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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung basiert auf der am 06. Februar 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
2018-19525 und beansprucht die Priorität dieser Anmeldung, deren gesamter Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wurde.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung und ein Schneidverfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmliche Bearbeitungswerkzeuge sind verwendet worden, die so strukturiert sind, dass sie ein Schneidwerkzeug in Kontakt mit einem Werkstück (zu schneidendes Objekt) bringen, während sie eine rotierbare Spindel zusammen mit dem Schneidwerkzeug oder das Werkstück mit dem Schneidwerkzeug oder das Werkstück, das von der Spindel gestützt wird, rotieren, um das Werkstück zu schneiden. Wenn eine Schnittbreite in einem solchen Bearbeitungswerkzeug unnötig vergrößert wird, können „regenerative Ratterschwingung“ auftreten, die Schwingungen des Werkstücks und/oder des Schneidwerkzeugs während der Schneidarbeit sind.
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„Eine Regenerative Ratterschwingung“ ist eine selbsterregte Schwingung, bei der die Schwingung, die während des Schneidens eine Rotation zuvor (eine Schneidklinge zuvor bei einem Mehrkantwerkzeug) als eine Undulation auf einer bearbeiteten Oberfläche verbleibt und die Schneiddicke während des aktuellen Schneidvorgangs durch die Regeneration der Schwingung fluktuiert. Dies bildet eine geschlossene Schleife, in der eine Änderung der Schneidkraft erneut Schwingungen erzeugt, und wenn die Schleifenverstärkung größer wird, werden die Schwingungen größer und werden große Ratterschwingungen. „Regenerative Ratterschwingung“ kann ein Faktor werden, sodass sich nicht nur die Feinbearbeitungsgenauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche verschlechtert, sondern auch das Schneidwerkzeug abgesplittert wird. Patentdokument 1 offenbart ein Verfahren zum Unterdrücken von „Ratterschwingungen“, wenn Dreharbeit an einem Werkstück durchgeführt wird, indem eine Rotationsgeschwindigkeit einer Spindel in kurzen Intervallen mit einer Vorschubrate eines Schneidwerkzeugs konstant bleibt.
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ENTGEGENHALTUNGSLISTE
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PATENTDOKUMENT
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Patentdokument 1
JP S49-105277 A -
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
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Bei der Dreharbeit wird die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel, das heißt die Schneidgeschwindigkeit, geändert, sodass die aktuelle Schneidgeschwindigkeit in einem ausreichenden Maße anders als eine Geschwindigkeit eine Rotation zuvor an einer bestimmten Rotationsposition wird, wodurch das Wachstum der regenerativen Ratterschwingungen unterdrückt wird. Wie in Patentdokument 1 beschrieben, wird jedoch, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel regelmäßig geändert wird, ein Verhältnis zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit eine Rotation zuvor vor und nach einem Umschalten zwischen einer Erhöhung und Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit nahe 1. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel beispielsweise regelmäßig in einer sinusförmigen Weise geändert wird, wird das Verhältnis zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit eine Rotation zuvor ungefähr 1, bevor und nachdem die Rotationsgeschwindigkeit einen Maximalwert und einen Minimalwert erreicht, und somit wird die Wirkung des Unterdrückens von regenerativen Ratterschwingungen klein.
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Die vorliegende Offenbarung ist in Anbetracht solcher Umstände gemacht worden, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Schneidtechnik zum Unterdrücken von regenerativen Ratterschwingungen bereitzustellen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Schneidverfahren gemäß Anspruch 5. Um die zuvor beschriebenen Aufgaben zu lösen, umfasst eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung Folgendes: einen Rotationsmechanismus, der so strukturiert ist, dass er eine Spindel rotiert, an der ein Schneidwerkzeug oder Werkstück befestigt ist, eine Rotationssteuerung, die so strukturiert ist, dass sie den Rotationsmechanismus für die Rotation der Spindel steuert, einen Vorschubmechanismus, der so strukturiert ist, dass er das Schneidwerkzeug relativ zu dem Werkstück bewegt, und eine Bewegungssteuerung, die so strukturiert ist, dass sie den Vorschubmechanismus veranlasst, während die Spindel rotiert, das Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem Werkstück zu bringen, um das Schneidwerkzeug zu veranlassen, das Werkstück zu schneiden. Die Rotationssteuerung weist eine Funktion des Ausübens einer Beschleunigungssteuerung auf, unter der die Rotation der Spindel beschleunigt bleibt, oder einer Verzögerungssteuerung, unter der die Rotation der Spindel verzögert bleibt. Die Bewegungssteuerung bringt das Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem Werkstück, nachdem die Rotationssteuerung die Rotation der Spindel beginnt, und trennt das Schneidwerkzeug von dem Werkstück, während eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung oder Verzögerungssteuerung unterliegt, die von der Rotationssteuerung ausgeführt wird.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Schneidverfahren. Dieses Verfahren umfasst einen Rotationssteuerschritt des Steuerns der Rotation einer Spindel, an der ein Schneidwerkzeug oder Werkstück befestigt ist, und einen Bearbeitungsschritt des In-Kontakt-Bringens, während die Spindel rotiert, des Schneidwerkzeugs mit dem Werkstück, um das Schneidwerkzeug zu veranlassen, das Werkstück zu schneiden. Der Rotationssteuerungsschritt umfasst einen Schritt des Ausübens von Beschleunigungssteuerung, unter der die Rotation der Spindel beschleunigt bleibt, oder von Verzögerungssteuerung, unter der die Rotation der Spindel verzögert bleibt, und der Bearbeitungsschritt umfasst einen Schritt des In-Kontakt-Bringens des Schneidwerkzeugs mit dem Werkstück nach dem Beginn der Rotation der Spindel, und des Trennens des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück, während eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung oder der Verzögerungssteuerung unterliegt.
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Es ist zu beachten, dass eine beliebige Kombination der zuvor beschriebenen Komponenten oder eine Entität, die durch das Ersetzen von Ausdrücken der vorliegenden Offenbarung von einem Verfahren, einer Vorrichtung, einem System und Ähnlichem resultiert, ebenfalls als ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung gültig ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine Darstellung, die eine Struktur einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2(a) bis 2(d) sind Darstellungen zum Beschreiben von Feinbearbeitungsarbeit gemäß der Ausführungsform.
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AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine Struktur einer Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 umfasst: einen Rotationsmechanismus 10, der eine Spindel 2 rotiert, an der ein Schneidwerkzeug 4 befestigt ist, eine Rotationssteuerung 11, die den Rotationsmechanismus 10 zum Rotieren der Spindel 2 steuert, einen Vorschubmechanismus 12, der das Schneidwerkzeug 4 relativ zu einem Werkstück 3 bewegt, und eine Bewegungssteuerung 13, die, während die Spindel 2 rotiert, den Vorschubmechanismus 12 veranlasst, das Schneidwerkzeug 4 in Kontakt mit dem Werkstück 3 zu bringen, um das Schneidwerkzeug 4 zu veranlassen, das Werkstück 3 zu schneiden. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 kann ein Bearbeitungswerkzeug einer numerischen Steuerung (Numerical Control - NC) sein. Der Rotationsmechanismus 10 und der Vorschubmechanismus 12 umfassen jeweils eine Antriebseinheit wie einen Motor, und die Rotationssteuerung 11 und die Bewegungssteuerung 13 passen jeweils Leistung an, die an eine entsprechende Antriebseinheit zu liefern ist, um das Verhalten eines entsprechenden, des Rotationsmechanismus 10 oder des Vorschubmechanismus 12, zu steuern.
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Es ist zu beachten, dass gemäß dieser Ausführungsform das Schneidwerkzeug 4 an der Spindel 2 befestigt ist, und das Werkstück 3 von einem Spanntisch 5 gehalten wird. Das Werkstück 3 kann aber an der Spindel 2 befestigt sein und von dem Rotationsmechanismus 10 rotiert werden. Ferner muss der Vorschubmechanismus 12 nur das Schneidwerkzeug 4 relativ zu dem Werkstück 3 bewegen und ist so strukturiert, dass er mindestens entweder das Schneidwerkzeug 4 oder das Werkstück 3 bewegt.
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1 zeigt einen Querschnitt des Werkstücks 3 zum Beschreiben eines Schneidprozesses, in dem eine Dichtungsoberfläche auf dem Werkstück 3 bearbeitet wird. Vor dem Bearbeiten der Dichtungsoberfläche weist das Werkstück 3 eine zu bearbeitende Oberfläche F1 auf, die von einer punktierten Linie dargestellt ist. Bei der Bearbeitung der Dichtungsoberfläche beginnt die Bewegungssteuerung 13, die zu bearbeitende Oberfläche F1 zu schneiden, indem sie das Schneidwerkzeug 4 in einer Schneidvorschubrichtung bewegt, und trennt, nach dem Schneiden zu einer feinbearbeiteten Oberfläche F2, die von einer Volllinie dargestellt ist, das Schneidwerkzeug 4 von dem Werkstück 3. Dieses Schneiden entspricht Trennschneiden-Feinbearbeitung, und wie in 1 gezeigt steuert die Bewegungssteuerung 13 den Vorschubmechanismus 12 so, dass das Werkstück 3 um ein vorbestimmtes Feinbearbeitungsaufmaß geschnitten wird. Die Bewegungssteuerung 13 handhabt eine Schneidend-Zielposition, an der das Schneidwerkzeug 4 die feinbearbeitete Oberfläche F2 erreicht, genau, und trennt das Schneidwerkzeug 4 von dem Werkstück 3 zu dem Zeitpunkt, wenn das Schneidwerkzeug 4 das Schneiden der feinbearbeiteten Oberfläche F2 beendet hat. Diese Feinbearbeitungsarbeit ist das Schneiden einer Endfläche mit einer relativ großen Schnittbreite, und veranlasst daher Ratterschwingungen, macht aber eine Schneidezeit kürzer.
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In der Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform weist die Rotationssteuerung 11 eine Funktion des Ausübens von Beschleunigungssteuerung auf, unter der die Rotation der Spindel 2 beschleunigt bleibt, und während die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung unterliegt, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird, steuert die Bewegungssteuerung 13 den Vorschubmechanismus 12 so, dass das Schneidwerkzeug 4 veranlasst wird, das Werkstück 3 von der zu bearbeitenden Oberfläche F1 zur feinbearbeiteten Oberfläche F2 des Werkstücks 3 zu schneiden. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 ermöglicht es, das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen zu unterdrücken, indem der Schneidprozess beendet wird, während die Rotation der Spindel 2 beschleunigt bleibt.
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Gemäß der Ausführungsform wird die Steuerung zum Ändern der Geschwindigkeit, sodass ein Verhältnis (Geschwindigkeitsvariationsverhältnis) zwischen der aktuellen Geschwindigkeit an einer gewissen Rotationsposition und einer Geschwindigkeit an der gleichen Rotationsposition, aber einer Rotation bevor sie größer als 1 ist, als Beschleunigungssteuerung der Rotation der Spindel an der Rotationsposition definiert. Die Rotationssteuerung 11 weist eine Funktion des Ausübens der Beschleunigungssteuerung auf, sodass das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis an allen Rotationspositionen um eine Rotationsachse der Spindel größer als 1 wird. Daher wird, während die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung unterliegt, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird, die aktuelle Geschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit einer Rotation zuvor an allen Rotationspositionen, was es ermöglicht, das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen zu unterdrücken. Es ist zu beachten, dass, unter der Beschleunigungssteuerung die Geschwindigkeit nur so geändert werden muss, dass die aktuelle Geschwindigkeit größer wird als die Geschwindigkeit einer Rotation zuvor an allen Rotationspositionen, und eine Beziehung zwischen hohen und niedrigen Maßen der Veränderung der Geschwindigkeit innerhalb einer Rotation ist nicht auf eine besondere Beziehung beschränkt.
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Es ist zu beachten, dass die Rotationssteuerung 11 eine Funktion des Ausübens von Verzögerungssteuerung aufweist, unter der die Rotation der Spindel 2 verzögert bleibt, und wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Verzögerungssteuerung, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird, unterliegt, kann die Bewegungssteuerung 13 den Vorschubmechanismus 12 so steuern, dass das Schneidwerkzeug 4 veranlasst wird, das Werkstück 3 von der zu bearbeitenden Oberfläche F1 zur feinbearbeiteten Oberfläche F2 des Werkstücks 3 zu schneiden. Auch in diesem Fall ist es möglich, das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen zu unterdrücken, indem der Schneidprozess beendet wird, während die Rotation der Spindel 2 verzögert bleibt.
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Die Verzögerungssteuerung wird als Steuerung definiert, unter der die Geschwindigkeit so geändert wird, dass das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis kleiner als 1 wird. Die Rotationssteuerung 11 weist eine Funktion des Ausübens der Verzögerungssteuerung auf, sodass das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis an allen Rotationspositionen um die Rotationsachse der Spindel kleiner als 1 wird. Daher wird, während die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Verzögerungssteuerung unterliegt, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird, die aktuelle Geschwindigkeit niedriger als die Geschwindigkeit eine Rotation zuvor an allen Rotationspositionen, was es ermöglicht, das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen zu unterdrücken. Unter der Verzögerungssteuerung muss die Geschwindigkeit nur so geändert werden, dass die aktuelle Geschwindigkeit niedriger wird als die Geschwindigkeit einer Rotation zuvor an allen Rotationspositionen, und eine Beziehung zwischen hohen und niedrigen Maßen der Veränderung der Geschwindigkeit innerhalb einer Rotation ist nicht auf eine besondere Beziehung beschränkt.
