CN115090610B - 一种用于义齿加工的去静电式除尘装置及其加工系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于义齿加工的去静电式除尘装置及其加工系统。该除尘装置包括送风罩、离子风扇、电位检测机构以及控制器。送风罩固定在主轴上。送风罩的内部开设空腔。离子风扇用于产生带有正负电荷的离子气流。离子风扇的出风端与空腔连通。电位检测机构用于实时采集主轴的静电电位信号。电位检测机构设置在空腔内部。控制器用于根据静电电位信号判断主轴的实时静电电位,并控制离子风扇实时产生与实时静电电位极性相反的离子气流,进而中和主轴和刀具所带的静电,并去除主轴和刀具表面附着的粉尘。该除尘装置可有效去除吸附在主轴和刀具表面的静电粉尘,从而将机床的加工精度维护在相对稳定水平,保障了义齿成品的加工品质。
Description
技术领域
本发明涉及义齿加工技术领域,特别是涉及一种用于义齿加工的去静电式除尘装置及其加工系统。
背景技术
数字化义齿加工技术是一种高效、高质量的义齿加工技术。其中,牙科CAD/CAM是利用计算机辅助设计制作口腔修复体的一个新兴口腔修复工艺技术,它采用光学模型技术代替了传统取模灌模的材料以及过程,计算机控制的设计切削系统直接对坯材(代加工件)进行切削,代替了传统的技工制作过程,从而可以节省大量的人力和物力,缩短义齿的制作周期。
而现有加工机床的主轴在切削义齿过程中,产生的粉尘一部分会飞散到加工环境中,加工完成后处理比较繁杂;另一部分会因静电效应吸附在主轴以及主轴上的刀具上,从而降低了机床的加工精度,进而限制了义齿的加工品质。
发明内容
基于此,有必要针对现有的义齿加工过程中,切削时产生的粉尘限制了机床的加工精度以及义齿的加工品质的技术问题,本发明提供一种用于义齿加工的去静电式除尘装置及其加工系统。
本发明公开一种用于义齿加工的去静电式除尘装置,其用于在切削义齿过程中,去除并收集加工机床的主轴和刀具表面附着的粉尘。刀具固定在主轴上。除尘装置包括:送风罩、离子风扇、电位检测机构以及控制器。
送风罩固定在主轴上。送风罩的内部开设有供主轴贯穿的空腔。空腔呈倒锥形。送风罩的内壁上设置有周向的分流通道。分流通道用于将进入空腔内的气流分散成沿空腔周向上均匀分布的气流。
离子风扇用于产生带有正负电荷的离子气流。离子风扇的出风端与空腔连通。
电位检测机构用于实时采集主轴的静电电位信号。电位检测机构设置在空腔内部。
控制器用于根据静电电位信号判断主轴的实时静电电位,并控制离子风扇实时产生与实时静电电位极性相反的离子气流。其中,离子气流经过主轴以及刀具的表面时,中和主轴和刀具所带的静电,并去除主轴和刀具表面附着的粉尘。
在其中一个实施例中,电位检测机构包括:探测环、导电层、电容器、电位计以及电阻。探测环固定连接在送风罩的底部。导电层设置在主轴的轴颈表面。探测环与导电层同轴且间隔设置。探测环和导电层与电容器、电位计以及电阻共同构成一个静电电位检测电路。其中,探测环接地,导电层连接电位计。电位计的示数表征主轴的静电电位值。
在其中一个实施例中,电位检测机构还包括电位识别模块。电位识别模块用于将静电电位值的电位极性识别为:正静电电位或负静电电位,进而生成静电电位信号。
在其中一个实施例中,电位识别模块通过一个电位识别函数对静电电位值的电位极性进行识别。电位识别函数的构建方法包括以下步骤:
(1)设置样本为电位计示数的时序向量的训练样本集Ω:
Ω={(x1,y1),(x2,y2),…,(xN,yN)}
式中,(xi,yi)表示训练样本集的样本点。xi表示电位计示数的时序向量,xi∈Rn,n表示时序向量的维度。yi∈{-1,+1},当yi=+1时,xi表示正静电电位时电位计示数的时序向量,当yi=-1时,xi表示负静电电位时电位计示数的时序向量。i=1,2,…,N,N表示样本的数量。
