CN107848136B - 用于超声切割工件的设备和方法 - Google Patents
用于超声切割工件的设备和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107848136B CN107848136B CN201680042211.9A CN201680042211A CN107848136B CN 107848136 B CN107848136 B CN 107848136B CN 201680042211 A CN201680042211 A CN 201680042211A CN 107848136 B CN107848136 B CN 107848136B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cutting
- equipment
- force
- cutting member
- practical
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
- B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
-
- 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
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
- B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
- B26F1/3806—Cutting-out; Stamping-out wherein relative movements of tool head and work during cutting have a component tangential to the work surface
- B26F1/3813—Cutting-out; Stamping-out wherein relative movements of tool head and work during cutting have a component tangential to the work surface wherein the tool head is moved in a plane parallel to the work in a coordinate system fixed with respect to the work
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45206—Ultrasonic drill, mill, machining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于超声切割工件(2)的设备(1),其具有切割引导装置(3)、保持在所述切割引导装置(3)上的带有切割纵轴线(5)的切割件(4)、用于将所述切割件(4)置于振动运动中的超声发生器(6)并且具有控制单元(7),该控制单元用于使切割引导装置(3)运动以便使切割件(4)在切割路径(8)上沿切割方向(9)相对于待切割的工件(2)运动。设备(1)具有第一力测量装置(10),其用于测量横向于切割纵轴线(5)以及横向于切割方向(9)作用于切割件(4)的实际侧向力(K),第一力测量装置(10)为了将实际侧向力测量值传输到控制单元(7)上而与控制单元(7)耦联。控制单元(7)构造成使设备(1)的至少一个切割参数根据所测得的实际侧向力(K)进行改变。此外本发明涉及一种用于超声切割工件(2)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于超声切割工件的设备。此外,本发明涉及一种用于借助于根据本发明的设备来超声切割工件的方法。
背景技术
为了切开工件、尤其带有脆弱结构的或可能容易损伤的和/或温度敏感的材料的工件,有利的是,将尽可能小的切割力引入工件中,以便不损伤工件并且产生“干净的”切割面。此外,通常要避免工件在切割时的发热(尤其当由此会使工件损伤时)。因此,为了切开这种工件,超声切割已被证明可行。
在借助于用于超声切割工件的设备进行超声切割时,借助于超声发生器将切割件置于带有尤其在20至40kHz之间的频率的超声振动中。为了切割工件,使切割件沿切割方向沿着切割路径运动穿过工件。通过超声振动使得在切割件上的在切割时出现的分离力及摩擦力显著减小。这具有的优点是,为了使切割件沿切割方向向前运动而需要比在切割件没有被置于超声振动时的情况下明显小的力。
通常,切割路径不是直线而是曲线形地构造。在切割件沿着曲线运动时,工件的侧向力作用于切割件。所述侧向力尤其依赖于切割件沿切割方向的运动速度、工件的材料、切割件的构造以及切割曲线的曲率。在没有合适的应对措施的情况下,所述侧向力会使切割件弯曲离开切割路径并且由此在工件中产生不希望的切割轮廓。合适的应对措施是改变切割件相对于工件确切来说工件表面的定位角,从而这种改变反作用于侧向力。“定位角”根据本发明被理解成如下的角,该角在工件表面与切割件之间构成并且垂直于切割方向。
