專利名稱：振動抑制裝置的制作方法
技術領域：
本 發(fā)明涉及在一邊使工具或者工件旋轉一邊進行加工的機床中用于抑制在加工 中產(chǎn)生的顫振的振動抑制裝置。
背景技術：
以往，例如具有這樣的機床將工具支承于旋轉軸，一邊使工具和/或工件進給一 邊使二者相對移動，從而利用旋轉的工具對工件進行加工。在該機床中，由于切削加工中的 切入量過大等原因，會在加工中產(chǎn)生所謂的“顫振”，從而產(chǎn)生加工面的加工精度惡化、工具 急劇地磨損或缺損的問題。因此，在產(chǎn)生這種“顫振”的情況下，現(xiàn)狀通常是采用操作者根 據(jù)加工聲音經(jīng)驗性地使旋轉軸的旋轉速度變化，從而抑制“顫振”的方法。并且，例如如專 利文獻1所公開的那樣，還考慮如下的振動抑制裝置預先設定產(chǎn)生“顫振”的系統(tǒng)的固有 振動頻率，并檢測加工中在旋轉軸等產(chǎn)生的振動的振動頻率，根據(jù)該振動頻率和固有振動 頻率運算出穩(wěn)定旋轉速度，自動地使旋轉軸的旋轉速度變更為穩(wěn)定旋轉速度。[專利文獻1]日本特開2003-340627號公報但是，在現(xiàn)狀所采取的基于操作者的經(jīng)驗的抑制方法中，抑制效果有限。并且，公 知如果將工具支承于旋轉軸時的支承力(例如在利用卡盤把持工具保持器的機床中，把持 保持器的緊固力)不同、或者由于旋轉軸的發(fā)熱等導致剛性變化，則固有振動頻率也會變 化。因此，當使用專利文獻1的振動抑制裝置時，有時預先設定的固有振動頻率與加工中的 實際的固有振動頻率不同，從而無法有效地抑制“顫振”。另外，加工中在旋轉軸產(chǎn)生的振動 并非全都是“顫振”，還考慮不是“顫振”的振動暫時性地發(fā)展到與“顫振”同等大小的情況。 但是，根據(jù)專利文獻1的振動抑制裝置，對于這種不是“顫振”的振動也作為“顫振”而進行 變更旋轉速度等控制，因此，進而還存在有可能執(zhí)行會對“顫振”的抑制造成相反效果的旋 轉速度控制的問題。此外，根據(jù)專利文獻1的振動抑制裝置，雖說是為了抑制“顫振”，但由于自動地變 更旋轉速度，因此伴隨著該變更，有時加工面精度和工具的推薦切削速度等諸條件也變更， 存在引起成為對操作者來說不期望的加工的情形的問題。因此，還考慮這樣構成不自動地 變更旋轉速度，而僅僅將運算出的穩(wěn)定旋轉速度顯示于顯示裝置等，操作者手動地變更旋 轉速度。但是，充分地考慮一旦變更旋轉速度就會導致旋轉軸的剛性等諸條件變化，從而產(chǎn) 生具有新的頻率的“顫振”的情況。因此，在操作者手動地將旋轉速度變更為顯示于顯示裝 置的旋轉速度的結構中，操作者必須數(shù)次變更旋轉速度直到最終成為穩(wěn)定狀態(tài)為止，存在 時間效率非常差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種能夠可靠且迅速地抑制“顫振”，并能夠?qū)崿F(xiàn) 加工面精度的提高、工具的長壽命化、以及加工的高效化的振動抑制裝置。為了達成上述目的，本發(fā)明中的第一方面所記載的發(fā)明提供一種振動抑制裝置，在具備用于使工具或者工件旋轉的旋轉軸的機床中，該振動抑制裝置用于抑制使所述旋轉 軸旋轉時產(chǎn)生的顫振，其特征在于，所述振動抑制裝置具備檢測單元，該檢測單元檢測旋 轉中的所述旋轉軸的振動；運算單元，該運算單元對利用所述檢測單元檢測到的振動隨時 進行解析，并根據(jù)該解析結果進行運算；顯示單元，該顯示單元實時地顯示利用所述運算單 元運算出的解析結果和/或運算結果；旋轉速度控制單元，該旋轉速度控制單元對所述旋 轉軸的旋轉速度進行控制；以及操作單元，該操作單元對所述旋轉速度控制單元發(fā)出使旋 轉速度變更的指令。 