CN117957092A - 加工推断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加工推断装置。加工推断装置(3、5、303)在通过工具(T、T2)加工工件(W)的加工装置(2、302)中,使用加工时通过工件(W)与工具(T、T2)的接触而展现的工件(W)与工具(T、T2)之间的接触动态刚性数据(Ci、Ki),来推断加工时的工件(W)或者工具(T、T2)的状态、工件(W)的形状、工具(T、T2)的形状以及加工装置(2、302)的机械状态中的至少一个。
Description
技术领域
本发明涉及加工推断装置。
背景技术
在专利文献1中记载有磨削加工模拟装置。磨削加工模拟通过重复以下的情况来进行,即、基于工件和砂轮的相对位置来计算工件的去除量,基于去除量来计算磨削阻力,基于磨削阻力来计算相对位置的修正量。而且,在修正量的计算中,使用了预先测定出的支承工件的支承刚性以及支承砂轮的支承刚性。
在专利文献2记载有在通过砂轮磨削加工工件的情况下,考虑了工件与砂轮之间的接触静态刚性,计算工件的磨削痕深度的情况。这里所使用的接触静态刚性不是使砂轮静止时测定出的值,而使用磨削时的理论接触静态刚性来计算。接触静态刚性由工件与砂轮之间的弹簧常量K来表示。
专利文献1:日本特开2018-153907号公报
专利文献2:日本特开2015-208812号公报
在专利文献1所记载的磨削加工模拟装置中,除了磨削阻力之外,还使用工件的支承刚性以及砂轮的支承刚性,来计算工件与砂轮的相对位置的修正量。然而,仅使用工件的支承刚性以及砂轮的支承刚性,无法高精度地计算相对位置的修正量。可知作为其原因之一,是工件与砂轮之间的接触刚性的影响。
认为通过使用专利文献2所记载的接触静态刚性,能够高精度地计算工件与砂轮的相对位置等。然而,即使使用工件与砂轮的接触静态刚性,也存在高精度化的改善的余地。
另外,作为推断对象并不限于上述工件与砂轮的相对位置的修正量,考虑了工件的形状、砂轮的形状、磨削加工时的工件或者砂轮的状态、磨床的机械状态等。另外,除了磨削加工之外,在切削加工中也同样。
发明内容
本发明要提供一种能够更高精度地推断推断对象的加工推断装置。
本发明的一个实施方式提供一种加工推断装置,其在通过工具对工件进行加工的加工装置中,使用加工时通过上述工件与上述工具的接触而展现的上述工件与上述工具之间的接触动态刚性数据,来推断加工时的上述工件或者上述工具的状态、上述工件的形状、上述工具的形状以及上述加工装置的机械状态中的至少一个。
根据上述实施方式,使用工件与工具之间的接触动态刚性数据,来推断加工时的工件或者工具的状态、工件的形状、工具的形状以及加工装置的机械状态中的至少一个。接触动态刚性数据由通过工件与工具的接触而展现的工件与工具之间的弹簧常量以及衰减系数来表示。这样,能够通过使用包含弹簧常量以及衰减系数的接触动态刚性数据,高精度地推断各种推断对象。
如上所述,根据上述实施方式,能够提供一种能够更高精度地对推断对象进行推断的加工推断装置。
此外,技术方案所记载的括弧内的附图标记表示与后述的实施方式所记载的具体机构的对应关系,并不限定本发明的技术范围。
附图说明
图1是表示包含实施方式1的加工装置以及加工推断装置的加工系统的图。
图2是实施方式1的加工推断装置的功能框图。
图3是表示磨削加工时的工件与砂轮的干涉状态的示意图。
图4是用径向的线段组表示磨削加工模拟中的工件的形状的图,是表示在磨削加工时用径向的线段表示的工件与砂轮的外周线干涉的状态的图。
图5是表示磨削加工中的接触动态刚性、工件支承动态刚性、工具支承动态刚性的示意图。
图6表示通过实测得到的接触动态刚性表的图。
图7是表示通过实测以及插值处理得到的接触动态刚性表的图。
图8是表示工件支承动态刚性表的图。
图9是表示接触动态刚性数据取得处理的流程图。
图10是取得接触动态刚性数据时的磨床的俯视图。
图11是表示接触动态刚性数据取得处理的一部分工序中的磨床的状态的图。
图12是实施方式2的加工推断装置的功能框图。
图13是表示通过实测以及插值处理取得的总合动态刚性表的图。
图14是表示包含实施方式3的加工装置以及加工推断装置的加工系统的图。
图15是表示切削加工中的接触动态刚性、工件支承动态刚性、工具支承动态刚性的示意图。
具体实施方式
(实施方式1)
1.加工推断系统1的结构
参照图1来说明加工推断系统1。加工推断系统1将使用了磨床2的磨削加工作为对象。加工推断系统1具备作为加工装置的磨床2、以及加工推断装置3。
磨床2使工件W旋转,使作为旋转体亦即工具的砂轮T旋转,并且使砂轮T相对于工件W沿与工件W的轴线交叉的方向相对接近,由此对工件W的外周面或者内周面进行磨削。磨床2能够应用工作台横动型的磨床、砂轮座横动型的磨床等。另外,磨床2能够应用圆筒磨床、凸轮磨床等。
在本实施方式中,如图1所示,工件W以具备作为非加工部的轴部Wa、外周面成为磨削对象的多个加工部Wb的情况为例。加工部Wb例如具有与轴部Wa同轴的圆筒外周面。但是,图1所示的工件W是一个例子,磨床2能够将具有各种形状的工件作为磨削加工的对象。
加工推断装置3推断上述磨床2中的磨削加工时的工件W或者砂轮T的状态、工件W的形状、砂轮T的形状以及磨床2的机械状态中的至少一个。加工推断装置3通过输入在磨削加工中使用的信息进行模拟,进行上述推断对象的推断处理。
加工推断装置3能够作为独立于磨床2的模拟装置展现功能,也能够作为与磨床2联动进行动作的模拟装置展现功能。在前者的情况下,例如能够决定最佳的磨削加工条件而不进行实际的工件W的磨削加工。在后者的情况下,加工推断装置3能够与由磨床2进行的工件W的磨削加工并行地进行处理,由此例如能够修正磨削加工条件,或进行动作以便对各种控制施加影响。另外,加工推断装置3也能够设为磨床2的嵌入式系统。
2.磨床2的结构
参照图1详细地说明磨床2的结构的一个例子。磨床2作为例子举出工作台横动型的圆筒磨床。即、该磨床2是使工件W沿工件W的轴线方向移动,并且使砂轮T沿与工件W的轴线交叉的方向移动的结构。另外,在本实施方式中,磨床2以通过砂轮T对工件W的圆筒外周面进行磨削的情况为例。
磨床2具备床身10、工作台20、主轴装置30、尾座装置40、砂轮座50、定径装置60、控制装置70。床身10设置在设置面上。床身10将X轴方向的正面侧(图1的下侧)的宽度(Z轴方向长度)形成得较长,将X轴方向的背面侧(图1的上侧)的宽度形成得较短。
