颤振检测方法技术

一种颤振检测方法，对于测量出的振动，使用通过傅里叶分析运算所希望的n个频率下的相位的颤振判定装置，检测非加工运转时检测出的多个相位的偏差、即基准相位偏差值σK1～σKn与加工运转时检测出的多个相位的偏差、即相位偏差值σ1～σn。当σKi-σi比判定值(TK)小时，判定为产生了频率i的颤振。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在利用机床加工工件时所产生的颤振的检测方法。
技术介绍
为了抑制颤振，重要的是要知道颤振的发生及其频率。作为，日本特开2000-210840号公开了一种基于频率来判定颤振的有无的技术。另外，日本特开2000-233368号公开了一种基于振动的大小与一定时间内的振动的变化程度来判定颤振的有无的技术。在日本特开2000-210840号中，通过对预先存储的基准振动与颤振 的频率进行比较来检测颤振，但由于产生的颤振的频率根据各种工具与工件的组合发生变化，因此在产生了未能预测到的频率的颤振的情况下，存在不能检测出的可能性。在日本特开2000-233368号中虽然是基于振动的大小与一定时间内的振动的变化的程度来检测颤振，但振动的大小会根据加工条件、工具的刀尖状态发生变化，因此存在颤振的检测不稳定的可能性。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而提出，目的在于提供一种能够可靠地检测出颤振的。根据本专利技术的实施例的一个特征，根据多个振动的相位差来判定是否产生颤振并进行检测。根据本专利技术的实施例的另一特征，对于振动的相位差，通过利用第I工序与第2工序的测量时刻差在短时间内运算准确的相位差，从而在短时间内检测准确的颤振。根据本专利技术的实施例的另一特征，以工件或者工具处于旋转中、且未进行加工时的振动等级为基准来判定加工中的振动等级，从而能够准确地判定与加工相关联地产生的颤振的检测。附图说明本专利技术的上述以及进一步的目的、特征以及优点通过后面的结合附图对具体实施例的具体说明会变得更加显著，其中相似的附图标记代表相似的元件，其中图I是表示机床与颤振检测装置的整体图。图2是表示持续的振动与零散产生的振动的概念的图。图3是表示相位差运算的概念的图。图4是表示相位差的偏差的概念的图。图5是表示的所有工序的流程图。图6是表不相位偏差检测工序的流程图。具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。如图I所示，机床I使主轴3与工件4相对运动来进行希望的加工，其中，主轴3将工具2以能够旋转的方式加以保持。主轴2的旋转、进给等运动控制由NC装置6控制。在主轴3上具有检测振动的振动传感器5，振动传感器5的输出被输出至颤振检测装置8。在颤振检测装置8的内部具有进行傅里叶分析的FFT运算装置81、运算相位差的相位差运算装置82、和判定颤振的产生的有无的颤振判定装置83。对颤振的检测方法进行说明。以使用旋转工具的加工为例，对加 在加工中同时产生各种频率的振动，即使同一频率的振动也由于其产生原因的不同，存在持续振动的情况和间歇产生的情况。(a)的振动W1是持续的振动，(b)的振动W2、W3、W4是间歇产生的振动。在振动的原因持续的情况下振动持续，在振动的原因间歇的情况下振动间歇，振幅也有偏差。持续的振动有因旋转工具的不平衡而引起的振动；在使用了滚动轴承的主轴的情况下因轴承的滚珠数所致的振动；由于由工具的刀刃数与工具旋转速度所决定的切削刃的周期导致的振动；和再生型颤振等。作为间歇的振动有由于工件的硬度变化、冷却液的供给变动、切削的变动、或外界干扰弓I起的振动等。颤振为从持续的振动中除去工具2也在旋转中、且工件4未被加工时产生的振动后的振动的可能性高。基于图2、图3对是否为持续振动的振动的判定方法进行说明。在图2中，在持续的振动W1的情况下，若知道振动测量开始时的振动的相位，则可以利用振动周期来推测时间h后的相位。该推测出的相位与时间h后实际测出的相位相同。但是，在间歇的振动中由于振动W2与W4相互独立、没有关联，因此根据振动W2的相位推测出的时间^后的相位与时间后实际测出的相位W4的相位不同的可能性高。利用该特性来进行是否是持续的振动的判定。基于图3说明具体的判定方法。将测量开始时的振动W1的相位设为Otl，将时间tl后测量出的振动的相位设为O1，将振动周期设为1\。这里，若在2^1以内表示相位差，则在持续的振动的情况下，h后的相位变为Q为2 与U1Zt1)的小数部分相乘的值。若^后测量出的振动的相位O1与OfQ相同，则该振动被视为持续振动，若具有一定的差O s，则被视为间歇振动。在基于I次测量所进行的判定中，有可能偶然地发生OJQ与O1的差较小的情况。在该情况下有可能发生错误判定。因此，如图4所示那样，在多个时刻Wt3进行振动W2、W3、W4的测量，将其与能够根据初始测量出的相位预测到的波形Wtlh的相位相比较，并且比较各时刻的相位差Os，从而可以避免由于偶然一致而导致的误差，提高可靠性。该情况下的判定，需要运算多个相位差fI3si fI3s3的偏差程度，若偏差值在基准值以下，则视为持续振动，若在基准值以上，则视为间歇振动。关于偏差值可使用标准偏差。等。这里，在图4中，为了简化，对设定了振动周期T1的整数倍的时间Wt3的情况进行了表示。在实际的测量中，由于对合成有各种频率的振动进行测量，因此可以通过傅里叶分析按不同的振动的频率运算相位，从而得以对希望的范围的频率的振动进行上述的振动的相位判定。并且，由于随着加工而产生颤振，因此可以不进行实际加工而是与加工时同样地使机床I运转，并记录此时的各频率下的振动的相位偏差，通过与实际加工时的振动的相位偏差相比较，能够可靠地进行颤振的判定。如果存在加工时的偏差相对于非加工时的偏差在规定值以上的小的振动，则判定为产生了该频率的颤振。以下，基于图5、图6的流程图来说明检测颤振的工序。图5是表示对频率为I n的n个振动，通过比较非加工时与加工时的相位的偏差来进行是否产生颤振的判定的、的所有工序的流程图。首先进行与加工时同样的动作，开始工具不对工件进行加工的空运转(dry run 空运转)(SI)。实施相位偏差检测工序(随后基于图6说明详细内容)(S2)。将S2中运算出的相位偏差的标准偏差作为基准相位偏差(O Ic1 O kn)记录(S3)。开始加工运转(S4)。 实施加工时相位偏差检测工序(S5)。将S5中运算出的加工时相位偏差作为加工时相位偏差值(O工 on)记录(S6)。将计数器C2的值设为0 (S7)。对计数器C2加I (S8)。对于频率C2，判定相位偏差的差是否比允许值TK大(O kC2- O02^TK )。若O kC2- o C2彡TK,则移向S11，否则，移向S10(S9)。当并非okC2-oC2彡TK时，输出为产生了频率C2的颤振(SlO)。判定n个频率的判定是否结束。如果C2 = n，则为结束，否则，移向S8。图6是相位偏差检测工序的流程图，在第I工序之后，使用通过反复进行m次第2工序以及第3工序测量出的数据，运算所希望的频率范围内的振动的相位偏差的值、即标准偏差O。首先利用振动测量传感器测量振动(SI)。通过傅里叶分析运算所希望的n个频率与每个频率的相位(S2)。将与n个频率对应的相位记录为Oltl Ontl (S3)。将计数器C的值设为0(S4)。等待规定的待机时间ti(S5)。对计数器C加1(S6)。利用振动测量传感器测量振动(S7)。通过傅里叶分析运算n个频率与每个频率的相位(S8)。将与n个频率对应的相位记录为第C个数据(S9)。运算并记录与n个频率对应的相位差Ois。 ①矹。具体而言，按各个频率运算n个相位差，该相位差是将具有第I工序中记录的相位％的I个波长的波形向时间轴方向延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.10 JP 2011-0524601.一种颤振检测方法，是检测在使用工具加工工件时是否产生了颤振的方法，其特征在于， 当在第I相位偏差检测工序中运算出的第I相位偏差值与在第2相位偏差检测工序中运算出的第2相位偏差值的差在规定值以上时，则判定为产生了颤振， 所述第I相位偏差检测工序与所述第2相位偏差检测工序由下述工序构成，即 第I工序，测量振动，进行时域振动的傅里叶分析，来算出频域的频率下的相位； 第2工序，在从所述第I工序经过规定时间后测量振动，进行时域振动的傅里叶分析，来算出频域的频率下的相位；...

【专利技术属性】
技术研发人员：沖田俊之，棚濑良太，松永茂，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：