CN117693408A - 机床的控制装置 - Google Patents

机床的控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117693408A
CN117693408A CN202180100763.1A CN202180100763A CN117693408A CN 117693408 A CN117693408 A CN 117693408A CN 202180100763 A CN202180100763 A CN 202180100763A CN 117693408 A CN117693408 A CN 117693408A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
upper limit
frequency
machine tool
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180100763.1A
Other languages
English (en)
Inventor
安田将司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN117693408A publication Critical patent/CN117693408A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
    • B23B29/12—Special arrangements on tool holders
    • B23B29/125—Vibratory toolholders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

在对控制轴进行振动控制来加工工件的机床的控制装置中，可靠地抑制整个机床的摆动。机床的控制装置具备：振动条件设定部，其设定振动条件，该振动条件包含由振动频率或振动频率倍率构成的频率参数、由振动振幅或振动振幅倍率构成的振幅参数、以及振动方向中的至少一个；振动上限设定部，其根据振动频率和振动方向中的一方或双方来设定由振动条件决定的振动参数的上限值，该振动参数包含振动频率、振动振幅、振动速度、振动加速度以及振动加加速度中的至少一个；振动条件限制部，其基于振动参数的上限值来限制由振动条件设定部设定的振动条件；以及振动控制部，其基于由振动条件限制部限制的振动条件来对控制轴进行振动控制。

Description

机床的控制装置
技术领域
本公开涉及机床的控制装置。
背景技术
以往，已知如摆动切削、曲柄销加工等那样进行控制使得控制轴一边进行振动一边进行轴移动来加工工件的机床的控制装置。若这样使控制轴振动，则有时因该振动而在整个机床中产生过度的摆动，对加工精度造成不良影响。
因此，为了防止由控制轴的振动引起的整个机床的过度摆动，提出了以下的技术：设定振动的加速度、加加速度的上限值，在所设定的上限值内进行振动控制(例如，参照专利文献1)。根据该技术，能够确保良好的精加工面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-044849号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，由于机床固有的共振频率的影响、各控制轴的惯量的不同，例如在设定振动的加速度的上限值来减小振动的加速度的情况下，有时整个机床的摆动反而变大。即，不考虑振动频率、控制轴的惯量而仅设定振动的加速度、加加速度的上限值，无法可靠地抑制整个机床的摆动。
因此，期望一种在对控制轴进行振动控制来加工工件的机床的控制装置中，能够可靠地抑制整个机床的摆动的技术。
用于解决课题的手段
本公开的一个方式是一种机床的控制装置，该机床一边使工具与工件相对振动一边进行加工，该机床的控制装置具备：振动条件设定部，其设定振动条件，该振动条件包含由振动频率或振动频率倍率构成的频率参数、由振动振幅或振动振幅倍率构成的振幅参数、以及振动方向中的至少一个；振动上限设定部，其根据振动频率和振动方向中的一方或双方来设定由所述振动条件决定的振动参数的上限值，该振动参数包含振动频率、振动振幅、振动速度、振动加速度以及振动加加速度中的至少一个；振动条件限制部，其根据所述振动参数的上限值来限制由所述振动条件设定部设定的振动条件；以及振动控制部，其根据由所述振动条件限制部限制的振动条件来对控制轴进行振动控制。
