超声加工刀柄装配质量检测方法、装置、设备和介质

1.本发明涉及超声加工技术领域，特别涉及一种超声加工刀柄装配质量检测方法、装置、设备和介质。


背景技术：

2.旋转超声加工作为一种先进的加工技术，适用于加工难加工材料，特别是硬脆材料，例如钛合金、铝基碳化硅以及碳纤维增强复合材料等。与传统加工相比，旋转超声加工具有切削力低、表面质量高、刀具磨损小的优点。
3.能量传输装置可以分为接触式能量传输装置和非接触电能传输装置，接触式能量传输装置通常为导电滑环，因为磨损快、容易产生电火花、自动化程度低等缺点，逐渐被非接触电能传输装置—旋转变压器所替代。
4.非接触电能传输装置通过气隙将电力从超声波电源传输到加工刀柄，加工刀柄由刀柄外壳、换能器、刀具组成。通常将加工刀柄与非接触电能传输装置统称为非接触超声刀柄。
5.通常换能器(比如压电换能器)与定制刀柄(包括刀柄外壳和刀具)进行装配，非接触电能传输装置副边与定制刀柄进行装配，非接触电能传输装置副边与压电换能器进行电气连接。非接触电能传输装置原边通常与机床主轴连接并作为定子，通过气隙将电能传递到副边，从而传递到压电换能器。
6.目前非接触超声刀柄的研究主要在于非接触电能传输装置的设计、传输性能、补偿拓扑等方面，均采用传统非接触超声刀柄模型来进行研究，即互感模型与换能器等效电路模型或者漏感模型与换能器等效电路模型的组合。该传统模型为电路模型并不能够直观地、理论地展示非接触超声刀柄与负载变化之间的关系，而换能器、定制刀柄、非接触电能传输装置副边之间是否装配紧密，决定着非接触超声刀柄是否能够正常工作，但是现有技术中，因为非接触电能传输装置是非线性结构使得换能器阻抗圆及导纳圆不能直接应用于非接触超声刀柄的装配检测，因此，并没有方法能够确定非接触超声刀柄的装配质量。


技术实现要素：

7.本发明实施例提供一种超声加工刀柄装配质量检测方法、装置、设备和介质，用以解决现有技术中，不能够确定非接触超声刀柄的装配质量的问题。
8.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：
9.本发明实施例提供一种超声加工刀柄装配质量检测方法，包括：
10.获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；
11.根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；
12.其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。
13.可选地，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆；
14.所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。
15.可选地，所述目标图形包括频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或，用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
16.所述频率特性曲线是根据第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、所述非接触超声刀柄的反谐振频率和所述非接触超声刀柄的谐振频率得到的；
17.其中，所述第一工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最小的工作点，所述第二工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最大的工作点，所述第三工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最大的工作点，所述第四工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最小的工作点；
18.所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。
19.可选地，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆和/或频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
20.根据所述装配质量检测图形和所述目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果，包括以下至少一项：
21.在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异满足第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异不满足所述第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格；
22.在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异满足第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异不满足所述第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装
配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格。
23.可选地，所述第一预设条件包括以下至少一项：
24.所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值小于第一预设阈值；
25.所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间没有寄生圆；
26.所述第二预设条件包括：
27.所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值小于第二预设阈值。
28.可选地，所述方法还包括：
29.获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值；
30.在所述换能器处于谐振状态下，调整所述非接触电能传输装置的原边补偿容抗值，以使所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0；
31.根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况。
32.可选地，获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值，包括：
33.在所述非接触超声刀柄处于空载状态下、所述换能器处于谐振状态下且非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0的情况下，测量所述非接触电能传输装置的原边串联容抗补偿值为所述初始容抗值。
34.可选地，根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况，包括：
35.在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值大于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄由空载状态转向负载状态；
36.在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值小于或等于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄为空载状态。
37.本发明实施例还提供一种超声加工刀柄装配质量检测装置，包括：
38.第一获取模块，用于获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；
39.第一确定模块，用于根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；
40.其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。
41.本发明实施例还提供一种超声加工刀柄装配质量检测设备，包括：收发机、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令；所述处理器执行所述程序或指令时实现如上中任一项所述的超声加工刀柄装配质量检测方法。
42.本发明实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上中任一项所述的超声加工刀柄装配质量检测方法中的步骤。
43.本发明的有益效果是：
44.本发明方案提供的超声加工刀柄装配质量检测方法，通过获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形，并根据所述装配质量检测图
形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果，从而实现准确确定非接触超声刀柄的装配质量。
附图说明
45.图1表示本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测方法的流程图；
46.图2表示本发明实施例提供的非接触超声刀柄模型的示意图；
47.图3表示本发明实施例提供的阻抗圆的示意图；
48.图4表示本发明实施例提供的用于指示非接触超声刀柄的工作频率与非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系的频率特性曲线的示意图；
49.图5表示本发明实施例提供的用于指示非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系的频率特性曲线的示意图；
50.图6表示本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测方法的具体流程图；
51.图7表示本发明实施例提供的阻抗圆在负载变化下的趋势示意图；
52.图8表示本发明实施例提供的阻抗圆移动示意图；
53.图9表示本发明实施例提供的负载监测方法的流程图；
54.图10表示本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测方法的整体流程图；
55.图11表示本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测装置的结构示意图；
56.图12表示本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测设备的结构示意图。
具体实施方式
57.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
58.本发明针对现有技术中，不能够确定非接触超声刀柄的装配质量的问题，提供一种超声加工刀柄装配质量检测方法、装置、设备和介质。
59.如图1所示，本发明实施例提供一种超声加工刀柄装配质量检测方法，包括：
60.步骤101：获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。
61.需要说明的是，所述刀柄本体可以为定制刀柄(包括刀柄外壳和刀具)，所述换能器为压电换能器，其中，换能器与刀柄本体装配连接，非接触电能传输装置副边与刀柄本体进行装配，非接触电能传输装置副边与换能器电气连接。非接触电能传输装置原边通常与机床主轴连接并作为定子，通过气隙将电能传递到非接触电能传输装置副边，从而传递到换能器。
62.针对于换能器装配检测，通常采用阻抗分析仪来测量换能器阻抗圆或者导纳圆来检测其装配质量，当测量的换能器阻抗圆或者导纳圆形状规整、没有寄生圆时，则说明换能器装配良好；对于接触式超声刀柄装配检测，同样采用上述方法，因为接触式电能传输装置在理想状态下相当于导线，与作为非线性结构的非接触电能传输装置不同，非接触电能传输装置使得非接触超声刀柄性能与换能器性能之间存在差异。
63.在本步骤中，所述阻抗分析仪为能够进行扫频，并获取阻抗信息的测量仪器。将阻抗分析仪的测量端口与非接触超声刀柄原边进行电气连接，此时不需要加入补偿电路，运行阻抗分析仪进行扫频，并获取合适频率范围(也可以称为预设频率范围)内的装配质量检测图形，其中，所述装配质量检测图形包括圆形和/或曲线形。
64.步骤102：根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果。
65.在本步骤中，将装配质量检测图形和预设的目标图形之间进行对比，得到对比结果，根据对比结果可以确定超声加工刀柄装配质量检测结果，该超声加工刀柄装配质量检测结果包括刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果。
66.通过上述步骤，得到超声加工刀柄装配质量检测结果，可以快速检测出非接触式超声加工刀柄装配质量，缩短生产加工周期。
67.需要说明的是，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆；