第二方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面所記載的發(fā)明中，所述操作單元 能夠以使旋轉速度連續(xù)地變更的方式進行操作。第三方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面或者第二方面所記載的發(fā)明中， 所述操作單元是脈沖信號發(fā)生器，該脈沖信號發(fā)生器具備能夠轉動操作的脈沖式手柄、和 用于調(diào)整所述脈沖式手柄的每一個刻度的倍率的倍率調(diào)整旋鈕，所述操作單元能夠根據(jù)所 述脈沖式手柄的轉動方向、轉動量以及利用倍率調(diào)整旋鈕設定的倍率對旋轉速度的變更量 進行調(diào)整。第四方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面或者第二方面所記載的發(fā)明中， 所述操作單元是具有能夠轉動操作的調(diào)整旋鈕的倍率開關，所述操作單元能夠根據(jù)調(diào)整旋 鈕的轉動方向和轉動量對旋轉速度的變更量進行調(diào)整。第五方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面或者第二方面所記載的發(fā)明中， 所述操作單元是操作盤，該操作盤由用于顯示旋轉速度的變更量的操作屏幕和確定所述變 更量的操作部構成，該操作盤設于所述旋轉速度控制單元。第六方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面 第五方面中的任一方面所記載 的發(fā)明中，在所述操作單元中能夠設定旋轉速度的可變更范圍。第七方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面 第六方面中的任一方面所記載 的發(fā)明中，在所述運算單元中，求出所述振動的時間軸波形，并且，使旋轉速度的時間軸波 形的測定時刻與所述振動的時間軸波形的測定時刻對齊，來對旋轉速度的時間軸波形和所 述振動的時間軸波形進行顯示。第八方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面 第七方面中的任一方面所記載 的發(fā)明中，在所述運算單元中，針對各個旋轉速度求出所述振動，并顯示使旋轉速度和振動 相對應而得到的曲線圖。第九方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面 第八方面中的任一方面所記載 的發(fā)明中，在所述運算單元中，通過所述解析求出頻率區(qū)域的振動加速度，對該振動加速度 的最大值和閾值進行比較而對顫振的發(fā)生進行檢測，并且，使用所述頻率區(qū)域的振動加速 度成為最大值的顫振頻率運算出能夠抑制顫振的穩(wěn)定旋轉速度，并在所述顯示單元顯示穩(wěn) 定旋轉速度。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠在運算單元中隨時根據(jù)由檢測單元檢測到的振動進行解析并根 據(jù)該解析結果進行運算，并將解析結果和運算結果實時地顯示于顯示單元。因此，操作者可 以一邊參照顯示單元的顯示一邊對操作單元進行操作而使旋轉速度變更，與根據(jù)經(jīng)驗等使 旋轉速度變更的以往的情況相比較，能夠更準確且迅速地抑制顫振。
