振动分析装置制造方法及图纸

一种振动分析装置，计算在利用机床对工件进行加工的期间中产生的振动的周期，具备切线速度计算部，该切线速度计算部使用驱动轴的位置信息来计算加工点在移动路径的切线方向的速度。振动分析装置具备移动距离计算部，该移动距离计算部使用切线方向的速度来计算加工点在移动路径上的第一移动距离。振动分析装置具备振动周期计算部，该振动周期计算部基于预先测定出的工件的条纹边界间隔和加工点的第一移动距离来计算与条纹边界对应的振动周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算工具相对于工件的振动的周期的振动分析装置。
技术介绍
机床能够一边使工件(被加工物)和工具中的至少一方沿规定的驱动轴移动一边进行加工。即，机床能够一边使工件与工具的相对位置发生变化一边进行加工。在加工期间中，工具相对于工件的相对位置发生变化，因此优选的是，作业者能够掌握工具相对于工件的速度等加工状态。在日本专利第5302371号公报中公开了具备以下功能的机床的数值控制装置：以工具的移动距离为基准来显示机床的驱动轴和工具的代表点的速度的物理数据的功能。公开了以下内容：在该装置中，将作为时间的函数的物理数据变换为作为移动距离的函数的物理数据，由此即使在速度等不同的加工条件下也能够在相同的加工位置对物理数据进行比较。在工件的加工期间中，在工具与工件相接触的状态下工具相对于工件的相对位置发生变化。此时，安装于机床的装置的振动有时会传递到保持着工具的主轴头、保持着工件的工作台。因此，有时工件、工具发生振动。例如，存在安装于逆变器等的风扇电动机发生振动的情况。或者，存在从机床的外部的机械传递振动的情况。当由于这样的从振动源传递的振动而工具、工件发生振动时，有时在工件的加工面上产生条纹图案。即，有时以规定的间隔产生条纹边界(日语：縞目)。这种条纹是依赖于工具相对于工件的振动周期、工具相对于工件的相对速度而形成的。优选的是，作业者也能够掌握成为产生条纹的原因的振动的周期。然而，存在机床一边使工具相对于工件的相对速度发生变化一边进行加工的情况。在加工期间中，加工点的速度发生变化。在该情况下，存在如下问题：条纹边界的间隔不均匀，难以计算工具相对于工件的振动的周期。
技术实现思路
本专利技术的振动分析装置是计算在利用机床对工件进行加工的期间中工具相对于工件振动时的振动周期的振动分析装置。振动分析装置具备位置信息获取部，该位置信息获取部以时间序列获取驱动轴的位置信息。振动分析装置具备：切线速度计算部，其使用位置信息来计算加工点在移动路径的切线方向的速度；以及移动距离计算部，其使用切线方向的速度来计算加工点在移动路径上的第一移动距离。振动分析装置具备条纹边界间隔获取部，该条纹边界间隔获取部获取预先测定出的工件的条纹边界的间隔。振动分析装置具备振动周期计算部，该振动周期计算部基于条纹边界的间隔和加工点的第一移动距离来计算与条纹边界对应的振动周期。在上述专利技术中，振动周期计算部能够基于至少两个条纹边界的间隔来计算加工点的第二移动距离。振动周期计算部能够计算第一移动距离与第二移动距离的互相关函数，基于互相关函数来计算与条纹边界对应的振动周期。在上述专利技术中，振动周期计算部能够计算互相关函数与第一移动距离的自相关函数的相关比。振动周期计算部能够计算相关比最接近1的振动周期来作为与条纹边界对应的振动周期。在上述专利技术中，振动周期计算部能够基于第一移动距离的自相关函数、第二移动距离的自相关函数以及互相关函数来计算归一化互相关函数的值。振动周期计算部能够计算归一化互相关函数的值最接近1的振动周期来作为与条纹边界对应的振动周期。在上述专利技术中，振动周期计算部能够基于至少两个条纹边界的间隔来计算加工点的第二移动距离。振动周期计算部能够计算第一移动距离与第二移动距离之差最小的振动周期来作为与条纹边界对应的振动周期。在上述专利技术中，振动周期计算部能够计算在多个点上第一移动距离与第二移动距离之差的平方的累加值。振动周期计算部能够计算累加值最小的振动周期来作为与条纹边界对应的振动周期。附图说明图1是实施方式中的机床的概要立体图。图2是实施方式中的机床的框图。图3是说明工件的表面上产生的条纹图案的概要图。图4是说明工件的表面上产生的条纹边界的间隔的概要图。图5是说明工具相对于工件的速度的概要图。图6是实施方式中的控制的流程图。图7是说明移动路径的切线方向的速度的概要图。图8是说明加工点在移动路径上的第一移动距离的概要图。图9是说明条纹边界的间隔的工件的俯视图。图10是说明基于条纹边界的间隔的第二移动距离的概要图。图11是说明与时间相应的第一移动距离和第二移动距离的第一曲线图。图12是说明与时间相应的第一移动距离和第二移动距离的第二曲线图。图13是说明与时间相应的第一移动距离和第二移动距离的第三曲线图。图14是说明与时间相应的第一移动距离和第二移动距离的第四曲线图。图15是说明与时间相应的第一移动距离和第二移动距离的第五曲线图。图16是说明与时间相应的第一移动距离和第二移动距离的第六曲线图。图17是说明最小二乘法的计算方法的曲线图。具体实施方式参照图1至图17来说明实施方式中的振动分析装置。本实施方式的振动分析装置计算在利用机床对工件进行加工的期间中工具相对于工件振动时的振动周期。图1是本实施方式的机床的立体图。在本实施方式中，例示了具有五个驱动轴的数值控制式的机床1来进行说明。机床1具备基台7和工作台2，工件W固定于工作台2。机床1具备固定于基台7的支柱3。机床1具备相对于支柱3沿箭头93所示的方向移动的支承构件6和被支承构件6支承的头4。工具8被头4支承。机床1包括驱动装置，该驱动装置使工具8相对于工件W的相对位置和姿势发生变化。本实施方式的驱动装置使基台7沿箭头91所示的X轴的方向移动。驱动装置使工作台2沿箭头92所示的Y轴的方向移动。驱动装置使支承构件6沿箭头93所示的Z轴的方向移动。并且，驱动装置使工具8如箭头94所示那样相对于头4绕A轴转动。驱动装置使头4如箭头95所示那样相对于支承构件6绕B轴转动。本实施方式的机床1形成为作为旋转轴的A轴的轴线与B轴的轴线相交。本实施方式中的驱动装置通过由三个直动轴(X轴、Y轴以及Z轴)和两个旋转轴(A轴和B轴)构成的驱动轴来控制工具8相对于工件W的相对位置和姿势。而且，一边利用驱动装置来改变工具8相对于工件W的相对位置和姿势一边对工件W进行加工。作为驱动装置，不限于该方式，能够采用能够改变工具相对于工件的相对位置的任意的装置。本实施方式的工具8是平端铣刀。以使用平端铣刀对工件W进行切削的加工为例来进行说明。作为工具8，不限于平端铣刀，能够采用任意的工具。图2是本实施方式中的机床的框图。驱动装置10包括对各个驱动轴进行驱动的电动机M1～M5。在电动机M1～M5中装备有按规定的周期对各自的驱动轴的实际的位置进行检测的位置检测器11～15。本实施方式的位置检测器11～15由安装于电动机M1～M5的对旋转角度进行检测的编码器构成。机床1具备对驱动装置10进行控制的数值控制装置16以及对工具相对于工件的相对振动的周期进行运算的振动分析装置21。振动分析装置21与数值控制装置16相连接。振动分析装置21形成为能够从数值控制装置16获取期望的信息。数值控制装置16由具有经由总线相互连接的CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)、RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)以及ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)等的运算处理装置构成。此外，数值控制装置16也可以具备振动分析装置21的功能。即，也可以配置具有数值控制装置16和振动分析装置21的功能的运算处理装置。使机床1进行动作的动作程序18是由作业者预先生成的。数值控制装置16包括指令生成部17，该指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动分析装置，计算在利用机床对工件进行加工的期间中工具相对于工件振动时的振动周期，该振动分析装置的特征在于，具备：位置信息获取部，其以时间序列获取驱动轴的位置信息；切线速度计算部，其使用所述位置信息来计算加工点在移动路径的切线方向的速度；移动距离计算部，其使用所述切线方向的速度来计算加工点在移动路径上的第一移动距离；条纹边界间隔获取部，其获取预先测定出的工件的条纹边界的间隔；以及振动周期计算部，其基于所述条纹边界的间隔和加工点的所述第一移动距离来计算与条纹边界对应的振动周期。

【技术特征摘要】
2015.09.11 JP 2015-1801571.一种振动分析装置，计算在利用机床对工件进行加工的期间中工具相对于工件振动时的振动周期，该振动分析装置的特征在于，具备：位置信息获取部，其以时间序列获取驱动轴的位置信息；切线速度计算部，其使用所述位置信息来计算加工点在移动路径的切线方向的速度；移动距离计算部，其使用所述切线方向的速度来计算加工点在移动路径上的第一移动距离；条纹边界间隔获取部，其获取预先测定出的工件的条纹边界的间隔；以及振动周期计算部，其基于所述条纹边界的间隔和加工点的所述第一移动距离来计算与条纹边界对应的振动周期。2.根据权利要求1所述的振动分析装置，其特征在于，振动周期计算部基于至少两个所述条纹边界的间隔来计算加工点的第二移动距离，计算所述第一移动距离与所述第二移动距离的互相关函数，基于所述互相关函数来计算与条纹边界对应的振动周期。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川肇，手塚淳一，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP