可感测低频力与高频力的力感测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种可感测低频力与高频力的力感测装置，其中该力感测装置包括中央部、固定部、第一感测部、第二感测部、第一机电元件及第二机电元件。中央部可承受第一力量及第二力量，其中第一力量的第一频率低于第二力量的第二频率。第一感测部连接中央部且第二感测部连接第一感测部及固定部。第一机电元件设置于第一感测部且用以感测第一感测部的第一振幅。第二机电元件设置于第二感测部且用以感测第二感测部的第二振幅。当中央部承受第一力量时，第一振幅大于第二振幅。当中央部承受第二力量时，第一振幅小于第二振幅。第一振幅小于第二振幅。第一振幅小于第二振幅。

【技术实现步骤摘要】
可感测低频力与高频力的力感测装置


[0001]本专利技术涉及一种可同时感测低频作用力与高频作用力的力感测装置。

技术介绍

[0002]工件在被加工时，工件所承受的力量，通常会包含多个不同频率的力量，例如低频的进给力及高频的切削力。进给力是刀具自工件表面往工件内部推抵的力量，通常属于低频力。切削力是刀具切削工件的力量，通常属于高频力。
[0003]进行加工的过程中，有时会发生实际加工情况与预测加工情况有差异的情形。因此，加工过程中需对制作工艺中的进给力及切削力进行即时监控，同步掌握进给力及切削力的变异的信息，作为后续补偿控制与健康诊断的依据。