发明效果
根据本公开，在对控制轴进行振动控制来加工工件的机床的控制装置中，能够可靠地抑制整个机床的摆动。
附图说明
图1表示本公开的实施方式的机床的控制装置。
图2用于说明上述实施方式的振动控制。
图3表示上述实施方式的振动控制的第一例。
图4表示上述实施方式的振动控制的第二例。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。
图1表示本实施方式的机床的控制装置1。本实施方式的机床的控制装置1通过使至少一个主轴和至少一个进给轴进行动作来利用工具对工件进行切削加工，该至少一个主轴使切削工具(以下称为工具)与工件相对旋转，该至少一个进给轴使工具相对于工件相对移动。此外，在图1中，为了方便，仅示出驱动一个进给轴的电动机3。
本实施方式的机床的控制装置1通过使主轴和进给轴动作来执行摆动切削(以下也称为振动切削)。即，机床的控制装置1一边使工具与工件相对旋转，并且使工具与工件相对摆动(以下也称为振动)一边执行切削加工。将作为工具轨迹的工具路径设定为本次路径相对于上次路径部分重叠，在上次路径中已加工的部分包含在本次路径中。因此，通过产生工具的刀尖从工件的表面离开的空摆(空切)，能够可靠地切碎因切削加工而连续产生的切屑。
此外，本实施方式不仅能够应用于使工具一边相对于绕中心轴线旋转的工件摆动一边在进给方向上移动的结构，还能够应用于工具T绕工件的中心轴线旋转并且工件相对于工具在进给方向上移动的结构。另外，本实施方式能够应用于工件的外径加工和内径加工中的任意一者。并且，本实施方式不仅能够应用于由于工件在加工面具有锥形部、圆弧状部而需要多个进给轴(Z轴以及X轴)的情况，还能够应用于工件为圆柱状、圆筒状从而进给轴为特定的一个轴(Z轴)就足够的情况。
机床的控制装置1例如使用计算机来构成，该计算机具备经由总线相互连接的ROM(read only memory：只读存储器)、RAM(random access memory：随机存取存储器)等存储器、CPU(central processing unit：中央处理单元)以及通信控制部。如图1所示，机床的控制装置1具备振动条件设定部11、振动条件限制部12、振动上限设定部13、振动控制部14以及显示部15，这些各部的功能以及动作能够通过搭载在上述计算机的CPU、存储器以及存储在该存储器的控制程序的协作来实现。
另外，在机床的控制装置1上连接有CNC(Computer Numerical Controller：计算机数字控制器)、PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)等上位计算机(未图示)。从这些上位计算机向机床的控制装置1输入加工程序、旋转速度以及进给速度等工件的加工条件。
工件的加工条件包含绕工件的中心轴线的工件与工具的相对旋转速度、工具与工件的相对进给速度以及进给轴的位置指令等。在本实施方式中，可以构成为机床的控制装置1内的CPU从输入的加工程序读出旋转速度和进给速度来作为加工条件并输出到振动控制部14，振动控制部14内的位置指令生成部等也可以设置在上述上位计算机。
振动条件设定部11设定振动条件，该振动条件包含由振动频率或振动频率倍率构成的频率参数、由振动振幅或振动振幅倍率构成的振幅参数、以及振动方向中的至少一个。振动条件设定部11基于输入到机床的控制装置1的加工程序、加工条件等，在后述的振动条件限制部12的限制下设定上述振动条件。将该振动条件设定部11设定的振动条件输出到后述的振动控制部14。
在此，振动频率倍率是通过将振动频率除以主轴速度而得到的频率参数。振动振幅倍率是通过将振动振幅除以主轴每旋转一周的进给轴的进给量的1/2而得到的振幅参数。振动方向例如由相对于工件的中心轴线(Z轴方向)的倾斜θ来表示(参照后述的图4)。
振动上限设定部13根据振动频率和振动方向中的一方或双方来设定由上述振动条件决定的包含振动频率、振动振幅、振动速度、振动加速度以及振动加加速度中的至少一个的振动参数的上限值。将该振动上限设定部13设定的振动参数的上限值输出到后述的振动条件限制部12。
振动上限设定部13在根据振动频率来设定上述振动参数的上限值的情况下，优选通过随着振动频率变大而阶段性地或连续地变小的方式来设定振动参数的上限值。这是因为振动频率越大，机床越容易摆动。例如，振动上限设定部13设定为随着振动频率以振动频率0～10Hz、10～20Hz、20～30Hz……那样的10Hz的间隔变大，使加速度上限值等振动参数的上限值变小(参照后述的图3)。