并且，設有對旋轉速度控制單元發(fā)出使旋轉速度變更的指令的操作單元，形成為 徹底通過操作者的操作使旋轉軸的旋轉速度變更的結構，因此不會在操作者所不期望的條 件下進行加工。 因此，不會像以往的振動抑制裝置那樣發(fā)生旋轉速度自動變更、同時加工面 精度和工具的切削速度等其他的加工條件也變更的情形。根據(jù)第二方面所記載的發(fā)明，操作單元能夠以使旋轉速度連續(xù)地變更的方式進行 操作，因此，能夠防止在使旋轉速度急劇地大幅變更的情況下產(chǎn)生的工具的破損等情形，能 夠更準確且迅速地變更為能夠最大限度地抑制顫振的旋轉速度。并且，與每次都輸入旋轉 速度而使旋轉速度變更的操作單元相比較，能夠縮短變更旋轉速度為止的時間。因此，即便 是在發(fā)生大的顫振的情況下，也能夠迅速地變更旋轉速度而防止工具的破損等。根據(jù)第三方面 第五方面所記載的發(fā)明，由于操作單元是脈沖信號發(fā)生器、倍率 開關、或者操作盤，因此旋轉速度的變更指令容易，使用便利性好，特別是在第五方面所記 載的發(fā)明中，以設于旋轉速度控制單元的操作盤作為操作單元，因此無需另外設置操作單 元，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。根據(jù)第六方面所記載的發(fā)明，由于在操作單元中能夠設定旋轉速度的可變更范 圍，因此能夠防止操作者過于留意顫振而使旋轉速度變更至其他的加工條件變更的速度的 情況，能夠提高作業(yè)性。根據(jù)第七方面所記載的發(fā)明，由于在運算單元中求出振動的時間軸波形，并且，使 旋轉速度的時間軸波形的測定時刻與振動的時間軸波形的測定時刻對齊，來對旋轉速度的 時間軸波形和振動的時間軸波形進行顯示，因此操作者能夠容易地掌握顫振的發(fā)生狀況。根據(jù)第八方面所記載的發(fā)明，由于在運算單元中針對各個旋轉速度求出振動，并 顯示使旋轉速度和振動賦予相對應而得到的曲線圖，因此操作者能夠容易地掌握與各個旋 轉速度對應的振動。根據(jù)第九方面所記載的發(fā)明，由于運算出能夠抑制顫振的穩(wěn)定旋轉速度，并在顯 示單元顯示穩(wěn)定旋轉速度，因此，操作者能夠更加可靠且迅速地抑制顫振。


圖1是振動抑制裝置的結構說明框圖。圖2是從側方示出旋轉軸殼體的說明圖。圖3是從軸向示出旋轉軸殼體的說明圖。圖4是示出脈沖信號發(fā)生器的說明圖。圖5是顫振的抑制控制的流程圖。圖6是示出旋轉速度的可變更范圍的說明圖。圖7是使測定時刻對齊來顯示旋轉速度的時間軸波形和振動加速度的時間軸波 形的形態(tài)的說明圖。圖8是示出以橫軸表示旋轉速度、以縱軸表示振動加速度而關聯(lián)顯示各旋轉速度 下的振動加速度的形態(tài)的說明圖。圖9是示出作為操作裝置的變更例的倍率開關的說明圖。圖10是示出作為操作裝置的變更例的操作盤的說明圖。標號說明
1 旋轉軸殼體；2a、2b、2c 振動傳感器(檢測單元)；3 旋轉軸；4 控制裝置；5 運算裝置(運算單元)；6 顯示裝置(顯示單元)；7 =NC裝置(旋轉速度控制單元)；8 操 作裝置(操作單元)；9 振動抑制裝置；11 脈沖信號發(fā)生器；12 脈沖式手柄；13 倍率調(diào) 整旋鈕；14 倍率開關；16 操作盤；17 操作屏幕；18 變更比例顯示部(操作部)；19 操作 鍵(操作部)。
