專利名稱：振動(dòng)抑制方法以及振動(dòng)抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)抑制方法以及執(zhí)行該振動(dòng)抑制方法的振動(dòng)抑制裝置，用于在一面使刀具或工件旋轉(zhuǎn)一面進(jìn)行加工的機(jī)床中抑制加工中產(chǎn)生的顫振。
背景技術(shù)：
以往，作為使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行加工的機(jī)床的振動(dòng)抑制方法，例如公知有專利文獻(xiàn)1中記載的方法。該振動(dòng)抑制方法是為了抑制因加工面的精加工精度惡化或刀具破損等原因而導(dǎo)致的再生型的顫振，求出刀具或工件等產(chǎn)生顫振的系統(tǒng)的固有振動(dòng)數(shù)，將該固有振動(dòng)數(shù)變?yōu)?0倍并除以刀具齒數(shù)以及預(yù)定的整數(shù)所得到的值作為穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，通過該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。此外，作為表示上述再生型的顫振的特性的方法，公知有圖4所示的穩(wěn)定臨界線圖(例如非專利文獻(xiàn)1)。穩(wěn)定臨界線圖表示旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和未產(chǎn)生顫振的臨界切入量之間的關(guān)系，在比表示為波形的穩(wěn)定臨界線更靠上側(cè)(切入量大的一側(cè))的區(qū)域產(chǎn)生顫振。因此，在上述專利文獻(xiàn)1中記載的方法中，相當(dāng)于將在該穩(wěn)定臨界線圖中臨界切入量為極大值的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算為穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。既然如此，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1中記載的方法，雖然在臨界切入量的極大值和極小值的差較大的區(qū)域，即旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度為高速的區(qū)域有效，但是在臨界切入量的極大值和極小值的差較小的低速區(qū)域可以說不能期待有效果。另一方面，還考慮如下的技術(shù)使旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度以預(yù)定的平均旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)、以預(yù)定的振幅以及周期進(jìn)行變動(dòng)，由此來抑制再生型的顫振(例如專利文獻(xiàn)幻。而且， 在該技術(shù)中公知在旋轉(zhuǎn)速度為低速的情況下也能有效抑制再生型的顫振(例如非專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-340627號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開昭49-105277號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1 :2001年日本機(jī)械學(xué)會(huì)講習(xí)會(huì)資料「切削加工、σ- >9振動(dòng)O基礎(chǔ)知識(shí)」非專利文獻(xiàn)2 「t/ >9振動(dòng)抑制効果仁影響f及ff t因子Q解析」精密機(jī)械42卷 11號(hào)如上所述，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度是包含于高速區(qū)域還是包含于低速區(qū)域，有效抑制再生型的顫振的方法不同。但是，作為區(qū)別高速區(qū)域和低速區(qū)域的邊界的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)受到切入量等加工條件或旋轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的固有振動(dòng)數(shù)等各種因子影響。因此，當(dāng)在實(shí)際的加工中產(chǎn)生了再生型的顫振時(shí)，操作者自身難以判斷當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度是包含于高速區(qū)域還是包含于低速區(qū)域，從而采用了無效的振動(dòng)抑制方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，提供一種振動(dòng)抑制方法以及振動(dòng)抑制裝置，其能夠準(zhǔn)確采用有效抑制顫振的抑制控制，換言之，而不會(huì)繼續(xù)采用無效的抑制控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面所記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；以及第3步驟，通過判定單元對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，在采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度的情況下，將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。第二方面記載的發(fā)明是在第一方面記載的發(fā)明的上述第3步驟中，當(dāng)不采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，通過顯示單元進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第三方面的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及第3步驟，通過判定單元對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述指令，在采用上述指令的情況下，根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。第四方面記載的發(fā)明是在第三方面記載的發(fā)明的上述第3步驟中，與判定是否采用上述指令分開地，判定能否在上述旋轉(zhuǎn)軸中執(zhí)行上述指令，在采用上述指令并且能夠執(zhí)行上述指令的情況下，根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。第五方面記載的發(fā)明是在第三或第四方面記載的發(fā)明的上述第3步驟中，當(dāng)不根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)時(shí)，通過顯示單元進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯不。進(jìn)而，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第六方面記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，并且通過速度變動(dòng)控制單元，生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及第3步驟，通過判定單元對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度還是采用上述指令，根據(jù)其判定結(jié)果控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。