与控制轴的振动控制相伴随的整个机床的摆动起因于振动的频率、振幅、速度、加速度、加加速度。这些振动的振幅、速度、加速度、加加速度受到振动频率的影响。与此相对，在本实施方式中，根据振动频率来设定振动频率、振动振幅、振动速度、振动加速度、振动加加速度等振动参数的上限值，因此通过基于这样设定的振动参数的上限值来设定振动条件，能够有效地抑制整个机床的摆动。
振动上限设定部13更优选在振动频率是与机床固有的共振频率相当的频率的情况下，将振动参数的上限值设定为比其他频率的情况小的值。例如，振动上限设定部13在机床固有的共振频率为40Hz～50Hz的情况下，设定比其他的振动频率即小于40Hz或大于50Hz的振动频率小的振动参数上限值。
在控制轴的振动控制中的振动频率是与机床固有的共振频率相当的频率的情况下，机床与控制轴的振动同步地更大地振动。与此相对，在本实施方式中，在振动频率相当于共振频率的情况下，将振动参数的上限值设定得更小，因此通过基于这样设定的振动参数的上限值来设定振动条件，能够更有效地抑制整个机床的摆动。
此外，振动频率相当于共振频率的情况包括在具有一定的宽度，例如10Hz宽度的振动频带中包含机床固有的共振频率的情况。此时，适当设定振动频带的宽度。
另外，振动上限设定部13有时优选将上述振动参数的上限值设定为随着振动方向相对于工件的中心轴方向的倾斜变大而阶段性地或连续地变小。在该情况下，例如设定为随着摆动方向(以下，也称为振动方向)相对于工件的中心轴线(Z轴方向)的倾斜θ如0°～10°、10°～20°、20°～30°那样以10°的间隔，振动方向相对于Z轴方向的倾斜θ变大，使加速度上限值等振动参数的上限值变小(参照后述的图4)。
例如，在与Z轴方向(工件的中心轴线方向)正交的X轴方向(工件的径向)上配置很多伺服电动机等重物，因此与Z轴相比，X轴的控制轴的振动量大，惯量大。控制轴的惯量根据机床而不同，因此使控制轴振动时产生的整个机床的摆动受到表示控制轴的振动量之比的振动方向的影响。与此相对，在本实施方式中，根据振动方向，具体而言根据振动方向相对于Z轴的倾斜θ来设定振动加速度、振动加加速度等振动参数的上限值，因此通过根据这样设定的振动参数的上限值来设定振动条件，能够更有效地抑制整个机床的摆动。
当然，Z轴和X轴的惯量的大小根据机械结构而不同，因此有时与X轴相比，Z轴的惯量大。在该情况下，设定为随着振动方向的倾斜θ如0°～10°、10°～20°、20°～30°那样以10°的间隔，振动方向相对于Z轴方向的倾斜θ变大，使加速度上限值等振动参数的上限值变大，由此更有效地抑制整个机床的摆动。
另外，优选振动上限设定部13将上述振动参数的上限值设定为在振动方向与各控制轴的驱动方向平行的情况和不平行的情况下分别不同的值。振动方向与各控制轴的驱动方向平行的情况是指在各控制轴中仅使一个轴振动时，非平行的情况是指使多个驱动轴协同振动的情况。即，优选与每个控制轴的振动参数的上限值分开地设定使多个驱动轴协同振动时的振动参数的上限值。由此，有时更有效地抑制整个机床的摆动。
另外，振动上限设定部13在根据振动方向来设定上述振动参数的上限值的情况下，也可以设定振动频率来作为振动参数的上限值。在该情况下，若振动频率变大，则机床的摆动也变大，因此优选振动方向相对于工件的中心轴方向的倾斜越大将振动频率的上限值也设定得越小。
此外，振动上限设定部13除了用户的目视之外，还能够通过各种传感器等来测定预先实际执行了控制轴的振动控制时的机床的摆动，并基于这些结果来决定振动参数的上限值。
振动条件限制部12根据由振动上限设定部13设定的振动参数的上限值，限制由振动条件设定部11设定的振动条件。具体而言，振动条件限制部12从振动条件设定部11取得频率参数、振动方向，使用与所取得的频率参数、振动方向对应的振动参数的上限值来限制振动条件。
振动条件限制部12优选限制由振动条件设定部11设定的振动条件，使得不超过与所取得的频率参数、振动方向对应的振动参数的上限值。例如，振动条件限制部12在不超过振动参数的上限值的范围内对振动频率、振动振幅等进行钳位(clamp)。或者，振动条件限制部12在超过了振动参数的上限值的情况下，发出警报(警告)等而停止加工程序。