(2)建立满足间隔最大化的超平面,进而将电位计示数的时序向量划分为两类样本。超平面的表达公式为:
ω·x+b=0
式中,ω,b分别为超平面的参数。·表示向量内积。
(3)对每个样本点引入一个松弛变量ξi≥0,设定约束条件:
yi(ω·xi+b)≥1-ξi
(4)根据约束条件建立一个凸二次规划的优化函数:
subject to yi(ω·xi+b)-1≥1-ξi,
ξi≥0,i=1,2,…,N
式中,C≥0为惩罚参数。
(5)在优化函数中引入拉格朗日函数,进而建立一个对偶函数:
0≤αi≤C,i=1,2,…,N
式中,αi为拉格朗日乘子,αi≠0时对应的样本点即为支持向量点。
(6)在对偶函数中引入一个三次多项式核函数,进而构建出电位计示数的时序向量的识别函数,即电位识别函数:
式中,表示符号函数。当y=+1时,表示静电电位为正。当y=-1时,表示静电电位为负。K(xi,xj)=(xi·xj+1)3表示三次多项式核函数。
在其中一个实施例中,送风罩的外壁上连接有至少一根送风管。送风管的一端与离子风扇的出风端连通,另一端与分流通道的一端连通。分流通道的另一端与空腔连通。
在其中一个实施例中,分流通道呈倒J形。送风罩内壁的顶部一体连接有向下折弯的延伸部一。送风罩内壁的底部一体连接有向上折弯的延伸部二。延伸部二的顶部伸入送风罩内壁与延伸部一之间,由此构成倒J型的分流通道。
在其中一个实施例中,除尘装置还包括:夹持套筒。夹持套筒底部固定在送风罩的顶端。夹持套筒的内径大小与主轴相匹配。夹持套筒通过螺栓与主轴固定套接。
在其中一个实施例中,除尘装置还包括:集流罩、抽风罩以及吸尘器。
集流罩固定在加工机床的加工平台上。
抽风罩固定连接在集流罩的底部,且二者构成用于将加工平台的周围以及底部罩设住的包围空间。
吸尘器吸风端通过连通设置在抽风罩底部的一节抽风管,进而实现与包围空间的连通。
在其中一个实施例中,集流罩底部开设有至少两处定位槽,且集流罩通过其中对称设置的两处定位槽装配在加工平台上。抽风罩顶部的一体连接有分别与两处定位槽位置相对应的两块耳板,且两块耳板分别通过螺栓与加工平台固定连接。集流罩和抽风罩之间还设置有至少一对相互匹配的磁吸一和磁吸二。磁吸一和磁吸二分别与集流罩和抽风罩固定连接。
本发明还公开一种义齿加工系统,其包括:加工机床以及除尘装置。
加工机床用于对一个待加工件进行磨削雕刻。加工机床包括主轴、刀具以及加工平台。刀具固定在主轴上。加工平台设置在刀具的下方。加工平台用于固定待加工件。除尘装置用于去除并收集主轴和刀具表面附着的粉尘。除尘装置采用上述任意一项除尘装置。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有如下有益效果:
1、该除尘装置可有效去除吸附在主轴和刀具表面的静电粉尘,从而避免静电粉尘积累所产生的电荷以及粉尘本身对加工平台造成破坏和影响,进而将机床的加工精度维护在相对稳定水平,保障了义齿成品的加工品质。通过在主轴上设置可以分散气流且气流方向对准主轴颈部以及刀具的送风罩,并将送风罩连通一个可以产生带有正负电荷离子气流的离子风扇,从而通过对主轴上的静电电位实时检测识别,控制离子风扇实时产生与主轴的电位极性相反的离子气流,进而中和主轴和刀具所带的静电电荷,并去除主轴和刀具表面附着的粉尘。
2、该除尘装置还通过在送风罩内设置曲折的J形分流通道,原本呈单束柱状的离子气流在经过折弯状的分流通道之后,被逐渐分散成环形,且离开分流通道出口时的速度方向均指向下方的主轴轴颈以及刀具,从而利用静电效应与主轴以及刀具表面吸附的静电颗粒中和电位,并将颗粒吹落至下方的集流罩,进而从抽风罩排向吸尘器被收集。
3、该除尘装置还通过在加工平台附近设置集流罩和抽风罩,以构成能够将加工平台的周围以及底部罩设住的“碗”状包围空间,并通过吸尘器连通包围空间以提供负压流场,从而位于包围空间及其上方附近的粉尘颗粒可被吸附进吸尘器中收集,进而使得除尘装置实现对义齿切削加工所产生的飞散粉尘,以及因静电效应原先吸附在主轴和刀具上的吸附粉尘进行同时收集。
4、该除尘装置还可设置电位识别模块,通过构建一个电位识别函数以对静电电位极性实现识别,从而有效提高电位计的精度以及抗干扰能力,即使在粉尘电荷为弱中性时,也可有效对静电电极性进行准确判断。
5、该义齿加工系统可采用上述除尘装置,其有益效果与除尘装置相同,在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例1中静电式除尘装置的立体结构示意图;
图2为图1中的主视图;
图3为图2中送风罩的立体结构示意图;
图4为图3中送风罩的剖面示意图;
图5为本发明实施例1中探测环与主轴上的导电层之间的相对位置示意图;
图6为图3中送风罩在另一视角的立体结构示意图;
图7为本发明实施例1中静电电位检测电路的电路图;
图8为本发明实施例1中集流罩和抽风罩安装在加工平台上时的立体结构示意图;
图9为图8中集流罩的立体结构示意图;
图10为图8中抽风罩的立体结构示意图;
图11为本发明实施例3中义齿加工系统的立体结构示意图。
主要元件符号说明
1、主轴;2、刀具;3、送风罩;31、延伸部一;32、延伸部二;33、空腔;34、分流通道;41、探测环;42、导电层;5、送风管;6、夹持套筒;7、集流罩;71、定位槽;8、抽风罩;81、耳板;91、磁吸一;92、磁吸二;10、加工平台。
以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“安装于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件,它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请参阅图1,本实施例提供一种用于义齿加工的去静电式除尘装置,其用于在切削义齿过程中,去除并收集加工机床的主轴1和刀具2表面附着的粉尘。刀具2固定在主轴1上。该除尘装置包括:送风罩3、离子风扇、电位检测机构以及控制器。本实施例中,该除尘装置还可以包括:夹持套筒6、集流罩7、抽风罩8以及吸尘器(图未示)。
请参阅图2和图3,送风罩3固定在主轴1上。送风罩3的顶部可以与夹持套筒6焊接,夹持套筒6的内径大小可与主轴1相匹配。通过将夹持套筒6套接在主轴1上并利用螺栓固定,从而实现送风罩3相对固定在主轴1上。
请参阅图4和图5,送风罩3的内部开设有供主轴1贯穿的空腔33。空腔33可呈上大下小的倒锥形。空腔33的下开口可以指向主轴1的轴颈部以及刀具2,从而方便利用气流将相应位置表面的粉尘吹落。送风罩3的内壁上设置有周向的分流通道34。
离子风扇用于产生带有正电荷或负电荷的离子气流。离子风扇的出风端与空腔33连通。离子风扇是一种用于除静电的装置,主要可以由放电控制器、高压电源、送风系统组成。离子风扇是在交流高压产生器产生的4kV高压交流电的作用下,放电极以50Hz频率交替发生正电压和负电压,形成一个稳定的高强电场以电离其中的空气,放电极尖端此时交替产生正负离子,再由风扇向电场吹入空气产生不同极性的离子气流,进而可以中和物体上所带的电荷。
本实施例中,可以在送风罩3的外壁上连接一根送风管5,送风管5的一端可以与离子风扇的出风端连通,另一端可以与分流通道34连通。送风管5既可以与送风罩3一体连接,也可以通过法兰等连接件与送风罩3实现密封配合。送风管5可采用类似于吸尘器上的可折弯的软管,从而可以避免在主轴1运动时对主轴1以及刀具2产生干涉。
请再次参阅图4,分流通道34用于将进入空腔33内的气流分散成沿空腔33周向上均匀分布的气流。本实施例中,分流通道34可设置为截面呈倒J形的环槽状,“J”形的一端与送风管5连通,另一端与空腔33连通。送风罩3内壁的顶部一体连接有向下折弯的延伸部一31。送风罩3内壁的底部一体连接有向上折弯的延伸部二32。延伸部二32的顶部伸入送风罩3内壁与延伸部一31之间,由此构成倒J型的分流通道34。
离子气流由送风管5通过分流通道34,原本呈单束柱状的离子气流在经过折弯状的分流通道34之后,被逐渐分散成环形,且离开分流通道34出口时的速度方向均指向下方的主轴1轴颈以及刀具2,从而利用静电效应与主轴1以及刀具2表面吸附的静电颗粒中和电位,并将颗粒吹落至下方的集流罩7,进而从抽风罩8排向吸尘器被收集。
电位检测机构用于实时采集主轴1的静电电位信号。这里需要说明的是,主轴1和刀具2一般均为金属导电材料,二者固定在一起是可以看作一个整体,因此仅对主轴1进行电位检测即可。电位检测机构可设置在空腔33内部。本实施例中,电位检测机构可包括:探测环41、导电层42、电容器、电位计以及电阻,还可包括电位识别模块。
请参阅图6,探测环41固定连接在送风罩3的底部。本实施例中,探测环41可通过连接一个绝缘的“=”型支架,实现与送风罩3的固定连接。探测环41本身导电,可以采用不锈钢材质。
结合图5和图6,导电层42设置在主轴1的轴颈表面。探测环41与导电层42同轴且间隔设置。本实施例中,导电层42可以与主轴1一体式结构,也可通过焊接等方式设置在主轴1的表面。导电层42也可采用不锈钢材质。
请参阅图7,探测环41和导电层42与电容器、电位计以及电阻共同构成一个静电电位检测电路。其中,探测环41接地,导电层42连接电位计。电位计的示数可表征主轴1的静电电位值。
本实施例中,考虑到粉尘电荷为弱中性,电位计的示数可能存在误差和扰动,容易对静电电极性判断错误。而弱中性的静电粉尘的电位的识别是一个二分类问题,实际处理时,可采集不同时刻的电位计示数,并采用处理二分类问题性能好的SVM方法进行检测。电位识别模块基于SVM方法,可以将静电电位值的电位极性识别为:正静电电位或负静电电位,进而可以生成可以表征实时静电电位的静电电位信号。关于电位识别模块基于SVM的电位识别,可参照实施例2中的内容,在此不再赘述。
控制器用于根据静电电位信号判断主轴1的实时静电电位,并控制离子风扇实时产生与实时静电电位极性相反的离子气流。其中,离子气流经过主轴1以及刀具2的表面时,中和主轴1和刀具2所带的静电,并去除主轴1和刀具2表面附着的粉尘。本实施例中,控制器可以是集成在离子风扇中的放电控制器,也可以是义齿加工平台的控制器,只要能够实时响应主轴1的静电电位并及时控制离子风扇运行即可。当检测到主轴1的静电电位为负,则控制离子风扇产生带有正离子的气流,气流中的正离子与负电位的静电粉尘中和;当检测到主轴1的静电电位为正,则控制离子风扇产生带有负离子的气流,气流中的负离子与正电位的静电粉尘中和,依次实现智能化除静电粉尘功能。
请参阅图8,集流罩7可以固定在加工机床的加工平台10上。
抽风罩8可固定连接在集流罩7的底部,且二者可构成用于将加工平台10的周围以及底部罩设住的“碗”状包围空间。
吸尘器吸风端通过连通设置在抽风罩8底部的一节抽风管,进而实现与包围空间的连通。本实施例中,吸尘器可以为上述包围空间提供负压流场,从而位于包围空间及其上方附近的粉尘颗粒吸附进吸尘器中收集。另外,抽风管可以与抽风罩8一体连接。
请参阅图9和图10,集流罩7底部可开设有两处定位槽71,且集流罩7可通过两处定位槽71可拆卸式装配在加工平台10上。抽风罩8顶部的一体连接有分别与两处定位槽71位置相对应的两块耳板81,且两块耳板81分别通过螺栓与加工平台10固定连接。
集流罩7和抽风罩8之间还设置有至少一对相互匹配的磁吸一91和磁吸二92。磁吸一91和磁吸二92分别与集流罩7和抽风罩8固定连接。通过设置可以拆分或吸附的磁吸一91和磁吸二92,便于集流罩7和抽风罩8的拆装,进而方便对刀具2或待加工件(锆饼)进行更换。
综上所述,相较于现有技术,本实施例提供的去静电式除尘装置具有如下优点:
1、该除尘装置可有效去除吸附在主轴1和刀具2表面的静电粉尘,从而避免静电粉尘积累所产生的电荷以及粉尘本身对加工平台造成破坏和影响,进而将机床的加工精度维护在相对稳定水平,保障了义齿成品的加工品质。通过在主轴1上设置可以分散气流且气流方向对准主轴1颈部以及刀具2的送风罩3,并将送风罩3连通一个可以产生带有正负电荷离子气流的离子风扇,从而通过对主轴1上的静电电位实时检测识别,控制离子风扇实时产生与主轴1的电位极性相反的离子气流,进而中和主轴1和刀具2所带的整点,并去除主轴1和刀具2表面附着的粉尘。
2、该除尘装置还通过在送风罩3内设置曲折的J形分流通道34,原本呈单束柱状的离子气流在经过折弯状的分流通道34之后,被逐渐分散成环形,且离开分流通道34出口时的速度方向均指向下方的主轴1轴颈以及刀具2,从而利用静电效应与主轴1以及刀具2表面吸附的静电颗粒中和电位,并将颗粒吹落至下方的集流罩7,进而从抽风罩8排向吸尘器被收集。
3、该除尘装置还通过在加工平台附近设置集流罩7和抽风罩8,以构成能够将加工平台10的周围以及底部罩设住的“碗”状包围空间,并通过吸尘器连通包围空间以提供负压流场,从而位于包围空间及其上方附近的粉尘颗粒可被吸附进吸尘器中收集,进而使得除尘装置实现对义齿切削加工所产生的飞散粉尘,以及因静电效应原先吸附在主轴1和刀具2上的吸附粉尘进行同时收集。
实施例2
本实施例公开一种电位识别函数的构建方法,该构建方法构建出的电位识别函数可以应用于实施例1中的电位识别模块,进而对静电电位值的电位极性进行识别。电位识别函数的构建方法包括以下步骤:
(1)设置样本为电位计示数的时序向量的训练样本集Ω:
Ω={(x1,y1),(x2,y2),…,(xN,yN)}
式中,(xi,yi)表示训练样本集的样本点。xi表示电位计示数的时序向量,xi∈Rn,n表示时序向量的维度。yi∈{-1,+1},当yi=+1时,xi表示正静电电位时电位计示数的时序向量,当yi=-1时,xi表示负静电电位时电位计示数的时序向量。i=1,2,…,N,N表示样本的数量。
(2)建立满足间隔最大化的超平面,进而将电位计示数的时序向量划分为两类样本,即正电位样本和负电位样本。超平面的表达公式为:
ω·x+b=0
式中,ω,b分别为超平面的参数。·表示向量内积。此时可以得到一个线性SVM,在理想情况下,样本完全线性可分。但在实际情况中,样本并不是完全线性可分,当电位计示数的时序向量的SNR(信噪比)较小时,其正负特征向量的参数较为相近,因此两类样本中会不同程度地存在反例样本。此时,存在一些样本点(xi,yi)不满足函数间隔大于等于1,无法求解出完全线性可分的SVM。因此需要下文中的对每个样本点引入一个松弛变量。
(3)对每个样本点引入一个松弛变量ξi≥0,设定约束条件:
yi(ω·xi+b)≥1-ξi
此时转变为基于软间隔最大化的线性不可分SVM问题。
(4)根据约束条件建立一个凸二次规划的优化函数:
subject to yi(ω·xi+b)-1≥1-ξi,
ξi≥0,i=1,2,…,N
式中,C≥0为惩罚参数,以上问题是一个凸二次规划的优化问题,一般可以引入拉格朗日函数转化而为对偶问题。
(5)在优化函数中引入拉格朗日函数,进而建立一个对偶函数:
0≤αi≤C,i=1,2,…,N
