超聲波磨削工藝穩定性的改善
大多數超聲波應用場合通常都利用主軸上的激勵器和聲波電極
為了改善光學面超聲波加工的工藝流程，人們進行了試驗并對測量數據進行了統計分析，由此可以預測出參數之間的交互作用，改善工藝流程的穩定性。
每位工程師或科學家都面臨過相同的處境：他們連續工作了幾個月，做了很多實驗，進行了對論文有著重大影響的試驗，但是試驗結果卻與預測內容大相徑庭。他們為企業完成了一項研究，企業則想知道哪些參數對于它來說zui為重要，是通過哪種簡單而概括的方式表現出來的？
只需要系統性地調節一個參數
研究人員經常會對實驗結果不滿意。他們迄今為止是如何進行實驗的呢？zui常采用的方法是一種所謂的“一次只需一個系數（ofat）”的方法，即在一個實驗中所有參數保持恒定，只對一個參數進行調節，直至達到*效果為止。然后再調節下一個參數，而所有其他參數仍維持不變。這個過程持續進行，直至所有參數均被調整完畢。調節過程輕松，規劃簡便，但是也隱藏著一些缺點：人們得不到預測性模型，主要影響參數較難表述，也會產生一些意外，這是因為參數之間的交互影響無法得到驗證。
此外，針對ofat實驗的費用無法預估，而結果都是相當高的。通過一種簡單工具所支持的“實驗設計（doe）”方法，使得ofat方法的缺點可以得到克服。這是因為采用這種“實驗統計規劃”的方法，實驗人員不僅可以獲得有關主要影響和交互影響的預測性模型，而且還可以很好地預見下一個數值，即他們尚未從系統中了解到的部分。而后者恰恰是一些很有價值的信息，正如下面以光學面的超聲波加工為例所做的介紹。
為了揭示這種方法應用的多面性，并使其服務于deggendorf高等?？茖W校的科研工作，專家們與光學設計工作組一起合作，舉辦了為期三天的技術研討會。*部分的重點除了必要的基礎和六西格瑪的一般性導論以及實驗有關影響系數的制訂方法之外，還在于對所謂的全系數實驗計劃的設立、對實驗計劃的實施和對實驗的評價。在經過導入階段之后，即把此方法應用到一個實例中去。
根據合作單位的一個委托項目，首先按照所示的方法進行規劃，采用超聲波輔助的方法成功地進行了實驗。這種方法主要適用于對極硬和脆硬材料的加工。在這里，刀具通過輔助的超聲波振蕩（高頻和低振幅），以類似于錘子的方式，對材料表面進行加工。
振蕩疊加可以提高表面質量
作用在刀具主要切削動作上的振蕩疊加可以改善材料的切削狀況并提高表面質量。在尋找具備*磨損、耐溫和化學防腐性能的高科技材料和尋求zui高表面質量與zui高精度（例如玻璃或陶瓷的光學表面）的工作中，工程師們發現開發一種具有良好經濟性的生產工藝是十分必要的。deggendorf大學光學設計工作組就是致力于研究機器設備參數對刀具、工件的交互作用和其他方面所產生的影響。
對超聲波能效的研究
為了分析加工流程，要對超聲波輔助的磨削作業進行模擬，同時也要顧及對設備的要求。工程師們對不同的機械結構對工藝流程和超聲波效果的影響也進行了分析，還專門對切削參數和刀具對不同材料所產生的影響進行了測驗。大多數超聲波應用的場合是在主軸上采用激勵器和聲波電極。另外，還應研發超聲波振蕩通過特殊的機電夾持系統傳遞到工件上的新的技術方案和途徑。通過應用適配調節技術，可以調整超聲波夾持系統的性能，以便在不受切削流程、工件幾何形狀和慣量影響的條件下，實現*的加工結果。
全系數doe的操作過程可以分為如下步驟：
（1）系統分析：可以測得相關的影響參數、故障參數和目標參數；
（2）實驗策略：制訂實驗規劃，按照標準要求對流程順序進行隨機化處理，后者則有助于降低研究中所排除的影響系數的影響程度；
（3）實驗實施：按照所規定的計劃對實驗進行完整的實施；
（4）實驗評價：對測量數據進行統計分析，即對整體模型進行差異性分析（anova），模型通過去除不重要的各項而縮減，對重要的主要影響和交互影響進行了檢驗，并對模型進行數學表述，然后模型可以以通常意義上的流程要求進行翻譯，必要時還可以再制訂一份旨在優化流程的實驗計劃。
進給量和轉速之間的交互影響得到補償
采用統計實驗計劃所制訂的系列實驗在sauer公司的ultrasonic35型超聲波加工中心上進行。該設備為一臺5軸銑床，其中3根軸采用cnc控制，刀具接受超聲波的激勵。ultrasonic35型機床是2004年11月安裝在deggendorf大學光學設計實驗室中的2008年1月，該設備接受了sauer公司主軸技術（usb40）的加裝。其加工的試樣由n-bk7硅酸鹽構成。對進給量、轉速和超聲波強度進行了探索。
由此，也就具備了研討會所要探討的第二部分內容的條件，研討會舉行了一天。研討會第二部分的目的一方面是重復和深化研討會*部分所取得的成果；另一方面是探討和對“光學材料”主題實驗進行評價。
對結果的評價通過兩種方式進行：一種是簡單地采用可回溯的excel圖形以演示所謂的主要影響的效果（圖1）；另一種則是采用六西格瑪范疇中應用極廣的minitab15軟件包進行*的統計評價（圖2）。