振动控制部14基于在振动条件限制部12的限制下，由振动条件设定部11设定的振动条件，对控制轴进行振动控制。振动控制部14为了执行控制轴的振动控制，例如具备位置指令生成部、振动指令生成部、重叠指令生成部、学习控制部以及位置速度控制部等各种功能部(均未图示)。
位置指令生成部根据输入到机床的控制装置1的加工程序、加工条件，生成作为针对电动机3的移动指令的位置指令。具体而言，位置指令生成部根据绕工件的中心轴线的工件和工具的相对旋转速度以及工具和工件的相对进给速度，生成各进给轴的位置指令(移动指令)。
振动指令生成部生成振动指令。振动指令生成部根据由上述振动条件设定部11设定的振动条件来生成振动指令。
重叠指令生成部计算通过进给轴的电动机3的编码器进行的位置检测而得到的位置反馈与位置指令的差值即位置偏差，并对计算出的位置偏差重叠由振动指令生成部生成的振动指令，由此生成重叠指令。或者，也可以代替位置偏差而对位置指令重叠振动指令。
学习控制部根据重叠指令计算重叠指令的校正量，将计算出的校正量与重叠指令相加，由此校正重叠指令。学习控制部具有存储器，在振动的一个周期或多个周期内将振动相位与校正量关联起来存储在存储器中，在能够补偿与电动机3的响应性对应的振动动作的相位延迟的定时读出存储在存储器中的重叠指令并作为校正量输出。在存储器中存储的振动相位中不存在输出校正量的振动相位的情况下，可以根据振动相位接近的校正量来计算要输出的校正量。通常，振动频率越高，相对于振动指令的位置偏差越大，因此通过利用该学习控制部进行校正，能够提高对于周期性的振动指令的追随性。
位置速度控制部基于加上校正量后的重叠指令，生成针对驱动进给轴的电动机3的转矩指令，通过所生成的转矩指令来控制电动机3。由此，一边使工具T与工件W相对振动一边进行加工。
显示部15将由振动上限设定部13设定的振动参数的上限值、基于该上限值由振动条件限制部12进行了限制的由振动条件设定部11设定的振动条件显示在显示画面。另外，显示部15除了显示各种设定参数以外，还显示输入到机床的控制装置1的加工程序。由此，用户能够一边确认显示画面，一边通过未图示的输入部进行振动参数的上限值、振动条件的设定。
接着，说明由本实施方式的机床的控制装置1执行的控制轴的振动控制。
图2用于说明本实施方式的振动控制。如图2所示，例如，满足振动加速度1800000[mm/min2]的振动频率与振动振幅的组合存在多个。在图2中，例示了模式1～3这3个，模式1～3的由振动条件决定的振动加速度均为1800000[mm/min2]。该振动加速度通过以下的数学式(1)来计算。
[数1]
振动加速度＝α×(振动振幅)×(振动频率)2式(1)
在此，如图2中的显示部15所示，考虑由振动上限设定部13将加速度上限值设定为1800000[mm/min2]，由加工程序指定的振动频率为40Hz，振动振幅为0.2mm的情况。在该情况下，与振动频率为40Hz，振动振幅为0.015mm的模式1相比可知，基于上述数学式(1)计算出的振动加速度超过上限值的1800000[mm/min2]。因此，整个机床产生大的摆动。
因此，在本实施方式中，为了使振动加速度不超过上限值1800000[mm/min2]，通过振动条件限制部12例如在保持了振动频率为40Hz的状态下以0.015mm对振动振幅进行钳位。然后，振动条件设定部11将振动频率40Hz和被钳位的振动振幅0.015mm设定为振动条件。由此，振动加速度成为上限值1800000[mm/min2]，从而可靠地抑制整个机床产生的摆动。
另外，进行钳位的不限于振动振幅，也可以对振动频率进行钳位，还可以对振动振幅和振动频率这两者进行钳位。作为振动条件的限制方法，不限于钳位，例如也可以构成为如果振动加速度等振动参数超过其上限值，则发出警报等而停止加工程序。
图3表示本实施方式的振动控制的第一例。图3所示的第一例是根据振动频率来设定振动加速度的上限值的例子。具体而言，如图3中的显示部15所示，如振动频率为0Hz～10Hz(意味着0以上且小于10，以下也相同)时的振动加速度上限值为2000000[mm/min2]、10～20Hz时的振动加速度上限值为1900000[mm/分钟]、20～30Hz时的振动加速度上限值为1800000[mm/min2]、30～40Hz时的振动加速度上限值为1600000[mm/min 2]、40～50Hz时的振动加速度上限值为1000000[mm/min2]、50～60Hz时的振动加速度上限值为1500000[mm/min2]那样，针对10Hz间隔的每个振动频带设定了振动加速度上限值。另外，在该第一例中，设定了随着振动频率变大而变小的加速度上限值，此外，在相当于机床的共振频率的40Hz～50Hz时设定了最小的加速度上限值。
