[发明专利]工作机械中的主轴的动刚性测量装置及动刚性测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及对工作机械中的主轴的动刚性进行测量的装置以及方法。

背景技术

工作机械中的主轴(轴部分)的动刚性是在获知工作机械对被加工物进行加工的加工精度等方面重要的指标。

因此，例如，在专利文献1的工作机械用轴的动刚性测量方法以及测量装置中，使用电磁铁以及非接触式位移传感器，在使主轴旋转的状态下，利用电磁铁的磁吸引力，在非接触状态下，使工作机械用轴的主轴、安装在主轴上的刀具等测量对象部激振，通过非接触式位移传感器，以非接触状态测量被激振的测量对象部的位移。由此，能够基于测量出的动刚性，在对被加工物进行加工前，快速地得出对该被加工物的优选的加工条件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平11-19850号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述以往的动刚性的测量方法以及测量装置中，利用电磁铁的磁吸引力，从外部强制地对主轴、安装在主轴上的刀具等施加激振力。而且，根据所施加的激振力和在主轴等上产生的位移之间的关系来算出动刚性。因此，所得到的动刚性的值包括作为误差的在主轴旋转时由于激振力而在主轴等上产生的离心力的值。

本发明是鉴于该以往的问题点而提出的，提供能够高精度地求出动刚性的工作机械中的主轴的动刚性测量装置以及动刚性测量方法。

用于解决问题的手段

第一发明为工作机械中的主轴的动刚性测量装置，测量工作机械的主轴的动刚性，其特征在于，具有：非平衡标准件(unbalance master)，经由保持架安装在上述主轴上，该非平衡标准件的重心位置相对于该主轴的旋转中心偏心；转速计，用于测量上述主轴的转速；振动量测量器，与上述非平衡标准件相向配置，相对于上述非平衡标准件，在轴向上处于规定位置并在周向上处于任意位置，用于测量该非平衡标准件的振动量；基于上述转速计测量出的上述转速和上述振动量测量器测量出的上述振动量之间的关系，来算出上述主轴的动刚性。

第二发明为工作机械中的主轴的动刚性测量方法，测量工作机械的主轴的动刚性，其特征在于，使用重心位置相对于上述主轴的旋转中心偏心的非平衡标准件，经由保持架将该非平衡标准件安装在上述主轴上，另外，使振动量测量器在上述非平衡标准件的轴向上的规定位置且在周向上的任意位置与上述非平衡标准件相向配置，利用上述振动量测量器测量通过上述主轴的旋转使上述非平衡标准件旋转时的振动量，基于上述主轴的转速和上述振动量测量器测量出的上述振动量之间的关系，来算出上述主轴的动刚性。

发明的效果

本发明的工作机械中的主轴的动刚性测量装置以及动刚性测量方法，通过利用上述非平衡标准件、转速计以及振动量测量器，能够容易地操作装置，而且测量高精度的动刚性。

具体地说，在本发明中，借助工作机械中的主轴的旋转，使经由保持架安装在主轴上的非平衡标准件旋转。此时，通过使非平衡标准件的重心位置相对于主轴的旋转中心偏心，对非平衡标准件作用离心力。而且，借助该离心力，非平衡标准件的周向的各部位沿着径向均匀地振动。

由此，本发明的振动量测量器能够配置在非平衡标准件的任意的周向位置，来测量非平衡标准件的振动量。因此，能够根据振动量测量器相对于工作机械的主轴的周向的配置位置，防止振动量产生误差。

另外，在本发明中，利用非平衡标准件的旋转所产生的离心力来产生激振力。由此，不需要从外部施加力，而利用主轴、保持架以及非平衡标准件即旋转体自身产生的力来产生激振力。因此，在基于转速计测量出的转速和振动量测量器测量出的振动量之间的关系算出主轴的动刚性时，能够高精度地求出该动刚性。

因此，根据第一发明，提供能够高精度地求出动刚性的工作机械中的主轴的动刚性测量装置。

另外，根据第二发明，提供能够高精度地求出动刚性的工作机械中的主轴的动刚性测量方法。

附图说明

图1是表示第一实施例的动刚性测量装置的结构的说明图。

图2是表示第一实施例的第一非平衡标准件的立体图。

图3是表示第一实施例的第二非平衡标准件的立体图。

图4是表示第一实施例的主轴的结构的说明图。

图5是表示第一实施例的动刚性测量方法的流程的流程图。

图6是表示第一实施例的主轴的转速与离心力之间的关系的曲线图。

图7是表示第一实施例的主轴的转速与振动量之间的关系的曲线图。

图8是表示第一实施例的离心力与振动量之间的关系的曲线图。