装置
DE102013210199A1 (de) * 2013-05-31 2014-12-04 Sauer Ultrasonic Gmbh Werkzeug
TWI537090B (zh) * 2013-11-27 2016-06-11 財團法人資訊工業策進會 自動斷屑系統、刀具組、方法及切削機台系統
US9338533B2 (en) * 2014-03-11 2016-05-10 Texas Instruments Incorporated Drivers and methods of driving transducers
KR101632206B1 (ko) * 2014-04-25 2016-06-24 한국기계연구원 초음파 밀링용 진동자
JP6302757B2 (ja) * 2014-06-09 2018-03-28 株式会社トーキン 非接触電力伝送装置
CN105033779B (zh) * 2014-09-01 2018-01-30 哈尔滨工业大学深圳研究生院 超声加工系统的动态跟踪匹配装置
CN105583453B (zh) * 2014-10-24 2018-09-25 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 刀柄
JP6106248B2 (ja) * 2014-11-07 2017-03-29 東台精機股▲ふん▼有限公司Ｔｏｎｇｔａｉ Ｍａｃｈｉｎｅ ＆ Ｔｏｏｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 高周波振動を有する工作機械と検出／フィードバック信号の制御方法
DE102014223544A1 (de) * 2014-11-18 2016-05-19 Sauer Gmbh Spindelvorrichtung und Werkzeugmaschine mit Spindelvorrichtung
JP6403601B2 (ja) 2015-02-16 2018-10-10 株式会社ディスコ 加工装置
DE102015212809B4 (de) * 2015-07-08 2021-08-26 Sauer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung einer Resonanzfrequenz eines in Ultraschall versetzten Werkzeugs für die spanende Bearbeitung
DE102015217200A1 (de) 2015-09-09 2017-03-09 Sauer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Schwingungsamplitude eines Werkzeugs
US20180304308A1 (en) * 2015-10-15 2018-10-25 Uwave Co., Ltd. Oscilation excitation method for langevin ultrasonic transducer, ultrasonic machining method, and ultrasonic transmission method
CN105773311B (zh) * 2016-04-06 2017-10-13 吉林大学 压电自感应式数控车床刀架可靠性试验系统
CN105773857A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 东莞市优超精密技术有限公司 应用于超声电主轴的电磁无线传输装置
CN105881757A (zh) * 2016-04-20 2016-08-24 东莞市优超精密技术有限公司 Bt40超声刀柄
CN105773859A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 东莞市优超精密技术有限公司 Iso25超声刀柄
CN105881758A (zh) * 2016-04-20 2016-08-24 东莞市优超精密技术有限公司 Bt30超声刀柄
CN106002543A (zh) * 2016-07-15 2016-10-12 长春工业大学 一种基于粘弹性材料的主动柔顺研抛装置与方法
CN106026420B (zh) * 2016-07-27 2019-05-10 湖南科技大学 一种电磁共振式无线电能传输的超声振动辅助切削装置
DE102016214498A1 (de) * 2016-08-05 2018-02-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Werkzeughalteeinrichtung und Verfahren zum Bohren
DE102016214697A1 (de) 2016-08-08 2018-02-08 Sauer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Oberflächenstrukturierung auf einem Werkstück an einer Werkzeugmaschine
DE102016217251A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 Sauer Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks aus Hartmetall für die Herstellung eines Werkzeuggrundkörpers an einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit werkzeugtragender Arbeitsspindel
JP6814579B2 (ja) * 2016-09-20 2021-01-20 株式会社ディスコ 研削ホイール及び研削装置
CN106626105A (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 东莞市优超精密技术有限公司 可自动换刀的iso超声波刀柄结构
TWI666087B (zh) 2017-03-29 2019-07-21 國立中興大學 一種切削刀把
CN106985015B (zh) * 2017-04-13 2020-02-28 南京航空航天大学 一种整体式复合超声刀柄装置
JP6995306B2 (ja) * 2017-08-03 2022-01-14 株式会社キラ・コーポレーション 超音波振動加工装置
TWI671159B (zh) * 2017-09-15 2019-09-11 國立中興大學 高頻振動主軸系統
CN111479635B (zh) * 2017-12-11 2022-06-17 必能信超声公司 智能超声波套件以及控制具有智能超声波套件的超声波系统的方法
CN108418315B (zh) * 2018-03-07 2021-05-04 大连理工大学 一种非接触式旋转超声加工能量传输及反馈信号采集的装置和方法
CN110270696A (zh) * 2018-03-16 2019-09-24 普森精密主轴工业有限公司 具电力传输结构的加工装置
TWI669185B (zh) * 2018-08-28 2019-08-21 國立中興大學 非接觸式電能傳輸的高頻振動主軸系統及拘束件製程方法
DE102019209191A1 (de) * 2019-06-25 2020-12-31 Sauer Gmbh Verfahren und vorrichtung zum steuern einer ultraschall-werkzeugeinheit für die spanende bearbeitung an einer werkzeugmaschine
TWI717067B (zh) * 2019-10-23 2021-01-21 財團法人工業技術研究院 主軸電能及訊號傳輸裝置
KR102250715B1 (ko) * 2019-11-13 2021-05-11 선문대학교 산학협력단 2축 진동형 절삭공구장치
TWM594520U (zh) * 2020-01-10 2020-05-01 恩德科技股份有限公司 主軸裝置
TWI759700B (zh) * 2020-03-12 2022-04-01 台達電子工業股份有限公司 超音波驅動器及方法
CN113386193B (zh) 2020-03-12 2022-11-22 台达电子工业股份有限公司 超音波驱动器及方法
CN111250767B (zh) * 2020-03-27 2021-07-13 南京航空航天大学 一种用于数控铣床的变频超声振动加工系统
CN112317775B (zh) * 2020-10-14 2021-11-19 汇专机床有限公司 一种超声波加工设备及其超声波主轴
JP2023004352A (ja) * 2021-06-25 2023-01-17 オムロンヘルスケア株式会社 給電システムおよびネブライザ
CN114918746B (zh) * 2022-04-26 2023-03-10 深圳市中扬数控机床有限公司 超声波刀柄及超声波数控机床
CN115394536A (zh) * 2022-09-27 2022-11-25 昆山联滔电子有限公司 固定线圈出线的装置和线圈加工工装