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Wie zuvor beschrieben wendet die Bearbeitungsvorrichtung 1 die Trennschneiden-Feinbearbeitungsarbeit an, während die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung oder der Verzögerungssteuerung unterliegt, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird, wodurch das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen unterdrückt wird. Während das Schneidwerkzeug 4 das Werkstück 3 von der zu bearbeitenden Oberfläche F1 zur feinbearbeiteten Oberfläche F2 schneidet, unterdrückt die Beschleunigungssteuerung oder Verzögerungssteuerung, die kontinuierlich von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird, zu jeder Zeit das Auftreten von Ratterschwingungen. Dies ermöglicht es, Werkzeugverschleiß zu unterdrücken oder eine Bearbeitung mit ausgezeichneter Feinbearbeitungsgenauigkeit zu erzielen, bei der die feinbearbeitete Oberfläche erhalten bleibt.
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Beachtet man die Feinbearbeitungsgenauigkeit, so wird deutlich, dass die Beschleunigungssteuerung oder Verzögerungssteuerung nur an mindestens dem Zeitpunkt, unmittelbar bevor das Schneidwerkzeug 4 von dem Werkstück 3 getrennt wird, ausgeführt werden muss. Die größte Wirkung auf die Feinbearbeitungsgenauigkeit hat hier die Bearbeitung äquivalent zu zwei Rotationen unmittelbar vor der Trennung. Während die Spindel 2 mindestens zwei Rotationen unter der Beschleunigungssteuerung oder Verzögerungssteuerung rotiert wird, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeführt wird, trennt die Bewegungssteuerung 13 das Schneidwerkzeug 4 von dem Werkstück 3, was eine Bearbeitung mit ausgezeichneter Feinbearbeitungsgenauigkeit erzielt.
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2(a) bis 2(d) sind Diagramme zum Beschreiben der Feinbearbeitungsarbeit gemäß der Ausführungsform. 2(a) zeigt Zeitreihenänderungen der Spindelrotationsgeschwindigkeit, 2(b) zeigt Zeitreihenänderungen des Geschwindigkeitsvariationsverhältnisses, 2(c) zeigt Zeitreihenänderungen der Vorschubmenge und 2(d) zeigt Zeitreihenänderungen der Werkzeugposition.
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In dieser Feinbearbeitungsarbeit steuert die Rotationssteuerung 11 zuerst den Rotationsmechanismus 10 so, dass die Spindel 2 bei einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit rotiert wird. Die Werkzeugposition zu dieser Zeit ist als eine Ursprungsposition definiert (Position in einer vertikalen Richtung = 0 mm). Die Rotationssteuerung 11 beginnt die Beschleunigungssteuerung der Rotation der Spindel 2 nach 0,2 Sekunden. Die Rotationssteuerung 11 gemäß der Ausführungsform beschleunigt die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 2 bei einem konstanten Geschwindigkeitsvariationsverhältnis (1,02) für 0,5 Sekunden nach dem Beginn der Beschleunigungssteuerung der Rotation. Gemäß der Ausführungsform ist das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis ein Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit an der gleichen Rotationsposition, aber eine Rotation zuvor; daher wird, wenn das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis größer als 1 wird, die aktuelle Geschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit eine Rotation zuvor an allen Rotationspositionen unter der Beschleunigungssteuerung. Es ist bevorzugt, dass das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis gleich oder größer gemacht wird als ein Wert, der das Auftreten von Ratterschwingungen unterdrücken kann. Es ist zu beachten, dass die Rotationssteuerung 11 Änderungssteuerung ausüben kann, unter der das Geschwindigkeitsvariationsverhältnis mit der Zeit geändert wird.
