专利名称：振动抑制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及振动抑制装置，用于在使工具或者工件旋转来进行加工的工作机械中，抑制在加工中产生的颤振。
背景技术：
过去，例如在使工具旋转来对工件的表面进行磨削加工的工作机械中，由于工具的刚性较低等原因，有时在加工中产生颤振。因此，本申请人提出了一种振动抑制装置(例如，专利文献1和专利文献2中记载的振动抑制装置)，当在加工中检测到产生颤振时，计算该颤振的颤振频率，同时使用该颤振频率计算能够抑制颤振的稳定旋转速度，将工具的旋转速度变更为稳定旋转速度。另一方面，也提出了如专利文献3记载的技术，判定被加工物的颤振是再现型颤振还是强制颤振，并自动进行适合于各种颤振的振动抑制处理。专利文献1日本特开2007-44852号公报专利文献2日本特开2008-290118号公报专利文献3日本特开2000-210840号公报但是，专利文献1和专利文献2记载的振动抑制装置毕竟是在检测到颤振后变更为稳定旋转速度，因而当在使工具的旋转停止一次后再次使工具旋转而开始加工的情况下，需要执行如下控制以加工开始时的指令旋转速度使工具旋转，并通过颤振的检测来变更为稳定旋转速度。因此，存在如下问题每当开始加工时，在工件的表面等产生因颤振而造成的振痕，使得加工效率恶化，加工面精度变差等。另一方面，在专利文献3的方法中，根据预先存储的基准频率进行处理，因而能够在固有振动数不变的情况下发挥效果。但是，当在加工暂且结束后再次进行加工时，把持工具的支架不同，将工具把持在支架上时的紧固力不同，进而刚性由于旋转轴的发热等而变化，使得固有振动数变化，因而存在不能利用预先存储的基准频率的情况。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，提供一种振动抑制装置，能够从加工开始时起不产生一次颤振而结束加工。为了达到上述目的，本发明中的第一发明提供一种振动抑制装置，用于在具有使工具或者工件旋转的旋转轴的工作机械中抑制产生于所述旋转轴的颤振，其特征在于，所述振动抑制装置包括检测单元，其检测所述颤振的产生；运算单元，其根据所述检测单元的检测值来计算能够抑制所述颤振的稳定旋转速度；旋转速度控制单元，其控制所述旋转轴的旋转速度；以及存储单元，其将所述运算单元计算出的稳定旋转速度与包含该稳定旋转速度的旋转速度范围对应存储，在使所述旋转轴旋转而开始加工时，在输入作为所述旋转轴的旋转速度的指令旋转速度后，所述运算单元判断所述指令旋转速度是否包含在所述旋转速度范围中，当包含在所述旋转速度范围中的情况下读出所述稳定旋转速度，用该稳定旋转速度取代所述指令旋转速度而输出给所述旋转速度控制单元，以所述稳定旋转速度开始加工。第二发明的特征在于，在第一发明中，在以所述读出的稳定旋转速度进行加工的过程中，当所述检测单元检测到颤振的产生时，所述运算单元根据与此次检测到的颤振有关的检测值来计算新的稳定旋转速度，并命令所述旋转速度控制单元将所述旋转轴的旋转速度变更为所述新的稳定旋转速度，同时将所述新的稳定旋转速度与所述旋转速度范围对应地存储在所述存储单元中，在下一次输入了包含在所述旋转速度范围中的指令旋转速度的情况下，将所述新的稳定旋转速度输出给所述旋转速度控制单元。第三发明的特征在于，在第一或者第二发明中，所述检测单元检测与所述旋转轴的旋转相伴随的时域振动，并且根据所述时域振动求出所述旋转轴的频率和该频率的频域振动加速度，将所述频域振动加速度与预定的阈值进行比较，在所述频域振动加速度超过所述预定的阈值时判定为产生颤振，并且所述运算单元将判定为产生所述颤振时的所述频域振动加速度存储在所述存储单元中。