CN106020131A - 用于减少机器颤振的微调速度选择的系统和方法 - Google Patents

用于减少机器颤振的微调速度选择的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了用于减少机器颤振的微调速度选择的系统和方法。该系统包括被配置为确定机器的预定速度的电路。该电路基于机器的预定速度来识别稳定性叶瓣，并且从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度。此外，该电路使得机器以第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。

Description

用于减少机器颤振的微调速度选择的系统和方法
技术领域
本申请涉及用于减少机床颤振(chatter)的系统、方法、计算机可读介质和界面。
背景技术
例如在全部内容通过引用包含于此的美国专利5,170,358中所述，诸如车削、镗削和铣削等的机加工操作中的颤振或不稳定性是工业上的常见问题。振动主要分类为自由振动、强迫振动和自激振动。颤振是通常在机加工操作(或处理)期间所观察到的一种自激振动。在特定工作条件下，强迫振动也可能产生颤振。
颤振是在机加工操作期间所观察到的不想要的振动。颤振可能是由通过机床、工件和机器的有害的振动反馈回路所引起的。在发生颤振时，通常可以通过与颤振频率(响应频率)有关地改变工具转动速度(改变驱动振动频率)，使来自反馈回路的振动发生衰减。本发明的实施例的目的在于促进颤振减少。
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种用于减少机器颤振的微调速度选择的系统。所述系统包括被配置为确定所述机器的预定速度的电路。所述电路基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣，并且从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度。此外，所述电路使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
此外，根据本发明的实施例，提供一种用于减少机器颤振的微调速度选择方法。所述方法包括利用系统的电路来确定所述机器的预定速度。利用所述电路来基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣。利用所述电路来从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度。此外，所述方法包括使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
此外，根据本发明的实施例，提供一种存储有程序的非瞬态计算机可读介质，所述程序在由计算机执行的情况下，使得所述计算机进行如以上所论述的用于减少机器颤振的微调速度选择方法。
上述针对例示性实现的一般说明及其下述详细说明仅是本发明的教导的示例性方面，并且不是限制性的。
附图说明
图1示出根据一个实施例的可能产生颤振的示例性机床。
图2A示出根据一个实施例的示例性颤振应用程序界面。
图2B示出根据一个实施例的用于创建示例性颤振应用程序界面的流程图。
图3A和3B示出根据一个实施例的微调速度法的流程图。
图4A和4B示出根据一个实施例的微调速度画面。
图5A和5B示出根据一个实施例的示例性稳定性叶瓣图(stability lobediagram)。
图6A～6D示出根据一个实施例的使用算术级数法所计算出的并且包括在速度栏中的第一组微调速度的示例性选择。
图7A～7E示出根据一个实施例的使用算术级数法所计算出的并且包括在速度栏中的第二组微调速度的示例性选择。
图8A～8C示出根据一个实施例的使用调和级数法所计算出的并且包括在速度栏中的第一组微调速度的示例性选择。
图9A～9E示出根据一个实施例的使用调和级数法所计算出的并且包括在速度栏中的第二组微调速度的示例性选择。
图10示出表示计算机的硬件结构的示例的框图。
图11示出用于实现根据一个实施例的微调速度界面的系统。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记在多个图中指定相同或相应的部分。此外，如这里所使用的，除非另外说明，否则单词“a”和“an”等通常含有“一个或多个”的含义。这些附图除非另外规定否则大体是按比例绘制的、或者示出示意结构或流程图。
此外，术语“大约”、“近似”、“小”和类似术语通常是指包括偏差在20％、10％或者在特定实施例中优选为5％以内的标识值的范围以及这些范围之间的任何值。
除非另外规定，否则术语“速度”、“主轴(spindle)速度”、“选择速度”和类似术语是指以每分钟转数(rpm)为单位的“工具转动速度”或“工件转动速度”。然而，本发明的实施例不限于此，并且应当理解，可以利用其它速度单位。
可以使用例如一个或多个传感器来监视机加工操作期间所产生的振动。该一个或多个传感器可被配置为直接地或间接地测量机加工操作期间的振动。可以通过使用从该一个或多个传感器接收到的传感器数据，例如利用用以消除驱动振动和从动振动之间的相位差的一个或多个方法来计算使颤振减少的转动速度。基于所计算出的速度，可以通过手动地或自动地改变转动速度来消除或减少颤振。
在特定实施例中，利用一个或多个计算机数控(CNC)机器来对机器进行控制。CNC机器通常实现以诸如G代码等的编程语言所编写的NC程序，其中该NC程序对诸如速度、机加工坐标、工具类型等的与工具或工件相关的参数进行控制。也就是说，NC程序包括诸如如何移动工具或工件、使工具或工件以何速度转动等的机加工指令。还可以由操作员(或用户)经由一个或多个CNC机器或单独计算机所提供的一个或多个用户界面来控制转动速度。用户界面可被配置为显示颤振数据和颤振减少的计算结果中的一个或它们的组合以引导用户启用一个或多个期望的转动速度。然而，在这种结构中，速度数据、颤振数据和启用方法可能高度不相关。
为了解决该问题，可以将颤振历史数据与相应的速度信息整合并且提供给操作员。在尝试多个转动速度以找出最佳转动速度的情况下，可以保存尝试速度(或先前选择速度)和相应的颤振幅度的历史并且显示给操作员。这种数据可以以表或图形的形式来显示。然而，由于画面大小限制，因而同时示出整个范围的颤振数据可能并不实际。
为了更有效且更经济地减少一个或多个机加工操作期间的颤振，需要便于以迭代方式进行工作速度的选择的界面和/或方法。在基于稳定性叶瓣理论的微调速度分辨率的情况下，可能由于多个颤振频率或该方法固有的不准确性，因此仅凭稳定性叶瓣理论无法求出最佳速度。然而，预测到给定速度范围内的稳定速度-不稳定速度存在非随机周期性，并且该事实可用于确定微调所使用的最高效的速度分辨率。
图1示出根据本发明的实施例的示例性机器100。机器100包括主轴壳体101、切削工具102(例如，切削、车削、镗削或铣削工具)、工件103以及一个或多个传感器(例如，振动传感器104和105)。主轴壳体101包含用以将切削工具102保持于期望位置的机构。主轴壳体101还包含使切削工具102以不同的速度进行转动的马达(未示出)。切削工具102在接触工件103时以选择速度进行转动，以例如通过去除材料使工件103成形。通过操作员动作和/或例如如图10所示的计算机1000来控制切削工具102和工件103的移动。然而，如上所述，在另一实施例中，例如使用车床(车削机)，可以在切削工具102保持固定的同时使工件103转动。
振动传感器104和105放置在主轴壳体101上的不同位置。在特定实施例中，可以将传感器放置在工件上，或者例如可以使用用以测量工具或工件处的振动所产生的声波的麦克风来间接地测量振动。振动传感器测量机加工处理期间发生的振动并且将振动数据提供至处理振动数据的控制计算机(例如，计算机1000)。
可以将处理后的数据显示在操作员进行交互以对机器100进行操作的用户界面上。例如，可以使用诸如振动幅度数据等的振动数据来计算诸如用户界面上所显示的速度等的一个或多个最佳颤振减少参数。随着速度改变，振动幅度改变，并且在界面中提供新的数据。可以使用界面来识别观察到极低的振动幅度的速度，并且该速度可以是用于识别颤振水平(chatter level)最佳的速度设置的良好评价方法。该一个或多个参数用作针对操作员的引导，然后该操作员可以在用户界面上进行适当选择以减少一个或多个机加工操作期间所观察到的颤振。
图2A是颤振应用程序界面(chatter application interface，CAI)的示例性例示。CAI 200包括一个或多个元素。例如，CAI 200包括诸如颤振计元素201、振动显示元素225、速度栏215和历史栏220等的四个元素。各元素显示与在对机加工操作期间的颤振水平进行控制有关的信息。在全部内容通过引用包含于此的2014年10月28日提交的美国申请14/526,111中进一步描述了CAI200。
在本实施例中，颤振计元素201被显示为圆形刻度盘203，其中该圆形刻度盘203包括固定刻度线211、可调整的颤振阈值标记205、当前颤振水平数值显示207和当前颤振水平指示209。当前颤振水平数值显示和当前颤振水平指示209表示机加工操作期间发生的实时颤振。
速度栏215显示机加工操作所用的可选择的一个或多个候选速度。速度栏215中的候选速度是基于将潜在地使机加工操作期间所观察到的现有颤振减少的一个或多个无颤振主轴速度计算所生成的。以下说明示例性判断方法。然而，可以使用不同的方法来进行这一个或多个计算，并且本实施例不限于任何特定的计算方法。各种颤振减少方法包括稳定性叶瓣方法、时域数值建模方法、对工具或工件的动力学进行建模的解析方法等。
图2B是根据本发明的实施例的用于生成CAI 200的方法的流程图。机器100的电源一接通或者初始化处理一开始，就开始进行CAI生成处理。初始化步骤201c涉及对诸如工具槽计数、最小转动速度、最大转动速度、颤振阈值等的一个或多个机加工相关参数进行初始化以及/或者清除速度和颤振振动数据库。在步骤202c中，(自动地或者由操作员)选择初始机加工速度(或初始转动速度设置)，并且开始机加工处理。数据收集步骤203c涉及在机加工处理期间读取或收集数据。例如，在步骤204c中读取振动传感器数据或者在步骤206c中读取当前主轴速度。一旦收集到传感器数据，可以将该传感器数据转换成不同的形式。例如，在步骤205c中，使用快速傅立叶变换(FFT)将振动传感器数据转换成频域数据。
在数据收集步骤203c之后进行数据处理步骤207c。在数据处理步骤207c中，按照设计规格对传感器数据进行处理(例如，颤振计算)。例如，以某种方式(例如，平均化、加权)对来自多个传感器的振动数据进行处理。振动数据的处理包括基于振动数据来(例如，通过确定或测量)生成颤振水平值和颤振频率值。在一个实施例中，颤振水平值与在以该速度使用该工具期间所检测到的最大颤振水平相对应，并且颤振频率是在出现该最大颤振水平时所测量到的最大振动的频率。步骤207c还可以涉及可用于消除颤振所附带的振动数据以及传感器数据中的噪声的数据过滤算法。
在数据处理步骤207c之后，并行执行步骤208c和210c。步骤208c是评价颤振振动是否大于步骤201c中所设置的颤振阈值的条件检查。如果在步骤208c中该条件被评价为假(“否”)，则处理返回至步骤203c。如果在步骤208c中该条件被评价为真(“是”)，则处理进入步骤209c。在一个实施例中，与208c中的条件检查无关地，处理进入步骤209c。
在步骤209c中，利用无颤振主轴速度计算模块(或减少颤振主轴速度计算模块)来计算被预测为减少或消除颤振的一个或多个候选速度。在一个实施例中，该一个或多个候选速度是颤振水平被预测为低于一个或多个预定颤振阈值的速度。无颤振主轴速度计算模块计算CAI 200的速度栏中所设置的一个或多个候选主轴速度(或候选转动速度设置)。
在一个实施例中，无颤振主轴速度计算是基于稳定性叶瓣判断方法(图5A和5B所示的示例性稳定性叶瓣图)。然而，注意，可以使用各种不同的方法来进行该计算，并且本实施例不限于任何特定的计算方法。各种颤振减少方法包括稳定性叶瓣方法、时域数值建模方法、对工具动力学进行建模的解析方法等。
无颤振主轴速度计算所用的示例方法涉及使用等式1。
其中：
n稳定速度以每分钟转数(rpm)为单位的各叶瓣的稳定(无颤振)速度；
f颤振以赫兹(Hz)为单位的颤振频率；
N槽工具槽的总数；
i叶瓣编号(lobe number)：1、2、3等。
等式1示出各叶瓣编号与稳定速度相关联。例如图5A和5B所示，叶瓣的稳定速度与稳定性叶瓣图的峰相对应。随着叶瓣编号减小，稳定速度增大。
叶瓣编号与根据基本速度(base speed)和给定机器速度(例如，工具转动或工件转动速度)的比所获得的整数相对应。根据实施例，给定机器速度可以指代候选速度或当前速度。对于最大速度，叶瓣编号为其最小值。对于最小速度，叶瓣编号为其最大值。叶瓣编号等式2如下：
使用如下的等式3来计算基本速度：
在步骤210c中，将来自步骤207c的速度和颤振振动数据存储在一个或多个数据库中。在诸如步骤211c等的其它步骤中，可以按照需求提取该速度和颤振振动数据。在特定实施例中，该一个或多个数据库还被配置为存储来自例如涉及不同工件但涉及同一切削工具的一个或多个不同的过去的机加工操作的速度和颤振振动数据。可以将来自该一个或多个不同的过去的机加工操作的速度和颤振振动数据的全部或子集存储在该一个或多个数据库中。可以基于与最低的颤振振动级相关联的一个或多个速度来选择速度和颤振振动数据的子集。
在步骤211c中，生成速度栏显示。该速度栏被配置为显示来自速度和颤振振动数据库中的先前选择速度(例如，包括初始速度以及/或者一个或多个尝试速度)以及步骤209c中所计算出的候选速度中的一个或它们的组合。在图2A中示出示例性速度栏215的显示。可以选择或者可以不选择该速度栏中所显示的候选速度选项。
在步骤212c中，判断是否从速度栏中所显示的候选速度中选择了新的速度。如果没有选择新的速度，则处理返回至步骤203c。如果选择了新的速度，则执行步骤213c并且启用该新的速度。对于手动速度改变，操作员可以使用CAI 200来选择来自速度栏显示的新的速度。然而，根据特定实施例，可以自动选择速度变化。
此外，在步骤215c中，判断是否要进行微调。如果要进行微调，则进行步骤300中的微调速度生成处理。如果不进行微调，则处理返回至数据收集步骤203c。可以自动地或手动地启用该微调处理。可以基于当前颤振和颤振阈值之间的差来进行自动微调判断。例如，如果该差大于10％，则微调速度将自动在速度栏中弹出并且/或者可以进行自动微调处理。在手动设置中，可以设置微调或缩放按钮。在操作员启用微调或缩放按钮的情况下，微调速度在速度栏中弹出并且/或者可以进行自动微调处理。可选地，可以在诸如操作员双击或者重复选择当前或其它速度等的任何其它情况下启用微调处理。
在步骤300中，根据本实施例，在预定转动速度的周围生成一个或多个微调速度，并且将该一个或多个微调速度显示在速度栏内。预定转动速度可以是NC程序中或由操作员所设置的初始速度。在一个实施例中，预定转动速度是从使用稳定速度法(例如，使用以上的等式1)计算出的候选速度其中之一所选择出的。主要使用当前速度作为示例来说明图3A。然而，图3A所述的方法等同地适用于上述的其它预定转动速度。在图3A和3B中示出微调处理的实施例，并且以下进一步论述该实施例。在进行了微调之后，处理可选地继续进入数据收集步骤203c。
历史栏220沿着速度轴显示与先前选择速度和当前选择速度相关联的历史数据。该历史数据是从使用步骤210c进行填充后的速度和颤振数据库中提取的。
在一个实施例中，修改原始速度栏以进一步显示用以进一步减少颤振的微调速度。在另一实施例中，通过修改原始速度栏显示或者在无需修改原始速度栏显示的情况下，进行自动微调。图3A和3B示出一个或多个机加工操作期间的颤振水平的微调速度控制所用的示例性方法。该方法在本质上是迭代的，并且通过多个步骤来生成微调速度，直到实现了最低(或可接受)颤振水平为止。如上所述，微调速度可以显示在速度栏上或可以不显示在速度栏上。在特定实施例中，微调速度是与速度栏分开显示的。
在步骤305中，从在图2B所示的处理中所生成的速度栏中识别当前速度或另一预定机器速度。在一个实施例中，将当前速度存储在机器的控制器中以根据需要来控制主轴速度。如上所述，速度栏不仅显示候选速度，而且还显示当前速度、初始速度和用以减少颤振的先前选择速度中的一个或它们的组合。
在步骤310中，识别与当前速度或另一预定机器速度相对应的叶瓣。例如，根据生成速度栏所使用的数据来确定叶瓣编号、或者可以使用如前面论述的等式2来计算叶瓣编号。通常，叶瓣编号表示特定机器/工具/机加工条件的组合的稳定性叶瓣图中的特定稳定性叶瓣，并且该稳定性叶瓣进一步与一定范围的速度相关联。可以针对特定机器状况预先确定稳定性叶瓣图并且将稳定性叶瓣图存储在数据库中。
在特定实施例中，基于机加工操作期间所收集到的机加工数据，可以生成稳定性叶瓣图或者可以更新现有的稳定性叶瓣图。可以通过包括解析方法(例如，使用等式1～3)、根据机加工处理期间所收集到的过去的颤振数据的实验方法、计算机模拟或它们的组合，来以多个方式生成稳定性叶瓣图。此外，在特定实施例中，由于动态条件发生改变、并且针对相同的速度观察到不同的颤振频率，因此在机加工处理期间可以生成多个稳定性叶瓣图。可以使用简单平均、加权平均或其它统计技术来(例如，在更新的情况下)组合这些稳定性叶瓣图，然后使用这些稳定性叶瓣图来计算一个或多个最佳速度。
在本实施例中，为了计算最佳(或可接受)速度，在步骤315中，确定与当前速度(或任何其它的选择速度)相对应的稳定性叶瓣。该稳定性叶瓣可以是自动地或者用户通过用户输入手动地识别出的。可以利用不同方法中的一个或它们的组合来计算微调速度，其中这些方法包括使用以下将进一步详细说明的算术级数或调和级数。例如，可以使用一个方法来计算第一组微调速度，并且可以使用相同或不同的方法来计算第二组微调速度。此外，在特定实施例中，可以计算一个或多个附加组微调速度。在特定实施例中，微调速度的范围可以跨多个叶瓣(例如，邻接的两个叶瓣)。
在一个实施例中，在使用算术级数法的情况下，使用要计算微调速度的稳定性叶瓣的宽度来计算各个稳定性叶瓣内的微调速度之间的间距。选择一组微调速度，以使得各微调速度基于所计算出的间距而分开。在另一实施例中，在使用算术级数法的情况下，代替基于稳定性叶瓣的宽度，机器速度的范围由用户来指定，并且根据所指定的范围的分割点来从速度范围中选择第一组微调速度。在另一实施例中，在使用调和级数法的情况下，使用基本速度和要计算微调速度而确定的稳定性叶瓣的叶瓣编号来选择微调速度的组。以下针对图6A～7E和8A～9E来分别说明算术级数法和调和级数法的示例。
在一个实施例中，在使用算术级数法的情况下，从基本速度计算开始，可以使用等式1和3预先确定第一组微调速度。此外，针对各叶瓣编号，可以计算稳定速度，而该稳定速度可用于针对各叶瓣编号计算速度范围。通过将所确定的速度范围除以第一预定数量(例如，10)来确定速度之间的第一间距。然后，从以当前速度作为中心的机器速度的范围中选择第一组微调速度。
在一个实施例中，第一组微调速度中的各微调速度按第一间距分开或基于第一间距分开。此外，在一个实施例中，第一组微调速度中的各微调速度是等间距的。这10个速度用作第一组微调速度，并且根据本实施例，在步骤320中将这10个速度连同当前速度一起显示在速度栏上。
通常，叶瓣宽度使稳定速度分开。然而，在存在多个颤振频率的情况下，稳定速度区域可能受到另一频率的叶瓣影响。此外，动态的机器特性可能会影响稳定速度预测的精度。
在步骤325中，判断第一组微调速度中的哪一个具有最低颤振水平或者是可接受的。在一个实施例中，对第一组微调速度中的各微调速度进行扫描以自动确定第一组微调速度中的哪个微调速度与最低颤振水平相对应。例如，使机器以第一组微调速度中的各微调速度进行工作，在各个工作速度处测量颤振水平，并且从所测量到的颤振水平中选择最低颤振值。在另一实施例中，使机器仅以第一组微调速度的子集进行工作，例如直到识别出颤振水平处于预定阈值以下的速度为止。在另一实施例中，操作员选择速度栏中所显示的一个或多个不同的微调速度，直到选择了颤振最小(或可接受)的速度为止。例如，测量所选择的一个或多个不同的微调速度各自的颤振水平并且将这些颤振水平在速度栏中向操作员显示。第一组微调速度中的所选择的微调速度成为当前速度。
步骤325是图3B所示的后面论述的子处理。此外，在步骤330中，将与(在步骤325中所选择的)所选择的微调速度相对应的稳定性叶瓣的速度范围分割成第二预定数量(例如，40)个部分(速度)以生成第二组微调速度。例如，在使用算术级数的情况下，通过将所确定的叶瓣宽度除以第二预定数量来确定第二间距。然后，从机器速度的范围中选择第二组微调速度。在一个实施例中，第二组微调速度中的各微调速度按第二间距分开或者基于第二间距而分开。此外，在一个实施例中，第二组微调速度等间距。
如上所述，在特定实施例中，仅从稳定性叶瓣的速度范围的子集中选择第二组微调速度。例如，从落在第一组微调速度中的两个微调速度(诸如第一组微调速度中与当前速度邻接的两个微调速度、以及当前速度和第一组微调速度中与当前速度邻接的一个微调速度等)之间的稳定性叶瓣的速度范围中选择第二组微调速度。
在特定实施例中，第一预定数量小于第二预定数量。与第一预定数量相关联的较大间距例如使得能够高效地扫描一整个叶瓣宽度。一旦找到最低值或可接受值，就可以使用与第二预定数量相关联的较小间距来进行精确定位。因而，可以获得更加精细的速度分辨率以对将进一步使颤振水平最低的速度进行精确定位。然而，在其它实施例中，第一预定数量可以大于或等于第二预定数量。
在步骤335中，可选地将第二组微调速度连同当前速度一起显示在速度栏上。例如，在自动确定了第二组微调速度中的最佳微调速度的情况下，可以不显示第二组微调速度。然而，在手动选择或者进行自动确定的另一实施例的情况下，向用户显示第二组微调速度。
在步骤340中，判断第二组微调速度中的哪个微调速度具有最低颤振水平或者是可接受的。在一个实施例中，对第二组微调速度中的各微调速度进行扫描以自动判断第二组微调速度中的哪个微调速度与最低颤振值相对应。例如，使机器以第二组微调速度中的各微调速度进行工作，在各个工作速度处测量颤振水平，并且从所测量到的颤振水平中选择最低颤振值。在另一实施例中，使机器仅以第二组微调速度的子集进行工作，例如直到识别出颤振水平处于预定阈值以下的速度为止。在另一实施例中，操作员从例如速度栏中所显示的第二组微调速度中选择一个或多个不同的微调速度，直到选择了颤振最小(或可接受)的速度为止。例如，测量所选择的一个或多个不同的微调速度各自的颤振水平，并且将这些颤振水平在速度栏中向操作员显示。然后，第二组微调速度中的所选择的微调速度成为当前速度。
如上所述，可以以各种方式将与当前速度的稳定性叶瓣和/或邻接叶瓣相关联的速度范围分割成第一预定数量(例如，10)。在一个实施例中，可以通过将速度范围分割成10个均等部分(即，使用算术级数)来获得10个速度。例如，考虑如下的初始条件：切削工具具有三个切削刃(“槽”)，并且最小容许速度和最大容许速度分别为10000rpm和20000rpm。机加工处理开始，并且所测量到的颤振频率为1800赫兹。
基于初始条件，可以按照如下使用等式3来计算基本速度：
基本速度＝颤振频率*60/切削刃＝1800*60/3＝36000rpm。此外，可以按照如下使用等式1来计算稳定叶瓣速度：
叶瓣1速度＝基本速度/1＝36000rpm
叶瓣2速度＝基本速度/2＝18000rpm
叶瓣3速度＝基本速度/3＝12000rpm
叶瓣4速度＝基本速度/4＝9000rpm
叶瓣N速度范围为叶瓣N+1速度～叶瓣N速度。例如，叶瓣3速度范围为叶瓣4速度～叶瓣3速度，数值上为9000rpm～12000rpm。然后，根据最小和最大速度标准，本示例中的容许工具速度跨叶瓣1～叶瓣4。注意，各个叶瓣具有不同的宽度，并且宽度随着叶瓣编号的减小而增大。以下的表1和2示出使用等式1所计算出的示例性叶瓣速度。表2包括针对与表1相同的颤振条件的更稳定速度。在放宽工具速度限制的情况下，附加速度变得可用。
表1：所计算出的无颤振速度
表2：所计算出的附加的无颤振速度
基于叶瓣速度，可以通过将与叶瓣宽度相对应的速度范围除以第一预定数量(例如，10)来计算一个叶瓣宽度内的微调间距。例如，叶瓣3的间距是(叶瓣3速度-叶瓣4速度)/10＝(12000-9000)/10＝300rpm。同样，叶瓣2的间距是(18000-12000)/10＝600rpm，并且叶瓣1的间距是(36000-18000)/10＝1800rpm。各叶瓣的间距进一步用于计算微调速度。例如，在工具的整个速度范围是10000～20000rpm的情况下，在一个示例中落在最小速度标准和最大速度标准内的微调速度包括10200、10500、10800、11100、11400、11700、12000、12600、13200、13800、14400、15000、15600、16200、16800、17400、18000和19800。在表3中呈现针对叶瓣4和3之间的算术级数的微调速度计算(其中还包括了两个跨边界速度)。
表3：使用算术级数的样本微调速度计算
此外，在期望的情况下，可以向第一组微调速度添加分别为10000rpm和20000rpm的最小速度和最大速度，尽管在该示例中，这两个速度不与所计算出的微调速度相对应。算术级数法的优点是间距基于叶瓣宽度，因此随着叶瓣宽度增加，微调速度步长大小增加，从而更加高效地搜索良好的速度。另一方面，缺点可能是在叶瓣边界速度处存在大的跳跃。例如，在18000rpm处，速度步长从600rpm改变为1800rpm。
在另一实施例中，可以使用调和级数法来计算微调速度。根据本发明的实施例，调和级数法拥有算术级数法的优点，而且消除了算术级数法的一部分缺点。调和级数法被定义为算术级数的倒数的级数。开头的算术级数是N/基本速度、(N-0.1)/基本速度、(N-0.2)/基本速度、(N-0.3)/基本速度等。然后，各元素的倒数各自成为微调速度。在调和级数法中，使用基本速度，不仅可以计算(例如，与候选速度相对应的)叶瓣速度，而且还可以计算所有的微调速度。例如，在叶瓣4和叶瓣3之间，将基本速度除以4、3.9、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0以获得微调速度。这将使10个微调速度以调和级数方式跨稳定性叶瓣而间隔开，从而匹配实际稳定性叶瓣的调和特性。微调速度步长将随着主轴速度的增加而变大，并且在叶瓣边界处将不存在跳跃。针对工具的整个速度范围的实际速度计算结果的示例是10000、10286、10588、10909、11250、11613、12000、12414、12857、13333、13846、14400、15000、15652、16364、17143、18000、18947、20000。在特定情况下，可以将与非整数值相对应的任何速度四舍五入为最接近的整数值。在以下的表4中呈现针对叶瓣4和叶瓣3之间的调和级数的微调速度计算(还包括了两个跨边界速度)。
表4：使用调和级数的样本微调速度计算
在另一实施例中，可以在当前速度的周围拟合诸如正态分布或高斯分布等的统计分布，并且可以基于标准偏差(表示为西格玛(σ))或变动计算来从速度范围中选择10个速度。例如，可以选择当前速度周围的6σ距离内的速度(例如，可以由(当前速度–3*σ)和(当前速度+3*σ)来定义端点)。在这种情况下，不必计算稳定性叶瓣的端点。与当前速度叶瓣或邻接叶瓣之间的速度的变动可以是根据历史数据而预先确定的。
在另一实施例中，可以实现加权速度法，其中在该加权速度法中，向更靠近当前速度的速度分配更高的权重，并且向进一步远离当前速度的速度分配更低的权重。在一个实施例中，可以向靠近稳定性速度的速度赋予更高的权重。此外，可以基于该权重来选择第一组微调速度或第二组微调速度。如以上所论述的，可以基于算术级数法、调和级数法和其它统计方法中的一个或它们的组合来计算当前速度周围的预加权速度本身。在另一实施例中，可以连同上述任意速度分割法一起使用历史数据。例如，如果10个速度中的任何速度接近尝试速度(例如，与尝试速度的差小于5％)，则可以删去该速度并利用尝试速度替换该速度。可以采用用以通过将速度范围分割成第二预定数量(例如，40)来确定第二组速度的相似方法。
在一个实施例中，步骤325或340是在图3B中进一步详细示出的子处理，其中在该子处理中，操作员或自动化微调处理可以选择并启用新的速度，直到确定了颤振最小(或可接受)的速度为止。可以将颤振水平的期望范围设置成0～颤振阈值水平或者0～与临界切削深度(图5A中的线520)相对应的颤振水平。如果在步骤345中判断为操作员或自动化微调处理选择了新的速度，则在步骤350中启用该新的速度。
可以以各种方式实现操作员所进行的速度启用。例如，在本发明的一个实施例中，操作员可以向上拖动按钮并且在该位置释放该按钮。还可以采用不同的速度启用方法。例如，可以通过多次轻击、沿一个或多个预定方向(例如，侧向)按住并拖动按钮等来启用期望速度。在模拟实现的情况下，可以设置开关或旋转拨盘以启用期望速度。界面还可以是数字和模拟部分的组合。
一旦启用了所选择的微调速度，则在步骤355中测量与当前速度相对应的颤振水平。在步骤360中，将当前速度和所测量到的颤振水平存储在数据库中。然后，使用所存储的数据来确定颤振水平最低或可接受的速度(步骤365)。如果在步骤370中判断为没有实现所期望的颤振水平，则选择新的速度(步骤345)，并且处理继续进行。如果在步骤370中实现了所期望的颤振水平，则从子处理325(或340)退出并且继续进入图3A所示的处理内的下一步骤。在步骤320之后调用子处理325的情况下，图3A所示的处理中的下一步骤可以是步骤330，或者在步骤335之后调用子处理340的情况下，下一步骤可以是退出。
在一个实施例中，可选的步骤370涉及向用户提供与是否实现了所期望的颤振水平有关的视觉或其它指示。可以基于历史数据来触发这些指示。例如，可以将当前颤振水平与同相对于当前速度的差为5％以内的尝试速度有关的历史颤振数据进行比较，并且如果当前颤振和历史颤振之间的差小于特定百分比(例如，10％)，则可以显示表示“实现了可接受的颤振水平”的消息。然而，如果历史数据表示可以实现更低的颤振水平，则界面可以提示用户选择新的速度。在另一实施例中，在没有选择更多速度的情况下，判断为实现了所期望的颤振水平。可选地，可以设置将触发用以停止微调处理的指示的可实现的最低颤振阈值。该可实现的最低颤振阈值可以是基于机器的生命周期内进行的不同机加工处理期间所收集到的历史数据所确定的。
根据本实施例，可以自动地或者基于一个或多个用户输入来进行步骤370。例如，基于与预定阈值的比较来判断是否实现了所期望的颤振水平。在特定实施例中，仅在选择了一组预定数量的微调速度之后才进行步骤370中的判断。例如，在针对第一组微调速度或第二组微调速度内的预定子集或所有微调速度测量了颤振水平之后，进行颤振水平最低的速度的判断。
可以使子处理325的步骤中的一个或多个步骤自动化。在自动化处理中，可能不需要操作员干预。计算机通过基于涉及将颤振水平与阈值或该工具的过去的颤振水平历史进行比较的逻辑来实现处理325，可以自动选择微调速度。该比较可以基于计算当前颤振水平与过去或所设置的颤振水平之间的差的误差函数。
图4A和4B示出根据一个实施例的微调速度画面215A、215B。在图4A和4B中，矩形表示速度按钮，并且速度按钮中的数值表示：叶瓣#/速度/颤振水平；椭圆形表示微调速度按钮，并且微调速度按钮中的数值表示速度。微调速度按钮嵌入在微调速度画面215A、215B中，并且在选择了不同的速度时自动添加在当前速度的周围，或者响应于用户请求等而添加在当前速度的周围。参考图4A，微调速度连同当前速度405a(即，针对颤振水平为1.5且叶瓣编号为10的1241rpm)显示在一起，并且被显示为椭圆形按钮。
在一个实施例中，通过图3A所示的处理所产生的或者要进行微调的稳定性叶瓣编号中所包括的微调速度中的一个或多个微调速度可以包括初始速度或先前尝试速度。例如，在图4A中，表示1200rpm的速度410a是颤振水平为1.8的情况下的初始速度并且具有叶瓣编号10。因而，以初始速度格式(即，矩形的左上角具有圆点的矩形按钮)显示速度410a。在所显示的微调速度范围内不存在其它尝试速度。注意，当前速度405a由于已作为稳定速度进行了尝试因此应被视为尝试速度，并且具有所测量到的叶瓣编号和颤振水平的尝试速度信息。
参考图4B，在当前速度405b(即，颤振水平为1.5且叶瓣编号为11的1441rpm)的周围，按升序配置有微调速度。在所显示的微调速度范围内，不存在除当前速度外的尝试速度。此外，其它候选速度由于显示空间限制而从被速度栏推出。
此外，微调速度的其它实现也是可以的。可以使用不同的形状和形式来实现微调速度。注意，将微调速度按钮与初始速度栏按钮所表示的候选速度(例如，稳定速度或颤振最小的预测速度)区分开。例如，可以使用三角形按钮或六角形按钮来标识微调速度。根据本实施例，在选择特定微调速度的情况下，微调速度所使用的形状发生改变或者不发生改变。在一个实施例中，在选择微调速度之后，微调速度所使用的形状改变为候选速度的形状(例如，正方形)、尝试速度的形状或不同的形状。在另一实施例中，在选择了微调速度之后，该微调速度所使用的形状不发生改变。在这种情况下，可以可选地基于将附加信息(例如，所测量到的颤振水平、稳定性叶瓣编号)或颜色编码包括在与微调速度相关联的形状中或周围，来将所选择(或所尝试)的微调速度与未选择(或尚未尝试)的微调速度区分开。例如，最初可以利用白色椭圆形来显示微调速度，并且在选择了微调速度之后，用颜色填充该白色椭圆形。根据一个实施例，该颜色基于所测量到的颤振水平。在另一实施例中，该颜色是预定颜色。此外，在特定实施例中，可以利用形状、颜色和/或其它标识或附加信息来区分针对不同的微调速度组的微调速度的显示。例如，可以使用椭圆形来显示第一组微调速度，而可以使用圆形来显示第二组微调速度。
图5A示出根据特定实施例的微调速度确定处理所基于的示例性稳定性叶瓣图。图5B是速度在5000～40000的范围内的扩展稳定性叶瓣图，其中该范围包括超出最小速度极限和最大速度极限(例如，分别为10000和20000)以外的速度，以使得能够进行与可能具有更低或更高的机加工速度要求的不同机加工操作有关的微调速度计算。在一个实施例中，通过放宽工具速度限制来容许扩展速度范围。参考图5A，稳定性曲线的峰表示被称为稳定速度的该主轴速度处的无颤振切削深度的局部最大值。峰之间的区域被称为稳定性叶瓣。例如，利用501、502、503和504来分别表示稳定性叶瓣1、2、3和4。峰502a、503a和504a分别表示与叶瓣2、叶瓣3和叶瓣4相关联的稳定速度。线520是临界切削深度，其中在该临界切削深度以下，对于任何给定速度，存在非常低的颤振或不存在颤振。通常，期望具有最小颤振和最大切削深度的速度。
如从该图可以看出，稳定性叶瓣的宽度是变化的，即，宽度随着主轴速度的增加而增大。叶瓣从大的叶瓣编号向小的叶瓣编号顺次填充在小速度～大速度的整个给定速度范围内。颤振幅度的调和性质在整个该速度范围内重复，其中利用峰502a、503a和504a来表示所标记的各个叶瓣边界处的最小颤振的峰。随着叶瓣的速度范围增大，各叶瓣的宽度增加。根据本发明的实施例，在考虑到颤振本身的调和性质的情况下，微调方法考虑到不断增加的宽度，以使得各微调速度步长是相等步长。在涉及单个速度的情况下，使用较高的叶瓣编号来指代稳定性叶瓣之间的边界。例如，将第五叶瓣和第四叶瓣的边界称为“叶瓣5”(与将该叶瓣边界称为“叶瓣4”相对比)。
图6A～6D示出根据一个实施例的在选择例如速度栏中所包括的来自第一组微调速度的不同速度的情况下的示例性界面显示。在图6A～6D中，正方形中的数值表示：尝试速度/当前速度；椭圆形中的数值表示微调速度。在该例示中，使用算术级数法来计算微调速度。参考图6A，处理300生成如图所示显示的第一组微调速度。微调速度的生成和/或显示是响应于用户请求(例如，微调或缩放请求)而进行的。当前速度605a(12000rpm)是在开始微调处理之前所存在的原始速度栏215的一部分，并且在微调速度生成处理期间使用。当前速度605a被如表3所计算出的第一组微调速度(分别为10800、11100、11400和12600)包围。可以经由滚动功能来访问其余的速度。
参考图6B，操作员选择并启用了速度11700rpm。因而，当前速度605b是11700rpm、所测量到的相应的颤振水平是1.2且叶瓣编号是3，而速度12000成为尝试速度。尽管在图6B中微调速度11700的显示从椭圆形改变为正方形，但注意，在另一实施例中并且如上所述，微调速度11700的显示保持为椭圆形，使得例如可以容易地将微调速度与稳定速度区分开。由于颤振水平1.2不在期望范围中，因此操作员继续启用速度11400rpm。操作员还可以选择基于他对机器进行操作的经验来选择新的速度。可以响应于界面画面上所显示的提示(例如，“请选择其它主轴速度”)来进行该启用。
参考图6C，当前速度605c是11400rpm、相应的颤振水平是1.3且叶瓣编号是3，而速度11700和12000表示先前选择速度。由于当前颤振水平不在期望范围内，因此操作员启用另一速度11100rpm。
参考图6D，当前速度605d是11100、相应的颤振水平是1.6且叶瓣编号是3，而速度11400、11700和12000表示先前选择速度。由于在所显示的速度中速度11700具有最低颤振水平，因此如图7A所示，操作员重新启用速度11700。然而，操作员可以决定例如通过选择和/或滚动至其它微调速度来继续搜索颤振水平低于1.2的速度。可以将颤振水平的期望范围设置为0～颤振阈值水平或者0～与临界切削深度(图5A中的线520)相对应的颤振水平。
微调处理根据步骤330进一步生成更加细化的微调速度，并且如图7B～7E所示将这些微调速度显示在速度栏上。可以响应于用户请求(例如，微调或缩放请求)来进行更加细化的微调速度的生成和/或显示。这些图示出根据一个实施例的在选择例如速度栏中所包括的来自第二组微调速度的不同速度的情况下所显示的示例性界面。这些微调速度是通过将至少一个稳定性叶瓣各自的速度范围分割成第二预定数量(例如，40)个部分所计算出的。例如，在针对稳定性叶瓣2和3计算第二组微调速度的情况下，针对叶瓣2的微调步长将是(18000-12000)/40＝6000/40＝150rpm。同样，针对叶瓣3，微调步长将是75rpm。
图7B～7E示出与图6A～6D中的速度相比具有更高的分辨率的第二组微调速度的显示。在图7A～7E中，正方形中的数值表示：尝试速度/当前速度；椭圆形中的数值表示微调速度。参考图7A，当前速度705a是相应的叶瓣编号为3且颤振水平为1.2的11700rpm。尽管颤振水平1.2低于其它速度的颤振水平，仍进行附加微调，以在期望的情况下找出颤振进一步降低的速度、或者针对所显示的微调速度找出可能的最低颤振水平。在填充第二组微调速度的情况下，所有的其它尝试速度可能由于显示空间限制而被推出并且被第二组速度所替换。
参考图7B，当前速度705b是11700rpm且所测量到的颤振水平是1.2，尝试速度11100、11400和12000由于显示空间限制而被推出并且被速度11475、11550、11625、11775和11850所替换。为了进一步减少颤振，操作员尝试速度11625rpm。
参考图7C，当前速度705c变为11625rpm且所测量到的颤振水平是1.0，而速度11700rpm成为尝试速度。尽管在图7C中微调速度11625的显示从椭圆形改变为正方形，但注意，在另一实施例中并且如上所述，微调速度11625的显示保持为椭圆形，使得例如可以容易地将微调速度与稳定速度区分开。此外，在特定实施例中，可以利用形状、颜色和/或其它标识信息来区分针对不同微调速度组的微调速度的显示。与先前尝试速度相比，颤振水平降低；并且操作员进一步决定尝试速度11550rpm。
参考图7D，当前速度705d变为11550rpm且所测量到的颤振水平是1.1，而速度11625rpm成为尝试速度。基于所选择的速度和相应颤振水平的历史，操作员可以容易地识别出在速度11625处达到最低颤振水平1.0并且决定如图7E所示重新启用速度11625rpm。然而，操作员可以决定例如通过选择和/或滚动至其它微调速度来继续搜索颤振水平低于1.0的速度。
图8A～8C示出根据一个实施例的在选择例如速度栏中所包括的来自第一组微调速度的不同速度的情况下的示例性界面显示。在图8A～8C中，正方形中的数值表示：尝试速度/当前速度；椭圆形中的数值表示微调速度。在这些图中，使用调和级数法来计算微调速度。参考图8A，处理300生成如图所示所显示的第一组微调速度。响应于用户请求(例如，微调或缩放请求)来进行微调速度的生成和/或显示。当前速度805a(12000rpm)是在开始微调处理之前所存在的原始速度栏215的一部分，并且在微调速度生成处理期间使用。当前速度805a被如表4所计算出的第一组微调速度(分别为10588、10909、11250、11613和12414)所包围。可以经由滚动功能来访问其余速度。
参考图8B，操作员选择并启用了速度11613rpm。因而，当前速度805b是11613rpm、所测量到的相应颤振水平是1.2(注意，最初不显示颤振水平，并且仅在收集到颤振特有的传感器数据之后才显示颤振水平)且叶瓣编号是3，而速度12000成为尝试速度。尽管在图8B中微调速度11613的显示从椭圆形改变为正方形，但注意，在另一实施例中并且如上所述，微调速度11613的显示保持为椭圆形，使得例如可以容易地将微调速度与稳定速度区分开。由于颤振水平1.2不在期望范围中，因此操作员继续启用速度11250rpm。操作员还可以选择基于他对机器进行操作的经验来选择新的速度。可以响应于界面画面上所显示的提示(例如，“请选择其它主轴速度”)来进行该启用。
参考图8C，当前速度805c是11250rpm、相应的颤振水平是1.4且叶瓣编号是3，而速度11613和12000表示先前选择速度。由于在所显示的速度中速度11613具有最低颤振水平，因此如图9A所示，操作员重新启用速度11613。然而，操作员可以决定例如通过选择和/或滚动至其它微调速度来继续搜索颤振水平低于1.2的速度。可以将颤振水平的期望范围设置为0～颤振阈值水平或者0～与临界切削深度(例如，图5A中的线520)相对应的颤振水平。
在一个实施例中，微调处理根据步骤330进一步生成更加细化的微调速度，并且如图9B～9E所示将这些微调速度显示在速度栏上。在图9A～9E中，正方形中的数值表示：尝试速度/当前速度；椭圆形中的数值表示微调速度。可以响应于用户请求(例如，微调或缩放请求)来进行更加细化的微调速度的生成和/或显示。这些图示出根据一个实施例的在选择例如速度栏中所包括的来自第二组微调速度的不同速度的情况下所显示的示例性界面。这些微调速度是使用调和级数法所计算出的，其中利用该调和级数法，要生成更多的微调速度的各叶瓣被分割成第二预定数量(40)个部分。在一个实施例中，当前速度或另一选择速度将是针对微调速度的各叶瓣的第二预定数量的分割的中心。
例如，对于当前速度11613，叶瓣编号是3并且各叶瓣编号增量是1/40(＝0.025)。然后，将基本速度除以3.175、3.15、3.125、(3.1)、3.075、3.05等，从而给出微调速度11339、11429、11520、(11613)、11707、11803等。
图9B～9E示出与图8A～8C中的速度相比具有更高的分辨率的第二组微调速度的显示。参考图9A，选择相应的叶瓣编号为3且颤振水平为1.2的值为12000rpm的当前速度905a。尽管颤振水平1.2低于其它速度的颤振水平，仍进行附加微调，以在期望的情况下找出颤振进一步降低的速度、或者针对所显示的微调速度找出可能的最低颤振水平。在填充第二组微调速度的情况下，所有的其它尝试速度可能由于显示空间限制而被推出并且被第二组速度所替换。
参考图9B，当前速度905b是11613rpm且所测量到的颤振水平是1.2，删去尝试速度11250、11613和12000并且利用速度11339、11429、11520、11707和11803来填充。为了进一步减少颤振，操作员尝试速度11520rpm。
参考图9C，当前速度905c变为11520rpm且所测量到的颤振水平是1.0，而速度11613rpm成为尝试速度。尽管在图9C中微调速度11520的显示从椭圆形改变为正方形，但注意，在另一实施例中并且如上所述，微调速度11520的显示保持为椭圆形，使得例如可以容易地将微调速度与稳定速度区分开。此外，在特定实施例中，可以利用形状、颜色和/或其它标识信息来区分针对不同微调速度组的微调速度的显示。与先前尝试速度相比，颤振水平降低；操作员进一步决定尝试速度11429rpm。
参考图9D，当前速度905d变为11429rpm且所测量到的颤振水平是1.1，而速度11520rpm成为尝试速度。操作员可以容易地识别出在速度11520处达到局部最低颤振水平1.0并且决定如图9E所示重新启用速度11520rpm。然而，操作员可以决定例如通过选择和/或滚动至其它微调速度来继续搜索颤振水平低于1.0的速度。
尽管已经使用两组微调速度说明了本发明的实施例，但在其它实施例中，可以利用仅一个微调速度组或多于两个微调速度组。此外，尽管以上说明主要描述将微调速度组插入至例如速度栏215的速度栏的实施例，但注意，可以将微调速度组显示在单独窗口(例如，弹出窗口)中。
在特定实施例中，弹出窗口可以仅包括针对计算微调速度的单个叶瓣的速度。这些速度可以仅包括微调速度、或者还可以包括与先前计算或选择的叶瓣编号相对应的任何速度。
在另一实施例中，可以实现放大和缩小功能，使得微调速度在放大时开始出现并且在缩小时开始消失。放大或缩小配置关注速度栏的一部分，诸如关注当前速度或任何其它所识别出的速度(例如，速度栏的中心所显示的速度)的部分等。在这种情况下，微调速度的范围可以跨多个叶瓣。
图10是示出被配置为实现以上所述的各种处理中的一个或多个处理的计算机1000的硬件结构的示例的框图。例如，在特定实施例中，计算机1000被配置为控制机器和/或提供CAI 200，其中该CAI 200包括颤振计元素201、速度栏215、历史栏220、振动显示元素225以及速度数据库和颤振数据库中的一个或者它们的组合。
如图10所示，计算机1000包括诸如经由一个或多个总线1007相互连接的中央处理单元(CPU)1002、只读存储器(ROM)1004和随机存取存储器(RAM)1006等的电路。该一个或多个总线1007还与输入-输出接口1010相连接。输入-输出接口1010与包括键盘、鼠标、麦克风、远程控制器、触摸屏等的输入部1012相连接。输入-输出接口1010例如还经由输入部1012或通信部1018连接至如同振动传感器105和106那样的传感器。输入-输出接口1010还连接至以下部分：包括音频接口、视频接口(例如，用以输出例如颤振计元素201、速度栏215、历史栏220和振动显示元素225那样的显示)、扬声器等的输出部1014；包括硬盘、非易失性存储器、数据库等的记录部1016；包括网络接口、调制解调器、USB接口、火线(fire wire)接口等的通信部1018；以及用于驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等的可移除介质1022的驱动器1020。
根据一个实施例，CPU 1002经由输入-输出接口1010和总线1007将记录部1016中所存储的程序载入RAM 1006，然后执行被配置为实现本发明(诸如提供CAI 200的元素中的一个或者它们的组合的功能等)的程序。记录部1016例如是非瞬态计算机可读存储介质。注意，术语“非瞬态”是对介质本身的限制(即，有形而非信号)，而不是对于数据存储永久性的限制(例如，RAM对比ROM)。
图11是用于实现以上所论述的机器100的CAI 200的示例性系统。例如，可以利用计算机1000来实现图2C、3A和3B所示的流程图所包括的步骤中的一个或它们的组合。界面显示在包括触摸屏1102的装置1101上。装置1101经由与计算机1000的通信部1018接口的通信链路1106与用于对从装置1101接收到的信息以及发送至装置1101的信息进行处理的计算机1000进行通信。计算机1000还经由与计算机1000的通信部1018接口的通信链路1104接收来自振动传感器104和105的信息。将计算机1000处理后的数据存储在数据库1103中，其中该数据库1103可以是记录部1016的一部分、或者经由与计算机1000的通信部1018接口的通信链路1105所连接。
在被描述为流程图的序列中，不必按时间顺序或同时处理以上所论述的各种处理；这些步骤还可以包括并行地、连续地或单独地(例如，以并行方式或者面向对象方式)进行处理的步骤。
此外，可以通过单个计算机或者通过多个计算机以分布式方式处理这些程序。还可以将这些程序传送至一个或多个远程计算机来执行。
此外，在本说明书中，术语“系统”是指多个组成要素(设备、模块(部分)、显示等)的集合。所有的组成要素可以容纳在单个外壳中或可以不容纳在单个外壳中。因此，将各自容纳在单独的外壳中并且经由网络所连接的多个组成要素视为网络，并且还将由容纳在单个外壳中的多个模块构成的单个组成要素视为系统。
此外，应当理解，该技术在实现时不限于上述实施例，并且可以对该技术进行各种修改、改变和替换，只要这些修改、改变和替换在该技术的精神和范围内即可。例如，该技术可以是针对经由网络在多个设备之间协作地共享并处理单个功能的云计算而构建的。
以上公开还包含以下所述的实施例。
(1)一种用于减少机器颤振的微调速度选择的系统，其包括电路，所述电路被配置为：确定所述机器的预定速度；基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣；从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度；以及使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
(2)根据特征(1)所述的系统，其中，所述电路被配置为基于所述机器的当前工作速度来确定所述机器的所述预定速度。
(3)根据特征(1)或(2)所述的系统，其中，所述电路被配置为识别与所述机器的所述预定速度相对应的稳定性叶瓣。
(4)根据特征(1)至(3)中任一特征所述的系统，其中，所述电路被配置为：确定所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣宽度，其中所述叶瓣宽度与所述机器速度范围相对应；通过将所确定出的叶瓣宽度除以第一预定数量来确定第一间距；以及从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度，其中所述第一组微调速度中的各微调速度基于所述第一间距而分开。
(5)根据特征(1)至(4)中任一特征所述的系统，其中，所述电路被配置为：确定所述机器的基本速度；以及基于所述基本速度和所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号，来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度。
(6)根据特征(5)所述的系统，其中，所述电路被配置为：使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度内所包括的M个微调速度中的各微调速度：基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+m/第一预定数量)，其中，m是与M个微调速度中的各微调速度相对应的M个连续整数其中之一。
(7)根据特征(4)所述的系统，其中，所述电路还被配置为：通过将所确定出的叶瓣宽度除以第二预定数量来确定第二间距；从所述机器速度范围中选择第二组微调速度，其中所述第二组微调速度中的各微调速度基于所述第二间距而分开；以及使得所述机器以所述第二组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
(8)根据特征(7)所述的系统，其中，所述电路还被配置为：使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第二组微调速度内所包括的N个微调速度中的各微调速度：基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+n/第二预定数量)，其中，n是与N个微调速度中的各微调速度相对应的N个连续整数其中之一。
(9)根据特征(1)至(8)中任一特征所述的系统，其中，所述电路被配置为：测量所述机器以所述第一组微调速度进行工作的情况下的颤振水平；以及自动确定所述第一组微调速度中的哪个微调速度与所测量到的颤振水平中的最低颤振水平相对应。
(10)一种用于减少机器颤振的微调速度选择的方法，所述方法包括以下步骤：确定步骤，用于利用系统的电路来确定所述机器的预定速度；识别步骤，利用所述电路来基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣；选择步骤，用于利用所述电路来从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度；以及使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
(11)根据特征(10)所述的方法，其中，所述确定步骤包括：基于所述机器的当前工作速度来确定所述机器的所述预定速度。
(12)根据特征(10)或(11)所述的方法，其中，所述识别步骤包括：识别与所述机器的所述预定速度相对应的稳定性叶瓣。
(13)根据特征(10)至(12)中任一特征所述的方法，其中，所述选择步骤包括：确定所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣宽度，其中所述叶瓣宽度与所述机器速度范围相对应；通过将所确定出的叶瓣宽度除以第一预定数量来确定第一间距；以及从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度，其中所述第一组微调速度中的各微调速度基于所述第一间距而分开。
(14)根据特征(10)至(13)中任一特征所述的方法，其中，所述选择步骤包括：确定所述机器的基本速度；以及基于所述基本速度和所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号，来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度。
(15)根据特征(14)所述的方法，其中，所述选择步骤包括：使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度内所包括的M个微调速度中的各微调速度：基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+m/第一预定数量)，其中，m是与M个微调速度中的各微调速度相对应的M个连续整数其中之一。
(16)根据特征(13)所述的方法，其中，还包括以下步骤：通过将所确定出的叶瓣宽度除以第二预定数量来确定第二间距；从所述机器速度范围中选择第二组微调速度，其中所述第二组微调速度中的各微调速度基于所述第二间距而分开；以及使得所述机器以所述第二组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
(17)根据特征(16)所述的方法，其中，还包括以下步骤：使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第二组微调速度内所包括的N个微调速度中的各微调速度：基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+n/第二预定数量)，其中，n是与N个微调速度中的各微调速度相对应的N个连续整数其中之一。
(17)根据特征(16)所述的方法，其中，还包括以下步骤：使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第二组微调速度内所包括的N个微调速度中的各微调速度：基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+n/第二预定数量)，其中，n是与N个微调速度中的各微调速度相对应的连续数。
(18)根据特征(10)至(17)中任一特征所述的方法，其中，还包括以下步骤：测量所述机器以所述第一组微调速度进行工作的情况下的颤振水平；以及自动确定所述第一组微调速度中的哪个微调速度与所测量到的颤振水平中的最低颤振水平相对应。
(19)一种用于存储程序的非瞬态计算机可读介质，所述程序在由计算机执行的情况下，使得所述计算机进行用于减少机器颤振的微调速度选择的方法，所述方法包括以下步骤：确定所述机器的预定速度；基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣；从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度；以及使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
(20)一种用于存储程序的非瞬态计算机可读介质，所述程序在由计算机执行的情况下，使得所述计算机进行根据特征(11)至(18)中任一特征所述的方法。

Claims (18)

1.一种用于减少机器颤振的微调速度选择的系统，包括：
电路，其被配置为：
确定所述机器的预定速度；
基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣；
从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度；以及
使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电路被配置为基于所述机器的当前工作速度来确定所述机器的所述预定速度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电路被配置为识别与所述机器的所述预定速度相对应的稳定性叶瓣。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电路被配置为：
确定所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣宽度，其中所述叶瓣宽度与所述机器速度范围相对应；
通过将所确定出的叶瓣宽度除以第一预定数量来确定第一间距；以及
从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度，其中所述第一组微调速度中的各微调速度基于所述第一间距而分开。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电路被配置为：
确定所述机器的基本速度；以及
基于所述基本速度和所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号，来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述电路被配置为：
使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度内所包括的M个微调速度中的各微调速度：
基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+m/第一预定数量)，
其中，m是与M个微调速度中的各微调速度相对应的M个连续整数其中之一。
7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述电路还被配置为：
通过将所确定出的叶瓣宽度除以第二预定数量来确定第二间距；
从所述机器速度范围中选择第二组微调速度，其中所述第二组微调速度中的各微调速度基于所述第二间距而分开；以及
使得所述机器以所述第二组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述电路还被配置为：
使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第二组微调速度内所包括的N个微调速度中的各微调速度：
基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+n/第二预定数量)，
其中，n是与N个微调速度中的各微调速度相对应的N个连续整数其中之一。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电路被配置为：
测量所述机器以所述第一组微调速度进行工作的情况下的颤振水平；以及
自动确定所述第一组微调速度中的哪个微调速度与所测量到的颤振水平中的最低颤振水平相对应。
10.一种用于减少机器颤振的微调速度选择的方法，所述方法包括以下步骤：
确定步骤，用于利用系统的电路来确定所述机器的预定速度；
识别步骤，用于利用所述电路来基于所述机器的所述预定速度来识别稳定性叶瓣；
选择步骤，用于利用所述电路来从与所识别出的稳定性叶瓣相对应的机器速度范围中选择第一组微调速度；以及
使得所述机器以所述第一组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定步骤包括：
基于所述机器的当前工作速度来确定所述机器的所述预定速度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述识别步骤包括：
识别与所述机器的所述预定速度相对应的稳定性叶瓣。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述选择步骤包括：
确定所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣宽度，其中所述叶瓣宽度与所述机器速度范围相对应；
通过将所确定出的叶瓣宽度除以第一预定数量来确定第一间距；以及
从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度，其中所述第一组微调速度中的各微调速度基于所述第一间距而分开。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述选择步骤包括：
确定所述机器的基本速度；以及
基于所述基本速度和所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号，来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述选择步骤包括：
使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第一组微调速度内所包括的M个微调速度中的各微调速度：
基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+m/第一预定数量)，
其中，m是与M个微调速度中的各微调速度相对应的M个连续整数其中之一。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，还包括以下步骤：
通过将所确定出的叶瓣宽度除以第二预定数量来确定第二间距；
从所述机器速度范围中选择第二组微调速度，其中所述第二组微调速度中的各微调速度基于所述第二间距而分开；以及
使得所述机器以所述第二组微调速度中的一个或多个微调速度进行工作。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，还包括以下步骤：
使用以下公式来从所述机器速度范围中选择所述第二组微调速度内所包括的N个微调速度中的各微调速度：
基本速度/(所识别出的稳定性叶瓣的叶瓣编号+n/第二预定数量)，
其中，n是与N个微调速度中的各微调速度相对应的N个连续整数其中之一。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括以下步骤：
测量所述机器以所述第一组微调速度进行工作的情况下的颤振水平；以及
自动确定所述第一组微调速度中的哪个微调速度与所测量到的颤振水平中的最低颤振水平相对应。
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