專利名稱：機床及用于計算機床中的平衡器的安裝位置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種配備有轉(zhuǎn)臺的機床，以及用于計算平衡器相對于轉(zhuǎn)臺的安裝位置的方法。
背景技術：
將配備有轉(zhuǎn)臺的典型機床設計為使得轉(zhuǎn)臺線性前后移動并且旋轉(zhuǎn)。例如通過設置在刀架上的刀具來切割安裝在轉(zhuǎn)臺上的加工件。
根據(jù)轉(zhuǎn)臺上的加工件或模具的安裝狀態(tài)，會在轉(zhuǎn)臺上引起旋轉(zhuǎn)不平衡。如果引起了這種旋轉(zhuǎn)不平衡，則轉(zhuǎn)臺會振動。當在這種狀態(tài)中執(zhí)行車削加工處理時，加工件會變得有缺陷。在某些情況下，轉(zhuǎn)臺會損壞或加工件可能與轉(zhuǎn)臺相脫離。
因此，可以在轉(zhuǎn)臺上提供用于檢測轉(zhuǎn)臺振動的振動檢測器。在這種情況下，當轉(zhuǎn)臺由于旋轉(zhuǎn)不平衡而引起振動時，操作人員會收到狀態(tài)通知。然而，由于通知操作人員狀態(tài)并不會消除旋轉(zhuǎn)不平衡，因此并不會從根本上解決由旋轉(zhuǎn)不平衡所引發(fā)的問題。
日本未審特開2002-28858號公報公開了一種使配備有旋轉(zhuǎn)刀具的刀架相對于加工件前后移動的機床。該機床包括控制線性電機的伺服系統(tǒng)，該線性電機相對于加工件前后移動刀架；以及，擾動預測裝置，其用于預測由旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)不平衡導致的作用在伺服系統(tǒng)上的擾動?？刂扑欧到y(tǒng)以對由擾動預測裝置預測的擾動的影響進行補償。
更具體地，基于從伺服系統(tǒng)的速度反饋回路輸出的電流命令值、和從用于檢測刀架位置的位置檢測器輸出的位置反饋值，對由旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)不平衡導致的作用在伺服系統(tǒng)上的擾動進行預測。根據(jù)所預測的擾動，對輸入伺服系統(tǒng)的電流反饋回路的電流命令值進行校正，從而補償所述擾動的影響。結果，抑制了由旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)不平衡引起的研磨頭的速度波動，這改善了加工件的加工精確度。
然而，在上述公報中公開的技術用于抑制研磨頭的速度波動，而不會消除旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)不平衡。因此，即使將上述公報中公開的技術應用于裝備有轉(zhuǎn)臺的機床，也不會抑制轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)不平衡，也不可能解決諸如轉(zhuǎn)臺損壞或加工件脫離的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是容易地實現(xiàn)振動抑制平衡器相對于轉(zhuǎn)臺的合適的安裝位置。
為了實現(xiàn)上述和其它的目的并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供一種用于計算平衡器相對于機床轉(zhuǎn)臺的安裝位置的方法。該方法包括當使其上安裝有物體的轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時檢測轉(zhuǎn)臺的振動；根據(jù)檢測到的振動、所安裝物體的質(zhì)量、以及表示轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的物理量來計算所安裝物體相對于轉(zhuǎn)臺的裝配位置；以及根據(jù)所計算的所安裝物體的裝配位置來計算平衡器相對于轉(zhuǎn)臺的安裝位置。
本發(fā)明還提供了一種機床，其包括其上安裝有物體的轉(zhuǎn)臺、振動檢測部、裝配位置計算部、以及安裝位置計算部。所述振動檢測部在其上安裝有物體的轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)期間對轉(zhuǎn)臺的振動進行檢測。裝配位置計算部基于所檢測的振動、所安裝的物體的質(zhì)量以及表示轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的物理量來計算所安裝物體相對于轉(zhuǎn)臺的裝配位置。安裝位置計算部基于所計算的所安裝物體的裝配位置來計算平衡器相對于轉(zhuǎn)臺的安裝位置。
本發(fā)明還提供了另一種機床，其包括轉(zhuǎn)臺、旋轉(zhuǎn)裝置、移動裝置、控制部和振動檢測部。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。移動裝置沿著預定的移動方向來移動轉(zhuǎn)臺?？刂撇靠刂埔苿友b置并且構成伺服系統(tǒng)，所述伺服系統(tǒng)包括位置反饋回路。振動檢測部基于輸入到位置反饋回路中的輸入值來檢測旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)臺的振動。
通過下面結合附圖以示例方式示出的對本發(fā)明原理的示例性描述中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得明確。


通過參照下面結合附圖給出的對優(yōu)選實施例的描述，可以更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多任務設備的示意性立體圖；圖2是表示圖1的多任務設備的加工控制裝置的電氣結構的框圖；圖3是表示X軸控制部的框圖；圖4是示出了X軸驅(qū)動電機、加工件主軸電機以及與其控制相關的組件的示意圖；圖5是表示用于檢測轉(zhuǎn)臺振動的過程的流程圖；圖6是表示轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)臺上的加工件的說明圖；圖7(a)是旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖計數(shù)器的說明圖；圖7(b)是在X軸方向中的位置偏差(droop)的說明圖；圖8是用于解釋第一閾值和第二閾值的曲線圖；圖9(a)是表示在轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的振動振幅之間的關系的圖形；圖9(b)是表示在轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速和在X軸方向中的位置偏差之間的關系的曲線圖；圖10(a)是表示作用在轉(zhuǎn)臺上的離心力與轉(zhuǎn)臺的振動振幅之間的關系的曲線圖；圖10(b)是表示作用在轉(zhuǎn)臺的離心力與在X軸方向上的位置偏差之間的關系的曲線圖；圖11是表示在X軸方向上的位置偏差與轉(zhuǎn)臺的振動振幅之間的關系的曲線圖；