第四发明的特征在于，在第一 第三发明的任意一项发明中，所述运算单元根据所述检测单元的检测值来计算能够抑制所述颤振的多个稳定旋转速度，将其中包含在所述旋转速度范围中的稳定旋转速度和不包含在所述旋转速度范围中的稳定旋转速度一起存储在所述存储单元中。为了达到上述目的，第五发明提供一种振动抑制装置，用于在具有使工具或者工件旋转的旋转轴的工作机械中抑制产生于所述旋转轴的颤振，其特征在于，所述振动抑制装置包括检测单元，其检测所述颤振的产生；旋转速度变更单元，其变更所述旋转轴的旋转速度；履历控制单元，当在由所述旋转速度变更单元变更后的所述旋转速度下所述振动检测单元没有检测到所述颤振的产生的情况下，使存储装置成对地存储变更前后的所述旋转速度；以及旋转速度置换单元，在使所述旋转轴旋转而开始加工时，在所命令的所述旋转速度与由所述履历控制单元存储在所述存储装置中的变更前的所述旋转速度相同的情况下，取代该旋转速度而以与其成对的变更后的所述旋转速度使所述旋转轴旋转。第六发明的特征在于，在第五发明中，旋转速度变更单元以10%以下的倍率进行旋转轴的旋转速度的变更。根据本发明，由于以与指令旋转速度相比产生“颤振”的可能性较小的旋转速度开始加工，因而不产生一次“颤振”而结束加工的可能性比较大，能够加工成不会残留颤振振痕的高精度的加工面，能够实现加工效率和加工面精度的提高。并且，根据第二发明，在以稳定旋转速度进行加工的过程中也检测“颤振”的产生， 在检测到“颤振”时计算新的稳定旋转速度，以该新的稳定旋转速度继续加工，同时在下一次加工时采用新的稳定旋转速度替代指令旋转速度，因而能够更有效地抑制“颤振”。另外，根据第三和第四发明，将作为“颤振”而检测到的频域振动加速度的最大值和旋转速度范围外的稳定旋转速度也存储在存储单元中，通过参照这些速度的履历，能够容易掌握加工条件变更的履历。因此，能够管理条件变更，推算工具磨损，并预测工具的寿命。并且，根据第六发明，能够容易进行旋转速度的微小调整。
图1是表示方式1的振动抑制装置的框图结构的说明图。图2是从侧面示出作为方式1的作为振动抑制对象的旋转轴壳体的说明图。图3是从轴向示出方式1的旋转轴壳体的说明图。图4是表示由方式1的振动抑制装置进行的“颤振”的振动抑制控制的流程图。图5是用表形式来示出在方式1的存储单元中存储的稳定旋转速度和频率区域的振动加速度的最大值等的说明图。图6是表示方式1的时间区域的振动加速度的傅立叶分析结果的一例的说明图。图7是表示方式2的振动抑制装置的框图结构的说明图。图8是方式2的振动抑制控制的流程图。图9是表示方式2的旋转速度及振动加速度与时间之间的关系的说明图。图10是表示方式2的振动加速度与旋转速度之间的关系的说明图。图11是方式2的脉冲信号发生器的说明图。图12是方式2的角度位置检测器的说明图。图13是方式2的显示装置和操作装置的说明图。图14是表示方式2的旋转速度的可变范围的说明图。标号说明1旋转轴壳体；h、2b、2c振动传感器(检测单元)；3旋转轴；5控制装置；10振动抑制装置；11振动检测单元(检测单元)；12运算单元；13存储单元；14NC装置(旋转速度控制单元)；21立式加工中心；22主轴头；23主轴；对工具；26工件；27振动传感器；100 振动抑制装置；111控制装置；112NC装置；113运算装置；114存储装置；115显示装置；116 操作装置；117监视器；118操作按钮；119操作键；31、32时间轴波形；33标识器；40脉冲信号发生器；50角度位置检测器；51倍率调节旋钮。
具体实施例方式下面，根据附图详细说明作为本发明的一个实施方式的振动抑制装置。[方式1]图1是表示振动抑制装置10的单元结构的说明图。图2是从侧面示出作为振动抑制的对象的旋转轴壳体1的说明图，图3是从轴向示出旋转轴壳体1的说明图。振动抑制装置10用于抑制产生于旋转轴3的“颤振”，该旋转轴3设于旋转轴壳体1并能够围绕C轴旋转，振动抑制装置10具有振动传感器加 2C，其检测作为与产生于旋转中的旋转轴3的振动相伴随的特性值的时域振动加速度(表示时间轴上的振动加速度)；以及控制装置5，其对该振动传感器加 2c的检测值进行分析，判断是否产生“颤振”，根据该判断结果来控制旋转轴3的旋转速度。振动传感器加 2c按照图2和图3所示安装在旋转轴壳体1上，一个振动传感器检测相对于另一个振动传感器垂直的方向上的时域振动加速度(例如，安装成通过振动传感器加 2c检测彼此正交的X轴、Y轴、Z轴方向的时域振动加速度)。另一方面，控制装置5具有颤振检测单元11，其通过对由振动传感器加 2c检测的时域振动加速度进行分析，求出频域振动加速度(频率轴上的振动加速度)，根据其最大值超过预定的阈值来检测“颤振”的产生；运算单元12，在检测到颤振时，使用频域振动加速度取最大值时的颤振频率，按照后面叙述的运算公式计算稳定旋转速度；存储单元 13，其存储所计算出的稳定旋转速度；以及NC装置14，其变更旋转轴3的旋转速度，并控制旋转轴壳体1中的加工。另外，关于用于计算稳定旋转速度的工具齿数或开始加工时的指令旋转速度这些加工信息、以及“颤振”检测用的阈值等各种数据，可以由作业者进行输入。在此，按照图4的流程图和图5的表、图6的曲线图等，对由振动抑制装置10进行的“颤振”的振动抑制控制进行说明。首先，在输入指令旋转速度(Si)后，运算单元12判定所输入的指令旋转速度是否在存储于存储单元13中的范围1或者范围2内(S2和S11)。并且，在指令旋转速度在范围1内(在S2判定为是)或者在范围2内(在Sll判定为是)时进入到S3，但是当在范围1内或者范围2内的加工是第1次的情况下，由于在存储单元13中没有存储稳定旋转速度，所以在S3中，运算单元12直接将指令旋转速度输出给NC装置14，在NC装置14的控制下，在旋转轴壳体1中使旋转轴3以指令旋转速度进行旋转，并开始加工(S4)。另一方面， 在指令旋转速度不在范围1内也不在范围2内的情况下(在S2和Sll都判定为否)，运算单元12直接将所输入的指令旋转速度输出给NC装置14 (S12)，按照指令旋转速度进行加工直到加工结束(S13)。另外，在S2和Sll中进行判定所使用的范围是指预定的旋转速度范围，预先将范围1设定为6000min_1 QOOOmirT1，将范围2设定为15000min_1 21000min_1o 并且，该范围1和范围2是包括最频繁地命令的指令旋转速度在内的范围，很少执行上述的 S12或S13，例如限定为诸如低速旋转GOOOmirT1)那样几乎不产生颤振的加工。并且，当在S4中开始加工后，振动检测单元11对在旋转时始终检测的振动传感器 2a 2c的时域振动加速度进行傅立叶分析，分析如图6所示的、旋转轴3的频率与该频率时的旋转轴3的频域振动加速度(频率轴上的振动加速度)之间的关系，同时监视频域振动加速度的最大值(最大加速度)是否超过预先设定的预定阈值，检测“颤振”的产生(S5)。 并且，在频域振动加速度的最大值超过了阈值的情况下(在S5中判定为是)，视为在旋转轴 3中产生了应该抑制的“颤振”，使用作为最大值的旋转轴3的频率(即“颤振频率”，图6中的振动6)，按照下述运算公式(1)计算稳定旋转速度(S6)。稳定旋转速度={60X颤振频率/工具齿数X (k值+1)}……(1)另外，“工具齿数”是指安装于旋转轴3的工具的齿数，假设预先将稳定旋转速度输入到运算单元12中。