DD232979A1 - METHOD FOR THE ELECTRONIC MEASUREMENT OF THE FREQUENCY OF ULTRASONIC VIBRATIONS - Google Patents

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DD232979A1
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DD27174484A
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Andreas Schramm
Siegfried Kleinert
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Mittweida Ing Hochschule
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Abstract

Das Verfahren zur elektronischen Messung der Frequenz von Ultraschallschwingungen dient dazu, die Messung der Frequenz der Ultraschallschwingung des Werkzeuges beim Ultraschallbohren oder dessen Kombination mit elektrochemischen Abtragsvorgaengen waehrend des Abtragsprozesses zu ermoeglichen bzw. zu verbessern. Mit diesem Verfahren ist es moeglich, die Frequenz mikrorechentechnisch weiter zu verarbeiten. 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 eines beliebigen Punktes des Schwingsystems mit Hilfe eines Beschleunigungsaufnehmers in ein elektrisches Signal umzuwandeln, dessen Frequenz der Frequenz der Ultraschallschwingung entspricht und diese dann elektronisch zu messen. Dadurch ist der Abtragsprozess besser zu ueberwachen und mit mikrorechentechnischen Mitteln besser zu steuern, wodurch sowohl die Produktivitaet des Abtragsverfahrens als auch die Masshaltigkeit der Produkte verbessert wird.The method for the electronic measurement of the frequency of ultrasonic vibrations serves to enable the measurement of the frequency of the ultrasonic vibration of the tool during ultrasonic drilling or its combination with electrochemical Abtragsvorgaengen during the Abtragsprozesses or improve. With this method, it is possible to further process the microtech technology frequency. 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 converting the acceleration of an arbitrary point of the vibration system by means of an acceleration sensor into an electrical signal whose frequency corresponds to the frequency of the ultrasonic vibration and then measuring it electronically. As a result, the removal process is easier to monitor and to control better with micro-technical means, which both the productivity of the removal process and the dimensional accuracy of the products is improved.

Description

!Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur elektronischen Messung der Frequenz von UltraschällsehwingungenMethod for electronically measuring the frequency of ultrasonic vibration

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Messung der Frequenz von Ultraschallschwingungen des Werkzeuges beim Ultraschallbohren und dessen Kombination mit dem elektrochemischen Abtrag·The invention relates to a method for the electronic measurement of the frequency of ultrasonic vibrations of the 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 Frequenz der Ultraschallschwingung durch Umwandlung der mechanischen Schwingung in ein elektrisches Signal und mittels Darstellung auf dem Oszillograph gemessen wird« Diese Lösung ist für exakte Messungen und für mikrorechentechnische Verarbeitung der Frequenz ungeeignet·It is known that the frequency of the ultrasonic oscillation is measured by converting the mechanical oscillation into an electrical signal and by means of representation on the oscilloscope. This solution is unsuitable for exact measurements and for microrechnical processing of the frequency.

Weiter ist bekannt, daß das elektrische Signal aus der mechanischen Schwingung mittels Dehnungsmeßstreifer, und hochempfindlicher Gleichspannungsverstärkung gewonnen werden kann·It is also known that the electrical signal can be obtained from the mechanical oscillation by means of strain gauges and high-sensitivity DC voltage amplification .

Yieiterhin ist bekannt, daß das elektrische Signal aus der mechanischen Schwingung mittels Dauermagneten gewonnen wird,Yieiterhin is known that the electrical signal from the mechanical vibration is obtained by means of permanent magnets,

der in einer festen Spule schwingungsproportionale Meßsignale erzeugt.which generates vibration-proportional measuring signals in a fixed coil.

Darüberhinaus ist bekannt, daß das elektrische Signal aus der mechanischen Schwingung mittels Piezokristall gewonnen wird.Moreover, it is known that the electrical signal is obtained from the mechanical vibration by means of piezoelectric crystal.

Diesen lösungen ist gemeinsam, daß sie für die Messung während des Abtragvorganges infolge der Störanfälligkeit beim Einwirken stärkerer elektromagnetischer Felder oder korrosionsfordernder Medien ungeeignet sind.These solutions have in common that they are unsuitable for the measurement during the removal process as a result of the susceptibility to interference when exposed to stronger electromagnetic fields or corrosion-demanding media.

Bekannt ist auch, die Frequenz eines periodischen elektrischen Signals mittels elektronischem Zähler zu messen«It is also known to measure the frequency of a periodic electrical signal by means of an electronic counter «

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es,, die Frequenz der Ultraschallschwingung des Bearbeitungswerkzeuges während des Abtragsprozesses unter der Einwirkung von Störfeldern oder korrosionsfördernder Medien exakt und mikrorechentechnisch nutzbar zu messen«The aim of the invention is "to measure the frequency of the ultrasonic vibration of the machining tool during the removal process under the influence of interference fields or corrosion-promoting media exactly and mikrorechentechnisch usable"

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Frequenz von Ultraschallschwingungen des Werkzeuges beim Ultraschallbohren und dessen Kombination mit dem elektrochemischen Abtrag unter Abtragsbedingungen zu messen*The invention has for its object to measure the frequency of ultrasonic vibrations of the tool during ultrasonic drilling and its combination with the electrochemical removal under Abtragsbedingungen *

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Beschleunigungsaufnehmer fest mit dem Ultraschallschviingsystem verbunden und damit ein der Beschleunigung des Schwingsystems proportionales elektrisches Signal erhalten wird· Das Merkmal dieses elektrischen Signals besteht darin, daß dessen Frequenz der Frequenz der Ultraschallschwingung des Werkzeuges entspricht«According to the invention the object is achieved in that an accelerometer is firmly connected to the Ultraschallschviingsystem and thus an acceleration of the oscillating system proportional electrical signal is obtained · The feature of this electrical signal is that its frequency corresponds to the frequency of the ultrasonic vibration of the tool «

Erfindungsgemäß wird dieses elektrische Signal einem auf der Grundlage eines elektronischen Zählers basierenden Frequenzmessers zugeführt, der ein mikrorechnerkompatibles Signal liefert·According to the invention, this electrical signal is supplied to a frequency meter based on an electronic counter, which delivers a microcomputer-compatible signal.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel" erläutert werden· Das Schwingsystem zur Erzeugung und Leitung der Ultraschallschwingung wird konstruktiv so ausgeführt, daß daran ein Beschleunigungsaufnehmer fest angebracht werden kann· Dieser erzeugt eine Spannung, deren Frequenz identisch mit der Frequenz der periodischen Änderung der örtlichen Beschleunigung an der Befestigungsstelle ist· Diese Frequenz entspricht der Frequenz der Ultraschallschwingung des Werkzeuges· Das am Ausgang des Beschleunigungsaufnehmers erhaltene Signal wird direkt dem in der Betriebsart Frequenzmessung arbeitenden Zähler zugeführt, der ein frequenzproportionales, rechnerkompatibles Signal liefert.The invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment. The vibration system for generating and guiding the ultrasonic vibration is structurally designed so that an acceleration sensor can be fixedly attached thereto. This generates a voltage whose frequency is identical to the frequency of the periodic change of the local acceleration · This frequency corresponds to the frequency of the ultrasonic vibration of the tool · The signal obtained at the output of the accelerometer is fed directly to the counter operating in the frequency measurement operating mode, which supplies a frequency-proportional, computer-compatible signal.

Claims (2)

- 4 Erfindungsanspruch- 4 invention claim 1. Verfahren zur elektronischen Messung der Frequenz von Ultraschallschwingungen des Werkzeuges beim Ultraschallbohren und dessen Kombinationen mit dem elektrochemischen Abtrag, gekennzeichnet dadurch, daß mit Hilfe eines Beschleunigungsaufnehmers ein der Beschleunigung an einem beliebigen Punkt des Sch^ingsystems proportionales Signal erzeugt wird.1. A method for electronically measuring the frequency of ultrasonic vibrations of the tool during ultrasonic drilling and its combinations with the electrochemical removal, characterized in that by means of an accelerometer, a signal proportional to the acceleration at any point of the Sch ^ ingsystems signal is generated. 2« Verfahren zur elektronischen Messung der Frequenz von Ultraschallschvsiingungen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Frequenz des elektrischen Signals mit einem elektronischen Frequenzmesser gemessen wird·2 «method for the electronic measurement of the frequency of Ultraschallschvsi conditions according to claim 1, characterized in that the frequency of the electrical signal is measured with an electronic frequency meter ·
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