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Die Bewegungssteuerung 13 bringt das Schneidwerkzeug 4 in Kontakt mit dem Werkstück 3, nachdem die Rotationssteuerung 11 die Rotation der Spindel 2 beginnt. In diesem Beispiel beginnt, wie in den Figuren t2(c) und 2(d) gezeigt, nach dem Beginn der Beschleunigungssteuerung der Rotation, die Bewegungssteuerung 13 mit dem Vorschub und bewegt das Schneidwerkzeug 4 hin zu dem Werkstück 3, um das Schneidwerkzeug 4 in Kontakt mit dem Werkstück 3 zu bringen. Beispielsweise kann die Bewegungssteuerung 13 eine Benachrichtigung über den Zeitpunkt empfangen, an dem die Rotationssteuerung 11 beginnt, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zu ändern, und den Vorschubmechanismus 12 so steuern, dass er das Schneidwerkzeug 4 nach dem Zeitpunkt, an dem die Rotationssteuerung 11 beginnt, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zu ändern, in Kontakt mit dem Werkstück 3 bringt.
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Die Bewegungssteuerung 13 gemäß der Ausführungsform wird von der Rotationssteuerung 11 über den Zeitpunkt benachrichtigt, an dem die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel begonnen wird. Die Rotationssteuerung 11 kann, wenn die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit begonnen worden ist (das heißt nach 0,2 Sekunden) die Bewegungssteuerung 13 darüber benachrichtigen, dass die Rotationssteuerung 11 begonnen hat, die Rotationsgeschwindigkeit zu ändern, oder kann alternativ die Bewegungssteuerung 13 über den Zeitpunkt benachrichtigen, an dem die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit begonnen wird, bevor die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit tatsächlich begonnen wird. In jedem Fall wird die Bewegungssteuerung 13 von der Rotationssteuerung 11 über den Zeitpunkt benachrichtigt, an dem die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 2 begonnen wird, und steuert den Vorschubmechanismus 12 so, dass er das Schneidwerkzeug 4 nach dem Zeitpunkt, an dem die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit begonnen wird, in Kontakt mit dem Werkstück 3 bringt. In dem Beispiel, das in 2 gezeigt ist, bewegt die Bewegungssteuerung 13 das Schneidwerkzeug 4 bei einer konstanten Vorschubmenge oder Vorschubrate nach dem Beginn der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit.
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Die Bewegungssteuerung 13 trennt das Schneidwerkzeug 4 von dem Werkstück 3, während die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung unterliegt, die von der Rotationssteuerung 11 ausgeübt wird. Hier bestimmt die Bewegungssteuerung 13 das Ende des Schneidens, wenn die Werkzeugposition -0,5 mm erreicht, und bewegt das Schneidwerkzeug 4 in einer Richtung weg von dem Werkstück 3. Die Bewegungssteuerung 13 reduziert und invertiert die Vorschubrate, sodass das Schneidwerkzeug 4 von dem Werkstück 3 getrennt wird, und bringt dadurch die Feinbearbeitungsarbeit zu einem Ende.
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Wie zuvor beschrieben steuern, wenn eine Zeit vom Beginn bis zum Ende der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel als eine Änderungszeit bezeichnet wird und eine Zeit vom Beginn bis zum Ende des Schneidens von dem Schneidwerkzeug 4 als eine Schneidezeit bezeichnet wird, die Rotationssteuerung 11 und die Bewegungssteuerung 13 die Rotation der Spindel 2 beziehungsweise den Vorschub des Schneidwerkzeugs 4, sodass Änderungszeit > Schneidezeit erfüllt ist. Die Bewegungssteuerung 13 beginnt die Vorschubsteuerung des Schneidwerkzeugs 4 unter Verwendung des Zeitpunkts, an dem die Änderung der Rotationsgeschwindigkeit begonnen wird, sodass die Schneidezeit in die Änderungszeit fällt. Dies erlaubt der Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform, das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen zu unterdrücken.
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Die vorliegende Offenbarung ist auf der Grundlage der Beispiele beschrieben worden. Ein Fachmann muss verstehen, dass die Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und verschiedene Abwandlungen für eine Kombination von Komponenten oder Prozessen möglich sind, und dass solche Abwandlungen auch innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Offenbarung liegen. In dem Zeitdiagramm, das in 2 gezeigt ist, beginnt die Bewegungssteuerung 13, das Schneidwerkzeug 4 vorzuschieben, um das Schneidwerkzeug 4 in 0,4 Sekunden nach dem Beginn der Beschleunigungssteuerung der Rotation in Kontakt mit dem Werkstück 3 zu bringen, aber die Bewegungssteuerung 13 kann das Schneidwerkzeug 4 vor dem Beginn der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel in Kontakt mit dem Werkstück 3 bringen, das heißt vor dem Ablauf von 0,2 Sekunden. Sogar in diesem Fall übt die Bewegungssteuerung 13 die Vorschubsteuerung des Schneidwerkzeugs 4 so aus, dass eine Schneidendzeit früher wird als einer Änderungsendzeit, um den Schneidprozess zu einem Ende zu bringen, während die Rotation der Spindel 2 beschleunigt bleibt, was eine Bearbeitung mit ausgezeichneter Feinbearbeitungsgenauigkeit erzielt.