在工件上沿着切割路径的切割产生还被称为切割任务。对于每个切割任务而言需要重新配置用于超声切割工件的设备,以便保证切割件相对于工件沿着切割路径的最佳运动,从而侧向力最佳地得到补偿。在此,切割件相对于工件的定位角的选择扮演着重要角色。
已知的用于超声切割工件的设备具有的缺点尤其是,合适的定位角的确定仅能非常耗费地实现。通常这仅能根据经验通过在多个相同切割路径以及多个相同工件上在使用不同定位角的情况下产生大量切割来实现。超声切割设备的离线编程尤其由于切割力的许多影响参数而如今在技术上不实用,从而为了准备新系列的超声切割而必须耗费地使超声切割设备进行学习。这不仅是费时而且是成本高的。此外,利用传统的设备不能够保证持久的、工艺可靠的切割,这是因为例如切割件的锐利度、周围环境温度或工件的组织结构可能会改变并且因此可能引起侧向力改变。
发明内容
因此,本发明的任务是,在用于超声切割工件的设备以及方法中至少部分地消除上面描述的缺点。尤其,本发明的任务是,提供如下的用于超声切割工件的设备,所述设备以简单的以及成本适宜的方式改进超声切割工艺的工艺可靠性,其中,能够以较小的耗费来配置所述设备来执行新的切割任务。此外,本发明的任务是,提供一种用于超声切割工件的方法,所述方法能够以简单且成本适宜的方式来执行并且具有改进的工艺可靠性。
上面的任务通过根据本发明的用于超声切割工件的设备以及通过根据本发明的用于超声切割工件的方法来解决。在此,结合用于超声切割工件的设备来描述的特征和细节当然也关联于根据本发明的方法并且相应地反之亦然,从而在关于各个本发明方面的公开内容能够始终进行互相参考。
根据本发明的第一方面,所述任务通过用于超声切割工件的设备来解决,该设备具有切割引导装置、保持在所述切割引导装置上的带有切割纵轴线的切割件、用于将所述切割件置于振动运动中的超声发生器并且具有控制单元,该控制单元用于使切割引导装置运动以便使切割件在切割路径上沿切割方向相对于待切割的工件运动。所述设备具有第一力测量装置,该第一力测量装置用于测量横向于切割纵轴线以及横向于切割方向作用于切割件的实际侧向力。第一力测量装置为了将实际侧向力测量值传输到控制单元上而与控制单元耦联。控制单元构造成使设备的至少一个切割参数根据所测得的实际侧向力进行改变。
切割引导装置构造成用于保持切割件以及用于使切割件沿切割方向沿着切割路径运动。切割引导装置例如具有机器人臂,借助于所述机器人臂能使切割件相对于工件运动以及定向。由此,借助于切割引导装置能够将切割件带到相对于工件的相对方位(即位置和定向)中并且能够使切割件运动到多个不同的相对方位中。
切割件根据本发明例如可以是切割丝、刀刃或类似物。切割丝或刀刃在本发明的范围内同样被称为“切割件”。切割件具有切割纵轴线,在切割时,切割纵轴线横向于、优选垂直于切割方向布置。
超声发生器构造成用于将切割件置于带有超声频率和振动幅度的振动运动中。优选地,振动运动沿切割纵轴线的方向进行。
控制单元构造成用于使切割引导装置运动,通过切割引导装置的运动能够使切割件运动。经由控制单元例如能够使切割引导装置的驱动器得到控制和/或调节以用于使切割件运动或以用于将切割件定向或以用于改变切割件的定位角。因此优选的是,所述设备具有位置和/或方位探测器件以用于确定切割件相对于工件的相对位置或相对方位。优选地,位置和/或方位探测器件构造在切割引导装置的驱动器中或作为单独的单元布置在所述设备上。此外,控制单元构造成用于根据所测得的实际侧向力来改变所述设备的至少一个切割参数。在此,切割参数优选如下改变,使得所测得的实际侧向力由此得到补偿或至少部分地得到补偿。“补偿”根据本发明被理解成针对实际侧向力对切割件的作用所进行的补偿。因此,例如能够通过切割件的摆动进行补偿,所述摆动相反于切割件的由实际侧向力所引起的偏移。附加地或备选地,补偿还可以意为减小实际侧向力,例如通过减小切割件沿着切割路径的运动速度或者提高振动频率。控制单元构造成用于根据所测得的实际侧向力来改变所述设备的至少一个切割参数。也就是说,控制单元改变至少一个切割参数并且将所述至少一个切割参数为了使切割引导装置运动而传送到切割引导装置上。
切割路径是应该产生切割的路段。切割路径例如可以作为直线或曲线而延伸,其中,根据本发明的设备尤其在带有曲线的切割路径的情况下相对于传统的超声切割设备是有利的。切割方向是如下方向,切割件在切割时沿所述方向运动。切割方向跟随切割路径的走向。换言之,切割路径描述了切割方向的改变。
被称为切割参数的是切割工艺的全部参数、例如切割件沿着切割路径的运动速度、切割件的定位角、切割件的先行角或追随角、切割件的振动频率或振动幅度。切割件的先行角或追随角布置在当前运动方向的轴线之间,其中,超过90°的先行角(Vorlaufwinkel)意味着,切割件先行于切割引导装置,并且在超过90°的追随角(Nachlaufwinkel)的情况下切割件追随切割引导装置。根据定义,由先行角和追随角构成的和为180°。
通过针对性地改变切割参数,切割工艺能够如下地匹配经改变的边界条件(例如切割方向或切割路径的当前改变,工件温度、切割温度和/或周围环境温度的改变或切割件的磨损),使得能够产生改进的或优化的穿过工件的切割。用于改进切割品质的切割参数的优选改变例如是减少切割件沿着切割路径的运动速度、改变定位角使得切割件被定位以抵抗实际侧向力、设定超过90°的先行角或追随角和/或提高振动频率或振动幅度。