68.所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的；
69.其中，所述阻抗信息包括所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗和所述非接触电能传输装置的副边阻抗。
70.具体地，所述预设的非接触超声刀柄模型的示意图如图2所示，如图2所示，非接触超声刀柄模型包括非接触电能传输装置的互感模型和换能器等效电路模型，即将非接触电能传输装置的互感模型和换能器等效电路模型组合在一起，形成非接触超声刀柄模型，其中，互感模型中的u
p
为激励电压，即非接触电能传输装置的原边电压；i1和i2分别为非接触电能传输装置的原边及副边电流；l
p
和ls分别为非接触电能传输装置的原边及副边电感；m为互感；r
p
和rs分别为非接触电能传输装置的原边和副边串联的等效电阻，即分别代表原边和副边损耗。换能器等效电路模型中的c0为夹持电容，即换能器电极片之间的电容值；c1为动态电容；l1为动态电感；r1为动态电阻，即代表阻尼和负载。负载变化主要引起c1、l1和r1的变化，其中r1与负载正相关。上述即为非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息。
71.根据上述非接触超声刀柄模型进行推导，得到换能器阻抗为：
[0072][0073]
上述公式一中，r
t
与x
t
分别表示换能器阻抗z
t
的实部和虚部，c
p
＝(c0c1)/(c0+c1)，且ω＝2πf，ω表示工作圆频率。换能器的并联谐振频率f
p
为：
[0074]
[0075]
其中，f表示非接触超声刀柄的工作频率，c0表示夹持电容，即换能器电极片之间的电容值，c1表示动态电容，l1表示动态电感，r1表示动态电阻，即代表阻尼和负载。
[0076]
根据基尔霍夫电压定律，非接触电能传输装置的原边和副边关系如下式所示：
[0077][0078]
其中，z
11
和z
22
分别为非接触电能传输装置的原边阻抗和副边阻抗，z
t
为换能器阻抗，z
11
＝r
p
+jωl
p
,z
22
＝rs+jωls，ω表示工作圆频率，ω＝2πf，f表示非接触超声刀柄的工作频率。r
p
表示非接触电能传输装置的原边串联的等效电阻，即代表原边损耗，l
p
表示非接触电能传输装置的原边电感，ls表示非接触电能传输装置的副边电感，rs表示非接触电能传输装置的副边串联的等效电阻，即代表副边损耗，m为互感，i1和i2分别表示非接触电能传输装置的原边及副边电流。
[0079]
非接触电能传输装置的副边阻抗及换能器阻抗等效转换到非接触电能传输装置的圆边侧为映射阻抗zf，根据公式三，输入阻抗z
in
及映射阻抗zf计算公式如下：
[0080][0081]
其中，通过上述公式四可以看出，映射阻抗为副边总导纳的ω2m2倍，即输入阻抗与副边总导纳有着直接的关系，也就是说，输入阻抗与换能器的导纳有着直接的关系。
[0082]
将公式一带入非接触超声刀柄模型，可以得到非接触电能传输装置的副边阻抗如下式：
[0083][0084]
上述公式五中，z2表示非接触电能传输装置的副边阻抗，r2和x2分别表示非接触电能传输装置的副边阻抗的实部和虚部，r
t
与x
t
分别表示换能器阻抗z
t
的实部和虚部，ls表示非接触电能传输装置的副边电感，rs表示非接触电能传输装置的副边串联的等效电阻，即代表副边损耗，c
p
＝(c0c1)/(c0+c1)，且ω＝2πf，ω表示工作圆频率，c0表示夹持电容，即换能器电极片之间的电容值，c1表示动态电容，l1表示动态电感，r1表示动态电阻，即代表阻尼和负载。
[0085]
副边导纳y2为：
[0086][0087]
其中，g2表示非接触电能传输装置的副边电导，b2表示非接触电能传输装置的副边电纳。
[0088]
由上式可以得到副边导纳圆方程为：
[0089][0090]
设输入阻抗的实部和虚部分别为r
in
和x
in
，联立公式四和公式七，在并联谐振频率f
p
(即预设频率范围)附近，可得：
[0091][0092]
将公式八带入到公式七，可以得到阻抗圆的方程如下：
[0093][0094]
其中，
[0095]
因此，阻抗圆的圆心为半径为
[0096]
按照上述流程得到的阻抗圆的示意图如图3所示。
[0097]
进一步地，所述目标图形包括频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或，用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
[0098]
在根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到所述阻抗圆的圆心和半径分别后，频率特性曲线可由超声刀柄阻抗圆中特征点建立，由该特征点平滑连接构建，可选地，所述频率特性曲线是根据第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、所述非接触超声刀柄的反谐振频率和所述非接触超声刀柄的谐振频率得到的；
[0099]
其中，所述第一工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最小的工作点，所述第二工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最大的工作点，所述第三工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最大的工作点，所述第四工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最小的工作点。
[0100]
具体地，根据如图3所示阻抗圆，阻抗圆上的工作点由相应的频率表示。f
r1
和f
r2
分别是超声刀柄的反谐振频率和谐振频率，此时超声刀柄呈现电阻性，即x
in
＝0。a-和a
+
处于阻抗圆上同一工作点(即第一工作点)，其中a-处于较低的频率，a
+
处于较高的频率。此外，从原点o到阻抗圆上工作点的直线是输入阻抗模量|z
in
|，θ是该直线与水平轴之间的角度。
[0101]
随着工作频率f的增大，阻抗圆上工作点沿a-→
b(即第二工作点)
→
c(即第三工作点)
→
d(即第四工作点)
→a+
顺时针移动。随着f增大，r
in
先增大，在工作点c达到其最大值，
然后减小。随着f增大，x
in
先增大，在工作点b达到最大值，然后减少，在工作点d达到最小值，然后再次增大。随着f增大，|z
in
|增大到其最大值|z
in
|
max
，然后减小到其最小值|z
in
|
min
，然后再次增大。工作点f
m1
和f
m2
分别对应于|z
in
|
max
和|z
in
|
min
。
[0102]
当r2＝0或r2→
∞时，工作点接近极限点a。此外，从能量传递的角度来看，r2＝0和r2→
∞分别对应非接触电能传输装置副边的短路和开路，并且能量仅由原边的r
p
消耗，此时对应于工作点a。
[0103]
按照上述流程，用于指示非接触超声刀柄的工作频率与非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系的频率特性曲线如图4所示，其中，log
10
|z|代表超声刀柄输入阻抗绝对值的对数；用于指示非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系的频率特性曲线如图5所示，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角。
[0104]
在本发明一可选实施例中，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆和/或频率特性曲线；
[0105]
根据所述装配质量检测图形和所述目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果，包括以下至少一项：
[0106]
在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异满足第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异不满足所述第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格；
[0107]
在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异满足第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异不满足所述第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格。
[0108]
其中，所述第一预设条件包括以下至少一项：
[0109]
所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值小于第一预设阈值；
[0110]
所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间没有寄生圆；
[0111]
所述第二预设条件包括：
[0112]
所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值小于第二预设阈值。
[0113]
具体地，在本可选实施例中，在实施装配质量监测时，在所述装配质量检测图形为圆形的情况下，观察其是否规整，若该圆形规整，以及该装配质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值小于第一预设阈值且质量检测图形相对于所述阻抗圆之间没有寄生圆，则认为刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，即说明压电陶瓷换能器、定制刀柄、非接触电能传输副边装配良好，可投入使用，若该圆形不规整，或者该装配质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值大于或等于第一预设阈值，或者质量检测图形相对于所述阻抗圆之间存在寄生圆，则确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与
换能器之间的装配质量检测结果为不合格，装配出现问题。在所述装配质量检测图形为曲线的情况下，若该装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值小于第二预设阈值，即该装配质量检测图形形状标准、平滑且无畸变，则认为刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，即说明压电陶瓷换能器、定制刀柄、非接触电能传输副边装配良好，可投入使用，若该装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值大于或等于第二预设阈值，则确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格，装配出现问题。
[0114]
下面结合图6，具体说明本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测方法的具体流程：
[0115]
开始工作后判断非接触超声刀柄是否处于空载状态，若不处于，则返回继续监测，若处于，则对非接触超声刀柄进行扫频，得到装配质量检测图形，将装配质量检测图形与阻抗圆或频率特征曲线进行对比，若装配质量检测图形相对于阻抗圆或频率特征曲线标准、规整，则确定装配质量合格，否则确定装配质量不合格。
[0116]
上述超声加工刀柄装配质量检测方法适用于任意类型非接触超声刀柄，包括不同尺寸不同工作频率的压电陶瓷换能器，不同结构形式及尺寸但满足互感模型的非接触电能传输装置。两种质量监测方法互不矛盾，监测结果一致。
[0117]
在保证非接触超声刀柄装配良好的前提下，需要考虑非接触超声刀柄的自动化、智能化应用，即监测其负载状态。监测负载状态可以结合机床端状态反馈，监测当前工序是否出现问题，例如刀具断裂、加工件破损等及时加工问题，因此，在本发明一可选实施例中，所述方法还包括对非接触超声刀柄进行负载监测，具体的负载监测流程包括：
[0118]
获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值，可选地，包括：在所述非接触超声刀柄处于空载状态下、所述换能器处于谐振状态下且非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0的情况下，测量所述非接触电能传输装置的原边串联容抗补偿值为所述初始容抗值。
[0119]
具体地，负载监测要求采用原边串联补偿，并依赖于超声电源控制方法，但是并不要求副边是否进行或者采用何种补偿拓扑。要求超声电源具有换能器谐振状态保证、调整原边补偿值使得输入电压电流相位为0、测量并记录原边补偿容抗等功能。在非接触超声刀柄空载状态下接入超声电源，在完成初始化后，即确保谐振状态、非接触原边输入电压电流相位为0后，测量并记录当前原边串联补偿值|x
p0
|即为初始容抗值。
[0120]
在完成上述操作后，超声电源实时保证换能器谐振状态，在所述换能器处于谐振状态下，调整所述非接触电能传输装置的原边补偿容抗值，以使所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0，并时刻记录当前原边补偿容抗值|x
p1
|；
[0121]
每完成一次记录，根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况，可选地，包括：在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值大于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄由空载状态转向负载状态；在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值小于或等于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄为空载状态。
[0122]
具体地，对比|x
p1
|、|x
p0
|，并计算|x
p1
|-|x
p0
|值，将此值与修正系数ε(即预设阈值)进行对比。若|x
p1
|-|x
p0
|》ε，说明负载变化剧烈，非接触超声刀柄从空载状态转向负载状
态；若|x
p1
|-|x
p0
|≤ε，说明负载几乎无变化，非接触超声刀柄保持空载状态。修正系数ε可以通过试验获得。
[0123]
上述负载监测方法，要求非接触超声刀柄原边电压电流相位始终为0，即没有无功功率，并保证工作频率始终为换能器谐振频率或者串联谐振频率，即实时跟踪谐振频率或者串联谐振频率。该方法适用于副边无补偿、串联补偿这两种情况。
[0124]
上述负载监测方法的理论依据之一是负载变化下非接触超声刀柄阻抗圆变化趋势，具体分析如下。换能器参数，特别是c1、l1和r1，在负载变化的情况下发生变化，导致非接触超声刀柄的工作性能发生变化。假设随着负载的变化，r1发生变化，而c0、c1和l1保持不变；也就是说，f
p
不变。此外，认为r1的增加为负载的增加。对于非接触超声刀柄阻抗圆，根据公式九，r值和o
in
的水平值随着r1的增加而减小。因此，阻抗圆在负载变化下的趋势如图7所示。随着负载增加，圆心沿着o
in
→oin1
→oin2
移动；最大阻抗值及最小阻抗值对应的工作点分别沿着f
m1
→fm11
→fm12
及f
m2
→fm21
→fm22
移动，表明最大阻抗值减小，最小阻抗值增大。
[0125]
上述负载监测方法的理论依据之二为原边串联补偿下非接触超声刀柄阻抗圆，如图8所示。原边串联补偿使阻抗圆整体向下移动，f
r1
和f
r2
变为f
r3
和f
r4
。新的横轴是补偿电抗x
ps
＝-1/ωc
ps
，其中c
ps
为补偿电容值。β是原边串联补偿非接触超声刀柄相比于无补偿下的相位角变化。
[0126]
上述负载监测方法的理论依据之三为通过原边串联补偿可以预测非接触超声刀柄阻抗圆的趋势，即监测负载变化。假设f
r4
在圆上的位置关系在载荷变化下不改变，即f
r4
对应角度∠ao
infr4
保持不变。根据图7，随着负载的增加，o
in
向左移动，横轴x
ps
＝-1/ωc
ps
向上移动，表明补偿容抗绝对值|x
ps
|随着载荷的增大而增大。因此，阻抗圆的趋势或者负载变化可以在f
r4
处通过|x
ps
|直接监测，f
r4
设置为换能器串联谐振频率或者谐振频率。
[0127]
上述理论揭示了非接触超声刀柄阻抗圆变化趋势及原边串联补偿下非接触超声刀柄阻抗圆，理论揭示了负载变化在原边容抗变化规律，即容抗绝对值增大，说明负载增大，以及超声刀柄性能与负载变化之间的关系，即非接触超声刀柄动态特性，其中包括负载变化下频率特性和负载变化下不同工作频率对应的传输性能关系。
[0128]
按照上述理论建立的负载监测方法，其流程图如图9所示。首先判断非接触超声刀柄是否空载，在非接触超声刀柄空载时，并且换能器处于谐振状态，即工作频率为谐振频率或者串联谐振频率，对初始串联补偿容抗绝对值|x
p0
|进行测量并记录。此后，实时检测换能器谐振状态以及非接触超声刀柄输入电压电流是否同相(即相位是否为0)，为了保证输入电压电流同相，需要调整串联补偿容抗值。当换能器处于谐振状态并且输入电压电流同相时，记录当前串联补偿容抗值|x
p1
|。对比|x
p1
|与|x
p0
|，若|x
p1
|-|x
p0
|》ε，则非接触超声刀柄处于负载状态，否则非接触超声刀柄处于空载状态，通过上述流程即可得知当前是否从空载状态转变为负载状态。修正系数ε用来消除测量误差以及跳动带来的干扰。
[0129]
下面结合图10，具体说明本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测方法的整体流程：
[0130]
非接触超声刀柄包括非接触电能传输装置、刀柄本体和压电陶瓷换能器，利用非接触超声刀柄阻抗圆和/或频率特性曲线实现非接触超声刀柄质量检测方法，并且通过阻抗圆变化趋势和原边串联补偿阻抗圆实现负载监测方法。
[0131]
如图11所示，本发明实施例还提供一种超声加工刀柄装配质量检测装置，包括：
[0132]
第一获取模块1101，用于获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；
[0133]
第一确定模块1102，用于根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；
[0134]
其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。
[0135]
可选地，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆；
[0136]
所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。
[0137]
可选地，所述目标图形包括频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或，用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
[0138]
所述频率特性曲线是根据第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、所述非接触超声刀柄的反谐振频率和所述非接触超声刀柄的谐振频率得到的；
[0139]
其中，所述第一工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最小的工作点，所述第二工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最大的工作点，所述第三工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最大的工作点，所述第四工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最小的工作点；
[0140]
所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。
[0141]
可选地，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆和/或频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
[0142]
所述第一确定模块1102，包括第一确定单元，所述第一确定单元用于以下至少一项：
[0143]
在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异满足第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异不满足所述第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格；
[0144]
在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异满足第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异不满足所述第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格。
[0145]
可选地，所述第一预设条件包括以下至少一项：
[0146]
所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值小于第一预设阈值；
[0147]
所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间没有寄生圆；
[0148]
所述第二预设条件包括：
[0149]
所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值小于第二预设阈值。
[0150]
可选地，所述装置还包括：
[0151]
第二获取模块，用于获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值；
[0152]
调整模块，用于在所述换能器处于谐振状态下，调整所述非接触电能传输装置的原边补偿容抗值，以使所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0；
[0153]
第二确定模块，用于根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况。
[0154]
可选地，所述第二获取模块，包括：
[0155]
第一处理单元，用于在所述非接触超声刀柄处于空载状态下、所述换能器处于谐振状态下且非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0的情况下，测量所述非接触电能传输装置的原边串联容抗补偿值为所述初始容抗值。
[0156]
可选地，所述第二确定模块，包括：
[0157]
第二确定单元，用于在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值大于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄由空载状态转向负载状态；
[0158]
第三确定单元，用于在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值小于或等于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄为空载状态。
[0159]
需要说明的是，本发明实施例提供的超声加工刀柄装配质量检测装置，是能够执行上述的超声加工刀柄装配质量检测装方法的装置，则上述的超声加工刀柄装配质量检测方法的所有实施例均适用于该装置，且能够达到相同或者相似的技术效果。
[0160]
本发明实施例还提供一种超声加工刀柄装配质量检测设备，如图12所示，包括：处理器1201；以及通过总线接口与所述处理器1201相连接的存储器1202，所述存储器1202用于存储所述处理器1201在执行操作时所使用的程序和数据，处理器1201调用并执行所述存储器1202中所存储的程序和数据。
[0161]
收发机1203与总线接口连接，用于在处理器1201的控制下接收和发送数据。
[0162]
其中，在图12中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器1201代表的一个或多个处理器和存储器1202代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供用户接口1204。收发机1203可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种
其他装置通信的单元。针对不同的用户设备，用户接口1204还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
[0163]
处理器1201负责管理总线架构和通常的处理，存储器1202可以存储处理器1201在执行操作时所使用的数据。
[0164]
所述处理器1201执行下列过程：
[0165]
获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；
[0166]
根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；
[0167]
其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。
[0168]
可选地，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆；
[0169]
所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。
[0170]
