机床的振动抑制装置和振动抑制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机床的振动抑制装置和振动抑制方法，其可以求出准确的最佳旋转速度、且能够缩短从产生颤振到计算出最佳旋转速度为止的时间。作为解决手段，振动抑制装置（１０）具有：振动传感器（２ａ～２ｃ），其用于检测旋转中的旋转轴（３）中的时域的振动加速度；和控制装置（５），其根据由该振动传感器（２ａ～２ｃ）所检测出的时域的振动加速度，计算颤振频率和该颤振频率下的旋转轴（３）的频域的振动加速度，并且，在所计算出的频域的振动加速度超过规定阈值的情况下，根据规定参数计算最佳旋转速度，使旋转轴（３）以所计算出的最佳旋转速度进行旋转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在一边使工具或工件旋转一边进行加工的机床中，用于 抑制在加工中产生的振动的振动抑制装置和振动抑制方法。
技术介绍
以往，例如有如下的机床使工件支承在可以旋转的主轴上， 一边 相对于工件进给工具， 一边对工件实施加工。在该机床中，当切削加工 的切入量大到必要以上时，在加工中产生所谓的"颤振"，存在使加工面 的精加工精度恶化的问题。此时，尤其成为问题的是自激振动即"再生 型颤振"，为了抑制该"再生型颤振"，如专利文献l、 2所记载的那样， 公知有如下技术在进行加工时，求出工具或工件等产生"颤振"的系 统的固有振动频率和加工中的颤振频率，把旋转速度设为将固有振动频 率或颤振频率乘以60倍并除以工具刃数和规定整数而得到的值(以下， 设利用该方法计算出的旋转速度为稳定旋转速度)即可。而且，为了求出产生"颤振"的系统的固有振动频率，如专利文献 1所记载的那样，公知有如下方法对工具或工件进行脉冲励振来测定振 动频率，由此求出"固有振动频率"。并且，为了求出加工中的颤振频率， 如专利文献2所记载的那样，公知有如下方法在旋转中的工具或工件 附近配置声音传感器，根据在加工中利用声音传感器所检测出的振动频 率来求出"颤振频率"。专利文献1日本特开2003-340627号公报专利文献2日本特表2001-517557号公报但是，在上述专利文献1的方法中，在求出"固有振动频率"时， 需要高价的脉冲装置，所以具有成本高的问题。并且，专利文献1的励 振方法不仅需要高度的技术，而且，加工前测定的"固有振动频率"和加工中的"固有振动频率"不一定一致，所以，也具有难以获得准确的 最佳旋转速度这样的实用性差的问题。另一方面，在上述专利文献2的方法中，分析声音传感器所检测的 旋转音等来获得"颤振频率"，但是，通过旋转音等的分析所计算出的"颤 振频率"和最佳旋转速度的"颤振频率"之间存在差异，所以，与上述 专利文献1的方法同样，难以获得准确的最佳旋转速度。即，在根据旋 转音等计算"颤振频率"的情况下，在检测出相当于"颤振"的振动频 率后，进而实施几次的加工和测定，渐近地求出"颤振频率"，所以，从 检测出"颤振"后到计算出最佳旋转速度为止需要时间，其结果，存在 在加工面上残留因高频振动引起的痕记的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述问题而完成的，提供一种可以求出准确的 最佳旋转速度、且能够縮短从产生颤振到计算出最佳旋转速度为止的时 间的振动抑制装置和振动抑制方法。为了达成上述目的，本专利技术中第一方面所述的专利技术是一种机床的振 动抑制装置，其在具有用于使工具或工件旋转的旋转轴的机床中，用于 抑制使所述旋转轴旋转时产生的颤振，其特征在于，该振动抑制装置具 有检测旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测单元；运算单元，其根 据由该检测单元所检测出的时域的振动，计算颤振频率和该颤振频率下 的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的振动超过规定阈值的情 况下，根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋转轴的最佳旋转速度； 以及旋转速度控制单元，其用于使所述旋转轴以由该运算单元所计算出 的最佳旋转速度进行旋转。并且，本专利技术中第十二方面所述的专利技术是一种机床的振动抑制方法， 该机床具有用于使工具或工件旋转的旋转轴，其特征在于，该振动抑制 方法通过执行以下步骤，来抑制使所述旋转轴旋转时产生的颤振检测 旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测步骤；运算步骤，根据在所述检 测步骤中所检测出的时域的振动，计算颤振频率和该颤振频率下的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的振动超过规定阈值的情况下，根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋转轴的最佳旋转速度；以及控 制步骤，使所述旋转轴以在所述运算步骤中所计算出的最佳旋转速度旋 转。