具體實施例方式以下，根據(jù) 附圖對作為本發(fā)明的一個實施方式的振動抑制裝置進行詳細說明。振動抑制裝置9是用于抑制在旋轉軸3產(chǎn)生的“顫振”的裝置，該旋轉軸3以能夠 圍繞C軸旋轉的方式設置于旋轉軸殼體1，振動抑制裝置9由用于檢測在旋轉中的旋轉軸3 產(chǎn)生的振動加速度的振動傳感器2a 2c和根據(jù)利用振動傳感器2a 2c檢測出的檢測值 對旋轉軸3的旋轉速度進行控制的控制裝置4構成。如圖2和圖3所示，振動傳感器2a 2c安裝于旋轉軸殼體1，且形成為一個振動 傳感器檢測與其他兩個振動傳感器成直角的方向上的振動加速度。因此，利用振動傳感器 2a 2c檢測彼此正交的X軸、Y軸、Z軸方向的振動加速度。另一方面，控制裝置4具備運算裝置5，該運算裝置5根據(jù)由振動傳感器2a 2c 檢測到的振動加速度進行解析并根據(jù)該解析結果進行后述的各種運算；顯示裝置6，該顯 示裝置6用于顯示運算裝置5中的解析結果和運算結果；NC裝置7，該NC裝置7用于對旋 轉軸3的旋轉動作等進行控制；操作裝置8，該操作裝置8用于指示NC裝置7的旋轉速度 的變更；以及未圖示的存儲裝置。進而，始終監(jiān)視旋轉軸3的旋轉速度，并如后所述始終實 時地進行運算裝置5中的解析和運算。并且，控制裝置8是如圖4所示的脈沖信號發(fā)生器11，該操作裝置8具備能夠轉動 操作的脈沖式手柄12和用于調(diào)整每一個刻度的倍率的倍率調(diào)整旋鈕13。脈沖式手柄12能 夠通過轉動操作使旋轉軸3的旋轉速度以最小變更ImirT1的方式連續(xù)地變更，倍率調(diào)整旋 鈕13能夠使脈沖式手柄12轉動1個刻度時的旋轉速度的變更量變更為1倍、10倍、100倍 這三級。因此，當在將倍率設定為1倍的狀態(tài)下使脈沖式手柄12轉動1個刻度時，旋轉軸3 的旋轉速度變更ImirT1 (朝NC裝置7發(fā)送指示進行該變更的脈沖信號)，當在將倍率設定為 100倍的狀態(tài)下使脈沖式手柄12轉動1個刻度時，旋轉軸3的旋轉速度當然變更lOOmirT1。 并且，當使脈沖式手柄12朝右轉動時旋轉速度增加，當使脈沖式手柄12朝左轉動時旋轉速 度減少。此處，根據(jù)圖5的流程圖和圖6 圖8對基于上述控制裝置4的“顫振”的抑制控 制進行說明。首先，在加工開始之前，根據(jù)工件的形狀和使用的工具等條件，在存儲裝置中存儲 旋轉軸3的旋轉速度的下限旋轉速度22(如圖6所示，以下的旋轉速度的標號也同樣)和 上限旋轉速度23 (Si)。并且，操作者根據(jù)所需的加工面精度等條件對設定下限旋轉速度24 和設定上限旋轉速度25進行設定，并存儲于存儲裝置(Si)。根據(jù)該設定，如圖6所示，在加 工開始之后，當變更旋轉軸3的旋轉速度時，僅允許在下限旋轉速度22和設定下限旋轉速 度24中的旋轉速度大的一方(此處為設定下限旋轉速度24)與上限旋轉速度23和設定上 限旋轉速度25中的旋轉速度小的一方(此處為設定上限旋轉速度25)之間進行變更。
然后，當以旋轉速度變更范圍內(nèi)的任意的初始旋轉速度開始進行加工(S2)時，在 控制裝置4中，始終利用振動傳感器2a 2c檢測振動加速度，并利用運算裝置5進行該振 動加速度的解析以及使用解析結果進行運算(S3)。進而，實時地將利用運算裝置5求得的 解析結果和運算結果顯示于顯示裝置6 (S4)。關于在該顯示裝置6上的顯示，例如可以在 運算裝置5中求出振動加速度的時間波形，并顯示該時間波形，也可以在運算裝置5中隨時 對振動加速度進行頻率解析，并顯示通過該頻率解析求得的波形。并且，如圖7的曲線圖所 示，也可以存儲旋轉軸3的旋轉速度的時間軸波形41和振動加速度的時間軸波形42，并使 它們的測定時刻對齊進行顯示。進一步，也可以根據(jù)圖7所示的結果，如圖8所示那樣以橫 軸作為旋轉速度、以縱軸作為振動加速度，對旋轉速度和振動加速度賦予對應關系而顯示 各旋轉速度下的振動加速度43。此時，縱軸所示的振動加速度可以是時間波形的峰值、或者 是通過頻率解析求得的波形的峰值。通過進行如上所述的顯示，操作者能夠確認“顫振”的發(fā)生狀況和旋轉軸3在各個 旋轉速度下的振動加速度的大小(S5)。進而，當操作者確認產(chǎn)生了 “顫振”時，對操作裝置8進行操作而使旋轉軸3的旋 轉速度連續(xù)地變更(S6)。隨著該變更，由振動傳感器2a 2c檢測的振動加速度也變化，因 此，利用運算裝置5隨時對振動加速度進行解析，由此，在顯示裝置6上實時地顯示振動加 速度變化的情況。因此，操作者可以一邊參照顯示裝置6上的顯示一邊對操作裝置8進行 操作而變更旋轉速度，來使“顫振”降低。另外，當在S6中變更旋轉速度時，旋轉速度僅能 夠在Sl中允許的范圍內(nèi)變更。根據(jù)如上所述的振動抑制裝置9，在運算裝置5中隨時進行基于由振動傳感器 2a 2c檢測到的振動加速度的解析和基于該解析結果的運算，并實時地將解析結果和運 算結果顯示于顯示裝置6。因此，當抑制“顫振”時，操作者只要一邊參照顯示裝置6的顯示 一邊對操作裝置8進行操作而使旋轉速度變更即可，與根據(jù)經(jīng)驗等使旋轉速度變更的以往 的情況相比較，能夠更準確且迅速地抑制“顫振”。并且，由于設有對NC裝置7進行操作的操作裝置8，成為徹底通過操作者的操作使 旋轉軸3的旋轉速度變更的結構，因此不會在操作者所不期望的條件下進行加工。因此，不 會像以往的振動抑制裝置那樣發(fā)生旋轉速度自動變更、同時加工面精度和工具的切削速度 等其他的加工條件也變更的情形。另外，由于設定了旋轉速度的可變更范圍，因此能夠防止操作者過于留意“顫振” 而使旋轉速度變更至其他的加工條件變更的速度的情況，能夠提高作業(yè)性。進一步，在運算裝置5中分別求出旋轉軸3的旋轉速度的時間軸波形41和振動加 速度的時間軸波形42，并如圖7的曲線圖所示使各自的測定時刻對齊而顯示于顯示裝置6， 或者針對各個旋轉速度求出振動加速度，并如圖8的曲線圖所示對旋轉速度和振動加速度 賦予對應關系而顯示于顯示裝置6，由此，操作者能夠容易地掌握“顫振”的發(fā)生狀況和與各 個旋轉速度對應的振動加速度。此外，由于作為操作裝置8采用具備脈沖式手柄12和用于調(diào)整每一個刻度的倍率 的倍率調(diào)整旋鈕13的脈沖信號發(fā)生器11，因此操作者僅通過對脈沖式手柄12和倍率調(diào)整 旋鈕13進行操作就能夠變更旋轉速度，使用便利性好。進一步，由于能夠通過脈沖信號發(fā) 生器11的操作使旋轉軸3的旋轉速度以最小變更ImirT1的方式連續(xù)地變更，因此能夠?qū)πD速度進行微調(diào)，不會發(fā)生超過能夠抑制“顫振”的旋轉速度進行變更的情形，能夠更準確 且迅速地變更為能夠最大限度地抑制“顫振”的旋轉速度。并且，在指定變更的旋轉速度的振動抑制裝置中，當旋轉速度急劇地大幅變更時， 會對工具和設備施加負載而有可能使工具和設備破損，與此相對，根據(jù)如上所述的振動抑 制裝置9，由于能夠通過脈沖信號發(fā)生器11的操作使旋轉速度連續(xù)地變更，因此不存在發(fā) 生由于旋轉速度的急劇變更引起的工具破損等的可能性。另外，在操作裝置8中，由于僅通 過對脈沖式手柄12進行操作就能夠使旋轉速度變更，因此與每次都輸入旋轉速度來使旋 轉速度變更的裝置相比較，能夠縮短變更旋轉速度為止的時間。