[发明专利]作业机械的颤振抑制方法以及装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于借助加工工具对工件实施加工处理时抑制颤振的产生的作业机械的颤振抑制方法以及装置。

背景技术

通常为了借助加工工具对工件实施加工处理，需要使用各种机床。例如在镗孔加工中，将设有镗刀(刀尖)的镗孔工具安装于机床的旋转主轴(主轴)，在使上述镗孔工具高速旋转的同时沿着下孔将其依次送出，从而能通过该刀尖的加工直径在既定位置处加工高精度的孔部。

在这种作业机械中，易于在加工工具和工件上产生切削阻力导致的弯曲。而且有时由于该弯曲而在加工工具和工件引起振动，该振动成为颤振(包含所谓的再生颤振)而显现于加工中。

为了抑制上述颤振，以往以来采用了各种方法。例如，如日本特开2007-44852号公报所公开的那样，具有检测切削工具、被切削部件或机械加工装置的颤振频率的颤振检测单元、以及根据检测出的颤振频率运算用于降低颤振的上述切削工具或被切削部件的转速的运算单元。

该技术方案还具有确定颤振类型的颤振确定单元、变更上述切削工具或被切削部件的转速的转速变更单元，上述颤振确定单元根据由上述转速变更单元变更了上述旋转单元的转速时的颤振频率的变化，进行颤振的确定。

然而在上述专利文献1中，是在实际产生了颤振之后，运算用于降低颤振的切削工具或被切削部件的转速。因此容易在被切削部件处产生颤振的影响，有可能无法完成高精度的加工处理。

而且，当判别是再生颤振还是摩擦颤振时，根据是否通过改变主轴转速而使得颤振频率发生了变化来进行判别。因此，就需要实际改变主轴转速的作业，不但工序变得复杂，还耗费时间。

本发明就是为了解决这种问题而完成的，其目的在于提供一种能通过简单的工序和结构，尽量阻止颤振的产生，能高效完成高精度的加工作业的作业机械的颤振抑制方法以及装置。

发明内容

本发明涉及用于在借助加工工具对工件实施加工处理时，抑制颤振的产生的作业机械的颤振抑制方法。

该颤振抑制方法具有：检测上述加工工具或上述工件的旋转开始时所产生的振动的步骤；判断从上述旋转开始时检测到的上述振动是否超过了阈值的步骤；以及当判断为上述振动超过了上述阈值时，利用傅里叶级数展开对上述振动进行解析，根据频率×60÷刃数(或其倍增)的运算式调整机械主轴的转速的步骤。

另外，本发明还涉及用于在借助加工工具对工件实施加工处理时，抑制颤振的产生的作业机械的颤振抑制装置。

该颤振抑制装置具有：振动检测机构，其检测上述加工工具或上述工件的旋转开始时所产生的振动；判断机构，其判断从旋转开始时检测到的上述振动是否超过了阈值；以及运算机构，其在判断为上述振动超过了上述阈值时，利用傅里叶级数展开解析从上述旋转开始时检测到的上述振动，根据频率×60÷刃数(或其倍增)的运算式调整机械主轴的转速。

在本发明涉及的作业机械的颤振抑制方法以及装置中，从旋转开始时检测振动，利用傅里叶级数展开解析上述振动。傅里叶级数展开的运算简单，能进行迅速的处理，即时性能得到良好地提升，能够在实际产生颤振之前预见到颤振。

因此，能够尽早预见到振动随着旋转开始而从零开始增长的再生颤振。由此能够在实际产生颤振带来的影响之前调整机械主轴的转速，能够可靠地抑制再生颤振的产生。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的作业机械的颤振抑制装置的概要说明图。

图2是构成上述颤振抑制装置的颤振抑制控制器的说明图。

图3是说明上述颤振抑制装置的颤振抑制方法的流程图的前段。

图4是上述流程图的后段。

图5是空转时振动与切削时振动的说明图。

图6是阈值设定的流程图。

图7是主轴转速处于稳定边界时的说明图。

图8是稳定加工时的说明图。

图9是稳定加工时除去了高次谐波的状态的说明图。

图10是主轴转速处于稳定边界时的说明图。

图11是颤振预兆时的峰值说明图。

图12是本发明第2实施方式的作业机械的颤振抑制装置的概要说明图。

图13是本发明第3实施方式的作业机械的颤振抑制装置的概要说明图。

具体实施方式

如图1所示，本发明第1实施方式的作业机械的颤振抑制装置10可应用于机床12。