第一力测量装置构造成用于测量横向于切割纵轴线以及横向于切割方向作用于切割件的实际侧向力。借此,实际侧向力如下地作用于切割件,使得切割件由此会横向于切割路径偏移。测得的实际侧向力还被称为实际侧向力测量值。第一力测量装置例如具有压电元件和/或应变测量片或类似物以用于测量实际侧向力。第一力测量装置优选布置在所述设备的如下部位处,在所述部位处,实际侧向力能够特别良好地被测量,且不会由此使切割工艺受到阻碍或妨碍。
第一力测量装置构造成用于将实际侧向力测量值传输到控制单元。为此,第一力测量装置与控制单元耦联,例如经由线缆连接、通过无线电或类似方式。基于所接收的实际侧向力测量值,控制单元能够改变至少一个切割参数,由此使实际侧向力能够得到补偿或至少部分地能够得到补偿。此外,实际侧向力通过改变合适的切割参数而能够被减小。根据本发明能够设置成,两个或更多个切割参数、例如定位角和运动速度能够被改变。由此能够实现切割件相对于工件的定向的优化以及实际侧向力的减小和因此改进的切割品质。
这种设备具有的优点是,能够利用简单的手段以及成本适宜地调节切割工艺。通过有规律地、优选连续地或基本上连续地测量实际侧向力能够直接地匹配切割参数,以便由此补偿或部分地补偿实际侧向力并且由此避免或至少减少切割件与切割路径的侧向偏离。借助于根据本发明的设备产生的切割借此具有特别有利的构造。根据本发明的设备的另外的优点是,为了切割新的切割任务而不再需要所述设备的耗费的学习,因为切割参数沿着切割路径的匹配能够基本上根据所测得的实际侧向力可靠地进行。为了加工新的切割任务,能够借此例如基本上将切割路径传输到控制单元。这能够离线进行并且不需要另外根据经验来确定有利的切割参数。用于超声切割工件的设备的负荷度以及灵活性由此明显得到改进。
根据本发明的一种优选的改进方案,能够在设备方面设置成,第一力测量装置构造成用于测量垂直于切割纵轴线以及垂直于切割方向作用于切割件的实际侧向力。如此指向的实际侧向力特别强地影响切割件横向于切割方向的偏移。因此,测量如此指向的实际侧向力以用于匹配所述至少一个切割参数是特别有利的。
能够设置成,所述设备具有第一比较单元,所述第一比较单元构造成通过比较所确定的实际侧向力与预设的理论侧向力根据切割件沿切割方向以及在切割路径中的运动速度来改变至少一个切割参数。第一比较单元优选是控制单元的组成部分。在其它情况时恒定的切割参数的情况下,较高的运动速度以及切割路径的较锐的曲线意味着实际侧向力的增大。理论侧向力优选地为0N或在0N附件在如下窄的公差范围中得到确定,使得切割件的由相应实际侧向力引起的侧向偏移处于待产生的切割的公差范围内。在超过理论侧向力的情况下,必须将所述至少一个切割参数、例如定位角和/或先行或追随角相应地改变,以便补偿或至少部分地补偿这种实际侧向力并且由此保证切割件保留在切割路径上或在限定的公差范围内保留在切割路径周围。为了减少调节消耗,能够设置成,在超过0N的经确定的理论侧向力的情况下,当实际侧向力超过理论侧向力时所述至少一个切割参数才被改变。以这种方式在特别小的可容忍的实际侧向力的情况下不必由控制单元介入,从而由此必要时能节约能量并且能减少所述设备的磨损。
优选地,控制单元构造成,根据所测得的实际侧向力来改变切割件相对于工件的作为切割参数的定位角。优选地,切割件的定位角构造在与实际侧向力相同的平面上,以便对所述实际侧向力更好地补偿。为此,控制单元优选构造成,将切割件相对于工件的定位角根据所确定的实际侧向力如下地匹配,使得实际侧向力由此完全地或基本上完全地得到补偿。由此,以简单的手段以及以成本适宜的方式在切割工艺期间能够补偿实际侧向力,从而切割件保留在切割路径上。以这种方式使得所产生的切割能够进一步得到改进。
此外优选地,所述设备具有第二力测量装置,所述第二力测量装置构造成用于测量横向于切割纵轴线以及沿切割方向形成的实际切割力。该实际切割力尤其依赖于切割件沿着切割路径的运动速度以及切割件的磨损状态。由此通过有规律地、优选持久地或基本上持久地测量实际切割力能够得到关于切割件的磨损状态的结论。优选地,所述设备构造成优选听觉和/或视觉地显示磨损状态或显示一定磨损状态的来临。因为实际侧向力还依赖于切割件的磨损并且随着切割件的磨损增加而提高,所以以这种方式能够及时更换切割件以及由此能减少实际侧向力。
优选地,控制单元构造成将切割件沿切割方向的运动速度根据实际切割力来改变。在此尤其优选地,切割件沿切割方向的运动速度在实际切割力增加的情况下能够减小。这具有的优点是,即使在切割件部分磨损的情况下也能够保证预设的工艺可靠性。
根据本发明能够设置成,所述设备具有第二比较单元,所述第二比较单元构造成通过比较所确定的实际切割力与预设的理论切割力根据切割件沿切割方向的运动速度来确定切割件的磨损。第二比较单元优选是控制单元的组成部分。理论切割力例如能够根据经验利用没有磨损的切割件来确定。实际切割力与理论切割力在经确定的公差极限之上的偏差是用于磨损的切割件的指标。由此能够及时地指示切割件的必要更换。