圖12是表示在X軸方向上的位置偏差與作用在轉(zhuǎn)臺上的離心力之間的關系的曲線圖；圖13是示出了轉(zhuǎn)臺的平面圖；圖14(a)和圖14(b)是示出了平衡器相對于轉(zhuǎn)臺安裝裝配的剖面圖；圖15(a)是表示將轉(zhuǎn)臺設置在停止旋轉(zhuǎn)階段位置處的狀態(tài)的說明圖；圖15(b)是表示平衡器安裝位置面對操作區(qū)的狀態(tài)的說明圖；圖16是表示平衡器安裝位置的說明圖；圖17(a)是表示加工件與平衡器之間平衡的說明圖；圖17(b)是表示理想的安裝角(θ+π)與最接近于該理想安裝角(θ+π)的平衡器安裝位置Pm的裝配角αm之間的差β的說明圖；圖18是表示顯示畫面的說明圖；圖19是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的加工件與平衡器之間的平衡的說明圖；以及圖20是示出了根據(jù)第二實施例的顯示畫面的說明圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照圖1到18來描述本發(fā)明的第一實施例。
多任務設備10包括如圖1所示的底座12。沿著X軸在底座12的上表面上延伸有相互平行的線性導軌14(圖中為2個)。在線性導軌14上設置有加工件支撐裝置20。加工件支撐裝置20包括底部22。底部22由線性導軌14來引導，并且可沿著預定的移動方向(即X軸)移動。
在底部22的下表面上設置有螺母23(參見圖4)，而且該螺母23擰在設置在底座12上的滾珠絲杠16上。當通過設置在底座12上的X軸驅(qū)動電機Mx選擇性地使?jié)L球絲杠16正反旋轉(zhuǎn)時，底部22沿著X軸前后移動或往復運動。所述X軸驅(qū)動電機Mx用作為移動裝置。
在底部22上設置有盤狀的轉(zhuǎn)臺30，該轉(zhuǎn)臺30可以繞與Z軸平行的C軸旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，底部22具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，該裝置在第一實施例中是用于使轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)的加工件主軸電機MWS。轉(zhuǎn)臺30的上表面形成在其上安裝加工件W的加工件安裝面32。如圖4和13所示，將模具34安裝在加工件安裝面32上。各個模具34沿著多對引導槽中的一對往復運動，該引導槽從轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心(C軸)基本上呈徑向地延伸，并且可利用固定裝置固定到加工件安裝面32上，這里沒有示出。模具34可拆裝地將加工件W保持在加工件安裝面32上。加工件W和模具34相當于安裝在轉(zhuǎn)臺30上的所安裝物體。
如圖13、14(a)和14(b)所示，在加工件安裝面32上形成有從轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心(C軸)徑向延伸的平衡器安裝槽36。安裝槽36相對于預先在轉(zhuǎn)臺30上定義的基準方向位置Px(基準角位置)分別具有不同的裝配角α(參見圖13)?；鶞史较蛭恢肞x是在轉(zhuǎn)臺30上的沿圓周方向的用作基準的一個特定角位置。各個安裝槽36用作平衡器安裝部。將安裝槽36形成在加工件安裝面32上，并且該安裝槽36還在轉(zhuǎn)臺30的周面上是開口的。各個安裝槽36具有如圖14(a)和14(b)所示的倒T形剖面。各個安裝槽36的下部(底部)寬而上部(開口側)窄。
將用作安裝元件的螺栓37的頭部37a通過在轉(zhuǎn)臺30的周面上的開口插入到其中一個安裝槽36。螺栓37可沿著安裝槽36的縱向滑動。螺栓37的頭部37a與形成在安裝槽36的寬部與窄部之間形成的臺階36A相嚙合。不能將螺栓37從在加工件安裝面32上的開口取出。當螺栓37被插入到多個安裝槽36中的一個時，螺栓37的末端從加工件安裝面32伸出，且插入到形成在平衡器40中的通孔42中。將通孔42(圖13中為兩個)形成在平衡器40中。將螺栓37選擇性地插入多個通孔42中的一個。在將平衡器40裝配到插入在安裝槽36中的螺栓37的情況下，螺栓37的末端從平衡器40伸出。螺母44可拆除地與螺栓37的末端螺紋聯(lián)接。
如圖1所示，在底座12上橫跨線性導軌14設置有門架式框柱50。沿著Z軸(即垂直方向)延伸的引導件(在第一實施例中為線性導軌54(在圖1中為2個))位于框柱50的前表面。線性導軌54相互平行。在線性導軌54上設置有可沿著Z軸移動的鞍狀件52。在鞍狀件54的面向框柱50的表面上設置有一對螺母。該對螺母分別與設置在框柱50上的滾球絲杠(未示出)螺紋聯(lián)接。當位于框柱50頂面上的一對Z軸驅(qū)動電機Mz使對應的滾球絲杠正反旋轉(zhuǎn)時，鞍狀件52將在Z軸方向上往復運動。
相互平行的線性導軌58(圖1中為2個)沿著在鞍狀件52的與框柱50相對的表面上的Y軸延伸。在線性導軌58上設置有頭支承裝置60。該頭支承裝置60由線性導軌58來引導，并且可沿著Y軸方向移動。在頭支承裝置60的面向鞍狀件52的表面上布置有螺母(未示出)。這些螺母與設置在鞍狀件52上的滾球絲杠59螺紋聯(lián)接。當通過設置在鞍狀件52上的Y軸驅(qū)動電機My使?jié)L球絲杠59正反旋轉(zhuǎn)時，頭支承裝置60沿著Y軸方向往復運動。
在頭支承裝置60的下部布置有以B軸(與Y軸相平行)為旋轉(zhuǎn)中心的可繞樞軸旋轉(zhuǎn)的刀具主軸頭70。即，頭支承裝置60配備有B軸驅(qū)動電機Mb(參見圖2)，并且B軸驅(qū)動電機Mb使旋轉(zhuǎn)刀具主軸頭70繞B軸旋轉(zhuǎn)。刀具主軸頭70配備有內(nèi)置刀具主軸電機MTS(參見圖2)，而且該刀具主軸電機MTS使主軸(未示出)旋轉(zhuǎn)。車削用加工刀具可與刀具主軸頭相裝配。利用鎖定機構(未示出)可將刀具主軸頭70與安裝到刀具主軸頭70的加工刀具一起選擇性地鎖定到確定角度。
多任務設備10配備有CNC控制裝置(如圖2所示，在第一實施例中其作為加工控制裝置)。如圖2所示，加工控制裝置100包括主控制部110(其是CPU)。主控制部110通過總線105與加工程序存儲器120、系統(tǒng)程序存儲器130、緩沖存儲器140、加工控制部150、操作面板160(其包括鍵盤等)以及顯示器170(其是液晶顯示器)相連。主控制部110與位置控制部相對應，該位置控制部控制轉(zhuǎn)臺30在移動方向(在第一實施例中為X軸方向)上的位置。
主控制部110還通過總線105與X軸控制部200、Y軸控制部210、Z軸控制部220、B軸控制部230和加工件主軸控制部240相連。圖2中僅示出了一組Z軸控制部220、驅(qū)動電路222以及Z軸驅(qū)動電機Mz。然而，實際上存在與圖1所示的兩個Z軸驅(qū)動電機Mz相對應的兩組Z軸控制部220、驅(qū)動電路222和Z軸驅(qū)動電機Mz。各個控制部200、210、220、230、240根據(jù)來自主控制部110的命令，通過驅(qū)動電路202、212、222、232、242中的對應的一個來驅(qū)動電機Mx、My、Mz、Mb、Mws中的對應的一個。