因此，即便是在產(chǎn)生大的顫 振的情況下，也能夠迅速地變更旋轉速度而防止工具的破損等。另外，本發(fā)明的振動抑制裝置的結構不受上述實施方式的形態(tài)的任何限定，能夠 在不脫離本發(fā)明的意旨的范圍內(nèi)根據(jù)需要對與振動加速度的檢測和解析、運算、以及振動 抑制的控制有關的結構進行適當變更。例如，作為操作裝置8還可以采用如圖9所示的倍率開關(override switch) 14。 倍率開關14具有能夠轉動操作的調(diào)整旋鈕15，并且該倍率開關14內(nèi)置有檢測調(diào)整旋鈕15 的轉動角度的檢測單元，當使調(diào)整旋鈕15轉動與1個刻度對應的角度時，能夠使旋轉速度 變更(即，以變更為當前的旋轉速度乘以0. 99或者1. 01后的旋轉速度的方式朝NC裝 置7發(fā)出指令)。另外，當使調(diào)整旋鈕15朝右轉動時旋轉速度增加，當使調(diào)整旋鈕15朝左 轉動時旋轉速度減少。即便采用這種倍率開關14，也與采用脈沖信號發(fā)生器11的情況同樣，操作者僅通 過對調(diào)整旋鈕15進行轉動操作就能夠使旋轉速度連續(xù)地變更，使用便利性好。并且，以往， 倍率開關一般使旋轉速度每次變更10%，與此相對，利用圖9所示的倍率開關14能夠使旋 轉速度以每次變更的方式連續(xù)地變更，因此能夠?qū)πD速度進行微調(diào)，不會發(fā)生超過能 夠抑制“顫振”的旋轉速度進行變更的情形，能夠更準確且迅速地變更為能夠最大限度地抑 制“顫振”的旋轉速度。并且，作為操作裝置8也可以采用如圖10所示的操作盤16。該操作盤16由操作 屏幕17、顯示在操作屏幕17上的變更比例顯示部18、以及與變更比例顯示部18對應地設 置的操作鍵19構成，且該操作盤16設置于NC裝置7。進而，通過對與變更比例顯示部18 的顯示對應的操作鍵19進行操作，能夠使旋轉速度變更士 1%、士2%、士5%、士 10%。即便采用這種操作盤16，操作者也能夠僅通過對操作鍵19進行操作而使旋轉速 度連續(xù)地變更，使用便利性好，還能夠?qū)πD速度進行微調(diào)，能夠有效地抑制“顫振”。并且， 由于作為操作裝置8采用設于NC裝置7的操作盤16，因此無需另外設置操作裝置，能夠?qū)?現(xiàn)低成本化。另外，代替設置操作鍵19，也可以構成為將變更比例顯示部18形成為觸摸面 板式的操作開關，通過對變更比例顯示部18進行觸摸操作而使旋轉速度變更，這種結構也 不存在任何問題。 另一方面，在上述實施方式中形成為操作者根據(jù)顯示裝置6的顯示確認“顫振”的 發(fā)生和降低等的結構，但是，也可以構成為在運算裝置5中根據(jù)振動加速度的檢測結果判 斷“顫振”的發(fā)生和抑制，并將“顫振”的發(fā)生和抑制顯示于顯示裝置6，或者僅在發(fā)生“顫 振”的情況下在顯示裝置6顯示各種結果并促使操作者變更旋轉速度。進而，對于與發(fā)生 “顫振”的判斷有關的控制，例如考慮如下的控制對利用振動傳感器2a 2c檢測到的振動加速度進行頻率解析，并對通過解析得到的頻率區(qū)域中的振動加速度的最大值和預定的閾 值進行比較，在最大值超過閾值的情況下判斷為發(fā)生“顫振”，另一方面，在最大值低于閾值 的情況下判斷為“顫振”被抑制等。并且，也可以構成為當如上所述在運算裝置5中檢測“顫振”的發(fā)生的情況下，當 檢測到“顫振”的發(fā)生時，根據(jù)頻率區(qū)域中的振動加速度取最大值的“顫振頻率”(該“顫振頻 率”能夠通過對利用振動傳感器2a 2c檢測到的振動加速度進行頻率解析而得到)和工具 刃數(shù)運算出能夠抑制“顫振”的穩(wěn)定旋轉速度，并將該穩(wěn)定旋轉速度顯示于顯示裝置6。通過 形成為這種結構，能夠更可靠且迅速地抑制“顫振”。另外，實際上，由于各種檢測誤差和通過 變更旋轉速度而引起的環(huán)境的變化等，運算出的穩(wěn)定旋轉速度本身有時并不是最有效的旋轉 速度，因此，根據(jù)以往的自動地運算出穩(wěn)定旋轉速度的振動抑制裝置，在變更為穩(wěn)定旋轉速度 后再次顯示新的穩(wěn)定旋轉速度，操作者不得不多次變更旋轉速度，存在需要很多勞力和作業(yè) 時間的問題。但是，根據(jù)本發(fā)明，由于在顯示裝置6實時地顯示“顫振”的狀況，因此在朝穩(wěn) 定旋轉速度變更的變更過程中能夠在穩(wěn)定旋轉速度附近容易地探索到能夠最大限度地抑制 “顫振”的旋轉速度，能夠簡單且迅速地實現(xiàn)“顫振”的抑制效果的進一步提高。

另外，對于穩(wěn)定旋轉速度的運算，能夠采用本申請人以前申請的日本特開 2008-290188中所記載的方法和下述的運算式(1)。穩(wěn)定旋轉速度={60X顫振頻率/(工具刃數(shù)X(k值+1))}···1此處，“工具刃數(shù)”是裝配于旋轉軸3的工具的刃數(shù)，預先輸入到運算裝置5并進行 設定。并且，k值為任意的整數(shù)。并且，在上述實施方式中，以振動傳感器2a 2c作為檢測單元，但是，代替于此， 也可以采用能夠檢測由振動引起的旋轉軸的變位或聲壓的檢測單元。進一步，即便是在使 用振動傳感器的情況下，也可以不像上述實施方式那樣檢測旋轉的一側(即旋轉軸)的振 動，而是檢測不旋轉的一側的振動。另外，在上述實施方式中，如圖7或圖8所示把旋轉速度和振動加速度關聯(lián)起來進 行顯示，但是，也可以顯示振動頻率、切削速度、進給速度、旋轉軸轉矩等。并且，當設定旋轉速度的可變更范圍時，在上述實施方式中形成為輸入下限旋轉 速度和設定下限旋轉速度并進行設定的結構，但是，即便構成為將加工開始最初的初始旋 轉速度的士預定量(例如δΟΟπ ιΓ1)設定為可變更范圍也不存在任何問題，如果不需要的 話也可以不設定可變更范圍。另外，操作裝置8中的旋轉速度的變更量能夠適當?shù)剡M行設計變更，在上述實施 方式中，能夠利用脈沖信號發(fā)生器11使旋轉速度每次變更lmirr1，但是，也可以與倍率開關 14等同樣，利用脈沖信號發(fā)生器11使旋轉速度每次變更1%。并且，當然能夠使旋轉速度 更細微地變更或者在不脫離本申請的目的的范圍內(nèi)更粗略地變更，即便是在使用倍率開關 14或操作盤16的情況下當然也可以構成為例如以士0. 5%進行變更。進一步，在倍率開關 14或操作盤16中，與脈沖信號發(fā)生器11同樣，也可以使旋轉速度每次變更一定的旋轉速度 (例如每次變更ImirT1)。此外，并不限于使工具旋轉而進行加工的加工中心，本發(fā)明也能夠用于抑制使工 件旋轉的車床等機床的振動。進一步，當然能夠根據(jù)機床的種類、大小適當?shù)刈兏鼨z測單元 的設置位置或個數(shù)等。
權利要求
1.一種振動抑制裝置，在具備用于使工具或者工件旋轉的旋轉軸的機床中，該振動抑 制裝置用于抑制使所述旋轉軸旋轉時產(chǎn)生的顫振，所述振動抑制裝置的特征在于，所述振動抑制裝置具備檢測單元，該檢測單元檢測旋轉中的所述旋轉軸的振動；運算單元，該運算單元對利用所述檢測單元檢測到的振動隨時進行解析，并根據(jù)該解 析結果進行運算；顯示單元，該顯示單元實時地顯示利用所述運算單元運算出的解析結果和/或運算結果；旋轉速度控制單元，該旋轉速度控制單元對所述旋轉軸的旋轉速度進行控制；以及操作單元，該操作單元對所述旋轉速度控制單元發(fā)出使旋轉速度變更的指令。
2.根據(jù)權利要求1所述的振動抑制裝置，其特征在于，所述操作單元能夠以使旋轉速度連續(xù)地變更的方式進行操作。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的振動抑制裝置，其特征在于，所述操作單元是脈沖信號發(fā)生器，該脈沖信號發(fā)生器具備能夠轉動操作的脈沖式手 柄、和用于調(diào)整所述脈沖式手柄的每一個刻度的倍率的倍率調(diào)整旋鈕，所述操作單元能夠 根據(jù)所述脈沖式手柄的轉動方向、轉動量以及利用倍率調(diào)整旋鈕設定的倍率對旋轉速度的 變更量進行調(diào)整。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的振動抑制裝置，其特征在于，所述操作單元是具有能夠轉動操作的調(diào)整旋鈕的倍率開關，所述操作單元能夠根據(jù)調(diào) 整旋鈕的轉動方向和轉動量對旋轉速度的變更量進行調(diào)整。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的振動抑制裝置，其特征在于，所述操作單元是操作盤，該操作盤由用于顯示旋轉速度的變更量的操作屏幕和確定所 述變更量的操作部構成，該操作盤設于所述旋轉速度控制單元。
6.根據(jù)權利要求1 5中的任一項所述的振動抑制裝置，其特征在于，在所述操作單元中能夠設定旋轉速度的可變更范圍。
7.根據(jù)權利要求1 6中的任一項所述的振動抑制裝置，其特征在于，在所述運算單元中，求出所述振動的時間軸波形，并且，使旋轉速度的時間軸波形的測 定時刻與所述振動的時間軸波形的測定時刻對齊，來對旋轉速度的時間軸波形和所述振動 的時間軸波形進行顯示。
8.根據(jù)權利要求1 7中的任一項所述的振動抑制裝置，其特征在于，在所述運算單元中，針對各個旋轉速度求出所述振動，并在所述顯示單元顯示使旋轉 速度和振動相對應而得到的曲線圖。
9.根據(jù)權利要求1 8中的任一項所述的振動抑制裝置，其特征在于，在所述運算單元中，通過所述解析求出頻率區(qū)域的振動加速度，對該振動加速度的最 大值和閾值進行比較來對顫振的發(fā)生進行檢測，并且，使用所述頻率區(qū)域的振動加速度成 為最大值的顫振頻率來運算出能夠抑制顫振的穩(wěn)定旋轉速度，并在所述顯示單元顯示穩(wěn)定 旋轉速度。
全文摘要
本發(fā)明提供振動抑制裝置，其能夠可靠且迅速地抑制“顫振”，并能夠?qū)崿F(xiàn)加工面精度的提高、工具的長壽命化以及加工的高效化。在運算裝置(5)中隨時根據(jù)由振動傳感器(2a～2c)檢測到的振動加速度進行解析并根據(jù)該解析結果進行運算，并將解析結果和運算結果實時地顯示于顯示裝置(6)。因此，當抑制“顫振”時，操作者可以一邊參照顯示裝置(6)的顯示一邊對操作裝置(8)進行操作而使旋轉速度變更，與根據(jù)經(jīng)驗等使旋轉速度變更的以往的情況相比較，能夠更準確且迅速地抑制“顫振”。
文檔編號B23Q11/00GK102029546SQ20101028787
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權日2009年9月24日
發(fā)明者上野浩, 吉野清, 安藤知治, 浜口顯秀, 稻垣浩 申請人:大隈株式會社