优选地,第一力测量装置布置在切割件中或切割件上和/或布置在切割引导装置上。第一力测量装置优选布置在切割引导装置的用于容纳切割件的切割件容纳部处。这具有的优点是,实际上在工件与切割件之间起作用的实际侧向力能够特别可靠地并且不太减弱地被确定。特别可靠的实际侧向力测量值具有的优点是,所述至少一个切割参数的调节能够特别有效地进行。以这种方式能够改进补偿以及减少实际侧向力。由此将用于超声切割材料的设备的可靠性以及工艺安全性以简单的手段并且成本适宜地进一步改进。
根据本发明的第二方面,所述任务根据本发明通过用于借助于根据本发明的设备来超声切割工件的方法来解决。所述方法具有下列方法步骤:
将按照本发明的设备的切割件布置在工件上的切割开始部位上;
借助于超声发生器将切割件置于振动运动中;
借助于切割引导装置使切割件沿切割方向沿着预设的切割路径运动;
借助于第一力测量装置重复测量横向于切割纵轴线以及横向于切割方向作用于切割件的实际侧向力;以及
借助于控制单元和优选切割引导装置根据所测得的实际侧向力改变设备的至少一个切割参数。
在以超声频率振动的切割件沿着切割路径运动时,产生穿过工件的切割。尤其通过切割件的方向变换(例如在沿着切割路径的曲线运动时)产生实际侧向力,所述实际侧向力借助于第一力测量装置重复地、优选持久地进行测量。通过评估所测得的实际侧向力,控制单元确定至少一个待改变的切割参数的改变以用于补偿或至少部分地补偿、尤其以用于减少实际侧向力。为此考虑所述设备的切割参数以及其它的切割参数,例如周围环境温度、工件温度、切割温度或空气湿度。所述至少一个切割参数此后为了补偿实际切割力而相应地改变、例如借助于切割引导装置或超声发生器来改变。
在所描述的方法方面获得已经关于根据本发明第一方面的用于超声切割工件的设备所描述的所有优点。
优选地,所述设备的所述至少一个切割参数中的一个根据所测得的实际侧向力来改变。所述设备的切割参数是切割件的定位角、切割件的先行或追随角、切割件沿切割方向沿着切割路径的运动速度、切割件的振动频率或振动幅度。所述设备的切割参数的变化具有的优点是,这能够直接进行或在没有显著时间延迟的情况下进行并且由此能够特别快速地对实际侧向力的改变起反应,以便有效地补偿实际侧向力并且由此保证了切割件在切割路径上的保留。
优选地,切割件相对于工件的定位角作为切割参数如下地改变,使得实际侧向力完全地得到补偿。这意味着,切割件的由实际侧向力引起的偏移(所述偏移还依赖于切割件的材料以及几何构造)通过改变定位角来平衡或基本上平衡。在此,定位角例如如下改变,使得切割件保持在切割路径上。由此,切割的品质即使在高的实际侧向力(所述高的实际侧向力例如在切割路径的锐的曲线中会出现)的情况下也得到保证。此外由此能够实现切割件沿着切割路径的较高的平均运动速度,而没有由此消极影响切割的品质。
此外优选地,实际侧向力的可预期的改变根据切割路径的走向来确定并且在考虑实际侧向力的确定的可预期的改变的情况下将切割件相对于工件的定位角与切割路径相匹配。这种确定优选先行地、在切割件即将达到切割路径的相应点之前进行。尤其在特别锐的曲线的情况下能够由此将所述至少一个切割参数的匹配在即将到达曲线之前已经引入,其中,切割件的从切割路径周围的公差范围中的脱离始终得到避免。这具有的优点是,实际侧向力的可预期的改变已经可预见,并且所述至少一个切割参数的匹配不是当实际侧向力已经明显提高时才进行。由此能够使实际侧向力的补偿得到改进或协调。此外,由此可实现切割件的较高运动速度,因为在实际侧向力提高之前,相应的切割参数就已经可匹配或已经将相应的切割参数进行匹配。
附图说明
根据本发明的用于超声切割工件的设备在下面按照附图进一步被阐述。在此分别示意性地示出:
图1a以主视图示出根据现有技术的超声切割设备,
图1b以主视图示出源自图1a的超声切割设备连同侧向力,
图2a以主视图示出根据本发明的设备的一种优选实施方式,
图2b以主视图示出源自图2a的设备连同侧向力,以及
图3以俯视图示出待切割的工件连同切割路径。
具体实施方式
带有相同功能和作用方式的元件在图1a至图3中分别设有相同的附图标记。
在图1a和图1b中以主视图示意性示出根据现有技术的超声切割设备。超声切割设备具有切割引导装置3,在所述切割引导装置上布置有带有切割纵轴线5的切割件4以及用于使切割件4置于超声振动中的超声发生器6。切割件4布置在工件2中,以便切割所述工件。在图1a中示出一种理想情况,例如在直线切割方向9的情况下(参见图3),在该理想情况下,在工件2与切割件4之间没有实际侧向力K起作用。切割方向9在图1a至2b中进入到图纸平面中。在图1b中,实际侧向力K沿侧向作用于切割件4。在不改变切割件4的定位角12(参见图2b)的情况下,所述切割件由于实际侧向力K而侧向地、在本图示中向右被挤压。出现了有缺陷的切割。为了避免这一点,根据现有技术,首先耗费地根据经验来确定实际侧向力K,以便确定切割参数、尤其切割件的定位角12的所需的匹配。这是非常耗费的以及费时和成本高的。
