[发明专利]一种基于电液伺服激振的振动锯切装置及方法

权利要求书

1.一种基于电液伺服激振的振动锯切装置，包括振动液压缸、盖板、右侧夹块、丝杠、左侧夹块、加速度传感器、挡块、夹紧液压缸、振动部件、温度计及冷却器、伺服阀、前置放大器、转换板、数据采集卡、工控机、振动平台支撑滚珠和动密封圈，所述的振动部件包括法兰盘、振动平台、工件导向座、振动平台导向滚珠和箱体；

其特征在于：所述的振动液压缸采用底座安装方式固定在带锯床上，振动液压缸的活塞杆穿过箱体并采用螺纹连接固定在法兰盘上，活塞杆与箱体之间通过动密封圈连接；法兰盘通过螺钉固定在振动平台上，振动平台放置在箱体内，所述的箱体上底面开放；

所述的夹紧液压缸采用底座安装方式固定在振动平台上，夹紧液压缸活塞杆采用中空式活塞杆，丝杠的一端装在中空式活塞杆当中，丝杠上设有挡块，丝杠的另一端与左侧夹块螺纹连接；

所述的箱体通过螺钉固定在锯床上，振动平台支撑滚珠在箱体内，用以支撑振动平台，振动平台导向滚珠设置在振动平台的前后两个侧面，用于防止振动平台的前后晃动；工件导向座焊接在振动平台上，用于限制工件的窜动；

所述的加速度传感器固定在左侧夹块上；所述的伺服阀和振动液压缸是一体式结构；伺服阀的A口与振动液压缸的有杆腔相连，B口与振动液压缸无杆腔相连，P口与进油口相连，T口与回油箱相连；温度计及冷却器安装在进油回路上；

所述的振动液压缸通过PLC输出的电信号，控制伺服阀的阀口大小，从而控制振动液压缸的压力和流量，使其以一定的频率和振幅运动，带动工件振动，实现高频微幅振动；加速度传感器的信号输出端口与前置放大器的模拟量输入端口连接，前置放大器以单端连接的信号转换模式连接到转换板的模拟量输入端口，转换板通过外接电缆传输至数据采集卡，数据采集卡通过PCI接口传输至工控机，工控机输出量控制伺服阀，调节阀口大小，进而调整工件的振幅和频率；温度计及冷却器固连在回油管路上，用于检测回路中的油温，冷却器用于冷却油温，使油温恒定；

所述的振动液压缸通过PLC输出的电信号，控制伺服阀的阀口大小，从而控制振动液压缸的压力和流量，使其以一定的频率和振幅运动，带动工件振动，实现高频微幅振动；加速度传感器的信号输出端口与前置放大器的模拟量输入端口连接，前置放大器以单端连接的信号转换模式连接到转换板的模拟量输入端口，转换板通过外接电缆传输至数据采集卡，数据采集卡通过PCI接口传输至工控机，工控机输出量控制伺服阀，调节阀口大小，进而调整工件的振幅和频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于电液伺服激振的振动锯切装置的锯切方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：带锯锯切前，将工件装入振动平台上，转动手柄，使夹块预夹紧工件，然后驱动夹紧液压缸，中空式活塞杆推动丝杠上的挡块，带动丝杠，微调夹块机构，使其夹紧工件；

步骤二：调整振动液压缸的流量，使振动平台以频率f₀，幅值a往复运动，并且满足2πf₀a<v，v是带锯条的锯切速度，从而工件产生振动位移；加速度传感器采集工件的振动位移，转换为电信号，加速度传感器输出的电信号传送至前置放大器的模拟量输入端口，经前置放大器放大后的电信号转换板的模拟量输入端口；输入转换板的模拟信号通过外接电缆传输至采集卡，采集卡先进行通道扫描及增益运算处理，来优化模拟信号转换效率及精度，然后对模拟信号进行高速A/D转换；

步骤三：经过信号采集模块采集、转换及运算放大后，数字信号通过PCI接口，传输至工控机内，经过多次数字处理后的特征信号，在基于势能函数分类模型分析识别后，由人机界面显示工件的振动频率和幅值变化；定义f是输出的振动频率，k是比例系数，x为振动幅值，x₀为一固定幅值；PC根据采集的振动信号，若振动的幅值x满足

f=kf0k≥1,x≥x0f0x<x0]]>

则控制输出频率变化到f,经过采集卡对数字信号进行D/A转化，通过输出的信号调整伺服阀阀口大小和大小，调整振动液压缸的压力和流量，改变工件振动频率和振幅。