并且，k值是0以上的整数值，按照1^ = 0、1、2、3、如"的顺序代入来计算稳定旋转速度。并且，在从k = 0起顺序计算的稳定旋转速度中当前的旋转速度在范围1内的情况下，将取范围1内的数值的第1稳定旋转速度以及该第1稳定旋转速度前后的稳定旋转速度(即，在计算第1稳定旋转速度时的k值为k = η的情况下，使用k = η-1和k = n+1 计算出的稳定旋转速度)，按照图5所示的方式存储在存储单元中(S7)。另一方面，在当前的旋转速度在范围2内的情况下，将取范围2内的数值的第2稳定旋转速度以及该第2稳定旋转速度前后的稳定旋转速度(与第1稳定旋转速度同样，在计算第2稳定旋转速度时的k值为k = m的情况下，使用k = m-1和k = m+1计算出的稳定旋转速度)，按照图5所示的方式存储在存储单元13中(S7)。并且，当在Sl中输入的指令旋转速度在范围1内的情况下，将旋转轴3的旋转速度变更为此次计算出的第1稳定旋转速度，当在范围2内的情况下，将旋转轴3的旋转速度变更为此次计算出的第2稳定旋转速度(S8)。另外，在S7中， 如图5所示将超过阈值的频域振动加速度的最大值也存储在存储单元13中。然后，以变更后的稳定旋转速度继续进行加工(S9)，反复进行S5 S8的“颤振” 的检测以及检测时的旋转速度的变更，直到加工结束(S10:是)。因此，每当检测到“颤振” 时，使用该“颤振”的颤振频率，按照运算公式(1)计算新的第1稳定旋转速度或者第2稳定旋转速度，将它们存储在存储单元13中，同时将旋转速度变更为最新的第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)，继续进行加工。并且，如果没有检测到“颤振”，则不变更旋转速度，继续以该稳定旋转速度进行加工。并且，以加工的完成作为结束。另外，在将新的第1稳定旋转速度和第2稳定旋转速度存储在存储单元13中时，不删除此前的第1稳定旋转速度或第2稳定旋转速度等，而是如图5所示附加存储新的第1旋转速度等。并且，该第 1旋转速度等的履历能够显示在未图示的显示单元中，或者输出到纸介质等中。然后，在范围1内或者范围2内的加工是从第2次开始的情况下，在输入指令旋转速度后(Si)，与上述第1次时相同，运算单元12判断所输入的指令旋转速度是否在存储于存储单元13中的范围1或者范围2内(S2和S11)。并且，在指令旋转速度在范围1内时 (S2 是)，不输出指令旋转速度，而是将存储于存储单元13中的第1稳定旋转速度中最新的第1稳定旋转速度输出给NC装置14(S;3)，使旋转轴3以第1稳定旋转速度进行旋转而开始加工(S4)。并且，在指令旋转速度在范围2内时(Sll 是)，不输出指令旋转速度，而是将存储于存储单元13中的第2稳定旋转速度中最新的第2稳定旋转速度输出给NC装置 14(S;3)，使旋转轴3以第2稳定旋转速度进行旋转而开始加工(S4)。并且，在加工开始后，与上述第1次的加工一样，反复进行S5 S8的“颤振”的检测以及检测时的旋转速度的变更一直到加工结束，尽管使旋转轴3以第1稳定旋转速度或第2稳定旋转速度进行旋转，但是在诸如检测到“颤振”的情况下，使用该“颤振”的颤振频率，按照运算公式(1)计算新的第1稳定旋转速度或者第2稳定旋转速度，并存储在存储单元13中，同时将旋转速度变更为此次计算出的新的第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)而继续进行加工。