JP2007509765A - ツールホルダーにおける振動及び変位の減衰のための装置 - Google Patents
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Abstract
Description
即ち、少なくとも1つの力交換デバイスは、力を適用するための少なくとも1つの力適用デバイス、及び/又は対象物に前記モーメントを適用するための少なくとも1つの力適用デバイスの形であることができる。
少なくとも1つの力交換デバイスは、対象物からの振動を吸収するための少なくとも1つの減衰デバイス(7)の形であり、減衰デバイスは、対象物からのモーメントを吸収するように構成され、及び/又は力の構成要素を吸収するように構成される。
次に、下記の説明で使用される幾つかの概念についてより詳細に説明する。
・ツールホルダー:本明細書では、歯を保持する要素として説明される。例えばこれは、歯のロック(固定部)や、フライス歯や、一体型歯を有する棒状の歯;又はブロック(塊)状の歯/フライスヘッドとアダプター(適用部)との組み合わせであって良い。
・歯:材料を除去する切削エッジ(角部)を有する硬質材料から形成された締結(クランプ)されたビット(刃)。
・工具(ツール):ツールホルダー及び歯のアセンブリ
ツールクランピング(工具締結部):工具を保持する部材である。例えば、割れ目式ホルダー、カプター(捕獲)ホルダー、HSKホルダー、Steilkonであり得る。
・能動的(積極的)減衰:例えば、外部供給源からエネルギを供給され制御される、減衰であって、該減衰は、外部のマイクロコントローラにより制御されていて且つ外部の動力増幅器からエネルギを供給される、アクチュエータであり得る。能動的減衰を使用することの利点は、中でも、基本的に、所望される程度のエンルギが、そのシステムに供給可能であり、適応可能なアルゴリズムにより入力を制御できる可能性があることである。
・受動的(消極的)減衰:外部供給源からエネルギを供給されず更に制御されない、減衰である。該減衰は、システム内に構築された分岐式(シャント:shunt)接続部における電気的損失において減衰するアクチュエータ、又は米国特許第5,413,318号に開示されるような機械的二重質量式ダンパーであり得る。
・モジュール式(モジュラー):ツールホルダーの構成に適応するインサート(挿入部)を有する、フレキシブルなデバイス(装置)が、モジュールとして具備される。円形空洞を有するインサートスリーブにより構成されるモジュールは、特定の直径の円形工具を保持可能であり、その一方で矩形空洞を有するモジュールは、四角形の工具を保持可能である。モジュールはまた、工具の接続部に適応可能である。
モーメント原理に従がう力伝達
図4は、本発明による減衰デバイス(装置)の実施の形態を示す。ツールホルダー2は、ツールクランプ(工具締結部)5に設置される。工作物10を機械加工するための歯1は、ツールホルダー2に固定される。ツールクランプ5は、モジュール式(モジュラー)であることができ、ツールホルダーの幾何学的形態(例えば、三角形、楕円形、四角形等)及び異なる直径に適合可能である。アクチュエータ7は、ツールクランプ5又は特定の設置スリーブ4と、ツールホルダー2の表面から外側に間隔を持って離れるレバー14との間で固定される。アクチュエータ7は、歯1に面する側部において、ツールクランプ5に固定されるか、又はツールクランプ5内に収容される。これとは別に、アクチュエータ7は、アクチュエータに対して特定される設置スリーブ4に固定可能である。設置スリーブ4は、ツールホルダー5から間隔を持って離隔可能で、減衰デバイスは、バー(棒部)本体に沿って滑動可能である。アクチュエータ7からの力は、ツールホルダー2を直接的に変形するような状態で作用可能であるか又は、ツールホルダー2及び/又はツールクランプ5は、変形することなしで、アクチュエータ7からの動きを可能にする状態で、支持可能である。
図5は、本発明による減衰デバイスの実施の形態を示す。該実施の形態は、モーメントの伝達の実施の形態と類似する多くの点を開示する。モーメント原理による力伝達とは対照的に、力は通常、工具に直接的に、且つ通常半径方向において作用する。もし力が、工具に固定された力伝達スリーブ3に適用されて、適用された力の方向が工具の長手方向に沿う方向により多く向けられるならば、原理は、モーメント伝達の実施の形態に、より類似したものである。
直接的力伝達及びモーメントの原理は、非回転式(旋盤)工具と同様に、回転式(フライス、ドリル(切削))工具においても使用可能である。非回転式工具の場合において、工具2、アクチュエータ7、スリーブ3,4及びホルダー5は、台(又は、支柱)に保持される一方で、工作物10は回転している。回転式工具の場合において、工作物10が台(又は、支柱)に保持される一方で、工具2及びホルダー5は回転している。アクチュエータ7及びスリーブ3,4,14は、工具と共に回転可能であるが、しかしそれはまた、台(又は、支柱)において保持可能である。もしアクチュエータが工具と共に回転するならば、信号及びエネルギは、例えば、無線伝送か又はケーブル(電線)配線のいずれかにより、伝送される。
図6は、本発明による工作物のための減衰デバイスの実施の形態を示す。工作物の減衰において、モーメント伝達及び直接的力伝達の原理の両者が使用されても良い。図6は、モーメント伝達が使用される、実施の形態を図解する。
Claims (26)
- 機械加工において対象物(2,10)の振動を減衰し及び/又は屈曲を制御するためのデバイスにおいて、
このデバイスは、前記対象物(2,10)の表面に直角の方向を向く力の構成要素を有する力を交換するための少なくとも1つの力交換デバイス(7)、及び/又は前記対象物(2,10)と前記デバイスとの間でモーメントを、直接的に又は機械的レバー(14)を介して交換するための少なくとも1つの力交換デバイス(7)を具備することを特徴とするデバイス。 - 前記デバイスは、前記少なくとも1つの力交換デバイス(7)と前記対象物(7)との間でモーメントを伝達するためのモーメント伝達デバイスを具備することを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