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2248118Y (zh) * 1995-11-28 1997-02-26 宣浩 锁相式频率跟踪超声波抛光机
JP2000084484A (ja) * 1998-09-16 2000-03-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd 超音波振動子の駆動装置
JP2002028808A (ja) * 2000-05-23 2002-01-29 Hilti Ag 超音波アダプタを有する工具装置
JP2008504138A (ja) * 2004-07-02 2008-02-14 ザウアー ゲーエムベーハー 振動ヘッドを有するツール
CN203722343U (zh) * 2013-01-16 2014-07-16 三重电子株式会社 加工装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11313491A (ja) 1998-04-28 1999-11-09 Star Micronics Co Ltd 超音波モータ
US6288475B1 (en) 1998-02-27 2001-09-11 Star Micronics Co., Ltd. Ultrasonic motor
JPH11354348A (ja) * 1998-06-04 1999-12-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 分離トランス
WO2008156116A1 (ja) 2007-06-19 2008-12-24 Kazumasa Ohnishi 切削もしくは研削装置
JP2011088216A (ja) 2008-02-12 2011-05-06 Uwave:Kk 超音波工具ホルダ
JP2011160501A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Casio Computer Co Ltd 電子機器
DE102011077568B4 (de) 2011-06-15 2023-12-07 Dmg Mori Ultrasonic Lasertec Gmbh Werkzeugmaschine, Werkstückbearbeitungsverfahren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2248118Y (zh) * 1995-11-28 1997-02-26 宣浩 锁相式频率跟踪超声波抛光机
JP2000084484A (ja) * 1998-09-16 2000-03-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd 超音波振動子の駆動装置
JP2002028808A (ja) * 2000-05-23 2002-01-29 Hilti Ag 超音波アダプタを有する工具装置
JP2008504138A (ja) * 2004-07-02 2008-02-14 ザウアー ゲーエムベーハー 振動ヘッドを有するツール
CN203722343U (zh) * 2013-01-16 2014-07-16 三重电子株式会社 加工装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104624556A (zh) * 2015-03-02 2015-05-20 胡俊 一种单槽超声波清洗机超声发生器
US10809123B2 (en) 2015-07-08 2020-10-20 Sauer Gmbh Device for generating an ultrasonic vibration of a tool and for measuring vibration parameters
CN107835723A (zh) * 2015-07-08 2018-03-23 萨奥有限公司 用于产生工具的超声振动并测量振动参数的设备
CN105171131A (zh) * 2015-08-15 2015-12-23 宇环数控机床股份有限公司 一种基于非接触能量传输的旋转超声加工装置
CN108145376A (zh) * 2017-12-30 2018-06-12 广东长盈精密技术有限公司 用于板件开孔的加工方法
CN108500723A (zh) * 2018-05-21 2018-09-07 广州汇专工具有限公司 一体式电磁发射支架及一体式电磁发射装置
CN108500723B (zh) * 2018-05-21 2024-03-22 汇专科技集团股份有限公司 一体式电磁发射支架及一体式电磁发射装置
CN110561203B (zh) * 2019-08-02 2021-06-04 浙江大学 一种分布式无线传能的旋转超声加工装置
CN110561203A (zh) * 2019-08-02 2019-12-13 浙江大学 一种分布式无线传能的旋转超声加工装置