第七方面記載的發(fā)明在第六方面記載的發(fā)明的上述第3步驟中，與判定是采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度還是采用上述指令分開地，判定在上述旋轉(zhuǎn)軸中能否執(zhí)行上述指令，在采用上述指令并且能執(zhí)行上述指令的情況下，根據(jù)上述指令來控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。第八方面記載的發(fā)明在第七方面記載的發(fā)明的上述第3步驟中，當(dāng)不能執(zhí)行上述指令時(shí)，通過顯示單元進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。第九方面記載的發(fā)明是在第一 第八方面的任意一方面所記載的發(fā)明中，其特征在于，上述判定基準(zhǔn)值是預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度、顫振的顫振頻率、穩(wěn)定臨界線圖中的極大值之間的間隔、因顫振而轉(zhuǎn)印到切削面的波的數(shù)目、當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度與穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度之差、以及當(dāng)前的切入量與穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度下的切入量之差中的至少一個(gè)。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第十方面記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，所述振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元， 當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；以及判定單元，其對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，當(dāng)采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。進(jìn)而，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第十一方面記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，所述振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；速度變動(dòng)控制單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及判定單元，其對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述指令，在采用上述指令的情況下，根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。進(jìn)而，此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第十二方面記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度； 速度變動(dòng)控制單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及判定單元，其對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度還是采用上述指令，根據(jù)其判定結(jié)果來控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。第十三方面記載的發(fā)明是在第十方面 第十二方面的任意一方面所記載的發(fā)明中，其特征在于，具備顯示單元，其進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第十四方面記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟， 當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，并且， 通過速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及在選擇了第1控制和第2控制中的某一個(gè)控制而執(zhí)行了該控制之后，當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)再次檢測出顫振時(shí)，執(zhí)行第1控制和第 2控制中的另一個(gè)控制，該第1控制將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，該第2控制根據(jù)上述指令來變動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。除此之外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第十五方面記載的發(fā)明是一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振， 該振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；速度變動(dòng)控制單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及判定單元，其在選擇了第1控制和第2控制中的某一個(gè)控制而執(zhí)行了該控制之后，當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)再次檢測出顫振時(shí)，執(zhí)行第1控制和第2控制中的另一個(gè)控制，該第1控制將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，該第2控制根據(jù)上述指令來使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，判定將旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度的控制、以及/或者使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)包含預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期的變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的控制是否有效，并執(zhí)行有效的控制，而且，不繼續(xù)執(zhí)行無效的控制。因此，能夠防止繼續(xù)執(zhí)行無法有效抑制“顫振”的振動(dòng)抑制控制。此外，通過設(shè)置顯示單元，操作者能準(zhǔn)確把握“顫振”的產(chǎn)生，進(jìn)而能促使其采取改變切入量等對策，或者促使其重新輸入變動(dòng)參數(shù)。


圖1是表示第1實(shí)施方式中的振動(dòng)抑制裝置的框圖結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是從側(cè)面示出旋轉(zhuǎn)軸殼體的說明圖。
圖3是軸向示出旋轉(zhuǎn)軸殼體的說明圖。
圖4是表示穩(wěn)定臨界線圖的一例的說明圖。
圖5是表示時(shí)域振動(dòng)加速度的傅里葉分析結(jié)果的一例的說明圖。
圖6是表示使用了穩(wěn)定臨界線圖的評(píng)估指數(shù)的一例的說明圖。
圖7是表示第2實(shí)施方式中的振動(dòng)抑制裝置的框圖結(jié)構(gòu)的說明圖。
標(biāo)號(hào)說明
1···旋轉(zhuǎn)軸殼體
h、2b、2c…振動(dòng)傳感器(振動(dòng)檢測單元)
3…旋轉(zhuǎn)軸
5、21…控制裝置
10、20…振動(dòng)抑制裝置
11…振動(dòng)檢測裝置(振動(dòng)檢測單元)
12…穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算裝置(穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元)
13…加工條件保存裝置
14、對丨判定裝置(判定單元)
15…判定基準(zhǔn)保存裝置
16…旋轉(zhuǎn)速度控制裝置
17…顯示裝置(顯示單元)
22…速度變動(dòng)控制裝置(速度變動(dòng)控制單元)23…機(jī)械特性保存裝置
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式的振動(dòng)抑制方法以及振動(dòng)抑制裝置。(第1實(shí)施方式)圖1是表示作為第1實(shí)施方式的振動(dòng)抑制裝置10的框圖結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是從側(cè)面示出作為振動(dòng)抑制對象的旋轉(zhuǎn)軸殼體1的說明圖，圖3是從軸方向示出旋轉(zhuǎn)軸殼體 1的說明圖。振動(dòng)抑制裝置10用于抑制產(chǎn)生于旋轉(zhuǎn)軸3的“顫振”，該旋轉(zhuǎn)軸3設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸殼體 1并能夠圍繞C軸旋轉(zhuǎn)，振動(dòng)抑制裝置10具有振動(dòng)傳感器加 2c，其檢測作為與產(chǎn)生于旋轉(zhuǎn)中的旋轉(zhuǎn)軸3的振動(dòng)相伴的特性值的時(shí)域振動(dòng)加速度(表示時(shí)間軸上的振動(dòng)加速度)； 以及控制裝置5，其對該振動(dòng)傳感器加 2c的檢測值進(jìn)行分析，判斷是否產(chǎn)生“顫振”，根據(jù)該判斷結(jié)果來控制旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)速度。振動(dòng)傳感器加 2c如圖2和圖3所示安裝于旋轉(zhuǎn)軸殼體1，一個(gè)振動(dòng)傳感器檢測相對于另一個(gè)振動(dòng)傳感器垂直的方向上的時(shí)域振動(dòng)加速度(例如，安裝成通過振動(dòng)傳感器 2a 2c檢測彼此正交的X軸、Y軸、Z軸方向的時(shí)域振動(dòng)加速度)。另一方面，控制裝置5具有振動(dòng)檢測裝置11，其通過進(jìn)行以由振動(dòng)傳感器加 2c檢測出的時(shí)域振動(dòng)加速度為基礎(chǔ)的分析，求出頻域振動(dòng)加速度(頻率軸上的振動(dòng)加速度)，根據(jù)其最大值超過預(yù)定的閾值來檢測“顫振”的產(chǎn)生；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算裝置12，其在檢測出“顫振”時(shí)，計(jì)算用于抑制該“顫振”的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；加工條件保存裝置13，其保存刀具齒數(shù)Z和切入量等各種加工條件；判定裝置14，其判定是否采用計(jì)算出的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，即，穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度對抑制“顫振”是否有效；判定基準(zhǔn)保存裝置15，其保存該判定裝置14 中用于判定的判定基準(zhǔn)值；旋轉(zhuǎn)速度控制裝置16，其控制旋轉(zhuǎn)軸殼體1中的旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)速度；以及顯示裝置17，其在計(jì)算出的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度無法有效抑制“顫振”時(shí)等進(jìn)行警告顯示。此外，加工條件保存裝置13所保存的加工條件和判定基準(zhǔn)保存裝置15所保存的判定基準(zhǔn)值在加工前由操作者預(yù)先輸入。這里，對由振動(dòng)抑制裝置10進(jìn)行的“顫振”的振動(dòng)抑制控制進(jìn)行說明。首先，將預(yù)定的判定旋轉(zhuǎn)速度作為判定基準(zhǔn)值保存在判定基準(zhǔn)保存裝置15。因?yàn)樵撆卸ㄐD(zhuǎn)速度由操作者預(yù)先任意確定，所以在例如生成了穩(wěn)定臨界線圖、得到了圖 4所示的穩(wěn)定臨界線圖的情況下，將臨界切入量的極大值與極小值之差充分放大獲得的 δΟΟΟπι η-1保存為判定旋轉(zhuǎn)速度即可。然后，在控制裝置5的控制下，旋轉(zhuǎn)軸3以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度開始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)開始加工時(shí)，振動(dòng)檢測裝置11對在旋轉(zhuǎn)時(shí)始終檢測的振動(dòng)傳感器加 2c的時(shí)域振動(dòng)加速度進(jìn)行傅里葉分析，分析如圖5所示的、旋轉(zhuǎn)軸3的頻率與該頻率時(shí)旋轉(zhuǎn)軸3的頻域振動(dòng)加速度之間的關(guān)系，并且監(jiān)視頻域振動(dòng)加速度的最大值(最大加速度，圖5 中的振動(dòng)6)是否超過了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定閾值，檢測“顫振”的產(chǎn)生。并且，在頻域振動(dòng)加速度的最大值超過了閾值的情況下，視為在旋轉(zhuǎn)軸3中產(chǎn)生了應(yīng)該抑制的“顫振”，在穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算裝置12中，使用例如上述專利文獻(xiàn)1或非專利文獻(xiàn)1中記載的運(yùn)算式來計(jì)算穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。
9
接著，在判定裝置14中，比較穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算裝置12所計(jì)算出的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度 (當(dāng)前值)與判定旋轉(zhuǎn)速度，判定穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度是否在判定旋轉(zhuǎn)速度以上。而且，當(dāng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度在判定旋轉(zhuǎn)速度以上時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度包含在圖4所示的穩(wěn)定臨界線圖中右側(cè)的臨界切入量的極大值和極小值之差較大的區(qū)域。因此，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度作為可有效抑制“顫振”的旋轉(zhuǎn)速度而被采用，經(jīng)由旋轉(zhuǎn)速度控制裝置16將旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)速度變更為穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。另一方面，當(dāng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度小于判定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度包含在圖4所示的穩(wěn)定臨界線圖中左側(cè)的臨界切入量的極大值和極小值之差較小的區(qū)域。即，即使將旋轉(zhuǎn)速度變更為該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，也如上所述地不能有效抑制“顫振”。因此，判定裝置14不采用穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度(即，不改變旋轉(zhuǎn)速度)，通過顯示裝置17通知發(fā)生了“顫振”，督促操作者采用諸如改變切入量等策略。另外，在上述振動(dòng)抑制控制中，列舉了以δΟΟΟπ ιΓ1為判定旋轉(zhuǎn)速度的一個(gè)例子， 但是判定旋轉(zhuǎn)速度不限于該旋轉(zhuǎn)速度。此外，作為判定基準(zhǔn)值，除了判定旋轉(zhuǎn)速度之外還考慮以下值。例如，可以著眼于取得最大加速度的頻率(顫振頻率)。即，由于穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度的間隔(穩(wěn)定臨界線圖中極大值之間的間隔)不僅依賴于旋轉(zhuǎn)軸3系統(tǒng)的固有振動(dòng)數(shù)，還依賴于顫振頻率，所以顫振頻率越高則間隔越密(穩(wěn)定臨界線圖中左側(cè)區(qū)域)。因此，將預(yù)定的顫振頻率作為判定頻率 (判定基準(zhǔn)值)預(yù)先保存于判定基準(zhǔn)保存裝置15，在判定裝置14中，也可以構(gòu)成為，判定振動(dòng)檢測裝置11中檢測出的顫振頻率(當(dāng)前值)是否在判定頻率以下，在為判定頻率以下的情況下，采用穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算裝置12所計(jì)算出的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，另一方面，在比判定頻率高的情況下，可以不采用穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度而進(jìn)行警告顯示等。進(jìn)而，作為判定基準(zhǔn)值，在基于非專利文獻(xiàn)1的情況下，還可以采用利用下述式 ⑴以及式⑵近似求出的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度的間隔AS。其中，式⑴以及式⑵中的fc是顫振頻率(與上述顫振頻率相同)，Z是刀具齒數(shù)。此外，式⑴中的k是通過“顫振”而轉(zhuǎn)印到切削面的波的數(shù)目，通過式⑵來求取。 而且，式O)中的floorO表示不超過括號(hào)內(nèi)的數(shù)值的最大整數(shù)，&是旋轉(zhuǎn)速度。[式1]
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；以及第3步驟，通過判定單元對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，在采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度的情況下，將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，在上述第3步驟中，當(dāng)不采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，通過顯示單元進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。
3.一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及第3步驟，通過判定單元對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述指令，在采用上述指令的情況下，根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，在上述第3步驟中，與判定是否采用上述指令分開地，判定能否在上述旋轉(zhuǎn)軸中執(zhí)行上述指令，在采用上述指令并且能夠執(zhí)行上述指令的情況下，根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，在上述第3步驟中，在不根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)的情況下，通過顯示單元進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。
6.一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，并且通過速度變動(dòng)控制單元，生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及第3步驟，通過判定單元對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度還是采用上述指令，根據(jù)其判定結(jié)果控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，在上述第3步驟中，與判定是采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度還是采用上述指令分開地，判定在上述旋轉(zhuǎn)軸中能否執(zhí)行上述指令，在采用上述指令并且能執(zhí)行上述指令的情況下，根據(jù)上述指令來控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，在上述第3步驟中，當(dāng)不能執(zhí)行上述指令時(shí)，通過顯示單元進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)抑制方法，其特征在于，上述判定基準(zhǔn)值是預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度、顫振的顫振頻率、穩(wěn)定臨界線圖中的極大值之間的間隔、因顫振而轉(zhuǎn)印到切削面的波的數(shù)目、當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度與穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度之差、以及當(dāng)前的切入量與穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度下的切入量之差中的至少一個(gè)。
10.一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，所述振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；以及判定單元，其對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，當(dāng)采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。
11.一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，所述振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；速度變動(dòng)控制單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及判定單元，其對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是否采用上述指令，在采用上述指令的情況下，根據(jù)上述指令使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。
12.—種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；速度變動(dòng)控制單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及判定單元，其對基于上述振動(dòng)檢測單元的檢測值、預(yù)定的設(shè)定值、以及/或者根據(jù)檢測值或設(shè)定值計(jì)算出的當(dāng)前值與預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的判定基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且，根據(jù)其比較結(jié)果判定是采用上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度還是采用上述指令，根據(jù)其判定結(jié)果來控制上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10 12中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，具備顯示單元，其進(jìn)行包含產(chǎn)生了顫振的意思的顯示。
14.一種振動(dòng)抑制方法，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制方法的特征在于，執(zhí)行以下步驟第1步驟，通過振動(dòng)檢測單元檢測顫振；第2步驟，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，通過穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，并且，通過速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及在選擇了第1控制和第2控制中的某一個(gè)控制而執(zhí)行了該控制之后，當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)再次檢測出顫振時(shí)，執(zhí)行第1控制和第2控制中的另一個(gè)控制，該第1控制將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，該第2控制根據(jù)上述指令來變動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度。
15.一種振動(dòng)抑制裝置，其在具備用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床中，抑制在使上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的顫振，該振動(dòng)抑制裝置的特征在于，具備振動(dòng)檢測單元，其用于檢測顫振；穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算單元計(jì)算用于抑制該顫振的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度；速度變動(dòng)控制單元，當(dāng)檢測出顫振時(shí)，該速度變動(dòng)控制單元生成用于使旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)變動(dòng)參數(shù)而變動(dòng)的指令，該變動(dòng)參數(shù)包含輸入或者預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度、振幅以及周期；以及判定單元，其在選擇了第1控制和第2控制中的某一個(gè)控制而執(zhí)行了該控制之后，當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)再次檢測出顫振時(shí)，執(zhí)行第1控制和第2控制中的另一個(gè)控制，該第1控制將上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變更為上述穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，該第2控制根據(jù)上述指令來使上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)。
全文摘要
振動(dòng)抑制方法以及振動(dòng)抑制裝置。本發(fā)明的課題是提供一種振動(dòng)抑制方法以及振動(dòng)抑制裝置，其能夠準(zhǔn)確采用有效抑制顫振的抑制控制，換言之，其不會(huì)繼續(xù)采用沒有效果的抑制控制。作為解決手段，當(dāng)在振動(dòng)檢測裝置(11)中檢測出“顫振”時(shí)，在穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算裝置(12)中計(jì)算穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度，并且，在判定裝置(14)中判定所計(jì)算出的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度是否對抑制“顫振”有效，即，判定穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度是否包含于所謂高速區(qū)域，根據(jù)其判定結(jié)果將旋轉(zhuǎn)軸(3)的旋轉(zhuǎn)速度變更為穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度。因此，能夠防止以不能有效抑制“顫振”的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)速度繼續(xù)進(jìn)行加工。
文檔編號(hào)B23Q15/12GK102554692SQ201110325458
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者上野浩 申請人:大隈株式會(huì)社