- 前記モーメント伝達デバイスは、前記対象物(2,10)を囲む、力伝達デバイス(3)を具備することを特徴とする請求項2に記載のデバイス。
- 前記力交換デバイスは、前記対象物(2)のためのクランプ(5)と前記力伝達デバイス(3)との間に配設されており、更に前記クランプ(5)に固定されるか又は前記クランプ(5)に収容されることを特徴とする請求項3に記載のデバイス。
- 前記モーメント伝達デバイスは、前記力交換デバイス(7)のための設置デバイス(4)を具備しており、前記設置デバイス(4)は、前記対象物(2,10)を囲んでおり、更に、
前記力交換デバイス(7)は、前記力伝達デバイス(3)と前記設置デバイス(4)との間に配設されることを特徴とする請求項3又は4に記載のデバイス。 - 弾性材料(11)が、前記力伝達デバイス(3)と前記設置デバイス(4)との間に配設されることを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記弾性材料(11)が、前記少なくとも1つの力伝達デバイス(7)と前記対象物(2,10)との間、又は前記少なくとも1つの力交換デバイス(7)と設置デバイス(4)との間に配設されることを特徴とする請求項6に記載のデバイス。
- 前記弾性材料(11)はゴムにより形成されることを特徴とする請求項6又は7に記載のデバイス。
- 前記力交換デバイス(7)は、前記力伝達デバイス(3)に直角をなす一方で前記対象物の表面に平行である、力の構成要素を有する力を提供するように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のデバイス。
- 前記対象物(2,10)に対して前記力交換デバイス(7)を固定し且つ配置するためであって且つ前記少なくとも1つの力伝達デバイス(7)のための、設置デバイス(4)により特徴づけられる請求項1に記載のデバイス。
- 力伝達デバイス(3)が、前記対象物(2,10)を囲み、前記力交換デバイス(7)と前記対象物(2,10)との間に配置されることを特徴とする請求項10に記載のデバイス。
- 前記力伝達デバイス(3)と前記力交換デバイス(7)が、前記設置デバイス(4)において配置されることを特徴とする請求項11に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、前記少なくとも1つの力交換デバイス(7)と前記対象物(2)との間でモーメントを伝達するためのモーメント伝達デバイスを具備しており、前記モーメント伝達デバイスは、前記対象物のためのクランプ(5)に前記対象物(2)を固定するための、前記対象物(2)のための接続部であることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
- 前記力交換デバイス(7)は、前記対象物(2)のための前記クランプ(5)において配置されることを特徴とする請求項13に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、前記対象物(2,10)に対して可動に配設されることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの力交換デバイスは、少なくとも1つのアクチュエータ(7)であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、前記少なくとも1つのアクチュエータ(7)への入力を調整するための制御ユニット(8)を具備することを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- センサ(6)が、前記対象物(2,10)の振動及び/又は屈曲を検知するために、前記対象物(2,10)の上又は内に配設されること、及び前記制御ユニット(8)が、前記センサ(6)からの信号を受信して、前記信号に基づいて入力を調整することを特徴とする請求項17に記載のデバイス。
- 前記センサは加速度計であることを特徴とする請求項18に記載のデバイス。
- 前記アクチュエータは、シェ−カー、空圧式又は油圧式アクチュエータ、圧電式力アクチュエータ又は任意の別の力や圧力や捻りアクチュエータであることを特徴とする請求項16から18のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記アクチュエータは、受動的に制御されるように構成され、前記アクチュエータは、例えば空圧式ダンパー又は分岐式アクチュエータであり、及び/又は前記アクチュエータは、例えば減衰アルゴリズムを使用して能動的に制御されるように構成されることを特徴とする請求項16から20のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、モジュール式であり、前記対象物(2,10)の異なる寸法及び異なる幾何学的構成の使用を可能にすることを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、工具又はツールホルダー(2)である、対象物(2,10)に適用されることを特徴とする請求項1から22のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、工作物(10)である、対象物に適用されることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの力交換デバイスは、前記力を適用するための少なくとも1つの力適用デバイス(7)、及び/又は前記対象物(2,10)に前記モーメントを適用するための少なくとも1つの力適用デバイス(7)であることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの力交換デバイスは、前記対象物(2,10)からの振動を吸収するための少なくとも1つの減衰デバイス(7)であり、前記減衰デバイス(7)は、前記対象物(2,10)からの前記モーメントを吸収するように構成され、及び/又は前記力の構成要素を吸収するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
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