式中,αi为拉格朗日乘子,αi≠0时对应的样本点即为支持向量点。由于实际电位计示数的时序向量中含各类复杂干扰信号,两类电位计示数的时序向量采用线性SVM无法得到较为理想的结果。采用该技巧,可以有效地将特征向量映射到更高维空间,从而得到非线性SVM。将对偶形式中样本特征向量内积的形式xi·xj利用该技巧进行替换,采用三次多项式核函数:K(xi,xj)=(xi·xj+1)3。
(6)在对偶函数中引入上述三次多项式核函数,进而构建出电位计示数的时序向量的识别函数,即电位识别函数:
式中,表示符号函数。当y=+1时,表示静电电位为正。当y=-1时,表示静电电位为负。
本实施例中,电位识别模块可以利用上述方法构建出电位识别函数,从而有效提高电位计的精度以及抗干扰能力,即使在粉尘电荷为弱中性时,也可有效对静电电极性进行准确判断。
实施例3
请参阅图11,本实施例提供一种义齿加工系统,其包括:加工机床以及除尘装置。除尘装置用于去除并收集主轴1和刀具2表面附着的粉尘。除尘装置可以采用实施例1中的除尘装置。
加工机床用于对一个待加工件进行磨削雕刻。加工机床包括主轴1、刀具2以及加工平台10,还可以包括机壳、三轴线性调节平台以及两轴角度调节平台。刀具2固定在主轴1上。加工平台10设置在刀具2的下方。加工平台10用于固定待加工件。具体地,主轴1上还设置有负责提供磨削动力的电机。三轴线性调节平台可以调节主轴在X、Y、Z三轴上线性移动,而两轴角度调节平台可以调节加工平台10在A、B两个轴上旋转,此处可与现有的五轴加工中心原理类似,在此不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种用于义齿加工的去静电式除尘装置,其用于在切削义齿过程中,去除并收集加工机床的主轴(1)和刀具(2)表面附着的粉尘;刀具(2)固定在主轴(1)上;其特征在于,所述除尘装置包括:
送风罩(3),其固定在主轴(1)上;送风罩(3)的内部开设有供主轴(1)贯穿的空腔(33);所述空腔(33)呈倒锥形;送风罩(3)的内壁上设置有周向的分流通道(34);所述分流通道(34)用于将进入所述空腔(33)内的气流分散成沿所述空腔(33)周向上均匀分布的气流;
离子风扇,其用于产生带有正负电荷的离子气流;所述离子风扇的出风端与所述空腔(33)连通;
电位检测机构,其用于实时采集主轴(1)的静电电位信号;所述电位检测机构设置在所述空腔(33)内部;以及
控制器,其用于根据所述静电电位信号判断主轴(1)的实时静电电位,并控制所述离子风扇实时产生与所述实时静电电位极性相反的离子气流;其中,所述离子气流经过主轴(1)以及刀具(2)的表面时,中和主轴(1)和刀具(2)所带的静电,并去除主轴(1)和刀具(2)表面附着的粉尘;
其中,所述电位检测机构包括:探测环(41)、导电层(42)、电容器、电位计以及电阻;探测环(41)固定连接在送风罩(3)的底部;所述导电层(42)设置在主轴(1)的轴颈表面;探测环(41)与所述导电层(42)同轴且间隔设置;探测环(41)和所述导电层(42)与所述电容器、所述电位计以及所述电阻共同构成一个静电电位检测电路;其中,探测环(41)接地,所述导电层(42)连接所述电位计;所述电位计的示数表征主轴(1)的静电电位值;
其中,所述电位检测机构还包括电位识别模块;所述电位识别模块用于将所述静电电位值的电位极性识别为:正静电电位或负静电电位,进而生成所述静电电位信号;
其中,所述电位识别模块通过一个电位识别函数对所述静电电位值的电位极性进行识别,从而提高电位计的精度以及抗干扰能力,即使在粉尘电荷为弱中性时,也有效对静电电极性进行准确判断;所述电位识别函数的构建方法包括以下步骤:
(1)设置样本为电位计示数的时序向量的训练样本集Ω:
Ω={(x1,y1),(x2,y2),…,(xN,yN)}