在图2a和图2b中以主视图示意性示出根据本发明的用于超声切割工件2的设备1的一种优选实施方式。所述设备1具有切割引导装置3,在所述切割引导装置上布置有带有切割纵轴线5的切割件4。在切割引导装置3上布置有用于将切割件4置于带有振动幅度的超声振动中的超声发生器6。在切割引导装置3的面向切割件4的一侧布置有用于测量实际侧向力K的第一力测量装置10以及可选的用于测量实际切割力S的第二力测量装置13。所述设备1具有控制单元7,所述控制单元带有用于将实际侧向力K与理论侧向力进行比较的第一比较单元11和用于将实际切割力S与理论切割力进行比较的第二比较单元14。第二比较单元14可以附加地存在。简单的根据本发明的用于超声切割工件2的设备1仅仅具有第一比较单元11。控制单元7与第一力测量装置10和第二力测量装置13耦联以用于接收所测得的实际侧向力K或实际切割力S。
切割件4在工件2中为了切割该工件2而沿着切割路径8(参见图3)布置。在图2a中,在工件2与切割件4之间没有实际侧向力K起作用。切割件4的定位角因此为0°。在图2b中,实际侧向力K作用于切割件4,所述实际侧向力引起切割件4的弯曲。这种弯曲通过相应地匹配定位角12在本示例中完全得到补偿。切割件4保留在切割路径8上,从而保证切割的高品质。
在图3中以俯视图示出待切割的工件2。包括第一路径区段A、第二路径区段B、第三路径区段C以及第四路径区段D的切割路径8作为虚线示出。由切割引导装置3保持的切割件4布置在第一路径区段A上并且为了切割工件2而能够沿切割方向9在切割路径8上运动。在第一路径区段A中,实际侧向力K为0N。在从第一路径区段A到第二路径区段B的过渡中,实际侧向力K骤然升高,从而用于补偿可预期的实际侧向力K的定位角12匹配已经能够在第一路径区段A的端部区域中进行,定位角12的改变如下进行,使得切割件4没有离开切割路径8或在公差范围内保留在切割路径8周围。第二路径区段B具有曲线,从而在第二路径区段B中,大于0N的实际侧向力作用于切割件4。通过定位角12的相应改变能够补偿该实际侧向力。
附图标记列表
1 设备
2 工件
3 切割引导装置
4 切割件
5 切割纵轴线
6 超声发生器
7 控制单元
8 切割路径
9 切割方向
10 第一力测量装置
11 第一比较单元
12 定位角
13 第二力测量装置
14 第二比较单元
A 第一路径区段
B 第二路径区段
C 第三路径区段
D 第四路径区段
K 实际侧向力
S 实际切割力
Claims (12)
1.用于超声切割工件(2)的设备(1),该设备具有切割引导装置(3)、保持在所述切割引导装置(3)上的带有切割纵轴线(5)的切割件(4)、用于将所述切割件(4)置于振动运动中的超声发生器(6)并且具有控制单元(7),该控制单元用于使切割引导装置(3)运动以便使切割件(4)在切割路径(8)上沿切割方向(9)相对于待切割的工件(2)运动,
其特征在于,
所述设备(1)具有第一力测量装置(10),该第一力测量装置用于测量横向于切割纵轴线(5)以及横向于切割方向(9)作用于切割件(4)的实际侧向力(K),其中,第一力测量装置(10)为了将实际侧向力测量值传输到控制单元(7)上而与控制单元(7)耦联,并且控制单元(7)构造成使设备(1)的至少一个切割参数根据所测得的实际侧向力(K)进行改变。
2.根据权利要求1所述的设备(1),
其特征在于,
所述第一力测量装置(10)构造成用于测量垂直于切割纵轴线(5)以及垂直于切割方向(9)作用于切割件(4)的实际侧向力(K)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1),
其特征在于,
所述设备(1)具有第一比较单元(11),所述第一比较单元构造成用于通过比较所确定的实际侧向力(K)与预设的理论侧向力根据切割件(4)沿切割方向(9)以及在切割路径(8)中的运动速度来改变所述至少一个切割参数。
4.根据权利要求1或2所述的设备(1),
其特征在于,
所述控制单元(7)构造成用于根据所测得的实际侧向力(K)来改变切割件(4)相对于工件(2)的作为切割参数的定位角(12)。
5.根据权利要求1或2所述的设备(1),
其特征在于,
所述设备(1)具有第二力测量装置(13),所述第二力测量装置构造成用于测量横向于切割纵轴线(5)以及沿切割方向(9)形成的实际切割力(S)。
6.根据权利要求5所述的设备(1),
其特征在于,
所述控制单元(7)构造成用于根据实际切割力(S)来改变切割件(4)沿切割方向(9)的运动速度。
7.根据权利要求5所述的设备(1),
其特征在于,
所述设备(1)具有第二比较单元(14),所述第二比较单元构造成用于通过比较所确定的实际切割力(S)与预设的理论切割力根据切割件(4)沿切割方向(9)的运动速度来确定切割件(4)的磨损。
8.根据权利要求1或2所述的设备(1),
其特征在于,
所述第一力测量装置(10)布置在切割件(4)中或切割件上和/或布置在切割引导装置(3)上。
9.用于借助于根据权利要求1至8中任一项所述的设备(1)来超声切割工件(2)的方法,该方法具有下列方法步骤:
将设备(1)的切割件(4)布置在工件(2)上的切割开始部位上;
借助于超声发生器(6)将切割件(4)置于振动运动中;
借助于切割引导装置(3)使切割件(4)沿切割方向(9)沿着预设的切割路径(8)运动;
借助于第一力测量装置(10)重复测量横向于切割纵轴线(5)以及横向于切割方向(9)作用于切割件(4)的实际侧向力(K);以及
借助于控制单元(7)根据所测得的实际侧向力(K)改变设备(1)的至少一个切割参数。
10.根据权利要求9所述的方法,
其特征在于,
根据所测得的实际侧向力(K)来改变设备(1)的所述至少一个切割参数中的一个。
11.根据权利要求9或10所述的方法,
其特征在于,
改变切割件(4)相对于工件(2)的作为切割参数的定位角(12),使得实际侧向力(K)完全地得到补偿。
12.根据权利要求9或10所述的方法,
其特征在于,
根据切割路径(8)的走向来确定实际侧向力(K)的可预期的改变,并且在考虑实际侧向力(K)的所确定的可预期的改变的情况下,将切割件(4)相对于工件(2)的定位角(12)与切割路径(8)相匹配。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015220875.3A DE102015220875A1 (de) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Vorrichtung und Verfahren zum Ultraschallschneiden von Werkstücken |
DE102015220875.3 | 2015-10-26 | ||
PCT/EP2016/074681 WO2017071968A1 (de) | 2015-10-26 | 2016-10-14 | Vorrichtung und verfahren zum ultraschallschneiden von werkstücken |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107848136A CN107848136A (zh) | 2018-03-27 |
CN107848136B true CN107848136B (zh) | 2019-10-18 |
Family
ID=57184419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680042211.9A Active CN107848136B (zh) | 2015-10-26 | 2016-10-14 | 用于超声切割工件的设备和方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10654187B2 (zh) |
EP (1) | EP3368252B1 (zh) |
CN (1) | CN107848136B (zh) |
DE (1) | DE102015220875A1 (zh) |
WO (1) | WO2017071968A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017212326A1 (de) * | 2017-07-19 | 2019-01-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Metallbauteils sowie Metallbauteil |
DE102017011506B4 (de) * | 2017-12-13 | 2021-01-28 | Lts Lohmann Therapie-Systeme Ag | Trennvorrichtung und Trennverfahren für klebstoffhaltiges Verbundmaterial |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1127966B (it) * | 1979-09-10 | 1986-05-28 | Gerber Garment Technology Inc | Procedimento e dispositivo con lama a sbalzo per il taglio di materiali flosci in floglio particolarmente di strati di tessuto per vestiario o arredamento |
IT1146717B (it) * | 1980-11-14 | 1986-11-19 | Gerber Garment Technology Inc | Macchina a controllo automatico per il taglio di materiali in foglio e procedimento di taglio mediante tale macchina |
EP0920977A1 (de) * | 1997-12-04 | 1999-06-09 | Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum Bearbeiten einer Materialbahn |
CN104736309A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-06-24 | 宝马股份公司 | 用于超声波切割设备的刀头 |
CN104924347A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-23 | 杭州电子科技大学 | 一种超声切削调整装置及切削方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5418711A (en) | 1993-09-21 | 1995-05-23 | Gerber Garment Technology, Inc. | Open loop control apparatus and associated method for cutting sheet material |
JP3584153B2 (ja) * | 1996-12-05 | 2004-11-04 | キヤノン株式会社 | 軟質部品の切断方法及び実装方法、軟質部品の切断装置及び実装装置 |
DE19753563B4 (de) * | 1997-12-03 | 2005-01-13 | Kuris-Wastema Maschinenbau Gmbh | Schneidvorrichtung für Flachmaterialbahnen |
JP3815369B2 (ja) * | 2001-05-28 | 2006-08-30 | ソニー株式会社 | プラスチック光ファイバー切断装置及び切断方法 |
EP1375113A1 (fr) * | 2002-06-19 | 2004-01-02 | Mars, Incorporated | Procédé de fabrication d'emballage prédécoupé |
DE102011081747A1 (de) * | 2011-08-29 | 2013-02-28 | Telsonic Holding Ag | Vorrichtung und Sonotrode zur Steuerung und Überwachung von Schneidvorgängen auf Ultraschallbasis |
DE102011119444A1 (de) * | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Ms Spaichingen Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum verschweissen |
US10245660B2 (en) * | 2013-12-08 | 2019-04-02 | Warren L Myrfield | Saw guide pressure feed speed control systems and methods |
-
2015
- 2015-10-26 DE DE102015220875.3A patent/DE102015220875A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-10-14 WO PCT/EP2016/074681 patent/WO2017071968A1/de unknown
- 2016-10-14 EP EP16784828.2A patent/EP3368252B1/de active Active
- 2016-10-14 CN CN201680042211.9A patent/CN107848136B/zh active Active
-
2017
- 2017-12-20 US US15/848,625 patent/US10654187B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1127966B (it) * | 1979-09-10 | 1986-05-28 | Gerber Garment Technology Inc | Procedimento e dispositivo con lama a sbalzo per il taglio di materiali flosci in floglio particolarmente di strati di tessuto per vestiario o arredamento |
IT1146717B (it) * | 1980-11-14 | 1986-11-19 | Gerber Garment Technology Inc | Macchina a controllo automatico per il taglio di materiali in foglio e procedimento di taglio mediante tale macchina |
EP0920977A1 (de) * | 1997-12-04 | 1999-06-09 | Herrmann Ultraschalltechnik GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum Bearbeiten einer Materialbahn |
CN104736309A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-06-24 | 宝马股份公司 | 用于超声波切割设备的刀头 |
CN104924347A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-23 | 杭州电子科技大学 | 一种超声切削调整装置及切削方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3368252A1 (de) | 2018-09-05 |
US20180111284A1 (en) | 2018-04-26 |
WO2017071968A1 (de) | 2017-05-04 |
EP3368252B1 (de) | 2019-12-04 |
CN107848136A (zh) | 2018-03-27 |
DE102015220875A1 (de) | 2017-04-27 |
US10654187B2 (en) | 2020-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105729306A (zh) | 用于机器人支持的磨料加工方法和设备 | |
CN107848136B (zh) | 用于超声切割工件的设备和方法 | |
JP5478514B2 (ja) | 複合プライ切断の適応制御 | |
US20170308058A1 (en) | Method for optimizing the productivity of a machining process of a cnc machine | |
US9772618B2 (en) | Cutting tool controller and method of controlling the same | |
CN111032258B (zh) | 振动切削装置以及接触检测程序 | |
CN103392156B (zh) | 加工控制装置以及加工控制方法 | |
KR102356660B1 (ko) | 다자유도 협동 로봇의 마찰 보상 방법 | |
CN103009353A (zh) | 用于测定工具位置变化的方法以及工具与工具控制装置 | |
EP3467517A1 (en) | Wind direction and wind velocity measuring apparatus for wind turbine, and device and method for controlling yaw angle of wind turbine by using same | |
JP6050865B1 (ja) | 評価関数によって制御ゲインをオンラインで最適化する機能を有するサーボ制御装置 | |
WO2011147022A3 (en) | Apparatus and method for modeling and control of cross-direction fiber orientation processes | |
CN106142081A (zh) | 对加工工具转速和工件进给速度进行调整的加工系统 | |
CN108202852B (zh) | 在双轴船中通过实时震动信息和调节螺旋桨的旋转角度而降低脉动压力的方法 | |
WO2020045579A1 (ja) | 建設機械 | |
FI123361B (fi) | Menetelmä ja laitteisto sekä tietokoneohjelma hydraulikäyttöisen puomin toiminnan säätämiseksi | |
US20220347998A1 (en) | Closed-loop adjustment system and method for gap control and leveling of ultrasonic devices | |
CN108168453A (zh) | 磁致动的光纤应变校准装置及其校准方法 | |
US20150258596A1 (en) | Peening device and peening method | |
US20210146527A1 (en) | Exoskeleton joint drive with non-linear transmission | |
JPWO2020084673A1 (ja) | 数値制御装置、付加製造装置および付加製造装置の制御方法 | |
US20170024980A1 (en) | Improved haptic controller | |
US11958135B2 (en) | Machining condition adjustment device and machine learning device | |
US11498154B2 (en) | Linear friction-joining device and linear friction-joining method | |
CN111103844A (zh) | 程序修正装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |