【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声加工，尤其涉及一种超声加工系统的刀损检测方法及装置。
技术介绍
1、超声辅助加工技术已经应用于玻璃、陶瓷、复合材料、钛合金、高温合金的加工，这些材料多应用于航空航天、生物医疗、精密光学元件、先进半导体等高端产业，具有高比强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀或耐磨损等优良特性，但是这些应用层面的优良特性也使这些材料成为典型的难加工材料，在加工过程中常有严重的工具磨损问题。
2、铣刀、钻头、磨头等加工工具，是加工过程中的主要耗材之一，其损耗量直接关系到加工成本，加工中更换刀具占用的时间也间接影响加工成本；加工过程中，如果刀具出现严重磨损、断裂等但未能及时更换，可能导致工件报废、刀柄或机床损坏甚至人员伤亡。受刀具材料一致性、刀具自身精度及安装使用精度等因素影响，不同批次、甚至同一批次的刀具，其加工寿命也会有明显差异，因此在零件批量生产中，往往需要使用比较保守的刀具寿命控制方案，这样有很多刀具会在未出现明显磨损的情况下即被替换下来，同时，也会有部分明显低于平均寿命的刀具在未达到设定使用寿命时即出现严重损伤导致加工事故。
3、以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种超声加工系统的刀损检测方法及装置，能够在加工过程中对发生刀具的磨
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术公开了一种超声加工系统的刀损检测方法，包括：设定断刀预警系数以及谐振频率增量平均值，在超声加工系统中的超声刀柄进行超声加工的过程中实时获取所述超声刀柄的谐振频率的变化，当所述超声刀柄进行超声加工的次数大于或等于谐振频率增量平均值时，根据所述超声刀柄的谐振频率的变化以及所述断刀预警系数计算所述超声刀柄的刀损率，当所述超声刀柄的刀损率大于预设值时，输出断刀预警信号。
4、优选地，当所述超声刀柄的刀损率小于等于预设值时和/或输出断刀预警信号之后还包括：当所述超声刀柄在当前次超声加工过程中的谐振频率增量小于前n次超声加工过程中的谐振频率增量的平均值时，输出断刀报警信号，并结束超声加工，其中n是指谐振频率增量平均值。
5、优选地，具体包括以下步骤：
6、s1：设定超声加工的总次数n、断刀预警系数k以及谐振频率增量平均数n，并设定i＝1；
7、s2：向控制所述超声刀柄的超声驱动控制器发送超声加工准备信号，并获取所述超声刀柄进行第i次超声加工之前的空载谐振频率；
8、s3：向控制所述超声刀柄的超声驱动控制器发送超声加工信号，以使得所述超声刀柄开始进行第i次超声加工，并获取第i次超声加工过程中的谐振频率最大值；
9、s4：结合步骤s2中获取的所述超声刀柄进行第i次超声加工之前的空载谐振频率以及步骤s3获取的第i次超声加工过程中的谐振频率最大值，计算第i次超声加工过程中的谐振频率增量；
10、s5：判断i是否小于n，如果是，则令i＝i+1，并返回步骤s2；如果否，则执行步骤s6；
11、s6：计算前n次超声加工的谐振频率增量的平均值，并根据前n次超声加工的谐振频率增量的平均值、断刀预警系数k以及第i次超声加工过程中的谐振频率增量计算刀损率；
12、s7：判断刀损率是否大于1，如果是，则输出断刀预警信号；如果否，则执行步骤s8；
13、s8：判断第i次超声加工过程中的谐振频率增量是否小于前n次超声加工的谐振频率增量的平均值，如果是，则输出断刀报警信号，并停止运行所述超声刀柄，如果否，则执行步骤s9；
14、s9：判断i是否小于n，如果是，则令i＝i+1，并返回步骤s2；如果否，则停止运行所述超声刀柄。
15、优选地，步骤s1中设定谐振频率增量平均数n具体包括以下步骤：
16、s11：进行y次超声加工至断刀的标定步骤，分别获取每次断刀时超声加工的总次数xy，其中y取值为1、2、……、y；
17、s12：计算每次超声加工至断刀的标定步骤中的谐振频率增量平均数ny：得到谐振频率增量平均数的数组n[y]：n[y]＝{n1,n2,…,ny}；设定谐振频率增量平均数n取值为n[y]中的数值向下取整所得整数值的最小值。
18、优选地，步骤s1中设定断刀预警系数k具体包括以下步骤：
19、s13：获取每次断刀时的谐振频率增量δfmaxy，得到每次断刀时谐振频率增量的数组δfmax[y]为：δfmax[y]＝{δfmax1,δfmax2,…,δfmaxy}；
20、s14：计算第y次超声加工至断刀的标定步骤中谐振频率增量的平均值为：得到每次超声加工至断刀的标定步骤中谐振频率增量的平均值的数组为：其中，分别表示第y次超声加工至断刀的标定步骤过程中第1,…,ny次超声加工的谐振频率增量；
21、s15：根据每次断刀时谐振频率增量的数组δfmax[y]以及每次超声加工至断刀的标定步骤中谐振频率增量的平均值的数组计算断刀预警系数数组k[y]为：
22、
23、设定断刀预警系数k取值为数组k[y]的最小值。
24、优选地，步骤s6具体包括：
25、s61：计算前n次超声加工的谐振频率增量的平均值为：其中，δf1,…,δfn分别表示进行第1,…,n次超声加工的谐振频率增量；
26、s62：根据前n次钻孔或铣槽的谐振频率增量的平均值以及断刀预警系数k计算断刀预警谐振频率增量阈值δfmax：其中k>1；
27、s63：计算所述超声刀柄在进行第i次超声加工之后的刀损率d：
28、
29、优选地，步骤s7具体包括：判断刀损率是否大于1，如果是，则输出断刀预警信号，并继续执行步骤s8；如果否，则直接执行步骤s8。
30、优选地，所述超声刀柄进行的超声加工为超声钻孔或者超声铣槽。
31、第二方面，本专利技术公开了一种超声加工系统的刀损检测装置，所述超声加工系统包括超声驱动控制器、超声发射器和超声刀柄，所述超声驱动控制器连接所述超声发射器以用于向所述超声发射器发射超声驱动信号以及接收所述超声发射器的反馈信号；所述超声发射器连接所述超声刀柄以用于驱动所述超声刀柄进行超声加工；所述刀损检测装置连接所述超声驱动控制器以用于向所述超声驱动控制器发送控制信号以及接收所述超声驱动控制器的反馈信号，所述刀损检测装置中设有处理器、存储器以及控制程序，所述控制程序被存储于所述存储器，并配置为由所述处理器执行以实现如第一方面所述的刀损检测方法。
32、第三方面，本专利技术公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声加工系统的刀损检测方法，其特征在于，包括：设定断刀预警系数以及谐振频率增量平均值，在超声加工系统中的超声刀柄进行超声加工的过程中实时获取所述超声刀柄的谐振频率的变化，当所述超声刀柄进行超声加工的次数大于或等于谐振频率增量平均值时，根据所述超声刀柄的谐振频率的变化以及所述断刀预警系数计算所述超声刀柄的刀损率，当所述超声刀柄的刀损率大于预设值时，输出断刀预警信号。
2.根据权利要求1所述的刀损检测方法，其特征在于，当所述超声刀柄的刀损率小于等于预设值时和/或输出断刀预警信号之后还包括：当所述超声刀柄在当前次超声加工过程中的谐振频率增量小于前N次超声加工过程中的谐振频率增量的平均值时，输出断刀报警信号，并结束超声加工，其中N是指谐振频率增量平均值。
3.根据权利要求2所述的刀损检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的刀损检测方法，其特征在于，步骤S1中设定谐振频率增量平均数N具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的刀损检测方法，其特征在于，步骤S1中设定断刀预警系数k具体包括以下步骤：
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