式中,(xi,yi)表示所述训练样本集的样本点;xi表示电位计示数的时序向量,xi∈Rn,n表示时序向量的维度;yi∈{-1,+1},当yi=+1时,xi表示正静电电位时电位计示数的时序向量,当yi=-1时,xi表示负静电电位时电位计示数的时序向量;i=1,2,…,N,N表示样本的数量;
(2)建立满足间隔最大化的超平面,进而将所述电位计示数的时序向量划分为两类样本;所述超平面的表达公式为:
ω·x+b=0
式中,ω,b分别为所述超平面的参数;·表示向量内积;
(3)对每个样本点引入一个松弛变量ξi≥0,设定约束条件:
yi(ω·xi+b)≥1-ξi
(4)根据所述约束条件建立一个凸二次规划的优化函数:
subject to yi(ω·xi+b)-1≥1-ξi,
ξi≥0,i=1,2,…,N
式中,C≥0为惩罚参数;
(5)在所述优化函数中引入拉格朗日函数,进而建立一个对偶函数:
0≤αi≤C,i=1,2,…,N
式中,αi为拉格朗日乘子,αi≠0时对应的样本点即为支持向量点;
(6)在所述对偶函数中引入一个三次多项式核函数,进而构建出电位计示数的时序向量的识别函数,即所述电位识别函数:
式中,表示符号函数;当y=+1时,表示静电电位为正;当y=﹣1时,表示静电电位为负;K(xi,xj)=(xi·xj+1)3表示所述三次多项式核函数。
2.根据权利要求1所述的用于义齿加工的去静电式除尘装置,其特征在于,送风罩(3)的外壁上连接有至少一根送风管(5);送风管(5)的一端与所述离子风扇的出风端连通,另一端与所述分流通道(34)的一端连通;所述分流通道(34)的另一端与所述空腔(33)连通。
3.根据权利要求1所述的用于义齿加工的去静电式除尘装置,其特征在于,所述分流通道(34)呈倒J形;送风罩(3)内壁的顶部一体连接有向下折弯的延伸部一(31);送风罩(3)内壁的底部一体连接有向上折弯的延伸部二(32);所述延伸部二(32)的顶部伸入送风罩(3)内壁与所述延伸部一(31)之间,由此构成倒J型的所述分流通道(34)。
4.根据权利要求1所述的用于义齿加工的去静电式除尘装置,其特征在于,所述除尘装置还包括:
夹持套筒(6),其底部固定在送风罩(3)的顶端;夹持套筒(6)的内径大小与主轴(1)相匹配;夹持套筒(6)通过螺栓与主轴(1)固定套接。
5.根据权利要求1所述的用于义齿加工的去静电式除尘装置,其特征在于,所述除尘装置还包括:
集流罩(7),其固定在所述加工机床的加工平台(10)上;
抽风罩(8),其固定连接在集流罩(7)的底部,且二者构成用于将所述加工平台(10)的周围以及底部罩设住的包围空间;以及
吸尘器,其吸风端通过连通设置在抽风罩(8)底部的一节抽风管,进而实现与所述包围空间的连通。
6.根据权利要求5所述的用于义齿加工的去静电式除尘装置,其特征在于,集流罩(7)底部开设有至少两处定位槽(71),且集流罩(7)通过其中对称设置的两处所述定位槽(71)装配在所述加工平台(10)上;抽风罩(8)顶部的一体连接有分别与两处所述定位槽(71)位置相对应的两块耳板(81),且两块耳板(81)分别通过螺栓与加工平台(10)固定连接;集流罩(7)和抽风罩(8)之间还设置有至少一对相互匹配的磁吸一(91)和磁吸二(92);所述磁吸一(91)和所述磁吸二(92)分别与集流罩(7)和抽风罩(8)固定连接。
7.一种义齿加工系统,其包括:
加工机床,其用于对一个待加工件进行磨削雕刻;所述加工机床包括主轴(1)、刀具(2)以及加工平台(10);刀具(2)固定在主轴(1)上;所述加工平台(10)设置在刀具(2)的下方;加工平台(10)用于固定所述待加工件;以及
除尘装置,其用于去除并收集主轴(1)和刀具(2)表面附着的粉尘;
其特征在于,所述除尘装置采用如权利要求1至6中任意一项所述的除尘装置。
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