另外，本专利技术中的"振动"包含振动加速度、振动引起的位移以及 振动引起的声压等。根据本专利技术，根据实际在旋转的旋转轴上产生的"颤振"，计算最佳 旋转速度，所以，能够立即计算出更准确的最佳旋转速度，而且，能够 将计算出的最佳旋转速度立即应用在旋转轴的旋转中。因此，能够有效抑制在旋转轴上产生的"颤振"，能够发挥以下效果能够高质量地确保 加工面的精加工精度，抑制工具磨损、防止工具缺损等。附图说明图1是示出方式1的振动抑制装置的框结构的说明图。图2是从侧面示出成为振动抑制对象的旋转轴机架的说明图。图3是从轴向示出旋转轴机架的说明图。图4是示出时域的振动加速度的傅立叶解析结果的一例的说明图。 图5是示出最佳旋转速度的运算所需要的系数和k值、相位的关系 的一例的说明图。图6是颤振抑制控制的流程图。 图7是方式2的颤振抑制控制的流程图。 图8是方式3的颤振抑制控制的流程图。 图9是示出现有的颤振抑制效果的曲线图。 图10是示出方式3的颤振抑制效果的曲线图。具体实施例方式下面，根据附图说明本专利技术的一个实施方式的振动抑制装置。 图1是示出振动抑制装置10的框结构的说明图。图2是从侧面示出8成为振动抑制对象的旋转轴机架1的说明图，图3是从轴向示出旋转轴机架l的说明图。振动抑制装置10是用于抑制在旋转轴3上产生的"颤振"的装置， 该旋转轴3可以绕C轴旋转地装配在旋转轴机架1上，该振动抑制装置 10具有振动传感器(检测单元)2a 2c，其用于检测在旋转中的旋转 轴3上产生的时域的振动加速度；和控制装置(运算单元以及旋转速度 控制单元)5，其根据该振动传感器2a 2c检测出的检测值，来控制旋 转轴3的旋转速度。如图2和3所示，振动传感器2a 2c安装在旋转轴机架1上， 一个 振动传感器相对于其他振动传感器检测直角方向上的时域的振动加速度 (指时间轴上的振动加速度)(例如利用振动传感器2a 2c分别检测正 交的X轴、Y轴、Z轴方向上的时域的振动加速度)。另一方面，控制装置5具有FFT运算装置6，其根据由振动传感器 2a 2c所检测出的时域的振动加速度进行解析；参数运算装置7，其根 据由该FFT运算装置6所计算出的值进行最佳旋转速度的计算等；以及 NC装置8，其控制旋转轴机架l处的加工，控制装置5进行FFT运算装 置6的如后所述的解析以及旋转轴3的旋转速度的监视。这里，根据图4 图6说明控制装置5中的"颤振"的抑制控制。 图4是示出时域的振动加速度的傅立叶解析结果的一例的说明图，图5 是示出最佳旋转速度的运算所需要的系数和k值、相位的关系的一例的 说明图。并且，图6是示出"颤振"的抑制控制的流程图。首先，在FFT运算装置6中，进行旋转中始终检测的振动传感器2a 2c中的时域的振动加速度的傅立叶解析(Sl)，计算图4所示的旋转轴3 的频率(颤振频率)和该频率下的旋转轴3的频域的振动加速度(指频 率轴上的振动加速度)(S2)。另外，进行上述时域的振动加速度的傅立 叶解析时，取得多个模式的表示频率和频域的振动加速度之间的关系的 图4那样的波形。因此，在本方式1中，使用频域的振动加速度的值为 最大的波形，进行以下控制。接着，在参数运算装置7中，进行在上述FFT运算装置6中所计算9出的频域的振动加速度和预先设定的规定阈值之间的比较(S3)，在计算 出的频域的振动加速度超过规定阈值的情况(例如检测出图4中的频域 的振动加速度值4的情况)下，在旋转轴3上产生应该抑制的"颤振"， 通过以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床的振动抑制装置，其特征在于，该振动抑制装置具有：用于使工具或工件旋转的旋转轴；检测旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测单元；运算单元，其根据由所述检测单元所检测出的时域的振动，计算颤振频率和该颤振频率下的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的振动超过规定阈值的情况下，根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋转轴的最佳旋转速度；以及旋转速度控制单元，其用于使所述旋转轴以由所述运算单元所计算出的最佳旋转速度进行旋转，该振动抑制装置抑制使所述旋转轴旋转时产生的颤振。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木教和，社本英二，稻垣浩，
申请(专利权)人：大隈株式会社，国立大学法人名古屋大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]