[发明专利]多维超声波振动头及具有该振动头的机床

权利要求书

1.一种多维超声波振动头，其特征在于，包括：

振动源组合，具有复数个振动源，各所述振动源均具有控制端和作用端，各所述控制端均耦接超声波频率振荡信号以使所述振动源产生第一超声波机械振动，且各所述第一超声波机械振动具有不同的方向；

喇叭部，具有输入端及输出端，其中所述输入端具有一个凸缘平台，用于与所述复数个振动源的作用端连接，且所述喇叭部是用以放大复数个所述第一超声波机械振动所合成的超声波机械振动的振幅以产生第二超声波机械振动；以及

工具头，与所述喇叭部的所述输出端连接，用以依所述第二超声波机械振动的振动方向对工件进行加工作业；

其中，所述第一超声波机械振动具有不同的方向是指所述振动源的作用端与所述喇叭部的输入端具有不同的连接角度，使得所述振动源的轴向振动在所述喇叭部的输入端上形成方向不同的振动。

2.根据权利要求1所述的多维超声波振动头，其特征在于，各所述振动源均具有换能器及振动传导部，所述换能器具有压电片组合及所述控制端，且该压电片组合系用以依所述超声波频率振荡信号产生所述第一超声波机械振动；且所述振动传导部的一端与所述换能器抵接，另一端是所述振动源的作用端，以将所述第一超声波机械振动传导至该喇叭部。

3.根据权利要求1所述的多维超声波振动头，其特征在于，所述工具头具有刀具，所述刀具是磨刀、车刀、钻头、铣刀、铲刀或电极。

4.一种机床，其特征在于，包括：

多维超声波振动头，该振动头具有：

振动源组合，具有复数个振动源，各所述振动源均具有控制端及作用端，各所述控制端均耦接超声波频率振荡信号以使所述振动源产生第一超声波机械振动，且各所述第一超声波机械振动具有不同的振动方向；

喇叭部，具有输入端及输出端，其中所述输入端具有一个凸缘平台，用于与所述复数个振动源的所述作用端连接，且所述喇叭部是用以放大复数个所述第一超声波机械振动所合成的超声波机械振动的振幅以产生第二超声波机械振动；以及

工具头，与所述喇叭部的所述输出端连接，用以依所述第二超声波机械振动的振动方向对工件进行加工作业；

复数个微控制器，用以依复数个电压命令产生复数个所述超声波频率振荡信号；及

信息处理装置，用以产生所述复数个电压命令；

其中，所述第一超声波机械振动具有不同的方向是指所述振动源的作用端与所述喇叭部的输入端具有不同的连接角度，使得所述振动源的轴向振动在所述喇叭部的输入端上形成方向不同的振动。

5.根据权利要求4所述的机床，其特征在于，各所述振动源均具有换能器及振动传导部，所述换能器具有压电片组合及所述控制端，且所述压电片组合是用以依所述超声波频率振荡信号产生所述第一超声波机械振动；且所述振动传导部的一端与该换能器抵接，另一端是所述振动源的作用端，以将所述第一超声波机械振动传导至所述喇叭部。

6.根据权利要求4所述的机床，其特征在于，所述工具头具有刀具，所述刀具是磨刀、车刀、钻头、铣刀、铲刀或电极。

7.根据权利要求5所述的机床，其特征在于，各所述微控制器还具有电压调整模块，用以依照参考电流值和所述换能器所提供的电流回馈值之差执行负回授控制以调变控制电压以控制所述超声波频率振荡信号，以使所述电流回馈值趋近所述参考电流值。

8.根据权利要求4所述的机床，其特征在于，所述信息处理装置还具有通信接口以自外部装置接收所述复数个电压命令的信息。

9.根据权利要求8所述的机床，其特征在于，所述信息处理装置还具有显示屏以显示各所述振动源的工作状态。

10.根据权利要求8所述的机床，其特征在于，所述信息处理装置还具有人机编辑接口以供用户变更所述各振动源工作状态的至少一个电气参数；或者供使用者输入工件成品形状之数据文件以据以在所述加工作业中对应地调整所述复数个电压命令，从而驱使所述多维超声波振动头在工件上加工出该工件成品形状。