DD232755A1 - METHOD FOR THE ELECTRONIC MEASUREMENT OF ULTRASONIC VIBRATION AMPLITUES - Google Patents
METHOD FOR THE ELECTRONIC MEASUREMENT OF ULTRASONIC VIBRATION AMPLITUES Download PDFInfo
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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.The method for the electronic measurement of ultrasonic vibration amplitudes serves to enable or to improve the measurement of the ultrasonic vibration amplitude of the tool end face during ultrasonic drilling or combinations thereof with electrochemical removal processes under removal conditions. The proposed method can be used both in ultrasonic drilling and in other ultrasonic ablation methods and their combinations with the electrochemical removal. The invention involves measuring the acceleration of the oscillating system (1) with an acceleration sensor (2), integrating the electrical signal obtained twice and then supplying it to a peak value meter. As a result, the removal process is easier to control and monitor, and both the productivity and the Abtragsqualitaet improve, and mikrorechentechnische processing is made possible.
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren zur elektronischen. Messung von UltraschallschwingongsamplitudenMethod for electronic. Measurement of ultrasonic vibration amplitude
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Messung der Schwingungsamplitude an der Stirnfläche des Bearbeitungswerkzeugs beim Ultraschallbohren und dessen Kombination mit dem elektrochemischen Abtrag.The invention relates to a method for electronic measurement of the vibration amplitude at the end face of the machining tool during ultrasonic drilling and its combination with the electrochemical removal.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
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.It is known that the ultrasonic amplitude with the aid of mechanical measuring devices, such as. It is also known that the ultrasonic amplitude is measured optically with the aid of a measuring microscope. Both solutions are unsuitable for measurements during the removal process.
Weiterhin ist bekannt, daß die Ultraschallamplitude aus der Leistungsaufnahme des Ultraschallgenerators ermittelt wird. Diese Lösung ist für belastete Schwingsysteme ungeeignet·Furthermore, it is known that the ultrasound amplitude is determined from the power consumption of the ultrasound generator. This solution is unsuitable for loaded oscillating systems.
Weiter ist bekannt, daß die Schwingungsamplitude mittels Dehnungsmeßstreifen und hochempfindlicher Gleichspannungsverstärkung gemessen wird.It is also known that the oscillation amplitude is measured by means of strain gauges and highly sensitive DC voltage amplification.
Darüberhinaus ist bekannt, daß die Schwingungsamplitude induktiv mit Hilfe' eines Dauermagneten gemessen wird, der in einer festen Spule amplitudenproportionale Meßsignale erzeugt·Moreover, it is known that the oscillation amplitude is measured inductively by means of a permanent magnet which produces amplitude-proportional measuring signals in a fixed coil.
Weiterhin ist bekannt, daß die Schwingungsamplitude piezoelektrisch mit Hilfe eines am Schwinger befestigten Piezokristalls gemessen wird.Furthermore, it is known that the oscillation amplitude is measured piezoelectrically with the aid of a piezocrystal attached to the oscillator.
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·All solutions have in common that they are sensitive to interference fields, very susceptible to interference with corrosion effects and only with considerable effort to the vibrator permanently attached ·
Ziel der ErfindungObject of the invention
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·The aim of the invention is to measure the amplitude of the ultrasonic vibration at the end face of the tool during the removal process under the influence of interference fields and corrosion.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
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·The object of the invention is to measure the ultrasonic oscillation amplitude A generated under the conditions of removal on the end face of the tool during ultrasonic drilling or combinations thereof with the electrochemical removal.
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 zuAccording to the invention the object is achieved in that an acceleration sensor is firmly connected to the ultrasonic vibration system and thus the dependent of the time t course of the acceleration a is measured. At the output of the accelerometer is a der-acceleration "a proportional electrical signal · The deflection of the end face of the machining tool results in sinusoidal excitation with the angular frequency lj taking into account the Proportionali fact k factor
e = A sincjt = kffa(t)dtdt .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.According to the invention, the output signal of the acceleration sensor is converted by electronic integration into an electrical signal proportional to the deflection of the end face. The maximum of the deflection of the end face corresponds to the amplitude of the ultrasonic oscillation.
Erfindungsgemäß wird das der Auslenkung der Stirnfläche proportionale Signal durch Spitzenwertmessung direkt in einen der Ultraschallamplitude proportionalen Wert umgewandelt.According to the invention, the deflection of the end face proportional signal is converted by peak measurement directly into a value proportional to the ultrasonic amplitude.
Der Proportionalitätsfaktor kann erfindungsgemäß durch Eichen mit optischen Meßverfahren ermittelt werden·The proportionality factor can be determined according to the invention by calibrating with optical measuring methods.
Ausführungsbeispielembodiment
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.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing shown, Pig · 1 shows the acceleration sensor 2 fixedly mounted in a groove of the oscillating system 1. This generates the signal UJ proportional to the time profile of the acceleration. With the aid of the integration amplifier 3, twice the time of integration of the measuring signal is achieved. The voltage applied to the output of the integration amplifier. Up voltage Up is proportional to the deflection of the 7 / erkzeugstirnfläche. With the help of an oscilloscope 4, the movement of the tool end face can be made visible. The signal Ug is now applied to the input of a peak-value meter which delivers the signal U m proportional to the ultrasound amplitude. The measuring system is calibrated by once comparing the voltage U m with the ultrasound amplitude optically measured by means of a measuring microscope.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27157584A DD232755A1 (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | METHOD FOR THE ELECTRONIC MEASUREMENT OF ULTRASONIC VIBRATION AMPLITUES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD27157584A DD232755A1 (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | METHOD FOR THE ELECTRONIC MEASUREMENT OF ULTRASONIC VIBRATION AMPLITUES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD232755A1 true DD232755A1 (en) | 1986-02-05 |
Family
ID=5563960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD27157584A DD232755A1 (en) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | METHOD FOR THE ELECTRONIC MEASUREMENT OF ULTRASONIC VIBRATION AMPLITUES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD232755A1 (en) |
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/en 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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