床身10在X轴方向的正面侧的上表面具备沿Z轴方向延伸的Z轴引导面11。并且,在床身10设置有沿着Z轴引导面11驱动的Z轴驱动机构12。在本实施方式中,Z轴驱动机构12以具备滚珠丝杠机构12a和Z轴用马达12b的情况为例。滚珠丝杠机构12a与Z轴引导面11平行地延伸,Z轴用马达12b驱动滚珠丝杠机构12a。
为了驱动Z轴驱动机构12,设置未图示的Z轴用驱动电路以及Z轴用检测器12c。Z轴用驱动电路包含放大电路,驱动Z轴用马达12b。Z轴用检测器12c在本实施方式中,例如是编码器等角度检测器,检测Z轴用马达12b的旋转轴的角度。此外,Z轴驱动机构12也可以代替具备上述滚珠丝杠机构12a的结构,应用线性马达等。
另外,床身10在X轴方向的背面侧的上表面具备沿与Z轴方向交叉的方向延伸的引导面13。在本实施方式中,引导面13是沿与Z轴正交的X轴方向延伸的X轴引导面。并且,床身10具备沿着X轴引导面13驱动的X轴驱动机构14。在本实施方式中,X轴驱动机构14以具备滚珠丝杠机构14a和X轴用马达14b的情况为例。滚珠丝杠机构14a与X轴引导面13平行地延伸,X轴用马达14b驱动滚珠丝杠机构14a。
为了驱动X轴驱动机构14,设置未图示的X轴用驱动电路以及X轴用检测器14c。X轴用驱动电路包含放大电路,驱动X轴用马达14b。X轴用检测器14c在本实施方式中,例如是编码器等角度检测器,检测X轴用马达14b的旋转轴的角度。此外,X轴驱动机构14也可以代替具备上述滚珠丝杠机构14a的结构,应用线性马达等。
工作台20形成为长条状,被床身10的Z轴引导面11支承为能够沿Z轴方向(水平左右方向)移动。另外,工作台20固定于Z轴滚珠丝杠机构12a的滚珠丝杠螺母,通过Z轴用马达12b的旋转驱动沿Z轴方向移动。
主轴装置30构成工件支承装置。主轴装置30支承工件W,旋转驱动工件W。主轴装置30配置在工作台20上的Z轴方向的一端侧。主轴装置30具备主轴外壳31、主轴32、主轴用马达33、主轴中心34、主轴用检测器35、以及未图示的主轴用驱动电路。
主轴外壳31固定在工作台20上。主轴32经由轴承被主轴外壳31支承为能够旋转。主轴用马达33旋转驱动主轴32。主轴中心34支承工件W的轴向一端的端面。主轴中心34固定在主轴32,设置为能够相对于主轴外壳31旋转。但是,在主轴装置30具备未图示的载体等车削部件的情况下,主轴中心34也可以固定于主轴外壳31,设置为不能相对于主轴外壳31旋转。另外,主轴装置30也可以代替主轴中心34,具备把持工件W的卡盘。此外,卡盘通过与主轴32连结而被旋转驱动。
主轴用检测器35以及主轴用驱动电路为了驱动主轴用马达33而设置。主轴用检测器35在本实施方式中,例如是编码器等角度检测器,检测主轴用马达33的旋转轴的角度。主轴用驱动电路包含放大电路,驱动主轴用马达33。
尾座装置40与主轴装置30一起构成工件支承装置。尾座装置40配置在工作台20上的Z轴方向的另一端侧。尾座装置40设置为能够在工作台20上沿Z轴方向移动。尾座装置40具备尾座中心41。尾座中心41支承工件W的轴向另一端的端面。尾座中心41也可以设置为不能旋转,也可以设置为能够旋转。此外,在磨床2对工件W的内周面进行磨削加工的情况下,不需要尾座装置40。
另外,尾座中心41也可以定位在相对于工件W固定的位置,也可以设置为相对于工件W能够向工件W的轴向动作。在后者中,尾座中心41也可以构成为能够相对于工件W调整针对工件W的轴向的按压力。按压力能够通过调整弹簧力的机构、调整流体压的机构等进行控制。
砂轮座50具备砂轮T,并旋转驱动砂轮T。砂轮座50除了砂轮T之外,还具备砂轮座主体51、砂轮轴52、砂轮用马达53、未图示的砂轮用驱动电路。
砂轮T形成为圆盘状。砂轮T用于对工件W的外周面或者内周面进行磨削。砂轮T通过结合剂固定多个磨粒而构成。磨粒可应用由氧化铝、碳化硅等陶瓷质的材料等形成的一般磨粒、金刚石、CBN等超磨粒等。
结合剂具有玻璃(V)、树脂(B)、橡胶(R)、硅酸盐(S)、虫胶(E)、金属(M)、电泳(P)、镁水泥(Mg)等。并且,砂轮T存在具有气孔的结构以及不具有气孔的结构。砂轮T根据结合剂的种类、气孔的有无,存在能够弹性变形的结构的情况和几乎不能弹性变形的结构的情况。在能够弹性变形的砂轮T中,根据结合剂的种类、气孔的有无、气孔率等而弹性率不同。
砂轮座主体51例如在俯视图中形成为矩形,被床身10的X轴引导面13支承为能够沿X轴方向(水平前后方向)移动。另外,砂轮座主体51固定于X轴滚珠丝杠机构14a的滚珠丝杠螺母,通过X轴用马达14b的旋转驱动沿X轴方向移动。砂轮座主体51构成支承砂轮T的砂轮支承装置。
砂轮轴52经由轴承被砂轮座主体51支承为能够旋转。在砂轮轴52的前端固定有砂轮T,砂轮T通过砂轮轴52的旋转而旋转。砂轮用马达53旋转驱动砂轮轴52。轴承使用静压轴承、滚动轴承等。
砂轮用马达53例如经由带向砂轮轴52传递旋转驱动力。但是,砂轮用马达53可以与砂轮轴52同轴地配置。一般,砂轮用马达53的驱动产生的砂轮T的旋转速度与主轴用马达33的驱动产生的工件W的旋转速度相比,是高速的。砂轮用驱动电路为了驱动砂轮用马达53而设置。砂轮用驱动电路包含放大电路,驱动砂轮用马达53。
定径装置60设置在床身10的上表面,计测工件W的外径尺寸。定径装置60例如具备能够与工件W的外周面接触的一对触头,计测与工件W的接触部位的外径尺寸。
控制装置70是执行加工控制的CNC(Computer Numerical Control:计算机数控)装置以及PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)装置。即、控制装置70基于磨削加工程序以及定径装置60的计测结果,驱动作为移动装置的Z轴驱动机构12以及X轴驱动机构14,进行工作台20以及砂轮座50的位置控制。即、控制装置70通过进行工作台20以及砂轮座50等的位置控制,使工件W和砂轮T相对接近以及分离。并且,控制装置70进行主轴装置30以及砂轮座50的控制。即、控制装置70进行主轴32的旋转控制以及砂轮T的旋转控制。
3.加工推断装置3的结构
参照图2来说明加工推断装置3的结构。加工推断装置3具备指令值取得部101、推断部102、接触动态刚性表存储部103、工件支承动态刚性表存储部104、砂轮支承动态刚性表存储部105、加工条件取得部106、动态刚性决定部107、修正量计算部108、输出部109。