根据执行如上所述的振动抑制控制的振动抑制装置10，当在开始加工时输入了指令旋转速度时，如果该指令旋转速度在范围1内或者范围2内，则将指令旋转速度变更为在前次加工时计算出的第1稳定旋转速度或者第2稳定旋转速度，使旋转轴3以该第1稳定旋转速度或者第2稳定旋转速度进行旋转而开始加工。因此，以与指令旋转速度相比产生 “颤振”的可能性较小的稳定旋转速度开始加工，因而不产生一次“颤振”而结束加工的可能性比较大，能够加工成不会残留颤振振痕的高精度的加工面，能够实现加工效率和加工面精度的提高。并且，在以第1稳定旋转速度或者第2稳定旋转速度进行加工时也检测是否产生 “颤振”，在检测到产生“颤振”的情况下，计算新的第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)，使以该新的第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)继续加工，同时将该新的第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)存储在存储单元13中，在下次开始加工时， 以该新的第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)开始加工。因此，能够更有效地抑制“颤振”。另外，在存储单元13中不仅存储最新的第1稳定旋转速度，也存储此前的第1稳定旋转速度等，同时也存储作为“颤振”而检测到的频域振动加速度的最大值和范围1外或者范围2外的稳定旋转速度(即，使用上述k = n-1等计算的旋转速度)，因而通过参照这些速度的履历，能够容易掌握加工条件变更的履历。因此，能够管理条件变更，推算工具磨损，并预测工具的寿命。另外，本发明的振动抑制装置不受上述实施方式的任何限制，根据需要能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当变更检测单元、控制装置、以及控制装置中与振动抑制的控制等相关的结构。例如，在上述实施方式中构成为，在第1次加工时直接输出范围1内或者范围2内的指令旋转速度，但也能够构成为通过脉冲施振来求出机械系统的动特性，并形成稳定临界线图等，预先求出第1稳定旋转速度和第2稳定旋转速度并存储在存储单元13中，在第 1次时，在S3中也将指令旋转速度变更为该第1稳定旋转速度(或者第2稳定旋转速度)。并且，在上述实施方式中构成为，利用振动传感器检测旋转轴的振动加速度，但也能够构成为检测因振动而形成的旋转轴的位移或声压，根据该位移或声压计算最佳旋转速度。另外，也可以在存储第1稳定旋转速度或第2稳定旋转速度时，适当变更是否存储频域振动加速度的最大值或范围外的稳定旋转速度等，在检测颤振时不仅采用表示频域振动加速度为最大值的波形，也采用频域振动加速度的值为上位的多个(例如3个)波形，实现“颤振”的抑制效果的进一步提高。此外，在上述实施方式中构成为检测工作机械的旋转轴中的振动，但也可以构成为检测不旋转的一侧(固定侧)的振动，并计算最佳旋转速度，并且不限于使工具旋转的加工中心，也能够适用于使工件旋转的车床等工作机械。另外，当然可以根据工作机械的类型、大小等适当变更检测单元的设置位置或设置数量等。[方式2]下面，根据
本发明的另一个方式。图7是简要表示作为工作机械的一例的立式加工中心以及设于立式加工中心的振动抑制装置100的结构图。首先，立式加工中心21是公知的如下结构，即，在设于上方的主轴头22设置围绕 C轴旋转自如的作为旋转轴的主轴23，利用安装在该主轴23上的工具M来加工被设置在下方的加工台25上的工件^，NC装置112根据NC程序来控制主轴23的旋转，同时能够利用未图示的自动工具更换装置自动更换工具24。振动抑制装置100用于抑制产生于主轴23的“颤振”，振动抑制装置100具有振动传感器27，其用于检测产生于旋转中的主轴23的时域振动加速度；以及控制装置111，其根据该振动传感器27的检测值来控制主轴23的旋转速度。振动传感器27的配置与方式 1相同。控制装置111具有作为旋转速度变更单元及旋转速度置换单元的NC装置112， 其控制机械动作；作为检测单元及履历控制单元的运算装置113，其根据由振动传感器27 检测到的时域振动加速度进行傅立叶分析；存储装置114，其存储由运算装置113运算的运算值和颤振的抑制履历等；显示装置115，其显示由运算装置113运算的结果或者基于该结果的计算结果；以及操作装置116，用于由操作者对NC装置112进行输入操作。
根据图8的流程图，对如上所述构成的振动抑制装置100的“颤振”的抑制控制进行说明。首先，在S21中，从操作装置116输入任意的旋转速度而指示加工开始，在S22中， 判断所输入的旋转速度是否存储于存储装置114中、即，是否是所存储的成对的旋转速度中的变更前的旋转速度。由于在第1次加工时没有这种存储，因而在S23中使主轴23以所输入的旋转速度进行旋转而开始加工。在加工中监视从振动传感器27得到的加工中的振动，并利用运算装置113变换为频域的加速度，在S24中将所得到的最大加速度的值与预先设定的阈值进行比较。当在该判定中最大加速度超过阈值的情况下，判定为产生了颤振，在S25中将此时的旋转速度和颤振频率存储在存储装置114中，在幻6中计算使旋转速度和振动状态相关联的结果，将该运算结果显示在显示装置115中。该显示是指实时地显示振动加速度的时间波形、或者随时对振动加速度进行频率分析而得到的波形，由此可知随着旋转速度的变化而形成的振动加速度的增减，例如按照图9所示，将旋转速度的时间轴波形31和振动加速度的时间轴波形32的测定时间彼此对齐并上下排列地进行显示。根据该显示，容易得知各个旋转速度时的振动加速度的大小。或者，也可以按照图10所示，设横轴为旋转速度，设纵轴为振动加速度，将各个旋转速度时的振动加速度相关联地显示为标记33。此时，纵轴所示的振动加速度是时间波形的峰值、或者进行频率分析得到的波形的峰值。因此，操作者在S27中参照显示装置115的显示结果，命令NC装置112变更旋转速度。作为进行该命令的操作装置116，例如可以考虑如图11所示的脉冲信号发生器40， 该脉冲信号发生器40具有脉冲式手柄41，其能够通过旋转操作以最小Imin-I单位连续变更旋转速度；以及倍率调节开关42，其能够按照1倍、10倍、100倍这三种阶段来变更使脉冲式手柄41旋转一个刻度时的变更量。即，能够以将脉冲式手柄41的变更量乘以倍率调节开关42的倍率得到的值来变更当前的旋转速度。或者，也可以使用如图12所示的角度位置检测器50，将当前的旋转速度乘以对倍率(override)调节旋钮51的角度分配的比率(每一刻度变更1 %，右旋增加，左旋减小)， 由此变更当前的旋转角度。另外，也可以如图13所示，使用与具有监视器117的显示装置115并列设置的显示士 士 10%的变更量的操作按钮118、或者与操作按钮118对应设置的操作键119， 根据将对各个操作按钮118或者各个操作键119分配的比率和当前的旋转速度相乘得到的值，变更当前的旋转角度。此时，变更量按照被按下的次数而进行累积，因而在监视器117 上显示当前的旋转速度和变更比率。但是，在利用脉冲信号发生器40或角度位置检测器50、操作按钮118等进行旋转速度的变更的情况下，优选以10%以下的主轴倍率进行旋转速度的变更倍率。这样，如果设为士 10%以下，则能够容易进行旋转速度的微调。并且，在变更旋转速度时，为了安全地进行作业，优选按照图14所示保持旋转轴下限旋转速度61和旋转轴上限旋转速度62、操作者设定的设定下限旋转速度63和设定上限旋转速度64，当前的旋转速度60将旋转轴下限旋转速度61和设定下限旋转速度63中较大者作为下限，将旋转轴上限旋转速度62和设定上限旋转速度64中较小者作为上限，只在该范围内进行旋转速度的变更。这样，当在S27中变更旋转速度后，运算装置113在S^中再次将在加工中得到的最大加速度的值与预先设定的阈值进行比较。在此，如果结果为是、即超过阈值，则视为依旧产生颤振，返回S25继续进行存储旋转速度和颤振频率，并在显示装置115显示产生情况的处理。另一方面，如果通过S28的判别而判定为没有产生颤振，则运算装置113在幻9中将变更前后的旋转速度成对地存储在存储装置114中。如果在S30中判定为加工没有结束， 则继续从S24开始的处理。并且，在存储变更前后的成对的旋转速度而结束加工后，在进行新的加工的情况下，在S21中输入旋转速度，NC装置112在S22中判定所输入的旋转速度是否存储在存储装置114中、即是否是所存储的成对的旋转速度中的变更前的旋转速度。在此，在所输入的旋转速度是前次变更前的旋转速度的情况下，在S31中使主轴23以与其成对的变更后的旋转速度进行旋转。由此，在新的加工开始时，能够从最初就以不产生颤振的最佳旋转速度进行加工。这样，上述方式2的振动抑制装置100具有振动检测单元(振动传感器27和运算装置11 ，其检测颤振的产生；旋转速度变更单元(脉冲信号发生器40等和NC装置112)， 其变更主轴23的旋转速度；履历控制单元(运算装置11 ，当在由NC装置112变更后的旋转速度下运算装置113没有检测到颤振的产生的情况下，使存储装置114成对地存储变更前后的旋转速度；以及旋转速度置换单元(NC装置112)，在下一次加工时所命令的旋转速度与由运算装置113存储在存储装置114中的变更前的旋转速度相同的情况下，取代该旋转速度而以与其成对的变更后的旋转速度使主轴23旋转，由此，即使是在命令值的状态下产生了颤振的情况下，也能够置换为能进行稳定加工的最佳旋转速度而进行加工，因而能够实现从加工开始时起就不产生颤振振痕的稳定加工。尤其是，此处，脉冲信号发生器40等旋转速度变更单元以10%以下的倍率进行主轴23的旋转速度的变更，因而能够容易进行旋转速度的微小调整。另外，在上述方式2中，在显示装置中直接显示颤振的产生状况，但也可以是，在产生颤振时，使运算装置根据频域振动加速度为最大时的颤振频率和工具齿数，计算能够抑制颤振的旋转速度(最佳旋转速度)，在显示装置中显示该最佳旋转速度。这样，操作者能够更加可靠且迅速地进行与颤振的抑制有关的旋转速度的变更。并且，不限于这样由操作者进行的旋转速度的变更，也可以根据颤振的产生自动变更为由运算装置计算出的最佳旋转速度。无论在哪种情况下，通过保存颤振的抑制履历，都能够在下一次加工时置换为变更后的旋转速度。另一方面，在检测来自工作机械的振动时，除了振动传感器之外，还能够使用标识器、位置/旋转检测器、主轴/进给轴电机的电流，振动的产生状况的显示也不限于旋转速度与振动加速度的关系，也可以使用振动频率或切削速度、进给速度、旋转轴转矩等来进行显不。此外，工作机械不限于立式加工中心，本发明也能够适用于使安装在旋转轴上的工件旋转来进行加工的NC车床等其它工作机械。
权利要求
1.一种振动抑制装置，其用于在具有使工具或者工件旋转的旋转轴的工作机械中抑制产生于所述旋转轴的颤振，其特征在于，所述振动抑制装置包括检测单元，其检测所述颤振的产生；运算单元，其根据所述检测单元的检测值来计算能够抑制所述颤振的稳定旋转速度；旋转速度控制单元，其控制所述旋转轴的旋转速度；以及存储单元，其将所述运算单元计算出的稳定旋转速度与包含该稳定旋转速度的旋转速度范围对应存储，在使所述旋转轴旋转而开始加工时，在输入了作为所述旋转轴的旋转速度的指令旋转速度后，所述运算单元判断所述指令旋转速度是否包含在所述旋转速度范围中，当包含在所述旋转速度范围中的情况下读出所述稳定旋转速度，用该稳定旋转速度取代所述指令旋转速度而输出给所述旋转速度控制单元，以所述稳定旋转速度开始加工。
2.根据权利要求1所述的振动抑制装置，其特征在于，在以所述读出的稳定旋转速度进行加工的过程中，当所述检测单元检测到颤振的产生时，所述运算单元根据与此次检测到的颤振有关的检测值来计算新的稳定旋转速度，并命令所述旋转速度控制单元将所述旋转轴的旋转速度变更为所述新的稳定旋转速度，同时将所述新的稳定旋转速度与所述旋转速度范围对应地存储在所述存储单元中，在下一次输入了包含在所述旋转速度范围中的指令旋转速度的情况下，将所述新的稳定旋转速度输出给所述旋转速度控制单元。
3.根据权利要求1或2所述的振动抑制装置，其特征在于，所述检测单元检测与所述旋转轴的旋转相伴随的时域振动，并且根据所述时域振动求出所述旋转轴的频率和该频率的频域振动加速度，将所述频域振动加速度与预定的阈值进行比较，在所述频域振动加速度超过所述预定的阈值时判定为产生颤振，并且所述运算单元将判定为产生所述颤振时的所述频域振动加速度存储在所述存储单元中。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的振动抑制装置，其特征在于，所述运算单元根据所述检测单元的检测值来计算能够抑制所述颤振的多个稳定旋转速度，将其中包含在所述旋转速度范围中的稳定旋转速度和不包含在所述旋转速度范围中的稳定旋转速度一起存储在所述存储单元中。
5.一种振动抑制装置，其用于在具有使工具或者工件旋转的旋转轴的工作机械中抑制产生于所述旋转轴的颤振，其特征在于，所述振动抑制装置包括检测单元，其检测所述颤振的产生；旋转速度变更单元，其变更所述旋转轴的旋转速度；履历控制单元，当在由所述旋转速度变更单元变更后的所述旋转速度下所述振动检测单元没有检测到所述颤振的产生的情况下，使存储装置成对地存储变更前后的所述旋转速度；以及旋转速度置换单元，在使所述旋转轴旋转而开始加工时，在所命令的所述旋转速度与由所述履历控制单元存储在所述存储装置中的变更前的所述旋转速度相同的情况下，取代该旋转速度而以与其成对的变更后的所述旋转速度使所述旋转轴旋转。
6.根据权利要求5所述的振动抑制装置，其特征在于，所述旋转速度变更单元以10% 以下的倍率进行所述旋转轴的旋转速度的变更。
全文摘要
本发明提供一种振动抑制装置，能够从加工开始时起不产生一次颤振而结束加工。该振动抑制装置具有存储单元，用于将由运算单元计算出的稳定旋转速度、与包含该稳定旋转速度的旋转速度范围对应存储，在使旋转轴旋转而开始加工时，在输入作为旋转轴的旋转速度的指令旋转速度后(S1)，运算单元判断指令旋转速度是否包含在旋转速度范围中(S2、S11)，当包含在旋转速度范围中的情况下读出稳定旋转速度，用该稳定旋转速度取代指令旋转速度而输出给NC装置(S3)，以稳定旋转速度开始加工(S4)。
文档编号B24B55/00GK102407490SQ20111026817
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月9日 优先权日2010年9月13日
发明者上野浩, 吉野清, 安藤知治, 浜口显秀, 石井肇, 稻垣浩 申请人:大隈株式会社