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Nachfolgend wird eine Übersicht von Aspekten der vorliegenden Offenbarung gegeben. Eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Rotationsmechanismus, der so strukturiert ist, dass er eine Spindel rotiert, an der ein Schneidwerkzeug oder ein Werkstück befestigt ist, eine Rotationssteuerung, die so strukturiert ist, dass sie den Rotationsmechanismus für die Rotation der Spindel steuert, einen Vorschubmechanismus, der so strukturiert ist, dass er das Schneidwerkzeug relativ zu dem Werkstück bewegt, und eine Bewegungssteuerung, die so strukturiert ist, dass sie, während die Spindel rotiert, den Vorschubmechanismus veranlasst, das Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem Werkstück zu bringen, um das Schneidwerkzeug zu veranlassen, das Werkstück zu schneiden. Die Rotationssteuerung weist eine Funktion des Ausübens einer Beschleunigungssteuerung auf, unter der die Rotation der Spindel beschleunigt bleibt, oder einer Verzögerungssteuerung, unter der die Rotation der Spindel verzögert bleibt. Die Bewegungssteuerung bringt das Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem Werkstück, nachdem die Rotationssteuerung die Rotation der Spindel beginnt, und steuert den Vorschubmechanismus, sodass das Schneidwerkzeug von dem Werkstück getrennt wird, während eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung oder der Verzögerungssteuerung, die von der Rotationssteuerung ausgeübt wird, unterliegt.
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Gemäß diesem Aspekt ist es möglich, da die Bewegungssteuerung den Schneidprozess, der von dem Schneidwerkzeug vorgenommen wird, beendet, während sich die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel in einer Beschleunigungsrichtung oder Verzögerungsrichtung ändert, das Auftreten von regenerativen Ratterschwingungen wirksam zu unterdrücken.
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Es ist bevorzugt, dass, wenn die Rotationssteuerung die Spindel mindestens zwei Rotationen unter der Beschleunigungssteuerung oder der Verzögerungssteuerung rotiert hat, die Bewegungssteuerung das Schneidwerkzeug von dem Werkstück trennt. Die Bewegungssteuerung kann das Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem Werkstück bringen, nachdem die Rotationssteuerung beginnt, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zu ändern, und das Schneidwerkzeug von dem Werkstück trennen, bevor die Rotationssteuerung stoppt, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zu ändern. Es ist zu beachten, dass die Bewegungssteuerung eine Benachrichtigung des Zeitpunkts empfangen kann, an dem die Rotationssteuerung beginnt, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zu ändern und den Vorschubmechanismus so zu steuern, dass er das Schneidwerkzeug nach dem Zeitpunkt, an dem die Rotationssteuerung beginnt, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zu ändern, in Kontakt mit dem Werkstück bringt.
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Ein Schneidverfahren gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Rotationssteuerschritt des Steuerns einer Rotationsgeschwindigkeit einer Spindel, an der ein Schneidwerkzeug oder ein Werkstück befestigt ist, und einen Bearbeitungsschritt des In-Kontakt-Bringens, während die Spindel rotiert, des Schneidwerkzeugs mit dem Werkstück, um das Schneidwerkzeug zu veranlassen, das Werkstück zu schneiden. Der Rotationssteuerungsschritt umfasst einen Schritt des Ausübens von Beschleunigungssteuerung, unter der die Rotation der Spindel beschleunigt bleibt, oder von Verzögerungssteuerung, unter der die Rotation der Spindel verzögert bleibt, und der Bearbeitungsschritt umfasst einen Schritt des In-Kontakt-Bringens des Schneidwerkzeugs mit dem Werkstück nach dem Beginn der Rotation der Spindel, und des Trennens des Schneidwerkzeugs von dem Werkstück, während eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel der Beschleunigungssteuerung oder der Verzögerungssteuerung unterliegt.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Offenbarung ist anwendbar auf Schneidtechniken.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Bearbeitungsvorrichtung,
- 2
- Spindel,
- 3
- Werkstück,
- 4
- Schneidwerkzeug,
- 5
- Spanntisch,
- 10
- Rotationsmechanismus,
- 11
- Rotationssteuerung,
- 12
- Vorschubmechanismus,
- 13
- Bewegungssteuerung