指令值取得部101取得在磨削加工中用于控制磨床2的指令值。在加工推断装置3是与磨床2独立的模拟装置的情况下,指令值取得部101通过磨削加工程序以及输入磨床2的结构信息,利用运算生成用于控制磨床2的各部分的指令值。另外,在加工推断装置3作为与由磨床2进行的磨削加工联动而动作的模拟装置展现功能的情况下,指令值取得部101能够从磨床2的控制装置70直接取得指令值。
推断部102使用指令值取得部101取得的指令值,执行磨削加工模拟,由此推断磨削加工时的工件W或者砂轮T的状态、工件W的形状、砂轮T的形状以及磨床2的机械状态中的至少一个。工件W的状态例如包含工件W的振动状态、温度状态等。砂轮T的状态例如包含砂轮T的振动状态、温度状态、砂轮T的外周面的每个部位产生的磨削阻力、砂轮T的尖锐度、构成砂轮T的磨粒的状态等。磨粒的状态例如包含磨粒的平均突出量、磨粒分布等。工件W的形状包含磨削加工的中途阶段的形状、磨削加工的结束阶段的形状。砂轮T的形状包含磨削加工的中途阶段的形状、磨削加工的结束阶段的形状。磨床2的机械状态包含构成磨床2的部位的振动状态、温度状态等。
在本实施方式中,以推断部102通过磨削加工模拟,进行工件W的形状逐渐变化的处理,从而将工件W的形状、工件W的状态、磨床2的机械状态作为推断对象的情况为例。在本实施方式中,砂轮T设为不变形的部件,来进行磨削加工模拟。此外,推断部102除了上述推断对象之外,还能够推断砂轮T的外周面的每个部位产生的磨削阻力。
推断部102具备干涉量计算部111、磨削效率计算部112、磨削特性决定部113、磨削阻力计算部114。
干涉量计算部111基于使用指令值取得部101取得的指令值而得到的工件W和砂轮T的相对位置、工件W的外周面形状以及砂轮T的外周面形状,来计算工件W和砂轮T的干涉量。干涉量相当于工件W的周向的各部位的工件W的径向的磨削量。换言之,干涉量是通过砂轮T磨削的工件W的去除量,详细而言,是工件W的周向的各部位的工件W的径向的去除量。如图3所示,干涉量是工件W和砂轮T干涉的部分(图3的斜线部分:干涉区域)的体积。
干涉量计算部111通过运算处理几何性地计算该干涉量。这里,干涉量计算部111存储有工件W的外周面形状、以及砂轮T的外周面形状。如图4的右侧部分所示,工件W的外周面形状在以工件W的旋转中心Ow为原点的极坐标上,由多个径向的线段组表现。即、干涉量计算部111作为工件W的外周面形状存储有将以等角(α)分割了工件W的外周面上的分割点(图4的白色点)与工件W的旋转中心Ow(原点)连结的多个线段组。由图4的白色点表示的分割点被存储为由砂轮T进行的去除前的工件W的外周面形状。
干涉量计算部111根据工件W和砂轮T的相对位置(轴间距离)以及砂轮T的外周面形状,来决定工件W的各线段和表示砂轮T的外周面形状的线的交点(图4的黑色点)。干涉量计算部111将决定出的交点(图4的黑色点)存储为通过砂轮T去除工件W之后的工件W的外周面形状。即、干涉量计算部111改变存储的工件W的外周面形状。
而且,干涉量计算部111从由定义去除前的工件W的外周面形状的点中的相邻的点a1、a2和原点Ow构成的三角形△Ow-a1-a2的面积减去由去除后的点b1、b2(与砂轮T的交点)和原点Ow构成的三角形△Ow-b1-b2的面积。对定义工件W的外周面形状的所有相邻的点,计算减去后的面积。
而且,干涉量计算部111对各减去后的面积进行累计,对累计后的总和面积乘以工件W的厚度来计算干涉量(去除量)。此外,在上述中,计算两种三角形的面积,计算其面积的差量,由此计算被去除的部分的面积。此外,也可以通过直接计算四边形a1-a2-b1-b2,来计算被去除的部分的面积。
如图2所示,磨削效率计算部112基于由干涉量计算部111计算出的干涉量,来计算磨削效率Z′。磨削效率Z′计算每单位时间的干涉量、即在单位时间内通过砂轮T磨削的工件W的体积。
磨削特性决定部113基于工件W的材质、砂轮T的磨粒、结合剂的种类以及砂轮T的外周面的状态等,来决定磨削特性kc。砂轮T的外周面的状态例如使用砂轮T的磨粒的磨损状态、表示尖锐度的指标来表现。这里,磨削特性决定部113通过预先实验、解析等而存储有各状态下的磨削特性。
磨削阻力计算部114基于磨削效率Z′以及磨削特性kc,来计算工件W的外周面的法线方向(X轴方向)上的磨削阻力Fn。磨削阻力Fn通过对磨削效率Z′乘以磨削特性kc而得到(Fn=kc×Z′)。
此外,磨削特性kc具有磨削效率Z′越大则法线方向(X轴线方向)上的磨削阻力Fn越大那样的大致线性的关系。而且,磨削特性kc例如在砂轮T磨损的情况下,该关系会变化。例如,在砂轮T磨损的情况下,以法线方向的磨削阻力Fn相对于磨削效率Z′变大的方式进行变化。
接触动态刚性表存储部103存储工件W与砂轮T之间的接触动态刚性数据Ci、Ki。特别是,接触动态刚性表存储部103存储加工条件与接触动态刚性数据Ci、Ki的对应关系。工件支承动态刚性表存储部104存储作为工件支承装置的主轴装置30以及尾座装置40的工件支承动态刚性数据Cw、Kw。特别是,工件支承动态刚性表存储部104存储加工条件与工件支承动态刚性数据Cw、Kw的对应关系。砂轮支承动态刚性表存储部105存储作为砂轮支承装置的砂轮座主体51的砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt(工具支承动态刚性数据)。特别是,砂轮支承动态刚性表存储部105存储加工条件与砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt的对应关系。
参照图5来说明接触动态刚性、工件支承动态刚性以及砂轮支承动态刚性。接触动态刚性是工件W与砂轮T之间的动态刚性,是磨削加工时通过工件W与砂轮T的接触而展现的动态刚性。接触动态刚性由衰减系数Ci以及弹簧常量Ki来定义。衰减系数Ci是表示工件W与砂轮T的相对速度、与工件W或者砂轮T受到的外力的关系的值。弹簧常量Ki是表示工件W与砂轮T的相对位置、与工件W或者砂轮T受到的外力的关系的值。
特别是,接触动态刚性与磨削加工时砂轮T与工件W接触的接触弧长度L对应。如图3所示,接触弧长度L是在砂轮T的轴正交方向剖面中,磨削加工时砂轮T的外周面中的与工件W接触的圆弧长度。接触弧长度L根据砂轮T的X轴方向的进给速度、砂轮T的外径、工件W的外径等而变化。
并且,接触动态刚性由砂轮T的弹性变形引起的。即、接触动态刚性通过由砂轮T的弹性变形引起的弹簧常量以及由砂轮T的弹性变形引起的衰减系数来表示。
工件支承动态刚性是主轴装置30以及尾座装置40中的与支承有关的动态刚性,且是通过作为构成磨床2的工件支承装置的主轴装置30以及尾座装置40支承工件W时展现的动态刚性。工件支承动态刚性由衰减系数Cw以及弹簧常量Kw来定义。衰减系数Cw是表示工件W相对于主轴装置30以及尾座装置40的基准位置的相对速度、与工件W受到的外力的关系的值。弹簧常量Kw是表示工件W相对于主轴装置30以及尾座装置40的基准位置的相对位置、与工件W受到的外力的关系的值。
砂轮支承动态刚性是砂轮座主体51中的与支承有关的动态刚性,且是通过作为构成磨床2的砂轮支承装置的砂轮座主体51支承砂轮T时展现的动态刚性。砂轮支承动态刚性由衰减系数Ct以及弹簧常量Kt来定义。衰减系数Ct是表示砂轮T相对于砂轮座主体51的基准位置的相对速度、与砂轮T受到的外力的关系的值。弹簧常量Kt是表示砂轮T相对于砂轮座主体51的基准位置的相对位置、与砂轮T受到的外力的关系的值。
参照图6以及图7详细地说明接触动态刚性表存储部103。接触动态刚性表存储部103存储包含接触动态刚性数据Ci、Ki的接触动态刚性表。具体而言,如图6所示,接触动态刚性表是将加工条件、接触弧长度L、质量Mi、衰减系数Ci、弹簧常量Ki设为项目的表。图6所示的接触动态刚性表是通过进行后述的实测而得到的数据表。
在图6中,加工条件例如设为砂轮T的X轴方向的进给速度、砂轮T的外径、工件W的外径等。如上所述,接触弧长度L是在砂轮T的轴正交方向剖面中,磨削加工时砂轮T的外周面中的与工件W接触的圆弧长度。接触弧长度L根据砂轮T的X轴方向的进给速度、砂轮T的外径、工件W的外径等而决定。质量Mi包含工件W的质量信息以及砂轮T的质量信息。衰减系数Ci以及弹簧常量Ki根据加工条件、即接触弧长度L而表示不同的值。
另外,对接触动态刚性造成影响的加工条件除了对接触弧长度L造成影响的加工条件之外,还具有砂轮T的旋转速度、工件W的旋转速度、冷却剂量等。这些主要成为使砂轮T以及工件W的温度变化的原因。特别是,在砂轮T的结合剂具有温度依存性的情况下,接触动态刚性因砂轮T的温度而变化。因此,接触动态刚性表存储部103以对温度造成影响的加工条件为单位具有图6的最前面所示的表。
这里,图6所示的接触动态刚性表是对第一加工条件(条件1、条件2、条件3…)进行实测而得到的数据表,所以成为限定为与进行了实测的第一加工条件对应的接触弧长度L的表。
然而,实际使用的加工条件多种多样,所以在图6所示的接触动态刚性表中存在不充分的可能性。因此,如图7所示,使用实测的接触动态刚性表并进行插值处理,由此进行补充。
即、作为前提,如图6所示,接触动态刚性表存储部103预先存储有第一加工条件(条件1、条件2、条件3…)与实测出的接触动态刚性数据的对应关系。而且,通过使用针对第一加工条件(条件1、条件2、条件3,…)的接触动态刚性数据来进行插值处理,生成与第一加工条件不同的第二加工条件(条件1h、条件2h、条件3h)的接触动态刚性数据。而且,接触动态刚性表存储部103追加存储所生成的接触动态刚性数据。
插值处理例如能够使用定义了接触弧长度L、衰减系数Ci以及弹簧常量Ki之间的关系的实验公式。另外,插值处理也可以使用机器学习、理论计算等。
然而,如上所述,接触弧长度L根据砂轮T的X轴方向的进给速度、砂轮T的外径、工件W的外径等而决定。但是,接触弧长度L在正在进行磨削加工的过程中,会因工件W、砂轮T弯曲而变化。因此,计算在相同的加工条件下,可能会成为接触弧长度L因工件W以及砂轮T的弯曲量等而不同的状态。因此,接触动态刚性表存储部103也可以存储针对多个接触弧长度L的接触动态刚性数据Ci、Ki。
参照图8详细地说明工件支承动态刚性表存储部104。工件支承动态刚性表存储部104存储工件支承动态刚性数据Cw、Kw。具体而言,如图8所示,工件支承动态刚性表是将加工条件(条件21、条件22、条件23…)、质量Mw、衰减系数Cw、弹簧常量Kw设为项目的表。
例如,在能够控制尾座中心41对工件W向工件W的轴向的按压力的情况下,图8中的加工条件设为尾座中心41的按压力。而且,工件支承动态刚性数据Cw、Kw是伴随着尾座中心41与工件W的接触状态变化而变化的数据,尾座中心41与工件W的接触状态根据尾座中心41的按压力的变化而变化。因此,工件支承动态刚性表存储部104针对尾座中心41的多个按压力的各个存储质量Mw、衰减系数Cw、弹簧常量Kw。
工件支承动态刚性数据Cw、Kw例如能够在通过主轴中心34以及尾座中心41支承工件W的状态下,通过锤击试验而取得。并且,通过使尾座中心41产生的按压力变化来进行锤击试验,能够取得图8所示的工件支承动态刚性数据Cw、Kw。另外,工件支承动态刚性表存储部104针对每个工件W的种类具有图8的最前面所示的表。
如上所述,砂轮支承动态刚性表存储部105存储砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt。砂轮支承动态刚性表存储部105例如以砂轮T的种类为单位,存储砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt。另外,在砂轮T由静压轴承支承的结构中,在能够控制静压轴承的压力的情况下,砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt有时成为根据静压轴承的压力而变化的数据。因此,砂轮支承动态刚性表存储部105也可以根据作为加工条件的静压轴承的压力,来存储质量Mt、衰减系数Ct、弹簧常量Kt。
如图2所示,加工条件取得部106取得由磨床2进行磨削加工时的加工条件。详细而言,加工条件取得部106取得由推断部102进行的推断时的加工条件。加工条件取得部106取得的加工条件是用于动态刚性决定部107计算各动态刚性的信息。取得的加工条件例如是工件W的外径、砂轮T的外径、砂轮T的X轴方向的进给速度、砂轮T的旋转速度、工件W的旋转速度、冷却剂量、尾座中心41的按压力、砂轮T的静压轴承的压力等。
在加工推断装置3是独立于磨床2的模拟装置的情况下,加工条件取得部106通过输入磨削加工程序,来取得磨削加工程序所含的加工条件。另外,在加工推断装置3作为与由磨床2进行的磨削加工联动而动作的模拟装置展现功能的情况下,加工条件取得部106也可以通过从控制装置70输入磨削加工程序来取得加工条件,也可以直接从磨床2的控制装置70取得与加工条件有关的信息。
动态刚性决定部107决定对磨削加工造成影响的动态刚性数据。动态刚性决定部107分别决定接触动态刚性数据、工件支承动态刚性数据以及砂轮支承动态刚性数据。即、动态刚性决定部107具备接触动态刚性决定部121、工件支承动态刚性决定部122、砂轮支承动态刚性决定部123。
接触动态刚性决定部121取得存储于接触动态刚性表存储部103的接触动态刚性表、以及由加工条件取得部106取得的加工条件。而且,接触动态刚性决定部121从接触动态刚性表中决定与取得的加工条件对应的接触动态刚性数据Ci、Ki。
接触弧长度L也根据通过磨削加工变化的工件W的外周面形状、由磨削阻力产生的工件W以及砂轮T的弯曲而变化。而且,推断部102的干涉量计算部111依次计算进行磨削加工时的工件W的外周面形状、以及工件W与砂轮T的相对位置。
因此,接触动态刚性决定部121也能够从干涉量计算部111取得模拟的当前时刻的工件W的外周面形状、工件W与砂轮T的相对位置,来计算接触弧长度L。而且,接触动态刚性决定部121也能够从接触动态刚性表中决定与计算出的接触弧长度L对应的接触动态刚性数据Ci、Ki。
工件支承动态刚性决定部122取得存储于工件支承动态刚性表存储部104的工件支承动态刚性表、以及由加工条件取得部106取得的加工条件。而且,工件支承动态刚性决定部122从工件支承动态刚性表中决定与取得的加工条件对应的工件支承动态刚性数据Cw、Kw。
砂轮支承动态刚性决定部123取得存储于砂轮支承动态刚性表存储部105的砂轮支承动态刚性表、以及由加工条件取得部106取得的加工条件。而且,砂轮支承动态刚性决定部123从砂轮支承动态刚性表中决定与取得的加工条件对应的砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt。
修正量计算部108基于由动态刚性决定部107决定出的各动态刚性数据,来计算砂轮T以及工件W因磨削阻力Fn而在X轴线方向上相对位移的修正量。与位移有关的修正量能够根据各动态刚性数据和磨削阻力Fn求出。即、与位移有关的修正量能够根据磨削阻力Fn、接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw、砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt来计算。
修正量计算部108将计算出的修正量向推断部102输出。如上所述,推断部102基于指令值取得部101取得的工件W和砂轮T的相对位置、工件W的外周面形状以及砂轮T的外周面形状,对推断对象进行推断。但是,工件W和砂轮T的相对位置因磨削阻力Fn而成为与基于指令值的相对位置不同的位置。
因此,推断部102在推断对象的推断时,作为工件W与砂轮T的相对位置,除了指令值取得部101取得的相对位置之外,还使用加上了由修正量计算部108计算出的修正量的相对位置。即、、推断部102基于指令值的相对位置、和使用各动态刚性数据计算出的修正量对推断对象进行推断。
特别是,在本实施方式中,修正量计算部108将计算出的修正量向推断部102的干涉量计算部111输出。如上所述,干涉量计算部111基于指令值取得部101取得的工件W与砂轮T的相对位置、工件W的外周面形状以及砂轮T的外周面形状,来计算工件W和砂轮T的干涉量。但是,工件W和砂轮T的相对位置因磨削阻力Fn而成为与指令值的相对位置不同的位置。
因此,干涉量计算部111作为用于干涉量的计算的工件W和砂轮T的相对位置,除了指令值取得部101取得的相对位置之外,还使用加上了由修正量计算部108计算出的修正量的相对位置。即、干涉量计算部111基于指令值的相对位置、以及使用各动态刚性数据计算出的修正量来计算干涉量。
为了干涉量计算部111计算考虑了修正量的干涉量,磨削效率计算部112、磨削特性决定部113、磨削阻力计算部114取得基于考虑了修正量的干涉量而得到的磨削效率Z′、磨削特性kc、磨削阻力Fn。
输出部109输出由推断部102推断出的推断对象。即、输出部109推断磨削加工时的工件W或者砂轮T的状态、工件W的形状、砂轮T的形状以及磨床2的机械状态中的至少一个。输出部109例如也可以向未图示的示教装置示教推断结果。另外,输出部109也能够将推断结果向磨床2的控制装置70输出。在该情况下,控制装置70能够使用推断结果,例如修正磨削加工条件。
4.接触动态刚性数据取得处理
参照图9~图11来说明接触动态刚性数据取得处理。如图9所示,接触动态刚性数据取得处理首先将测定夹具4安装于磨床2以及工件W(S1)。测定夹具4是非接触振动器,是对工件W施振动动力的装置。如图10所示,测定夹具4设置在工作台20的上表面。测定夹具4能够在工作台20的上表面调整Z轴方向的固定位置。
测定夹具4在使工件W插通的状态下保持工件W。详细而言,将作为工件W的非加工部的轴部Wa的一部分插通在测定夹具4,成为磨削对象的多个加工部Wb位于测定夹具4的外部。插入测定夹具4并被保持的工件W与通常的磨削加工时相同,由主轴装置30以及尾座装置40支承。
这里,参照图11(a)~图11(c)来说明测定夹具4的结构。测定夹具4具备外壳131、电磁铁132、转子133、锁紧螺母134、位移传感器135、控制装置136。外壳131固定在磨床2的工作台20的上表面。并且,外壳131形成有沿Z轴方向贯通的孔131a。
电磁铁132埋设在外壳131。转子133安装于工件W的外周面,与工件W一体地设置。转子133由磁性体形成,通过由电磁铁132产生的磁力而移动。转子133形成为圆筒状,转子133的外周面相对于外壳131的内周面具有规定的间隙而配置。该间隙成为转子133能够相对于外壳131移动的距离。转子133的内周面根据工件W的外周面形状而形成。锁紧螺母134是用于将转子133固定于工件W的部件。转子133的固定方法并不限于使用了锁紧螺母134的机构,能够采用各种机构。
位移传感器135设置在外壳131的内周面附近的位置,测定与转子133的外周面的距离。即、位移传感器135在由电磁铁132使转子133振动的情况下,测定转子133相对于外壳131的内周面接近及分离的方向的转子133的位移(以下,称为径向位移)。
如图11(c)所示,控制装置136为了电磁铁132施加振动力而向电磁铁132供给驱动电流。另外,控制装置136取得由位移传感器135测定出的位移、即转子133的径向位移。
因此,在图9的S1中,如图11(a)所示,将作为工件W的非加工部的轴部Wa插通到测定夹具4的转子133。而且,如图11(b)所示,通过锁紧螺母134将转子133固定在工件W。
而且,将测定夹具4的外壳131安装于工作台20。并且,设为由主轴装置30以及尾座装置40支承安装有转子133的工件W的状态。此时,如图11(b)所示,以转子133的外周面位于与测定夹具4的外壳131的内周面对置的位置的方式,来调整外壳131的位置。
接着,开始磨削加工(S2)。即、在使工件W以及砂轮T旋转的状态下,使砂轮T沿X轴方向移动,对工件W的加工部Wb的外周面进行磨削加工。
接着,通过测定夹具4施加振动力(S3)。由测定夹具4进行的振动力的施加与通过砂轮T磨削加工工件W的同时来进行。所施加的振动力可以是脉冲振动,也可以是使振动频率连续变化的扫描振动。振动力的施加通过测定夹具4的控制装置136向电磁铁132供给电流来进行。而且,振动力通过由控制装置136向电磁铁132供给的电流来控制。
接着,在一边进行磨削加工一边施加振动力时,通过测定夹具4的位移传感器135,来测定转子133的径向位移(S4)。这里,转子133的位移在工件W上与固定在转子133的部位的径向位移一致。因此,测定夹具4的位移传感器135在对工件W施加了振动力时,测定工件W所产生的径向位移。
接着,在位移传感器135的测定结束的情况下,结束磨削加工(S5)。
接着,计算磨削加工时的总合动态刚性数据Ccom、Kcom(S6)。总合动态刚性数据Ccom、Kcom是由上述接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt表示的总合的(复合的)动态刚性数据。总合动态刚性数据Ccom、Kcom表示为上述接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt的相加值。
如上所述,由测定夹具4的位移传感器135测定出的径向的位移在一边进行磨削加工一边对工件W施加振动力时进行测定。因此,测定的位移是受到接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw、砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt的影响的状态。因此,总合动态刚性数据Ccom、Kcom的计算成为一边进行磨削加工一边对工件W施加振动力时,由振动力与工件W的径向位移的关系生成的数据。
接着,取得工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt(S7)。工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt预先通过锤击试验等而取得。
接着,计算接触动态刚性数据Ci、Ki(S8)。接触动态刚性数据Ci、Ki通过从总合动态刚性数据Ccom、Kcom减去工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt而求出。
接着,进行接触动态刚性数据Ci、Ki的插值处理的(S9)。插值处理参照图7如上所述。即、插值处理是使用通过实测而得到的接触动态刚性数据Ci、Ki,来求出与实测不同的磨削条件下的接触动态刚性数据Ci、Ki的处理。插值处理能够应用实验公式、机器学习、理论计算等。这样,能够取得图7所示那样的接触动态刚性数据Ci、Ki。
5.效果
在本实施方式中,使用接触动态刚性数据Ci、Ki,来推断磨削加工时的工件W或者砂轮T的状态、工件W的形状、砂轮T的形状以及磨床2的机械状态中的至少一个。接触动态刚性数据Ci、Ki由通过工件W与砂轮T的接触而展现的工件W与砂轮T之间的弹簧常量Ki以及衰减系数Ci来表示。这样,通过使用包含弹簧常量Ki以及衰减系数Ci的接触动态刚性数据Ci、Ki,能够高精度地推断各种推断对象。此外,与接触动态刚性数据区别的接触静态刚性数据仅由弹簧常量K表示,不包含衰减系数C。
特别是,接触动态刚性数据Ci、Ki是由砂轮T的弹性变形引起的数据,并且是与磨削加工时砂轮T与工件W接触的接触弧长度L对应的数据。在较大地受到砂轮T的弹性变形的影响的情况下,通过使用上述那样的接触动态刚性数据Ci、Ki,能够高精度地推断推断对象。
另外,如参照图9示出接触动态刚性数据取得处理那样,接触动态刚性数据Ci、Ki设为在一边通过砂轮T磨削加工工件W一边对工件W施加振动力时,由振动力与工件W的位移的关系生成的数据。由此,能够可靠地取得磨削加工时的接触动态刚性数据Ci、Ki。
另外,如参照图6以及图7所说明的那样,接触动态刚性表存储部103预先存储表示包含工件W与砂轮T的相对位置、砂轮T的旋转速度以及工件W的旋转速度中的至少一个的加工条件、与接触动态刚性数据Ci、Ki的对应关系的接触动态刚性表。而且,推断部102使用推断时的加工条件以及存储于接触动态刚性表存储部103的对应关系,来进行磨削加工时的推断对象的推断。这样,通过针对接触动态刚性数据Ci、Ki预先存储与各种加工条件的关系,能够使用与实际推断时的加工条件对应的接触动态刚性数据Ci、Ki高精度地推断推断对象。
另外,如图7所示,在接触动态刚性表存储部103中,通过进行插值处理而追加存储有与实测的第一加工条件不同的第二加工条件的接触动态刚性数据Ci、Ki。这样,能够生成针对没有实测的第二加工条件的接触动态刚性数据Ci、Ki,能够高精度地推断推断对象。
修正量计算部108除了接触动态刚性数据Ci、Ki之外,还使用工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt,来计算修正量。而且,推断部102利用使用接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt计算出的修正量,来进行推断对象的推断。这样,不仅使用接触刚性动态刚性数据,对于工件支承刚性以及砂轮支承刚性也使用动态刚性数据。因此,能够高精度地地推断对象进行推断。
如图2所示,加工推断装置3的动态刚性决定部107分别决定接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt。特别是,加工推断装置3在接触动态刚性表存储部103、工件支承动态刚性表存储部104以及砂轮支承动态刚性表存储部105存储有各自对象的动态刚性数据。而且,修正量计算部108使用分别决定出的接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt,来计算修正量。
这样,通过分别存储接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt,并且进行决定的处理,能够提高通用性。例如,在改变工件W的种类的情况下,能够不改变砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt而直接使用。另外,在改变尾座中心41的按压力的情况下,只要仅改变工件支承动态刚性数据Cw、Kw即可。
另外,在圆筒磨床且通过尾座中心41支承工件W的轴向另一端的结构中,往往构成为尾座中心41能够控制相对于工件W向工件W的轴向的按压力。在该情况下,工件支承动态刚性数据Cw、Kw成为伴随着尾座中心41与工件W的接触状态变化而变化的数据,尾座中心41与工件W的接触状态因尾座中心41的按压力的变化而变化。即、通过将工件支承动态刚性数据Cw、Kw设为考虑了尾座中心41的按压力的数据,能够更高精度地推断推断对象。
(实施方式2)
参照图12以及图13来说明实施方式2的加工推断装置5。这里,加工推断装置5相对于上述实施方式1的加工推断装置3,动态刚性决定部207以及总合动态刚性表存储部203不同。在加工推断装置5中,其它的结构与实施方式1相同。
总合动态刚性表存储部203存储总合动态刚性数据Ccom、Kcom。特别是,总合动态刚性表存储部203存储加工条件与总合动态刚性数据Ccom、Kcom的对应关系。总合动态刚性数据Ccom、Kcom如在实施方式1中由接触动态刚性数据取得处理所述。即、总合动态刚性数据Ccom、Kcom是由接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt表示的总合的(复合的)动态刚性数据。
动态刚性决定部207决定对磨削加工造成影响的动态刚性数据。在本实施方式中,动态刚性决定部207具备总合动态刚性决定部221。总合动态刚性决定部221决定将接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt合而为一的总合动态刚性数据Ccom、Kcom。
总合动态刚性决定部221取得存储于总合动态刚性表存储部203的总合动态刚性表、以及由加工条件取得部106取得的加工条件。而且,总合动态刚性决定部221从总合动态刚性表中决定与取得的加工条件对应的总合动态刚性数据Ccom、Kcom。
根据本实施方式,通过使用将接触动态刚性数据Ci、Ki、工件支承动态刚性数据Cw、Kw以及砂轮支承动态刚性数据Ct、Kt合而为一而表现的总合动态刚性数据Ccom、Kcom,能够高精度地推断推断对象。但是,在工件W、砂轮T的种类存在多个的情况下、在加工条件存在多个的情况下、在尾座中心41控制的按压力存在多个的情况下,往往总合动态刚性表的数据变为大量。在这样的情况下,优选如上述实施方式1那样,分别处理各动态刚性数据。
(实施方式3)
参照图14来说明本实施方式的加工推断系统301。加工推断系统301将使用了车床302的切削加工作为对象。加工推断系统301具备作为加工装置的车床302、以及加工推断装置303。
车床302通过使工件W旋转,并使切削工具T2相对于工件W相对移动,来车削工件W。加工推断装置303推断车床302的切削加工时的工件W或者切削工具T2的状态、工件W的形状、切削工具T2的形状以及车床302的机械状态中的至少一个。加工推断装置303通过输入切削加工所使用的信息并进行模拟,来进行上述推断对象的推断处理。
车床302例如具备床身310、主轴装置320、尾座装置330、支架装置340、工具台350以及控制装置360。主轴装置320构成工件支承装置。主轴装置320固定在床身310的上表面,支承工件W的一端,并旋转驱动工件W。主轴装置320具备主轴外壳321、主轴322、主轴用马达323、卡盘324、主轴用检测器325以及未图示的主轴用驱动电路。
主轴外壳321固定在床身310上。主轴322经由轴承被主轴外壳321支承为能够旋转。主轴用马达323旋转驱动主轴322。卡盘324固定于主轴322,把持工件W的一端。主轴用检测器325以及主轴用驱动电路为了驱动主轴用马达323而设置。
尾座装置330与主轴装置320一起构成工件支承装置。尾座装置330配置在床身310上且配置为在Z轴方向上与主轴装置320对置。尾座装置330设置为在床身310上能够沿Z轴方向移动。尾座装置330具备支承工件W的另一端的尾座中心331。
支架装置340固定在床身310上,支承工件W的轴向中间部分的外周面。特别是,支架装置340配置在克服工件W从切削工具T2受到的切削负荷的位置。
工具台350具备Z轴滑动台351、X轴滑动台352、转台(旋转式的刀架)353、以及多个切削工具T2。Z轴滑动台351被床身310的Z轴引导面311支承为能够沿Z轴方向移动,通过设置在床身310的Z轴驱动机构312沿Z轴方向移动。
X轴滑动台352被Z轴滑动台351上的X轴引导面351a支承为能够沿X轴方向移动,通过设置在Z轴滑动台351的X轴驱动机构351b沿X轴方向移动。转台353以能够绕与Z轴方向平行的轴旋转的方式设置在X轴滑动台352。多个切削工具T2固定于转台353的外周面。多个切削工具T2能够设为不同种类的工具。
控制装置360是执行加工控制的CNC(Computer Numerical Control:计算机数控)装置以及PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)装置。即、控制装置360基于切削加工程序,驱动作为移动装置的Z轴驱动机构312以及X轴驱动机构351b,进行切削工具T2的位置控制。即、控制装置360通过进行切削工具T2等的位置控制,使工件W与切削工具T2相对移动。并且,控制装置360进行主轴322的旋转控制以及转台353的旋转控制。
本实施方式的加工推断装置303与图2所示的实施方式1的加工推断装置3的结构相同。但是,将实施方式1的磨削改变为切削,将砂轮T改变为切削工具T2。
接下来,在本实施方式中,参照图15来说明接触动态刚性、工件支承动态刚性以及工具支承动态刚性。接触动态刚性是工件W与切削工具T2之间的动态刚性,且是切削加工时通过工件W与切削工具T2的接触而展现的动态刚性。接触动态刚性由衰减系数Ci以及弹簧常量Ki来定义。衰减系数Ci是表示工件W与切削工具T2的相对速度、与工件W或者切削工具T2受到的外力的关系的值。弹簧常量Ki是表示工件W与切削工具T2的相对位置、与工件W或者切削工具T2受到的外力的关系的值。
特别是,接触动态刚性与切削加工时切削工具T2与工件W接触的接触长度L对应。接触长度L根据切削工具T2的大小、切削工具T2的前端形状、切削工具T2的前角以及后角、切入量、工件W的外径等而变化。
工件支承动态刚性是主轴装置320、尾座装置330以及支架装置340中的与支承有关的动态刚性,且是通过作为构成车床302的工件支承装置的主轴装置320、尾座装置330以及支架装置340支承工件W时展现的动态刚性。工件支承动态刚性由衰减系数Cw以及弹簧常量Kw来定义。衰减系数Cw是表示工件W相对于主轴装置320、尾座装置330以及支架装置340的基准位置的相对速度、与工件W受到的外力的关系的值。弹簧常量Kw是表示工件W相对于主轴装置320、尾座装置330以及支架装置340的基准位置的相对位置、与工件W受到的外力的关系的值。
工具支承动态刚性是工具台350中的与支承有关的动态刚性,且是通过作为构成车床302的工具支承装置的工具台350支承切削工具T2时展现的动态刚性。工具支承动态刚性由衰减系数Ct以及弹簧常量Kt来定义。衰减系数Ct是表示切削工具T2相对于工具台350的基准位置的相对速度、与切削工具T2受到的外力的关系的值。弹簧常量Kt是表示切削工具T2相对于工具台350的基准位置的相对位置、与切削工具T2受到的外力的关系的值。
本实施方式的加工推断系统301实现与实施方式1的加工推断系统1相同的效果。
(其它)
在上述实施方式中,以使用了磨床2的磨削加工、以及使用了车床302的切削加工为例进行了说明。但除了它们之外,能够同样地应用于使用了加工中心的切削加工。
Claims (11)
1.一种加工推断装置(3、5、303),其中,
在通过工具(T、T2)对工件(W)进行加工的加工装置(2、302)中,使用加工时通过上述工件与上述工具的接触而展现的上述工件与上述工具之间的接触动态刚性数据(Ci、Ki),来推断加工时的上述工件或者上述工具的状态、上述工件的形状、上述工具的形状以及上述加工装置的机械状态中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的加工推断装置(3、5),其中,
上述工具是砂轮(T),
上述接触动态刚性数据是由上述砂轮的弹性变形引起的数据,并且是对应于磨削加工时上述砂轮与上述工件接触的接触弧长度(L)的数据。
3.根据权利要求1所述的加工推断装置(3、5、303),其中,
上述接触动态刚性数据是由上述工具或者上述工件的弹性变形引起的数据,并且是对应于加工时的加工条件的数据。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的加工推断装置(3、5、303),其中,
上述接触动态刚性数据是一边通过上述工具加工上述工件一边对上述工件施加振动力时,由上述振动力与上述工件的位移的关系生成的数据。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的加工推断装置(3、303),其具备:
接触动态刚性表存储部(103),其预先存储包含上述工件与上述工具的相对位置、作为旋转体的上述工具的旋转速度以及上述工件的旋转速度中的至少一个的加工条件、与上述接触动态刚性数据的对应关系;以及
推断部(102),其使用推断时的上述加工条件以及存储于上述接触动态刚性表存储部的上述对应关系,来推断加工时的上述工件或者上述工具的状态、上述工件的形状、上述工具的形状以及上述加工装置的机械状态中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的加工推断装置(3、303),其中,
上述接触动态刚性表存储部
预先存储上述加工条件亦即第一加工条件、与在上述第一加工条件中实测出的上述接触动态刚性数据的对应关系,
并且,通过使用针对上述第一加工条件的上述接触动态刚性数据进行插值处理,追加存储针对与上述第一加工条件不同的上述加工条件亦即第二加工条件而取得的上述接触动态刚性数据。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的加工推断装置(3、5、303),其中,
使用上述接触动态刚性数据、
通过构成上述加工装置的工件支承装置支承上述工件时展现的上述工件支承装置的工件支承动态刚性数据(Cw、Kw)、以及
通过构成上述加工装置的工具支承装置支承上述工具时展现的上述工具支承装置的工具支承动态刚性数据(Ct、Kt),
来推断加工时的上述工件或者上述工具的状态、上述工件的形状、上述工具的形状以及上述加工装置的机械状态中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的加工推断装置(3、303),其中,
上述接触动态刚性数据、上述工件支承动态刚性数据以及上述工具支承动态刚性数据是被分别个别决定的数据。
9.根据权利要求7所述的加工推断装置(5、303),其中,
上述接触动态刚性数据、上述工件支承动态刚性数据以及上述工具支承动态刚性数据被决定为汇总为一个的总合动态刚性数据(Ccom、Kcom)。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的加工推断装置(3、5),其中,
上述加工装置(2)是通过作为上述工具的砂轮对上述工件的圆筒外周面进行磨削加工的圆筒磨床,
上述工件支承装置由支承上述工件的轴向一端并进行旋转驱动的主轴装置(30)、以及支承上述工件的轴向另一端的尾座中心(41)构成。
11.根据权利要求10所述的加工推断装置(3、5),其中,
上述尾座中心构成为能够控制相对于上述工件向上述工件的轴向的按压力,
上述工件支承动态刚性数据是伴随着上述尾座中心与上述工件的接触状态变化而变化的数据,上述尾座中心与上述工件的接触状态因上述尾座中心的上述按压力的变化而变化。
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