CN111516161A (zh) * 2020-04-13 2020-08-11 江苏高照新能源发展有限公司 一种金刚线切割机滑轮片的制备方法
CN112331461A (zh) * 2020-11-03 2021-02-05 衡山萌泰电子有限公司 一种谐振变压器
CN117773976A (zh) * 2024-02-27 2024-03-29 南京航空航天大学 工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统及控制方法
CN117773976B (zh) * 2024-02-27 2024-05-14 南京航空航天大学 工业机器人铣削加工压电主动振动控制系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5308599B1 (ja) 2013-10-09
EP2946859A4 (en) 2016-09-14
MY161231A (en) 2017-04-14
JPWO2014111973A1 (ja) 2017-01-19
US10105836B2 (en) 2018-10-23
EP2946859B1 (en) 2017-10-18
TWI445583B (zh) 2014-07-21
CN103683536B (zh) 2015-07-22
US20150352713A1 (en) 2015-12-10
CN203722343U (zh) 2014-07-16
TW201410363A (zh) 2014-03-16
WO2014111973A1 (ja) 2014-07-24
EP2946859A1 (en) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203722343U (zh) 加工装置
WO2014111972A1 (ja) 無接触式電源供給装置
RU2702640C2 (ru) Устройство для генерирования ультразвукового колебания в инструменте и для измерения параметров колебания
JP6180413B2 (ja) 工作機械用回転伝送器
US9908209B2 (en) Method for machining a workpiece, supply circuit, supply system, tool actuator, tool setup
JP2002028808A (ja) 超音波アダプタを有する工具装置
EP1061638A1 (en) Ultrasonic motor
WO1999001878A1 (fr) Transformateur dissocie et controleur d'emission equipe de ce transformateur dissocie
JP2008504138A (ja) 振動ヘッドを有するツール
US10919121B2 (en) Machining device
JPWO2014207804A1 (ja) 電力伝送装置、及び、電力伝送方法
US8955574B2 (en) Ultrasonic welding device with rotary coupler
WO2019230962A1 (ja) Ａｅセンサ、工作機械及びスクロール圧縮機の製造方法
WO2014111971A1 (ja) 無接触式伝送装置
JP4549822B2 (ja) 超音波振動切削装置
JP7101791B2 (ja) 遠心分離機および遠心分離機の操作方法
JP2019013144A (ja) 給電装置及び方法、受電装置及び方法、並びにコンピュータプログラム
JP7347100B2 (ja) 回転電機
KR101847202B1 (ko) 에너지를 자기 진동으로 제공받는 세라믹 진동자에 의해 동작하는 초음파 스핀들
JP6271918B2 (ja) 表面実装機の部品保持ヘッド
JP2011166864A (ja) リニアアクチュエータ
JP2018137312A (ja) 回転コネクタ
JP2005087808A (ja) 共振型振動装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170323

Address after: Taiwan Kaohsiung city road three road Chinese bamboo District No. 3 Branch Road Branch

Patentee after: Tongtai Machine & Tool Co.,Ltd.

Address before: Mie, Japan

Patentee before: MIE ELECTRONICS CO.,LTD.

Patentee before: Tongtai Machine & Tool Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150722

Termination date: 20211231