本发明专利技术公开一种减振器及应用其减振器的半主动式减振方法。减振器用以装设在一转动模块上。减振器包括螺杆、位移调整件、第一弹簧、第二弹簧及质量块。位移调整件不可转动地螺合于螺杆。质量块位于第一弹簧与第二弹簧之间,且连接第一弹簧与该第二弹簧。第一弹簧位于质量块与位移调整件之间且连接质量块与位移调整件,而第一弹簧的弹性系数及第二弹簧的弹性系数均为非线性。
【技术实现步骤摘要】
减振器及应用其减振器的半主动式减振方法
本专利技术涉及一种减振器及应用其的减振方法,且特别是涉及一种减振器及应用其减振器的半主动式减振方法。
技术介绍
工具机的切削性能随着切深与转速而改变。当切削条件落在切削稳态图的不稳定区时,表示切削呈不稳定状态,会造成颤振发生。在实际加工中,一般都会参考切削稳态图,以避开不稳定区,如此反而导致工具机的操作范围被动地受到限制。因此,亟需提出一种新的技术去改善前述问题。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的在于提出一种减振器及应用其的半主动式减振方法,可改善现有问题。为达上述目的,根据本专利技术的一实施例,提出一种减振器。减振器构用以装设在一转动模块上。减振器包括一螺杆、一位移调整件、至少一第一弹簧、至少一第二弹簧、一质量块、一外壳、一外盖及一连接件。位移调整件螺合于螺杆。质量块位于第一弹簧与第二弹簧之间,且分别连接第一弹簧与该第二弹簧,并为螺杆所穿设。外壳容置螺杆、位移调整件、至少一第一弹簧、至少一第二弹簧及质量块。外盖连接在外壳的一端。连接件连接在外壳的另一端,且用以固定于转动模块。其中,至少一第一弹簧位于质量块与位移调整件之间且连接质量块与位移调整件,而至少一第一弹簧的弹性系数及至少一第二弹簧的弹性系数均为非线性。根据本专利技术的另一实施例,提出一种半主动式减振方法。半主动式减振方法括以下步骤。感测一转动模块的加工状况,其中转动模块上装配有一如前述的减振器;判断转动模块是否发生颤振;若转动模块发生颤振,依据一位移与频率关系,决定颤振发生时的一工作频率所对应的一位移量;以及,驱动减振器的螺杆转动,以带动位移调整件位移此位移量。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下:附图说明图1为依照本专利技术一实施例的减振器装设于工具机上的示意图;图2为图1的工具机的频率响应图;图3为图1的工具机的切削稳态图;图4为图1的减振器的剖视图;图5A为图4的位移调整件的位移量与力量的关系图;图5B为图4的工具机的工作频率与响应的关系图;图6为图1的装设有减振器的工具机的等效系统图;图7为依照本专利技术一实施例的减振方法的流程图。符号说明10:工具机11:转动模块12:转轴13:固定座13b:下表面14:感测器15:刀具100:减振器105:外盖105a:贯孔110:连接件110s:安装面115:外壳120:螺杆121:第一端122:第二端125:位移调整件130:第一弹簧130’:弹簧135:第二弹簧140:质量块145:驱动机构1451:传动机构1452:马达1453:蜗轮1454:蜗杆150:转接件150s:表面155:控制器160:轴承a、b、c:点C:曲线Cs、Ct:阻尼D1:调整方向f:工作频率fr:共振频率Ks、Kt:弹性系数Mt、Ms:质量R、Ra、Ra’:响应R1:位移与频率关系S110、S120、S130、S140:步骤Sa、Sb、Sc:斜率T:转速t:切深W1:工件具体实施方式请参照图1、图2及图3,图1为依照本专利技术一实施例的减振器100装设于工具机10上的示意图,图2为图1的工具机10的频率响应图,而图3为图1的工具机10的切削稳态图。如图1所示,工具机10至少包括转动模块11,减振器100举例地装设于转动模块11上。转动模块11包括转轴12及固定座13,转轴12连接于固定座13,且相对固定座13是可转动的。刀具15可装设于转轴12,并受到转轴12的带动而转动,以切削工件W1。此外,工具机10例如是铣床或其它刀具以转动形式进行加工的工具机。此外,减振器100不限于只能装设在工具机上,也可以装设在具有转动元件的机械装置上,如具有转动轮叶的流体机械。减振器100可装设于转动模块11的固定座13。如图1所示,减振器100通过转接件150装设于固定座13上。减振器100与固定座13之间是固定关系,即减振器100与固定座13之间无相对运动,可避免减振器100与固定座13之间发生阻尼系数或弹性系数。此外,虽然图未绘示,然转接件150可通过一固定件可拆卸地固定于固定座13,其中的固定件例如是螺丝、卡榫等。转接件150提供一可配合减振器100的安装面110s的表面150s,使减振器100可稳固地连接于转接件150上。当减振器100的安装面110s是平底面时,转接件150的表面150s为相配合的平面,以允许减振器100的连接件110稳固地装置在转接件150上。