DD232755A1 - Verfahren zur elektronischen messung von ultraschallschwingungsamplituden - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur elektronischen Messung von Ultraschallschwingungsamplituden dient dazu, die Messung der Ultraschallschwingungsamplitude der Werkzeugstirnflaeche beim Ultraschallbohren oder dessen Kombinationen mit elektrochemischen Abtragsvorgaengen unter Abtragsbedingungen zu ermoeglichen bzw. zu verbessern. Das vorgeschlagene Verfahren kann sowohl beim Ultraschallbohren als auch bei anderen Ultraschallabtragsverfahren und deren Kombinationen mit dem elektrochemischen Abtrag angewendet werden. Die Erfindung beinhaltet, die Beschleunigung des Schwingsystems (1) mit einem Beschleunigungsaufnehmer (2) zu messen, das gewonnene elektrische Signal zweimal zu integrieren und anschliessend einem Spitzenwertmesser zuzufuehren. Dadurch ist der Abtragsprozess besser steuer- und ueberwachbar, und sowohl die Produktivitaet als auch die Abtragsqualitaet verbessern sich, und eine mikrorechentechnische Verarbeitung wird ermoeglicht.
Description
Titel der Erfindung
Verfahren zur elektronischen. Messung von Ultraschallschwingongsamplituden
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Messung der Schwingungsamplitude an der Stirnfläche des Bearbeitungswerkzeugs beim Ultraschallbohren und dessen Kombination mit dem elektrochemischen Abtrag.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß die Ultraschallamplitude mit Hilfe mechanischer Meßeinrichtungen,wie z. B. Meßuhren,gemessen wird· Weiter ist bekannt, daß die Ultraschallamplitude auf optischem Wege mit Hilfe eines Meßmikroskopes gemessen wird. Beide Lösungen sind für Messungen während des Abtragsprozesses ungeeignet.
Weiterhin ist bekannt, daß die Ultraschallamplitude aus der Leistungsaufnahme des Ultraschallgenerators ermittelt wird. Diese Lösung ist für belastete Schwingsysteme ungeeignet·
Weiter ist bekannt, daß die Schwingungsamplitude mittels Dehnungsmeßstreifen und hochempfindlicher Gleichspannungsverstärkung gemessen wird.
Darüberhinaus ist bekannt, daß die Schwingungsamplitude induktiv mit Hilfe' eines Dauermagneten gemessen wird, der in einer festen Spule amplitudenproportionale Meßsignale erzeugt·
Weiterhin ist bekannt, daß die Schwingungsamplitude piezoelektrisch mit Hilfe eines am Schwinger befestigten Piezokristalls gemessen wird.
Allen Lösungen ist gemeinsam, daß sie empfindlich gegenüber Störfeldern, sehr störanfällig bei Korrosionswirkungen und nur mit erheblichem Aufwand an den Schwinger dauerhaft befestigt werden können·
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die Amplitude der Ultraschallschwingung an der Stirnfläche des. Werkzeuges während des Abtragsprozesses unter Einwirkung von Störfeldern und Korrosion zu messen·
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an der Stirnseite des Werkzeuges beim Ultraschallbohren, oder dessen Kombinationen mit dem elektrochemischen Abtrag erzeugte Ultraschallschwingungsamplitude A unter Abtragsbedingungen zu messen·
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Beschleunigungsaufnehmer fest mit dem Ultraschall-Schwingsystem verbunden und damit der von der Zeit t abhängige Verlauf der Beschleunigung a gemessen wird. Am Ausgang des Beschleunigungsaufnehmers liegt ein der-Beschleunigung" a proportionales elektrisches Signal· Die Auslenkung der Stirnfläche des Bearbeitungswerkzeuges ergibt sich bei sinusförmiger Erregung mit der Kreisfrequenz lj unter Berücksichtigung des Proportionali tatsfaktors k zu
e = A sincjt = kffa(t)dtdt .
Erfindungsgemäß wird das Ausgangssignal des Beschleunigungsaufnehmers durch elektronische Integration in ein der Auslenkung der Stirnfläche proportionales elektrisches Signal umgewandelt. Das Maximum der Auslenkung der Stirnfläche entspricht der Amplitude der Ultraschallschwingung.
Erfindungsgemäß wird das der Auslenkung der Stirnfläche proportionale Signal durch Spitzenwertmessung direkt in einen der Ultraschallamplitude proportionalen Wert umgewandelt.
Der Proportionalitätsfaktor kann erfindungsgemäß durch Eichen mit optischen Meßverfahren ermittelt werden·
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazu aufgeführten Zeichnung zeigen Pig· 1 den in einer Nut des Schwingsystems 1 fest angebrachten Beschleunigungsaufnehmer 2. Dieser erzeugt das dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung proportionale Signal U.J. Mit Hilfe des Integrationsverstärkers 3 wird eine zweifache zeitliche Integration des Meßsignals erreicht. Die am Ausgang des Integrationsverstärkers anliegende.Wechselspannung Up ist proportional der Auslenkung der 7/erkzeugstirnfläche. Mit Hilfe eines Oszillographen 4 kann die Bewegung der Werkzeugstirnfläche sichtbar gemacht werden. Das Signal Ug wird nun an den Eingang eines Spitzenwertmessers gelegt, der das der Ultraschallamplitude proportionale Signal Um liefert· Durch einmaliges Vergleichen der Spannung Um mit der mittels Meßmikroskop optisch gemessenen Ultraschallamplitude wird das Meßsystem geeicht.
Claims (4)
1♦ Verfahren zur elektronischen Messung von Ultraschallschwingungsamplituden beim Ultraschallbohren und dessen Kombinationen mit dem elektrochemischen Abtrag, gekennzeichnet dadurch, daß die Beschleunigung des Schwingsystems (1) mit Hilfe eines Beschleunigungsaufnehmers (2) gemessen wird·
2· Verfahren zur elektronischen Messung der Ultraschallschwingungsamplitude nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das vom Beschleunigungsaufnehmer (2) gelieferte elektrische Signal zweimal elektronisch integriert wird·
3. Verfahren zur elektronischen Messung der Ultraschallschwingungsamplitude nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das integrierte Signal durch Spitzenwertmessung direkt in ein der ültraschallschwingungsamplitude proportionales Signal umgewandelt wird.
4# Verfahren zur elektronischen Messung der Ultraschallschwingungsamplitude nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Proportionalitätsfaktor zwischen dem elektrischen Signal und der Schwingungsamplitude durch Eichung mittels optischen Meßverfahren ermittelt wird·
Hierzu ή Seite ZJeJcknuny
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27157584A DD232755A1 (de) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Verfahren zur elektronischen messung von ultraschallschwingungsamplituden |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27157584A DD232755A1 (de) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Verfahren zur elektronischen messung von ultraschallschwingungsamplituden |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD232755A1 true DD232755A1 (de) | 1986-02-05 |
Family
ID=5563960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD27157584A DD232755A1 (de) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | Verfahren zur elektronischen messung von ultraschallschwingungsamplituden |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD232755A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021234619A1 (en) | 2020-05-21 | 2021-11-25 | Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. | Phacoemulsification probe comprising magnetic sensors and/or multiple independent piezoelectric vibrators |
-
1984
- 1984-12-27 DD DD27157584A patent/DD232755A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021234619A1 (en) | 2020-05-21 | 2021-11-25 | Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. | Phacoemulsification probe comprising magnetic sensors and/or multiple independent piezoelectric vibrators |
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