在该第一例中，如图3中的显示部15所示，由输入到机床的控制装置1的加工程序指定的振动切削的振动频率为25Hz，振动振幅为0.1mm。若通过上述的数学式(1)计算振动频率25Hz、振动振幅0.1mm时的振动加速度，则超过振动频率25Hz时的振动加速度上限值1800000[mm/min2]。因此，在该第一例中，在保持振动频率25Hz的状态下将振动振幅变更为更小的值，在计算出的振动加速度未超过振动加速度上限值时，将振动振幅钳位为此时的振动振幅即0.0384mm。这样，通过设为不超过振动加速度上限值的振动条件，能够可靠地抑制整个机床产生的摆动。
图4表示本实施方式的振动控制的第二例。图4所示的第二例是根据振动方向来设定振动加速度的上限值的例子。具体而言，如图4中的显示部15所示，如振动方向相对于Z轴的倾斜θ为0°～10°(0以上且小于10，以下也相同)时将振动加速度上限值设为2000000[mm/min2]，在10°～20°时设为1900000[mm/min2]，在20°～30°时设为1800000[mm/min2]，在30°～40°时设为1600000[mm/min2]，在40°～50°时设为1400000[mm/min2]，在50°～60°时设为1100000[mm/min2]那样，对于10°间隔的每个倾斜角度带设定了振动加速度的上限值。另外，在该第二例中，设定了随着振动方向相对于Z轴的倾斜变大而变小的加速度上限值。
在该第二例中，如图4中的显示部15所示，由输入到机床的控制装置1的加工程序指定的振动切削的振动频率为25Hz，振动振幅为0.04mm。另外，根据由G00、G01指定的X坐标位置和Z坐标位置求出由该加工程序指定的移动指令的移动方向为45°。在此，在本例的振动切削中，振动方向是与移动指令的移动方向相同的方向，因此振动方向相对于Z轴的倾斜θ为45°。若通过上述的数学式(1)计算振动频率25Hz、振动振幅0.04mm时的振动加速度，则超过振动方向相对于Z轴的倾斜θ为45°时的振动加速度上限值1400000[mm/min2]。因此，在该第二例中，在保持振动频率25Hz的状态下将振动振幅变更为更小的值，在计算出的振动加速度不超过振动加速度上限值时，将振动振幅钳位为此时的振动振幅即0.0299mm。这样，通过设为不超过振动加速度上限值的振动条件，能够可靠地抑制整个机床产生的摆动。
根据本实施方式，起到以下的效果。
本实施方式的机床的控制装置1具备：振动条件设定部11，其设定振动条件，该振动条件包含由振动频率或振动频率倍率构成的频率参数、由振动振幅或振动振幅倍率构成的振幅参数、以及振动方向中的至少一个；以及振动上限设定部13，其根据振动频率和振动方向中的一方或双方来设定由振动条件决定的包含振动频率、振动振幅、振动速度、振动加速度以及振动加加速度中的至少一个的振动参数的上限值。另外，本实施方式的机床的控制装置1具备：振动条件限制部12，其基于振动参数的上限值来限制由振动条件设定部11设定的振动条件；以及振动控制部14，其基于由振动条件限制部12限制的振动条件来对控制轴进行振动控制。
与控制轴的振动控制相伴的整个机床的摆动主要起因于振动的加速度、加加速度等振动参数，这些振动参数受到振动频率、振动方向的影响。与此相对，根据本实施方式，基于由振动上限设定部13根据振动频率和振动方向中的一方或双方设定的振动参数的上限值，由振动条件限制部12限制由振动条件设定部11设定的振动条件。因此，在控制轴的振动控制中，能够成为不超过根据振动频率、振动方向设定的振动参数的上限值的振动条件，从而能够可靠地抑制在整个机床产生的摆动。
另外，本实施方式的振动上限设定部13将振动参数的上限值设定为随着振动频率变大而阶段性地或者连续地变小。振动频率越大则机床越容易摆动，根据本实施方式，能够根据振动频率来设定更适当的振动参数的上限值，因此能够更可靠地抑制整个机床产生的摆动。
另外，本实施方式的振动上限设定部13在振动方向与各控制轴的驱动方向平行的情况和不平行的情况下，将振动参数的上限值设定为不同的值。由此，有时更有效地抑制整个机床的摆动。
另外，本实施方式的振动上限设定部13将振动参数的上限值设定为随着振动方向相对于工件的中心轴方向(Z轴)的倾斜θ变大而阶段性地或连续性地变小或变大。根据机械结构，振动方向相对于工件的中心轴方向(Z轴)的倾斜θ越大，机床越容易摆动或越难以摆动，根据本实施方式，能够根据振动方向设定更适当的振动参数的上限值，因此能够更可靠地抑制整个机床产生的摆动。