技术实现思路

[0004]有鉴于以上的问题，本专利技术提出一种可感测低频力与高频力的力感测装置。本专利技术的力感测装置通过使一感测部与另一感测部具有不同共振频率的设计，可使一感测部在承受一低频的作用力时会产生较大的振幅，且使另一感测部在承受另一高频的作用力时会产生较大的振幅。因此，本专利技术提出的力感测装置能同时灵敏地感测出多个不同频率的作用力。
[0005]本专利技术的一实施例提出一种力感测装置，包括一中央部、至少一固定部、至少一第一感测部、一第二感测部、至少一第一机电元件及至少一第二机电元件。中央部可承受一第一力量及一第二力量，其中第一力量的一第一频率低于第二力量的一第二频率。至少一第一感测部具有一第一自然频率，其中至少一第一感测部连接中央部。第二感测部具有一第二自然频率，其中第二感测部连接至少一第一感测部且连接固定部。至少一第一机电元件设置于至少一第一感测部且用以感测至少一第一感测部的第一振幅。至少一第二机电元件设置于第二感测部且用以感测第二感测部的第二振幅。当中央部承受第一力量时，第一振幅大于第二振幅，当中央部承受第二力量时，第一振幅小于第二振幅。
[0006]根据本专利技术的一实施例的力感测装置，在中央部承受较低频的第一力量时，第一感测部会产生较大的第一振幅，以提升感测第一力量时的灵敏度。此外，本专利技术的一实施例的力感测装置，在中央部承受较高频的第二力量时，第二感测部会产生较大的第二振幅，以提升感测第二力量时的灵敏度。因此，本专利技术的一实施例的力感测装置可借着准确地同时感测低频的第一力量及高频的第二力量，进而可供控制模块对制作工艺中所产生的进给力与切削力的变异进行即时监控，并提供后续的补偿控制与健康诊断。
[0007]以上的关于本
技术实现思路
的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的权利要求更进一步的解释。
附图说明
[0008]图1为本专利技术的一实施例的加工系统的立体示意图；
[0009]图2为图1的加工系统的立体分解示意图；
[0010]图3为图2的加工系统中的力感测装置的部分的立体示意图；
[0011]图4为图3的力感测装置的部分的俯视示意图；
[0012]图5为图4的力感测装置的部分沿V－V线剖面的侧视剖面示意图；
[0013]图6为图2的加工系统中的力感测装置的立体分解示意图；
[0014]图7为图6的力感测装置的仰视示意图；
[0015]图8为图6的力感测装置的俯视示意图。
[0016]符号说明
[0017]100
…
加工系统
[0018]1…
力感测装置
[0019]11
…
中央部
[0020]121、122
…
固定部
[0021]131、132、133、134
…
第一感测部
[0022]1311、1321、1331、1341
…
扭转部
[0023]1312、1322、1332、1342
…
弹性部
[0024]1313、1314、1323、1324、1333、1334、1343、1344
…
支撑部
[0025]14
…
第二感测部
[0026]141、142、143、144、145、146、147、148
…
凹槽
[0027]15、1511、1512、1513、1514、1521a、1521b、1522a、1522b、1523a、1523b、1524a、1524b、1531a、1531b、1532a、1532b、1533a、1533b、1534a、1534b、1541a、1541b、1542a、1542b
…
第一机电元件
[0028]16、161、162、163、164、165、166、167、168
…
第二机电元件
[0029]2…
工件载台
[0030]20
…
螺钉
[0031]3…
信号处理模块
[0032]4…
底盖
[0033]D1
…
第一轴向
[0034]D2
…
第二轴向
[0035]N
…
法向量
[0036]P1、P3
…
内端点
[0037]P2、P4
…
外端点
[0038]T1、T2、T3
…
厚度
具体实施方式
[0039]以下在实施方式中详细叙述本专利技术的实施例的详细特征，其内容足以使任何本领域中具通常知识者了解本专利技术的实施例的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及附图，任何本领域中具通常知识者可轻易地理解本专利技术。以下的实施例是进一步详细说明本专利技术，但非用以限制本专利技术的范畴。
[0040]在本说明书的所谓的示意图中，由于用以说明而可有其尺寸、比例及角度等较为
夸张的情形，但并非用以限定本专利技术。在未违背本专利技术要旨的情况下能够有各种变更。实施例及附图的描述中所提及的上下前后方位为用以说明，而并非用以限定本专利技术。
[0041]请参照图1及图2。图1绘示依照本专利技术的一实施例的加工系统的立体示意图。图2绘示依照图1的加工系统的立体分解示意图。
[0042]在本实施例中，加工系统100包括一力感测装置1、一工件载台2、一信号处理模块3及一底盖4。力感测装置1可同时感测低频力与高频力。工件载台2可通过多个螺钉20锁固于力感测装置1。信号处理模块3设置于力感测装置1的一侧，且电连接于力感测装置1。底盖4设置于力感测装置1的底部。
[0043]工件载台2可载置预计被加工的工件。当工件被加工时，工件所承受的力量可传递至工件载台2，工件载台2所承受的力量可传递至力感测装置1。力感测装置1可感测所承受的力量。信号处理模块3可处理力感测装置1所感测的信号，以得知力感测装置1所承受的力量的类型与大小，使控制模块可对工件所承受的切削力与进给力进行即时监控，同步掌握进给力及切削力的变异的信息并提供后续的补偿控制与健康诊断。
[0044]请参照图2、图3、图4及图5。图3绘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种力感测装置，其特征在于，包括：中央部，可承受第一力量及第二力量，其中该第一力量的第一频率低于该第二力量的第二频率；至少一固定部；至少一第一感测部，具有第一自然频率，其中该至少一第一感测部连接该中央部；第二感测部，具有第二自然频率，其中该第二感测部连接该至少一第一感测部且连接该至少一固定部；至少一第一机电元件，设置于该至少一第一感测部且用以感测该至少一第一感测部的第一振幅；以及至少一第二机电元件，设置于该第二感测部且用以感测该第二感测部的第二振幅；其中当该中央部承受该第一力量时，该第一振幅大于该第二振幅，当该中央部承受该第二力量时，该第一振幅小于该第二振幅。2.如权利要求1所述的力感测装置，其中当该中央部承受该第一力量时，该至少一第一感测部所产生的振动频率实质上等于该第一自然频率。3.如权利要求1所述的力感测装置，其中当该中央部承受该第二力量时，该第二感测部所产生的振动频率实质上等于该第二自然频率。4.如权利要求1所述的力感测装置，其中当该中央部承受该第一力量及该第二力量时，该至少一第一感测部所产生的振动频率实质上等于该第一自然频率，且该第二感测部所产生的振动频率实质上等于该第二自然频率。5.如权利要求1所述的力感测装置，其中该至少一第一感测部的刚性小于该第二感测部的刚性。6.如权利要求1所述的力感测装置，其中该至少一第一机电元件为压阻元件。7.如权利要求1所述的力感测装置，其中该至少一第二机电元件为压电元件。8.如权利要求1所述的力感测装置，其中该中央部具有法向量，该至少一第一感测部包括扭转部、弹性部及两个支撑部，该扭转部连接该中央部，该弹性部位于该两个支撑部之间，该弹性部的内端点沿第一轴向连接该扭转部且该弹性部的外端点沿该第一轴向连接该第二感测部，该第一轴向与该中央部的该法向量垂直，该两个支撑部的两个内端点连接该扭转部且该两个支撑部的两个外端点连接该第二感测部，当该中央部承受与该第一轴向平行的轴向力时，该扭转部沿该第一轴向的应变小于该弹性部沿该第一轴向的应变。9.如权利要求8所述的力感测装置，其中该弹性部的厚度小于该两个支撑部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志哲，陈志远，苏中源，黄肇达，
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：