將位置檢測器(即旋轉(zhuǎn)編碼器204、214、224、234、244)分別安裝到電機Mx、My、Mz、Mb、Mws中的對應的一個。各個旋轉(zhuǎn)編碼器將與相關聯(lián)的電機的旋轉(zhuǎn)量相對應的脈沖信號輸出給控制部200、210、220、230、240中的對應的一個。脈沖信號用于生成用于對應電機的位置反饋信號或速度反饋信號。旋轉(zhuǎn)編碼器204對應于位置檢測器，該位置檢測器檢測轉(zhuǎn)臺30在移動方向(即在X軸方向上)的位置。
當使轉(zhuǎn)臺30停止時，主控制部110根據(jù)存儲在系統(tǒng)程序存儲器130中的系統(tǒng)程序?qū)⒂糜谠陬A定停止旋轉(zhuǎn)相位處使轉(zhuǎn)臺30停止的控制信號輸出給加工件主軸控制部240。加工件主軸控制部240控制加工件主軸電機Mws，以使轉(zhuǎn)臺30根據(jù)控制信號在停止旋轉(zhuǎn)相位處停止。在第一實施例中，當轉(zhuǎn)臺30在停止旋轉(zhuǎn)相位處停止時，定義在轉(zhuǎn)臺30上的基準方向位置Px與X軸相平行，并且與通過轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心(C軸)的線相對準。
現(xiàn)在將描述作為本發(fā)明特征結構的X軸控制部200。如圖3所示，X軸控制部200包括速度檢測部203、位置控制部205、速度控制部206、電流控制部207以及鎖存部208。速度控制部203根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器204的輸出脈沖(位置反饋信號)產(chǎn)生速度反饋信號。位置控制部205根據(jù)來自主控制部110的位置命令和來自旋轉(zhuǎn)編碼器204的輸出脈沖(位置反饋信號)來產(chǎn)生速度命令。來自主控制部110的位置命令表示轉(zhuǎn)臺30在X軸方向上的目標位置。來自旋轉(zhuǎn)編碼器204的輸出脈沖表示轉(zhuǎn)臺30在X軸方向上的實際位置。將位置命令與位置反饋信號之間的差稱為位置偏差，該位置偏差是通過使用減法器205a來計算的。如上所述，X軸控制部200構成包括位置反饋回路的伺服系統(tǒng)。該位置命令和位置反饋信號對應于輸入到位置反饋回路的輸入值。
速度控制部206生成電流命令，以使得速度命令與速度反饋信號之差變?yōu)?。如上所述，X軸控制部200包括速度反饋回路。電流控制部207產(chǎn)生電壓命令，以使得電流命令與由電流檢測部209檢測的電流值之間的差變?yōu)?。電流檢測部209(圖2中未示出)檢測從驅(qū)動電路202流入X軸驅(qū)動電機Mx的電流電平(電流值)。如上所述，X軸控制部200包括電流反饋回路。鎖存部208對在任意給定時間計算的位置偏差進行鎖存，并且將其輸出給主控制部110。
圖2中所示的Y軸控制部210、Z軸控制部220、B軸控制部230和加工件主軸控制部240與X軸控制部200的不同之處在于它們不包括鎖存部208。因此不再贅述。
圖2所示的驅(qū)動電路202包括逆變器電路，其根據(jù)電壓命令來產(chǎn)生實際施加給X軸驅(qū)動電機Mx的電壓。由于驅(qū)動電路212、222、232、242具有與驅(qū)動電路202相同的配置，所以不再贅述。
如圖2所示，主控制部110經(jīng)由總線105與刀具主軸控制部250相連。刀具主軸控制部250從主控制部110接收主軸旋轉(zhuǎn)命令，并且將主軸速度信號輸出給驅(qū)動電路252?；谠撝鬏S速度命令，驅(qū)動電路252使主軸電機MTS以對應于主軸旋轉(zhuǎn)命令的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而利用主軸使切割刀具旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在將描述用于對在具有上述結構的多任務設備10的轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)期間引起的振動進行檢測的方法。
圖5是表示用于檢測轉(zhuǎn)臺30的振動的過程的流程圖。圖4示出了X軸驅(qū)動電機Mx、加工件主軸電機MWS及與它們的控制相關的部件。例如，在執(zhí)行存儲在加工程序存儲器120中的各種加工程序之前，由主控制部110根據(jù)存儲在系統(tǒng)程序存儲器130中的振動檢測程序來執(zhí)行圖5中所示的振動檢測過程。首先，利用模具34將加工件W保持在轉(zhuǎn)臺30上，并且不將平衡器40安裝到轉(zhuǎn)臺30上。另外，底部22位于初始位置(在開始加工之前的原始位置)。
(步驟S10)如圖5所示，在步驟S10，X軸控制部200根據(jù)從主控制部110發(fā)送的關于X軸方向的位置命令來控制X軸驅(qū)動電機Mx，以使底部22從初始位置沿著X軸方向移動。然后，X軸控制部200基于來自旋轉(zhuǎn)編碼器204的輸出脈沖執(zhí)行位置反饋控制，并且確定底部22(轉(zhuǎn)臺30)是否已移動到對應于位置命令的位置。當?shù)撞?2移動到對應于位置命令的位置時，X軸控制部200使底部22停止，并且控制X軸驅(qū)動電機Mx，使得底部22保持在該位置處。
即使轉(zhuǎn)臺30位于X軸方向上的與位置命令相對應的位置上，X軸控制部200也將繼續(xù)計算位置偏差，該位置偏差是基于來自旋轉(zhuǎn)編碼器204的輸出脈沖的位置反饋信號與該位置命令之差。如果轉(zhuǎn)臺30位于與該位置命令相對應的位置并且轉(zhuǎn)臺30不振動，則位置偏差為0。
(步驟S20)接下來，在步驟S20，主控制部110將速度命令輸出給加工件主軸控制部240，并且使轉(zhuǎn)臺30開始旋轉(zhuǎn)。將該速度命令輸出給加工件主軸控制部240，使得轉(zhuǎn)臺30以預定的目標轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)。加工件主軸控制部240基于該速度命令和來自旋轉(zhuǎn)編碼器244的輸出脈沖，來對加工件主軸電機MWS進行速度反饋控制。
(步驟S30)在輸出速度命令之后，主控制部110執(zhí)行步驟S30的第一偏差監(jiān)測處理，直到轉(zhuǎn)臺30達到目標轉(zhuǎn)速為止。現(xiàn)在將描述在轉(zhuǎn)臺30的加速旋轉(zhuǎn)期間執(zhí)行的第一偏差監(jiān)測處理。
如果當轉(zhuǎn)臺30停止在X軸方向的預定位置處時引起旋轉(zhuǎn)不平衡，則會出現(xiàn)與轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速和不平衡度相對應的振動。即，振動水平會根據(jù)作用于轉(zhuǎn)臺30上的離心力的水平而波動。振動表現(xiàn)為通過滾球絲杠16在X軸方向上位置偏差的波動。作用于轉(zhuǎn)臺30上的離心力與轉(zhuǎn)臺30上生成的振動的振幅相關，同時離心力與X軸方向的位置偏差相關。換句話說，振動的振幅與X軸方向上的位置偏差相關。因此，通過監(jiān)測在X軸方向上的位置傾斜的波動量來檢測轉(zhuǎn)臺30的振動。
圖9(a)是表示在轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)臺30在X軸方向上的振動振幅之間的關系的曲線圖。圖9(a)示出了根據(jù)以下5個示例A到E轉(zhuǎn)臺30的振動振幅相對于轉(zhuǎn)速的測量結果，在所述5個示例中加工件W沿徑向偏離轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)中心的偏心量從0到4mm以每次遞增1mm的方式進行變化。圖9(b)是表示在轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)臺30在X軸方向上的位置偏差之間的關系的曲線圖。圖9(b)示出了根據(jù)與圖9(a)中的5個示例相同的5個示例A到E的轉(zhuǎn)臺30的位置偏差相對于轉(zhuǎn)速的測量結果。
圖10(a)是表示作用在轉(zhuǎn)臺30上的離心力與轉(zhuǎn)臺30在X軸方向上的振動振幅之間的關系的曲線圖。該曲線根據(jù)圖9(a)所示的測量結果而獲得。圖10(b)是表示作用在轉(zhuǎn)臺30上的離心力與轉(zhuǎn)臺30在X軸方向上的位置偏差之間的關系的曲線圖；該曲線根據(jù)圖9(b)所示的測量結果而獲得。使用下面的等式來計算作用于轉(zhuǎn)臺30上的離心力。
離心力[kN]＝(π2·M·R·N2)/(9×108)在該等式中，M表示加工件W的質(zhì)量[kg]，R表示加工件W偏離轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心(C軸)的偏心量[mm]，以及N表示轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速[min-1]。
基于圖10(a)和10(b)，由圖11的曲線來表示在位置偏差與振動振幅之間的關系。如圖11所示，由于位置偏差與振動振幅關系密切，所以通過對位置偏差進行監(jiān)測能夠?qū)φ駝诱穹乃竭M行精確地估計。因此，在圖5中的步驟S30的第一次偏差監(jiān)測處理中，通過監(jiān)測X軸方向上的位置偏差的波動來檢測轉(zhuǎn)臺30的X軸方向上的振動的水平。
當由DX表示在X軸方向上的位置偏差時，位置偏差DX的值由于轉(zhuǎn)臺30振動而在正值與負值之間交替地變化。因此，在圖5的步驟S30，主控制部110確定在給定時間從鎖存部208輸入的位置偏差的絕對值(|DX|)是小于還是等于預定的第一閾值γ1。將第一閾值γ1設定為大于第二閾值γ2(其將在下面進行描述)的一個值。即，使旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺30加速旋轉(zhuǎn)直到轉(zhuǎn)臺30達到目標轉(zhuǎn)速。在這種情況下，如圖8所示，與以目標轉(zhuǎn)速恒速地旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺30的情形相比，轉(zhuǎn)臺30的振動會更大。因此，在轉(zhuǎn)臺30的加速旋轉(zhuǎn)期間執(zhí)行的第一偏差監(jiān)測處理中，將第一閾值γ1設定為相對大的值以增加可允許振幅的范圍。在圖8中，第一檢測范圍表示在利用第一閾值γ1來判斷位置偏差的波動過程的時段。
在步驟S30，如果位置傾斜的絕對值(|DX|)小于或者等于第一閾值γ1，則主控制部110進入到步驟S40，而如果位置傾斜的絕對值(|DX|)大于第一閾值γ1，則主控制部110進入到步驟S70。
(步驟S40)在步驟S40，主控制部110確定轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速是否已經(jīng)達到目標轉(zhuǎn)速。基于來自旋轉(zhuǎn)編碼器244的輸出脈沖來計算轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速沒有達到目標轉(zhuǎn)速，則主控制部110返回到步驟S30。如果轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到目標轉(zhuǎn)速，則主控制部110命令加工件主軸控制部240將轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速保持為目標轉(zhuǎn)速，然而進入到步驟S50。
(步驟S50)在步驟S50，主控制部1 10執(zhí)行第二檢測偏差監(jiān)測處理。第二偏差監(jiān)測處理是這樣一種處理，即當轉(zhuǎn)臺30以目標轉(zhuǎn)速恒速地旋轉(zhuǎn)時，對從X軸控制部200的鎖存部208輸出的位置偏差的波動進行監(jiān)測的處理。如果位置偏差的絕對值(|DX|)小于或者等于第二閾值γ2(其小于第一閾值γ1)，則主控制部110進入到步驟S60，而如果位置傾斜的絕對值(|DX|)大于第二閾值γ2，則主控制部110進入到步驟S70。
(步驟S60)在步驟S60，主控制部110確定在達到目標轉(zhuǎn)速之后轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)次數(shù)是否已經(jīng)達到預定的確定次數(shù)。所述確定次數(shù)例如可以是旋轉(zhuǎn)幾周。在圖8中，第二檢測范圍表示在利用第二閾值γ2來判斷位置偏差的波動的過程的時段。第二檢測范圍與轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)次數(shù)達到預定次數(shù)所需的時間相對應。
主控制部110包括脈沖計數(shù)器(未示出)，用于對來自旋轉(zhuǎn)編碼器244的輸出脈沖進行計數(shù)。如圖7(a)所示，脈沖計數(shù)器對在60/N期間輸入的旋轉(zhuǎn)編碼器244的輸出脈沖進行計數(shù)。當計數(shù)值達到預定數(shù)量h時，脈沖計數(shù)器將計數(shù)值重置為0并且重新進行計數(shù)。N表示轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速[min-1]。每當脈沖計數(shù)器對輸出脈沖進行計數(shù)直到預定次數(shù)h時，主控制部110的旋轉(zhuǎn)計數(shù)器(未示出)就將表示轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)次數(shù)的計數(shù)值增加1。如果旋轉(zhuǎn)計數(shù)器的計數(shù)值沒有達到預定次數(shù)，則主控制部110將圖5的步驟S60的判定結果確定為否，并且返回到步驟S30。如果旋轉(zhuǎn)計數(shù)器的計數(shù)值已經(jīng)達到了預定次數(shù)，則主控制部110確定步驟S60的判定結果為是，并且結束振動檢測程序。
在圖5中，如果已確定了步驟S60的判定結果為否，則主控制部110返回到步驟S30。但主控制部110也可以返回到步驟S50。
(步驟S70和S80)如果在步驟S30中位置偏差的絕對值(|DX|)大于第一閾值γ1，或者如果在步驟S50中位置偏差的絕對值(|DX|)大于第二閾值γ2，則主控制部110進入到步驟S70。在步驟S70，主控制部110將停止控制信號輸出給加工件主軸控制部240，以使轉(zhuǎn)臺30停止在停止旋轉(zhuǎn)相位處。在接下來的步驟S80，主控制部110將告警信號輸出給顯示器170，以將異常通知給操作人員。從而，加工件主軸控制部240停止加工件主軸電機MWS，并且將轉(zhuǎn)臺30停止在停止旋轉(zhuǎn)相位處。顯示器170同時顯示告警，該告警例如表示已經(jīng)停止轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)或者出現(xiàn)振動。停止控制信號和告警信號與指示轉(zhuǎn)臺30異常的信號相對應。
(步驟S90)在接下來的步驟S90，主控制部110例如執(zhí)行用于計算平衡器安裝位置的過程。該計算過程包括偏心量R的計算、偏心角θ的計算、以及平衡器安裝角(θ+π)的計算。如圖6所示，偏心量R是加工件W從轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心徑向位移的量。偏心角θ是加工件W在圓周方向上相對于基準方向位置Px的位移角。平衡器安裝角(θ+π)是平衡器40在圓周方向上相對于轉(zhuǎn)臺30上的基準方向位置Px的安裝位置角。偏心量R和偏心角θ表示加工件W相對于轉(zhuǎn)臺30的裝配位置。
(偏心量R的計算)現(xiàn)在將描述偏心量R的計算。在下面的等式中，由下面的符號來表示數(shù)值(參見圖6)。
R偏心量[m]N轉(zhuǎn)臺30的轉(zhuǎn)速[min-1]ω轉(zhuǎn)臺30的角速度[rad/s]M加工件W的質(zhì)量[kg]Fx在X軸方向上作用于轉(zhuǎn)臺30的離心力Dx在X軸方向上的位置傾斜θ偏心角[rad]t時間通過操作面板160預先輸入加工件W的質(zhì)量M，并且將其存儲在緩沖存儲器140中。當執(zhí)行系統(tǒng)程序時從緩沖存儲器140中讀取加工件W的質(zhì)量M。
通過使用以下的公式(1)和(2)來求出離心力Fx。
Fx＝MRω2cos(ωt-θ) (1)ω=2π60N---(2)]]>離心力Fx的最大值Fxmax由位置偏差Dx的最大值Dxmax的函數(shù)來表示，更具體地，由下面公式(3)所示的位置偏差Dx的最大值Dxmax的多項式來表示。圖12是根據(jù)第一實施例的多任務設備10的位置偏差Dx的最大值Dxmax與離心力Fx的最大值Fxmax之間的關系的曲線圖。圖12與圖10(b)的不同之處在于假設水平軸是位置偏差Dx，而假設垂直軸是離心力Fx。圖12的曲線圖中所示的曲線表示公式(3)的函數(shù)。公式(3)的函數(shù)是根據(jù)預先通過實驗獲得的數(shù)據(jù)來定義的，并且被存儲到系統(tǒng)程序存儲器130中。
Fxmax＝f(Dxmax) (3)根據(jù)上面的公式(1)到(3)獲得下面的公式(4)。主控制部110使用公式(4)來計算偏心量R。
R=900π2MN2·f(Dxmax)---(4)]]>(偏心角θ的計算)主控制部110使用下面的公式(5)來計算偏心角θ。
θ=ω·Δt=2π60·N·Δt---(5)]]>在第一實施例中，將脈沖計數(shù)器的計數(shù)值重置為0時的轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)相位定義為停止旋轉(zhuǎn)相位。圖7(b)示出了位置偏差Dx的波動。公式(5)中的Δt對應于從位置偏差Dx達到圖7(b)中所示的峰值到將圖7(a)的脈沖計數(shù)器的計數(shù)值重置為0的時段。換句話說，Δt對應于從位置偏差Dx達到最大值Dxmax直到轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)到停止旋轉(zhuǎn)相位時的時段。因此，當位置偏差Dx達到最大值Dxmax的同時轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)到停止旋轉(zhuǎn)相位時，Δt變?yōu)?。在這種情況下，根據(jù)公式(5)，偏心角θ也為0。即，當Δt為0時，加工件W安裝到轉(zhuǎn)臺30上的基準方向位置Px。
(計算平衡器安裝角(θ+π))主控制部110采用以下方式來計算平衡器安裝角(θ+π)。圖15(a)示出了轉(zhuǎn)臺30停止在停止旋轉(zhuǎn)相位處的狀態(tài)。盡管在圖1中沒有示出，但沿著圖15(a)所示的轉(zhuǎn)臺30的X軸方向的路徑布置有隔板500和設備門510。操作人員通過打開設備門510可以選擇性地將加工件W和平衡器40安裝到轉(zhuǎn)臺30，或者將它們從轉(zhuǎn)臺30中拆去。通過打開設備門510形成的區(qū)域用作操作人員執(zhí)行操作的操作區(qū)Ar(參見圖15(b))。
在第一實施例中，當轉(zhuǎn)臺30存在旋轉(zhuǎn)不平衡時，對加工件主軸電機MWS進行控制，使得在轉(zhuǎn)臺30上的平衡器40的適當?shù)陌惭b區(qū)域(安裝槽36)面向或與設備門510(操作區(qū)Ar)相鄰。更具體地，主控制部110基于所計算的偏心角θ來計算平衡器安裝角(θ+π)。然后，主控制部110計算與面向或與設備門510相鄰的平衡器安裝角(θ+π)相對應的轉(zhuǎn)臺30上的安裝區(qū)域所需的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺30的角度(π/2-θ)。隨后，主控制部110基于旋轉(zhuǎn)角(π/2-θ)來控制加工件主軸電機Mws。因此，與平衡器安裝角(θ+π)相對應的安裝區(qū)域(安裝槽36)面向或與設備門510相鄰(參見圖15(b))。
(選擇平衡器安裝區(qū)域)在第一實施例中，使用單個平衡器40來抑制轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)不平衡。在這種情況下，以下面的方式來選擇平衡器40的安裝區(qū)域。圖16示出了平衡器安裝區(qū)域(圖中為12個)的位置的示例，即在轉(zhuǎn)臺30上設置的平衡器安裝位置Pn(n＝0至11)。用αn(n＝0至11)來表示各個平衡器安裝位置Pn相對于基準方向位置Px的裝配角。將裝配角α0到α11作為固定值預先存儲到系統(tǒng)程序存儲器130中。圖17(a)示出了在轉(zhuǎn)臺30上加工件W和平衡器40相平衡的狀態(tài)。圖17(a)示出了理想的平衡器安裝角(θ+π)和與該理想的平衡器安裝角(θ+π)最接近的平衡器安裝位置Pm的裝配角αm。平衡器安裝位置Pm是平衡器安裝位置P0到P11中的平衡器40實際上應當安裝的位置。圖17(b)示出了在理想平衡器安裝角(θ+π)與裝配角αm之間的差值β。
首先，主控制部110使用下面的公式(6)來計算要被安裝的平衡器40的質(zhì)量mm[kg]。
mm=MRrm---(6)]]>在該公式中，rm表示轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心與平衡器安裝位置pm之間的距離[m]，并且被預先存儲在系統(tǒng)程序存儲器130中。如上所述，R表示加工件W的偏心量[m]，而M表示加工件W的質(zhì)量[kg]。
主控制部110使用下面的公式(8)來計算在各個裝配角αn(n＝0至11)與理想的平衡器安裝角(θ+π)之間的差值β。然后，主控制部110選擇使差值β的絕對值變?yōu)樽钚〉难b配角αn，作為最接近于理想平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm，同時選擇具有裝配角αm的安裝位置Pm作為要實際安裝平衡器40的位置。
通過下面的公式(7)來獲得在將平衡器40安裝到安裝位置Pm的情況下由轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)不平衡產(chǎn)生的離心力FA。
FA=2MRω2sinβ2---(7)]]>β＝αn-θ-π (8)主控制部110確定平衡器40的理想安裝角(θ+π)與最接近于理想平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm之間的差值β是否滿足下面的平衡要求。
-π/3＜β＜π/3如果差值β滿足該平衡要求，則離心力FA小于在安裝平衡器40之前的離心力MRω2，這將抑制轉(zhuǎn)臺30的振動。如果差值β不滿足該平衡要求，則將增大轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)不平衡。也就是說，由于在安裝平衡器40之前的離心力為MRω2，所以如果使用公式(7)獲得的在安裝平衡器40之后的離心力FA小于MRω2，則抑制了轉(zhuǎn)臺30的振動。為了使離心力FA小于MRω2，公式(7)中的|2sin(β/2)|＜1必須為真，可以將|2sin(β/2)|＜1變換為|sin(β/2)|＜1/2。為了滿足|sin(β/2)|＜1/2，-π/6＜β/2＜π/6必須為真，即-π/3＜β＜π/3必須為真。
如上所述，主控制部110基于旋轉(zhuǎn)角(π/2-θ)將作為控制信號的選擇信號輸出給加工件主軸控制部240，以使得安裝位置PM具有最接近于理想平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm，即應當實際將平衡器40安裝到其上的轉(zhuǎn)臺30上的安裝槽36面向或與設備門510相鄰。加工件主軸電機Mws從停止旋轉(zhuǎn)相位開始使轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)，并且將轉(zhuǎn)臺30停止在安裝位置Pm面向或與設備門510相鄰的狀態(tài)下。加工件主軸控制部240和加工件主軸電機Mws用作旋轉(zhuǎn)控制部。圖15(b)示出了具有最接近于理想平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm的安裝位置Pm面向設備門510的情形。為了便于說明，圖15(b)示出了β＝0的情形。
(步驟S100)在圖5的步驟S100中，主控制部210基于在步驟S90中的計算結果將表示轉(zhuǎn)臺30旋轉(zhuǎn)不平衡的校正信息的顯示信號輸出給顯示器170。如果差值β滿足平衡要求，則該校正信息包括待使用的平衡器40的質(zhì)量m1(m1＝mm)、轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心與平衡器40的安裝位置之間的距離r1(r1＝rm)、以及要安裝平衡器40的安裝槽36(安裝區(qū)域)的裝配角θ1(θ1＝αm)。如圖18所示，顯示器170基于顯示信號在顯示畫面172上顯示校正信息。主控制部110將控制信號輸出給顯示器170，以使得在顯示畫面172上顯示平衡器40相對于轉(zhuǎn)臺30的布置。在顯示器170上顯示了校正信息之后，主控制部110結束圖5的過程。
操作人員準備具有在顯示畫面172上顯示的質(zhì)量m1的平衡器40。將要安裝平衡器40的安裝槽36布置在設備門510的附近或者面向該設備門510。因此，在操作區(qū)Ar，操作人員將螺栓37插入到安裝槽36，并且將平衡器40安裝到螺栓37的從安裝槽36伸出的部分。在沿著安裝槽36移動平衡器40以獲取在顯示畫面172上顯示的距離r1之后，操作人員將螺母44與螺栓37擰緊，以將平衡器40固定到轉(zhuǎn)臺30上。
如果差值β不滿足平衡要求，主控制部110也會使顯示器170顯示即使安裝了平衡器也不能校正旋轉(zhuǎn)不平衡并且必須重新安裝加工件W。
根據(jù)結構如上的多任務設備10，主控制部110(用作振動檢測部)在轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)期間對轉(zhuǎn)臺30的振動進行檢測?；谒鶛z測到的振動、加工件的質(zhì)量M、以及表示轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的物理量(旋轉(zhuǎn)速度N和角速度ω)，用作裝配位置計算部作用的主控制部110計算加工件W相對于轉(zhuǎn)臺30的裝配位置(偏心量R和偏心角θ)。用作安裝位置計算部的主控制部基于所計算的偏心角θ來計算平衡器40相對于轉(zhuǎn)臺30的安裝位置(平衡器安裝角(θ+π))。因此，容易地掌握了平衡器40相對于轉(zhuǎn)臺30的安裝位置。由于用作選擇部的主控制器110選擇安裝槽36中的具有最接近于平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm的一個安裝槽，所以通過將平衡器40安裝到所選的一個安裝槽36，容易地抑制了轉(zhuǎn)臺30的振動。
在第一實施例中，用作質(zhì)量計算部的主控制部110例如基于偏心量R來計算要使用的平衡器40的質(zhì)量mm。此外，顯示器170上顯示質(zhì)量mm。因此，操作人員容易地掌握要使用的平衡器40的質(zhì)量。由于在顯示器170上顯示了要安裝平衡器40的安裝槽36的裝配角αm，所以操作人員可容易地掌握要安裝平衡器40的安裝槽36。因此，操作人員可在顯示器170上顯示了的所述信息后，容易地并且正確地將平衡器40安裝到安裝槽36。
另外，第一實施例的多任務設備10針對操作人員來說，在轉(zhuǎn)臺30的周圍區(qū)域部分具有操作區(qū)Ar。當轉(zhuǎn)臺30停止時，將最接近于理想的平衡器安裝角(θ+π)的安裝槽36布置為與操作區(qū)Ar相對。因此，操作人員可以容易地將平衡器40安裝在位于與操作區(qū)Ar相對的位置的安裝槽36上。
現(xiàn)在將參照圖19和20，主要就與第一實施例的不同之處來描述本發(fā)明的第二實施例。
第二實施例與第一實施例的不同之處在于圖5的步驟S90和S100的處理過程，即用于校正轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)不平衡的過程。
在第一實施例中，將單個平衡器40安裝到轉(zhuǎn)臺30上以校正轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)不平衡。在這種情況下，轉(zhuǎn)臺30的振動被抑制到可允許值的范圍之內(nèi)，但在理論上不會使振動為0。此外，如果平衡器40的理想安裝角(θ+π)與最接近于該理想安裝角(θ+π)的裝配角αm之間的差值β不滿足預定的平衡要求(-π/3＜β＜π/3)，則不能抑制振動。
對比來看，在第二實施例中，將兩個平衡器40安裝到了具有裝配角αm、αm+1且滿足下面公式(9)的安裝位置Pm、Pm+1。
αm＜(θ+π)≤αm+1(9)假定轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心(C軸)和安裝位置Pm、Pm+1之間的距離是rm、rm+1，以及與安裝位置Pm、Pm+1相對應的平衡器40的質(zhì)量是mm、mm+1，由于圖19所示的力矩平衡的原因，所以在X軸方向滿足下面的公式(10)，在Y軸方向滿足下面的公式(11)。將距離rm和rm+1的值預先存儲在系統(tǒng)程序存儲器130中。
MRcosθ+mmrmcosαm+mm+1rm+1cosαm+1＝0 (10)MRsinθ+mmrmsinαm+mm+1rm+1sinαm+1＝0 (11)根據(jù)公式(10)和(11)獲得下面的公式(12)和(13)。
mm=MRsin(θ-αm+1)rmsin(αm-αm+1)---(12)]]>mm+1=MRsin(θ-αm)rm+1sim(αm-αm+1)---(13)]]>在第二實施例中，在圖5的步驟S90，主控制部110選擇兩個安裝位置Pm、Pm+1，在它們具有使平衡器安裝角(θ+π)位于其間的彼此相鄰的裝配角αm、αm+1。更具體地，主控制部110以與實施例1中相同的方式來計算各個裝配角αn(N＝0至11)與理想的平衡器安裝角(θ+π)之間的差值β。然后，主控制部110選擇比使得差值β的絕對值達到最小的平衡器安裝角(θ+π)小的一個裝配角αn的其中一個作為裝配角αm，并且選擇比使得差值β的絕對值達到最小的平衡器安裝角(θ+π)大的一個裝配角αn作為裝配角αm+1。然后，主控制部110選擇與裝配角αm、αm+1相對應的安裝位置Pm、Pm+1。
主控制器110使用上述公式(12)和(13)來計算與安裝位置Pm、Pm+1相對應的平衡器40的質(zhì)量mm、mm+1。在第二實施例中，以與第一實施例相同的方式，主控制部110執(zhí)行偏心量R的計算、偏心角θ的計算、以及平衡器安裝角(θ+π)的計算。
在第二實施例中，在圖5的步驟S100，主控制部110基于在步驟S90中的計算結果將表示轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)不平衡的校正信息的顯示信號輸出給顯示器170。該校正信息包括要使用的兩個平衡器40的質(zhì)量m1(m1＝mm)、m2(m2＝mm+1)，從轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心到平衡器40的安裝位置的距離r1(r1＝rm)、r2(r2＝rm+1)，以及要安裝的平衡器40的兩個安裝槽36(安裝區(qū)域)的裝配角θ1(θ1＝αm)、θ2(θ2＝αm+1)。如圖20所示，顯示器170基于顯示信號在顯示畫面172上顯示校正信息。主控制部110還將控制信號輸出給顯示器170，以使得在顯示畫面172上顯示出在轉(zhuǎn)臺30上的兩個平衡器40的布置。
操作人員準備具有在顯示畫面172上顯示的質(zhì)量mm、mm+1的兩個平衡器40。將要安裝平衡器40的兩個安裝槽36布置到面向設備門510的附近。因此，在操作區(qū)Ar，操作人員將螺栓37插入各個安裝槽36，并且將各個平衡器40安裝到螺栓37的從相應安裝槽36伸出的部分上。在沿著安裝槽36移動平衡器40以獲取顯示在顯示畫面172上的距離r1、r2之后，操作人員將螺母44與各個螺栓37擰緊，以將各個平衡器40固定到轉(zhuǎn)臺30上。
根據(jù)第二實施例，主控制部110選擇具有大于且最接近于平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm+1的一個安裝槽36，并且選擇具有小于且最接近于平衡器安裝角(θ+π)的裝配角αm的一個安裝槽36。主控制部分110在顯示器170上顯示選擇結果。因此，操作人員可根據(jù)顯示在顯示器170上的信息，容易且正確地將平衡器40安裝到兩個安裝槽36上。從而可以充分地消除轉(zhuǎn)臺30的振動。
本發(fā)明并不限于所示出的實施例，而是可以具體實施為以下的修改。
在上述各個實施例中，可以不必將本發(fā)明應用于多任務設備，而是可以具體實施在配備有轉(zhuǎn)臺的各種類型的機床中。轉(zhuǎn)臺30并不限制于在單軸方向上移動的情況，而可以是在X軸和Y軸的雙軸方向中移動的情況。
在圖5的步驟S60，主控制部110確定轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)次數(shù)是否已經(jīng)達到預定的確定次數(shù)。然而，除此之外，主控制部110還可以確定是否已經(jīng)過了與確定次數(shù)相對應的確定時間。在這種情況下，使用測時的定時器。例如使用下面的表達式來計算確定時間。
確定時間[ms]＝(確定次數(shù))×60000/(轉(zhuǎn)臺的目標旋轉(zhuǎn)速度[min-1])。
在轉(zhuǎn)臺30上提供的平衡器安裝部并不限于安裝槽36，而是可以以任何形式來提供，只要可以安裝平衡器40即可。
在上述各個實施例中，可以使用平衡器自動安裝裝置(未示出)將平衡器安裝至轉(zhuǎn)臺30。例如在操作區(qū)Ar處設置平衡器自動安裝裝置。在第一實施例中，例如，主控制部110將以下各項輸出給平衡器自動安裝裝置包括要使用的平衡器40的質(zhì)量m1的校正信息、從轉(zhuǎn)臺30的旋轉(zhuǎn)中心到平衡器40的安裝位置的距離r1、以及要安裝平衡器40的安裝槽36的裝配角θ1。該平衡器自動安裝裝置基于所輸入的校正信息來選擇并安裝平衡器40。即，平衡器自動安裝裝置選擇具有指示質(zhì)量m1的平衡器40，并且將所選的平衡器40安裝到位于指示距離r1的指示裝配角θ1的安裝槽36。
權利要求
1.一種用于計算平衡器相對于機床的轉(zhuǎn)臺的安裝位置的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟當使其上安裝有物體的所述轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時檢測所述轉(zhuǎn)臺的振動；基于所檢測的振動、所安裝物體的質(zhì)量、以及表示所述轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的物理量，來計算所安裝物體相對于所述轉(zhuǎn)臺的裝配位置；以及基于所計算的所安裝物體的裝配位置，來計算所述平衡器相對于所述轉(zhuǎn)臺的安裝位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所安裝物體相對于所述轉(zhuǎn)臺的裝配位置的步驟包括計算所安裝物體相對于所述轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心的徑向位移，以及所安裝物體在圓周方向上相對于定義在所述轉(zhuǎn)臺上的預定基準方向位置的位移角。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所述平衡器相對于所述轉(zhuǎn)臺的安裝位置的步驟包括計算平衡器安裝角，該安裝角是定義在所述轉(zhuǎn)臺上的預定基準方向位置與所述安裝位置之間的圓周角。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺包括多個平衡器安裝部分，每個平衡器安裝部分相對于所述基準方向位置具有不同的裝配角，所述方法還包括選擇一個具有最接近于所計算的平衡器安裝角的裝配角的平衡器安裝部分。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺包括多個平衡器安裝部分，每個平衡器安裝部分相對于所述基準方向位置具有不同的裝配角，所述方法還包括選擇一個具有大于并最接近于所計算的平衡器安裝角的裝配角的平衡器安裝部分，以及一個具有小于并最接近于所計算的平衡器安裝角的裝配角的平衡器安裝部分。
6.一種機床，其特征在于，所述機床包括其上安裝有物體的轉(zhuǎn)臺；振動檢測部，其在其上安裝有物體的所述轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)期間對所述轉(zhuǎn)臺的振動進行檢測；裝配位置計算部，其基于所檢測的振動、所安裝物體的質(zhì)量以及表示所述轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的物理量，來計算所安裝物體相對于所述轉(zhuǎn)臺的裝配位置；安裝位置計算部，基于所計算的所安裝物體的裝配位置來計算所述平衡器相對于所述轉(zhuǎn)臺的安裝位置。
7.根據(jù)權利要求6所述的機床，其特征在于，所安裝物體相對于所述轉(zhuǎn)臺的所述裝配位置包括所安裝物體相對于所述轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心的徑向位移，以及所安裝物體在圓周方向上相對于定義在所述轉(zhuǎn)臺上的預定基準方向位置的位移角。
8.根據(jù)權利要求6所述的機床，其特征在于，所述平衡器相對于所述轉(zhuǎn)臺的安裝位置由平衡器安裝角來表示，所述平衡器安裝角是定義在轉(zhuǎn)臺上的預定基準方向位置與所述安裝位置之間的圓周角。
9.根據(jù)權利要求8所述的機床，其特征在于，還包括布置在所述轉(zhuǎn)臺上的多個平衡器安裝部分，并且每個所述平衡器安裝部分相對于所述基準方向位置具有不同的裝配角，以及選擇部，用于選擇一個具有最接近于所計算的平衡器安裝角的裝配角的平衡器安裝部分。
10.根據(jù)權利要求8所述的機床，其特征在于，還包括布置在所述轉(zhuǎn)臺上的多個平衡器安裝部分，并且每個所述平衡器安裝部分相對于所述基準方向位置具有不同的裝配角；以及選擇部，用于選擇一個具有大于并最接近于所計算的平衡器安裝角的裝配角的平衡器安裝部分，以及一個具有小于并最接近于所計算的平衡器安裝角的裝配角的平衡器安裝部分。
11.根據(jù)權利要求9所述的機床，其特征在于，還包括顯示器，其顯示表示所述選擇部的選擇結果的信息。
12.根據(jù)權利要求9所述的機床，其特征在于在所述轉(zhuǎn)臺的部分周圍區(qū)域處設置有操作區(qū)，用于將平衡器安裝到所述轉(zhuǎn)臺，所述機床還包括旋轉(zhuǎn)控制部，其控制所述轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)，以將由所述選擇部選擇的平衡器安裝部分布置為與所述操作區(qū)相對應。
13.根據(jù)權利要求6所述的機床，其特征在于，還包括質(zhì)量計算部，其基于所安裝物體的質(zhì)量和所安裝物體的裝配位置來計算將要安裝到所述轉(zhuǎn)臺的平衡器的質(zhì)量。
14.根據(jù)權利要求13所述的機床，其特征在于，還包括顯示器，其顯示表示所述質(zhì)量計算部計算結果的信息。
15.根據(jù)權利要求6到14的任一項所述的機床，其特征在于，還包括移動裝置，其使所述轉(zhuǎn)臺沿著預定的移動方向移動，并且所述振動檢測部在所述移動方向上檢測所述轉(zhuǎn)臺的振動。
16.一種機床，其特征在于，包括轉(zhuǎn)臺；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其使所述轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)；移動裝置，其使所述轉(zhuǎn)臺沿著預定的移動方向移動；控制部，其控制所述移動裝置，并且所述控制部構成包括位置反饋回路的伺服系統(tǒng)；以及振動檢測部，其基于輸入所述位置反饋回路的輸入值來檢測處于旋轉(zhuǎn)中的所述轉(zhuǎn)臺的振動。
17.根據(jù)權利要求16所述的機床，其特征在于所述振動檢測部基于位置偏差的波動來檢測所述轉(zhuǎn)臺的振動，所述位置偏差是由所述伺服系統(tǒng)基于所述輸入值來計算的。
18.根據(jù)權利要求17所述的機床，其特征在于，還包括位置檢測器，其輸出表示所述轉(zhuǎn)臺在移動方向上的位置的信號，所述輸入值包括用于所述轉(zhuǎn)臺的位置命令和所述位置檢測器的輸出信號，并且所述位置偏差是所述位置命令與所述輸出信號之間的差。
全文摘要
機床及用于計算機床中的平衡器的安裝位置的方法。當使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)時，多任務設備的主控制部基于由伺服系統(tǒng)計算的位置偏差的波動，來檢測其上安裝有加工件的轉(zhuǎn)臺的振動。主控制部例如基于所檢測的振動、加工件的質(zhì)量、以及轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速來計算加工件相對于轉(zhuǎn)臺的裝配位置(偏心量和偏心角)。主控制部基于所計算的加工件的裝配位置來計算平衡器相對于轉(zhuǎn)臺的安裝位置。從而可以容易地獲得振動抑制平衡器相對于轉(zhuǎn)臺的合適的安裝位置。
文檔編號B23Q17/12GK1727114SQ20051008819
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月26日 優(yōu)先權日2004年7月26日
發(fā)明者市野健太郎, 山本亨, 鈴木康彥, 岡田聰, 倉田政宏 申請人:山崎馬扎克公司