在一实施例中,转接件150可以是减振器100的一部分,或为工具机10的一部分。减振器100可降低工具机10本身的共振频率所对应的响应(如振幅或强度),使工具机10在共振频率下工作不会发生颤振(chatter)。如图1所示,减振器100尽可能地靠近转动模块11的转轴12装设,以提升减振效果。如图2所示,横轴表示工具机10的工作频率f,而纵轴表示工作频率f所对应的响应R(位移/力量)。由图可知,虽然工具机10具有特定的共振频率fr,但由于减振器100可降低工具机10的共振频率fr所对应的响应,使装设有减振器100的工具机10在共振频率fr下工作仍不至于发生共振,进而避免颤振发生。例如,从工具机10本身的共振频率fr所对应的响应Ra,在搭配减振器100后,大幅降低至响应Ra’,进而避免颤振发生。因此,由于减振器100的设计,使装配有减振器100的工具机10的工作频率f不需特别避开共振频率fr的区段。如图3所示,横轴表示工具机10的转速T,而纵轴表示转速T所对应的切深t。在曲线C内(斜线区域)是加工稳定区,斜线以外的区域为不稳定区。若工作时的切深t与转速T所对应的工作点落在加工稳定区,表示不会发生颤振;若工作时的切深t与转速T所对应的工作点落在不稳定区,表示可能发生颤振。由于减振器100的设计,即使工具机10的工作时的切深t与转速T所对应的工作点落在不稳定区,仍可避免发生颤振。如此,工具机10在工作时不会过度受到转速T及切深t的限制。请参照图4,其为图1的减振器100的剖视图。减振器100包括外盖105、连接件110、外壳115、螺杆120、位移调整件125、至少一第一弹簧130、至少一第二弹簧135、质量块140、驱动机构145、转接件150(绘示于图1)及控制器155。其中转接件150选择性地包含在减振器100中,即在另一实施例中,减振器100可不包含转接件150。外盖105与连接件110分别配置在外壳115的相对二端。连接件110用以直接固定于工具机10的固定座13上,或通过转接件150(如图1所示)间接固定于工具机10的固定座13上。螺杆120、位移调整件125、第一弹簧130、第二弹簧135及质量块140可配置在外壳115内,以受到外壳115的保护。螺杆120包括第一端121及第二端122。第一端121可转动地连接于连接件110。例如,第一端121可安装于一轴承160,并通过轴承160连接于连接件110。位移调整件125螺合于螺杆120。例如,位移调整件125螺合于螺杆120,如此,当螺杆120转动时,位移调整件125受到外壳115限制,只能沿调整方向D1移动。质量块140位于第一弹簧130与第二弹簧135之间且分别连接第一弹簧130与第二弹簧135。螺杆120穿设质量块140,质量块本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种减振器,用以装设在一转动模块上,该减振器包括:螺杆;位移调整件,螺合于该螺杆;至少一第一弹簧;至少一第二弹簧;质量块,位于该第一弹簧与该第二弹簧之间,且分别连接该第一弹簧与该第二弹簧,并为该螺杆所穿设;外壳,容置该螺杆、该位移调整件、该第一弹簧、该第二弹簧及该质量块;外盖,连接在该外壳的一端;以及连接件,连接在该外壳的另一端,且用以固定于该转动模块上;其中,该第一弹簧位于该质量块与该位移调整件之间且连接该质量块与该位移调整件,该第二弹簧位于该质量块与该外盖之间且连接该质量块与该外盖,而且该第一弹簧的弹性系数及该第二弹簧的弹性系数均为非线性。
【技术特征摘要】
2016.11.07 TW 1051361431.一种减振器,用以装设在一转动模块上,该减振器包括:螺杆;位移调整件,螺合于该螺杆;至少一第一弹簧;至少一第二弹簧;质量块,位于该第一弹簧与该第二弹簧之间,且分别连接该第一弹簧与该第二弹簧,并为该螺杆所穿设;外壳,容置该螺杆、该位移调整件、该第一弹簧、该第二弹簧及该质量块;外盖,连接在该外壳的一端;以及连接件,连接在该外壳的另一端,且用以固定于该转动模块上;其中,该第一弹簧位于该质量块与该位移调整件之间且连接该质量块与该位移调整件,该第二弹簧位于该质量块与该外盖之间且连接该质量块与该外盖,而且该第一弹簧的弹性系数及该第二弹簧的弹性系数均为非线性。2.如权利要求1所述的减振器,还包括:转接件,固定于该转动模块。3.如权利要求1所述的减振器,其中该该螺杆的一第一端可转动地连接于该连接件;该外盖具有贯孔,该螺杆的一第二端穿过该贯孔而突出于该外盖。4.如权利要求3所述的减振器...
【专利技术属性】
技术研发人员:盖震宇,王仁杰,李荣哲,陈逸轩,戴仲裕,
申请(专利权)人:财团法人工业技术研究院,
类型:发明
国别省市:中国台湾,71
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