可选地，所述目标图形包括频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或，用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
[0171]
所述频率特性曲线是根据第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、所述非接触超声刀柄的反谐振频率和所述非接触超声刀柄的谐振频率得到的；
[0172]
其中，所述第一工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最小的工作点，所述第二工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最大的工作点，所述第三工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最大的工作点，所述第四工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最小的工作点；
[0173]
所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。
[0174]
可选地，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆和/或频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；
[0175]
所述处理器1201用于以下至少一项：
[0176]
在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异满足第一预设条件的情
况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异不满足所述第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格；
[0177]
在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异满足第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异不满足所述第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格。
[0178]
可选地，所述第一预设条件包括以下至少一项：
[0179]
所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值小于第一预设阈值；
[0180]
所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间没有寄生圆；
[0181]
所述第二预设条件包括：
[0182]
所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值小于第二预设阈值。
[0183]
可选地，所述处理器1201还用于：
[0184]
获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值；
[0185]
在所述换能器处于谐振状态下，调整所述非接触电能传输装置的原边补偿容抗值，以使所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0；
[0186]
根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况。
[0187]
可选地，所述处理器1201具体用于：
[0188]
在所述非接触超声刀柄处于空载状态下、所述换能器处于谐振状态下且非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0的情况下，测量所述非接触电能传输装置的原边串联容抗补偿值为所述初始容抗值。
[0189]
可选地，所述处理器1201具体用于：
[0190]
在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值大于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄由空载状态转向负载状态；
[0191]
在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值小于或等于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄为空载状态。
[0192]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指示相关的硬件来完成，所述程序包括执行上述方法的部分或者全部步骤的指令；且该程序可以存储于一可读存储介质中，存储介质可以是任何形式的存储介质。
[0193]
本发明实施例还提供一种可读存储介质，其中，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上任一项所述的超声加工刀柄装配质量检测方法。
[0194]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合
或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0195]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0196]
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述收发方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0197]
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种超声加工刀柄装配质量检测方法，其特征在于，包括：获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆；所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标图形包括频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或，用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；所述频率特性曲线是根据第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第一工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第二工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第三工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的工作频率、第四工作点对应的所述非接触超声刀柄的输入阻抗、所述非接触超声刀柄的反谐振频率和所述非接触超声刀柄的谐振频率得到的；其中，所述第一工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最小的工作点，所述第二工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最大的工作点，所述第三工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的实部最大的工作点，所述第四工作点为阻抗圆上、所述非接触超声刀柄的输入阻抗的虚部最小的工作点；所述阻抗圆的圆心和半径分别是根据所述换能器的阻抗、所述非接触电能传输装置的原边阻抗、所述非接触电能传输装置的副边阻抗和预设的非接触超声刀柄模型中的电学物理量信息得到的。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标图形包括形成为圆形的阻抗圆和/或频率特性曲线；所述频率特性曲线用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与所述非接触超声刀柄的输入阻抗之间的关系，或用于指示所述非接触超声刀柄的工作频率与目标相位角之间的关系，所述目标相位角为所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流之间的相位角；根据所述装配质量检测图形和所述目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果，包括以下至少一项：在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异满足第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述阻抗圆之间的形状差异
不满足所述第一预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格；在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异满足第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为合格，在所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的形状差异不满足所述第二预设条件的情况下，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果为不合格。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括以下至少一项：所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间的突出值小于第一预设阈值；所述质量检测图形相对于所述阻抗圆之间没有寄生圆；所述第二预设条件包括：所述装配质量检测图形与所述频率特性曲线之间的突出值小于第二预设阈值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值；在所述换能器处于谐振状态下，调整所述非接触电能传输装置的原边补偿容抗值，以使所述非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0；根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取所述非接触超声刀柄的初始容抗值，包括：在所述非接触超声刀柄处于空载状态下、所述换能器处于谐振状态下且非接触超声刀柄的输入电压和输入电流的相位为0的情况下，测量所述非接触电能传输装置的原边串联容抗补偿值为所述初始容抗值。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述初始容抗值和所述补偿容抗值，确定所述非接触超声刀柄的负载变化情况，包括：在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值大于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄由空载状态转向负载状态；在所述补偿容抗值的绝对值减去所述初始容抗值的绝对值小于或等于预设阈值的情况下，确定所述非接触超声刀柄为空载状态。9.一种超声加工刀柄装配质量检测装置，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；第一确定模块，用于根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。10.一种超声加工刀柄装配质量检测设备，包括：收发机、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令；其特征在于，所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1至8中任一项所述的超声加工刀柄装配质量检测方法。
11.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的超声加工刀柄装配质量检测方法中的步骤。

技术总结
本发明提供了一种超声加工刀柄装配质量检测方法、装置、设备和介质，涉及超声加工技术领域，所述超声加工刀柄装配质量检测方法，包括：获取阻抗分析仪对空载状态下的非接触超声刀柄进行扫频生成的装配质量检测图形；根据所述装配质量检测图形和预设的目标图形之间的对比结果，确定刀柄本体与换能器之间的装配质量检测结果和/或非接触电能传输装置副边与换能器之间的装配质量检测结果；其中，所述非接触超声刀柄包括加工刀柄和所述非接触电能传输装置；所述加工刀柄包括所述刀柄本体和所述换能器。本发明方案，可以实现准确确定非接触超声刀柄的装配质量。超声刀柄的装配质量。超声刀柄的装配质量。


技术研发人员：王爱民 付宇 武士豪
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/25