從中可以看出，與會的專家們也意外地觀察到所謂的“交互影響”的效果。尤其是從主要影響上可以追溯到平均粗糙度系統與進給量之間的一種簡單的關聯性（圖1）。而從交互影響曲線（圖2）上則可以看出進給量參數與轉速參數之間存在著一種復雜的交互影響關系。
（來源：弗戈工業在線）
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只需要系統性地調節一個參數
研究人員經常會對實驗結果不滿意。他們迄今為止是如何進行實驗的呢？zui常采用的方法是一種所謂的“一次只需一個系數（ofat）”的方法，即在一個實驗中所有參數保持恒定，只對一個參數進行調節，直至達到*效果為止。然后再調節下一個參數，而所有其他參數仍維持不變。這個過程持續進行，直至所有參數均被調整完畢。調節過程輕松，規劃簡便，但是也隱藏著一些缺點：人們得不到預測性模型，主要影響參數較難表述，也會產生一些意外，這是因為參數之間的交互影響無法得到驗證。
此外，針對ofat實驗的費用無法預估，而結果都是相當高的。通過一種簡單工具所支持的“實驗設計（doe）”方法，使得ofat方法的缺點可以得到克服。這是因為采用這種“實驗統計規劃”的方法，實驗人員不僅可以獲得有關主要影響和交互影響的預測性模型，而且還可以很好地預見下一個數值，即他們尚未從系統中了解到的部分。而后者恰恰是一些很有價值的信息，正如下面以光學面的超聲波加工為例所做的介紹。
為了揭示這種方法應用的多面性，并使其服務于deggendorf高等?？茖W校的科研工作，專家們與光學設計工作組一起合作，舉辦了為期三天的技術研討會。*部分的重點除了必要的基礎和六西格瑪的一般性導論以及實驗有關影響系數的制訂方法之外，還在于對所謂的全系數實驗計劃的設立、對實驗計劃的實施和對實驗的評價。在經過導入階段之后，即把此方法應用到一個實例中去。
根據合作單位的一個委托項目，首先按照所示的方法進行規劃，采用超聲波輔助的方法成功地進行了實驗。這種方法主要適用于對極硬和脆硬材料的加工。在這里，刀具通過輔助的超聲波振蕩（高頻和低振幅），以類似于錘子的方式，對材料表面進行加工。
振蕩疊加可以提高表面質量
作用在刀具主要切削動作上的振蕩疊加可以改善材料的切削狀況并提高表面質量。在尋找具備*磨損、耐溫和化學防腐性能的高科技材料和尋求zui高表面質量與zui高精度（例如玻璃或陶瓷的光學表面）的工作中，工程師們發現開發一種具有良好經濟性的生產工藝是十分必要的。deggendorf大學光學設計工作組就是致力于研究機器設備參數對刀具、工件的交互作用和其他方面所產生的影響。
對超聲波能效的研究
為了分析加工流程，要對超聲波輔助的磨削作業進行模擬，同時也要顧及對設備的要求。工程師們對不同的機械結構對工藝流程和超聲波效果的影響也進行了分析，還專門對切削參數和刀具對不同材料所產生的影響進行了測驗。大多數超聲波應用的場合是在主軸上采用激勵器和聲波電極。另外，還應研發超聲波振蕩通過特殊的機電夾持系統傳遞到工件上的新的技術方案和途徑。通過應用適配調節技術，可以調整超聲波夾持系統的性能，以便在不受切削流程、工件幾何形狀和慣量影響的條件下，實現*的加工結果。
全系數doe的操作過程可以分為如下步驟：
（1）系統分析：可以測得相關的影響參數、故障參數和目標參數；
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（3）實驗實施：按照所規定的計劃對實驗進行完整的實施；
（4）實驗評價：對測量數據進行統計分析，即對整體模型進行差異性分析（anova），模型通過去除不重要的各項而縮減，對重要的主要影響和交互影響進行了檢驗，并對模型進行數學表述，然后模型可以以通常意義上的流程要求進行翻譯，必要時還可以再制訂一份旨在優化流程的實驗計劃。
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采用統計實驗計劃所制訂的系列實驗在sauer公司的ultrasonic35型超聲波加工中心上進行。該設備為一臺5軸銑床，其中3根軸采用cnc控制，刀具接受超聲波的激勵。ultrasonic35型機床是2004年11月安裝在deggendorf大學光學設計實驗室中的2008年1月，該設備接受了sauer公司主軸技術（usb40）的加裝。其加工的試樣由n-bk7硅酸鹽構成。對進給量、轉速和超聲波強度進行了探索。
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從中可以看出，與會的專家們也意外地觀察到所謂的“交互影響”的效果。尤其是從主要影響上可以追溯到平均粗糙度系統與進給量之間的一種簡單的關聯性（圖1）。而從交互影響曲線（圖2）上則可以看出進給量參數與轉速參數之間存在著一種復雜的交互影響關系。
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