另外，本实施方式的振动上限设定部13在振动频率是与机床固有的共振频率相当的频率的情况下，将振动参数的上限值设定为比其他频率的情况小的值。在振动频率相当于机床的共振频率的情况下机床容易摆动，根据本实施方式，能够根据共振频率来设定更适当的振动参数的上限值，因此能够更可靠地抑制整个机床产生的摆动。
另外，在本实施方式中，振动条件限制部12限制由振动条件设定部11设定的振动条件，使得不超过振动参数的上限值。由此，根据本实施方式，能够可靠地避免超过振动参数的上限值的情况，从而能够更可靠地抑制整个机床产生的摆动。
另外，本公开并不限于上述方式，能够达成本公开的目的的范围内的变形、改良包含在本公开中。
例如，在上述实施方式中，将本发明应用于振动切削，但不限于此。也能够应用于如曲柄销加工等那样进行控制使控制轴一边振动一边进行轴移动来加工工件的机床的控制装置，能够得到与上述实施方式相同的效果。
另外，在上述实施方式中，对于根据振动频率设定振动参数的上限值的例子和根据振动方向设定振动参数的上限值的例子进行了说明，但并不限于此。也可以根据振动频率和振动方向这两者来设定振动参数的上限值。
另外，在上述实施方式中，构成为机床的控制装置1具备显示部15，但不限于此。机床的控制装置1可以不具备显示部15，可以设置在上述的上位计算机等。
附图标记的说明
1机床的控制装置
3电动机
11振动条件设定部
12振动条件限制部
13振动上限设定部
14振动控制部
15显示部。

Claims (6)

1.一种机床的控制装置，其一边使工具与工件相对振动一边进行加工，其特征在于，
所述控制装置具有：
振动条件设定部，其设定振动条件，该振动条件包含由振动频率或振动频率倍率构成的频率参数、由振动振幅或振动振幅倍率构成的振幅参数、以及振动方向中的至少一个；
振动上限设定部，其根据振动频率和振动方向中的一方或双方，设定由所述振动条件决定的振动参数的上限值，该振动参数包含振动频率、振动振幅、振动速度、振动加速度以及振动加加速度中的至少一个；
振动条件限制部，其根据所述振动参数的上限值，限制由所述振动条件设定部设定的振动条件；以及
振动控制部，其根据由所述振动条件限制部限制的振动条件，对控制轴进行振动控制。
2.根据权利要求1所述的机床的控制装置，其特征在于，
所述振动上限设定部将所述振动参数的上限值设定为随着所述振动频率变大而阶段性地或连续地变小。
3.根据权利要求1或2所述的机床的控制装置，其特征在于，
所述振动上限设定部在所述振动方向与各控制轴的驱动方向平行的情况和不平行的情况下，将所述振动参数的上限值设定为不同的值。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的机床的控制装置，其特征在于，
所述振动上限设定部将所述振动参数的上限值设定为随着所述振动方向相对于所述工件的中心轴方向的倾斜变大而阶段性地或连续地变小或变大。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的机床的控制装置，其特征在于，
在所述振动频率是与所述机床固有的共振频率相当的频率的情况下，所述振动上限设定部将所述振动参数的上限值设定为比其他频率的情况小的值。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的机床的控制装置，其特征在于，
所述振动条件限制部限制由所述振动条件设定部设定的振动条件，使得不超过所述振动参数的上限值。
CN202180100763.1A 2021-07-28 2021-07-28 机床的控制装置 Pending CN117693408A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/027845 WO2023007602A1 (ja) 2021-07-28 2021-07-28 工作機械の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117693408A true CN117693408A (zh) 2024-03-12

Family

ID=85086451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180100763.1A Pending CN117693408A (zh) 2021-07-28 2021-07-28 机床的控制装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2023007602A1 (zh)
CN (1) CN117693408A (zh)
DE (1) DE112021007678T5 (zh)
WO (1) WO2023007602A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007044849A (ja) 2005-08-12 2007-02-22 Utsunomiya Univ 切削方法
CN106255571B (zh) * 2014-03-26 2018-11-23 西铁城时计株式会社 机床的控制装置以及具备该控制装置的机床
EP3225355B1 (en) * 2014-11-26 2019-09-11 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control apparatus
JP7444697B2 (ja) * 2019-06-25 2024-03-06 ファナック株式会社 数値制御装置、制御プログラム及び制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023007602A1 (zh) 2023-02-02
WO2023007602A1 (ja) 2023-02-02
DE112021007678T5 (de) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5908342B2 (ja) 工作機械の加工振動抑制方法及び加工振動抑制装置
CN108693835B (zh) 进行摆动切削的机床的控制装置
CN108732989B (zh) 进行摆动切削的机床的控制装置
US11014210B2 (en) Controller of machine tool
US8720877B2 (en) Oscillation controller for an oscillating body capable of adjusting acceleration thereof
CN108723890B (zh) 进行摇摆切割的机床的控制装置
CN110625428B (zh) 机床、控制方法以及计算机可读存储介质
JP5908182B1 (ja) 振動切削加工診断装置
US11285576B2 (en) Servo controller
JP3603051B2 (ja) 数値制御工作機械の送り速度・加速度制御方法および数値制御装置
CN111002088A (zh) 机床
US11347196B2 (en) Controller of machine tool
CN117693408A (zh) 机床的控制装置
CN108723887B (zh) 进行摆动切削的机床的控制装置
WO2022264260A1 (ja) 情報処理装置、工作機械の制御装置、及びコンピュータプログラム
US20230098094A1 (en) Control device and control method for machine tool
JP2003005813A (ja) オービットボーリングの制御方法
CN111240264B (zh) 数值控制装置、程序记录介质以及控制方法
WO2023007678A1 (ja) 工作機械の制御装置及び工作機械の制御システム
WO2022269751A1 (ja) 工作機械の制御装置
JP2016190305A (ja) 位置決め装置のパラメータ設定方法、及びパラメータ設定装置、並びにこのパラメータ設定装置を備えた位置決め装置
WO2022158415A1 (ja) 制御装置及び計算装置
US11453094B2 (en) Servo controller
US20230100723A1 (en) Control device and control method for machine tool
JP7252426B1 (ja) 工作機械の制御装置及び工作機械の表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination