JP2012179662A

JP2012179662A - Processing apparatus

Info

Publication number: JP2012179662A
Application number: JP2011042311A
Authority: JP
Inventors: Takushi Sato; 拓志佐藤; Junji Inoue; 淳司井上; Ken Onishi; 献大西; Tadashi Murata; 直史村田; Yuichiro Sawada; 祐一郎澤田; Shigeto Harada; 成人原田; Takemori Yamada; 武守山田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP5675433B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing apparatus that can perform processing while preventing a chattering vibration from occurring, even when the stiffness of the apparatus can not be increased because of an installation environment.SOLUTION: The processing apparatus includes: a processing apparatus body 10a to which a tool 10c for performing a predetermined processing to a workpiece is mounted; an inertial vibration exciter 15 mounted to the processing apparatus body 10a and generating vibrations in a processing direction to the workpiece in a variable frequency manner; vibration state detectors 16, 17 mounted to the processing apparatus body 10a and detecting a vibration state; and a tuned mast damper (TMD) 20 for controlling at least one of characteristic values caused by vibration generation to be directed in a vibration generation damping direction based on a result of the vibration state detected by the vibration state detectors 16, 17.

Description

本発明は、被加工物の内面に対して固定されて被加工物の内面に所定の加工を行う加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus that is fixed to an inner surface of a workpiece and performs predetermined processing on the inner surface of the workpiece.

従来から、原子炉容器の管台内部での保守作業は、原子炉容器内部が通常時において冷却水で満たされたていることから、水中環境下で実施する必要があった。しかしながら、水中環境下での作業では全ての機器を防水仕様の設計とする必要があり、防水仕様とすることで機器の容積及び質量が増加し取扱いが困難となる。また、使用した機器は冷却水に含まれる放射線に曝されるため、引き上げ後に除染作業が必要となってしまう。このため、近年では、原子炉容器の管台内部での保守作業を気中環境で行う場合がある。 Conventionally, maintenance work inside the reactor vessel nozzle must be performed in an underwater environment because the inside of the reactor vessel is normally filled with cooling water. However, when working in an underwater environment, it is necessary to design all the devices to have a waterproof specification, and the waterproof specification increases the volume and mass of the device and makes it difficult to handle. Moreover, since the used apparatus is exposed to the radiation contained in the cooling water, decontamination work is required after the lifting. For this reason, in recent years, maintenance work inside the reactor vessel nozzle may be performed in an air environment.

具体的には、原子炉容器内部の冷却水の水位を管台よりも低下させた後に内部に架台を設置する。そして、この架台内部において、作業員が管台内部に検査装置を挿入して固定し、所望の範囲で超音波探傷検査（ＵＴ検査）を行う。 Specifically, the cradle is installed inside the reactor vessel after the coolant level in the reactor vessel is lowered below the nozzle. Then, inside this gantry, an operator inserts and fixes an inspection device inside the nozzle, and performs an ultrasonic flaw inspection (UT inspection) within a desired range.

さらに、このＵＴ検査によって配管内部に欠陥部を発見した場合、エコーによって発見した内質欠陥の大きさや位置から、無人の加工装置を用いて配管の加工を行う。この際、配管を加工装置で行う場合、例えば、配管内面を切削加工する場合、装置振動等によってびびり振動が発生するため、このびびり振動に応じて工具による切込み量を可変制御することが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Further, when a defective portion is found inside the pipe by this UT inspection, the pipe is processed using an unmanned processing device from the size and position of the internal defect found by the echo. At this time, when piping is performed by a processing device, for example, when cutting the inner surface of the piping, chatter vibration is generated due to device vibration or the like, and therefore it is known to variably control the amount of cutting by a tool according to the chatter vibration. (For example, refer to Patent Document 1).

特開２００５−０７４５６８号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-074568

しかしながら、上述した加工装置では、びびり振動の発生を根本的に抑制する技術ではなく、しかも、びびり振動に応じて工具による切込み量を可変制御するものである。従って、加工装置を用いた場合にびびり振動を発生させないためには、加工装置として剛性の高い旋削加工装置が必要であるが、旋削加工装置の剛性を高くすると寸法及び重量が大きくなり、配管内面への設置が困難となってしまう。 However, the above-described machining apparatus is not a technique for fundamentally suppressing the occurrence of chatter vibration, and variably controls the cutting depth by the tool in accordance with chatter vibration. Therefore, in order to prevent chatter vibration when using a processing device, a turning device with high rigidity is required as the processing device. However, increasing the rigidity of the turning device increases the dimensions and weight, and the inner surface of the pipe It will be difficult to install.

そこで、配管内面への設置を容易にするため、旋削加工装置の重量を軽くすると、今度は旋削加工装置の剛性が低くなってびびり振動が発生し易くなり、旋削加工表面の荒れや旋削加工装置の工具損傷によって加工が困難となってしまう虞がある。しかも、上述した原子炉容器内部といった特殊な環境下では、旋削加工装置を配管に設置した状態の振動特性は実際には配管に設置しなければ取得することができないにも拘らず、配管位置（内質欠陥位置）に作業員が近づくことは難しく、びびり振動を効果的に抑制することが困難であるという問題が生じていた。 Therefore, if the weight of the turning device is reduced to facilitate installation on the inner surface of the piping, the turning device will become less rigid and chatter vibrations will easily occur, resulting in rough turning surfaces and turning devices. There is a risk that machining will be difficult due to the damage of the tool. Moreover, in a special environment such as the inside of the reactor vessel described above, the vibration characteristics in the state where the turning device is installed in the pipe cannot be obtained unless it is actually installed in the pipe. It was difficult for the worker to approach the internal quality defect position), and it was difficult to effectively suppress chatter vibration.

そこで、本発明は、設置環境によって装置剛性を高くすることができない場合であっても、びびり振動の発生を抑制し得て、加工を行うことができる加工装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a processing apparatus that can suppress chatter vibration and perform processing even when the apparatus rigidity cannot be increased depending on the installation environment.

上記課題を解決するため、本発明の加工装置は、被加工物の内面に対して固定されて被加工物の内面に所定の加工を行う加工装置であって、被加工物に対して所定の加工を行う工具が取り付けられる加工装置本体と、前記加工装置本体に取り付けられて被加工物への加工方向に周波数可変に振動を発生する加振部と、前記加工装置本体に取り付けられて振動状態を検出する振動状態検出部と、該振動状態検出部による振動状態検出結果に基づいて振動発生に起因する特性値の少なくとも一つを振動発生減衰方向に調整するための調整部と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a processing apparatus of the present invention is a processing apparatus that is fixed to an inner surface of a workpiece and performs predetermined processing on the inner surface of the workpiece. A processing apparatus main body to which a tool for processing is attached, a vibration unit that is attached to the processing apparatus main body and generates vibration with a variable frequency in a processing direction to a workpiece, and a vibration state that is attached to the processing apparatus main body A vibration state detection unit for detecting vibrations, and an adjustment unit for adjusting at least one of characteristic values caused by vibration generation in a vibration generation attenuation direction based on a vibration state detection result by the vibration state detection unit. It is characterized by being.

このような構成によれば、加工装置本体を駆動させて被加工物の内面に所定の加工を行う際に発生するびびり振動を振動状態検出部による振動状態検出結果に基づいて調整部で振動発生に起因する特性値の少なくとも一つを振動発生減衰方向に調整することにより、設置環境によって装置剛性を高くすることができない場合であっても、びびり振動の発生を抑制し得て、加工を行うことができる。 According to such a configuration, chatter vibration generated when the machining apparatus main body is driven to perform predetermined machining on the inner surface of the workpiece is generated in the adjustment unit based on the vibration state detection result by the vibration state detection unit. By adjusting at least one of the characteristic values due to vibration in the direction of vibration generation attenuation, even if the device rigidity cannot be increased depending on the installation environment, chatter vibration can be suppressed and processing is performed. be able to.

また、本発明の加工装置は、前記調整部として、錘と、該錘を前記加工装置本体に対して支持する弾性体と、から構成されたチューンドマスダンパを備え、その特性値が前記錘の重量値または前記弾性体の弾性率であることを特徴とする。 In addition, the processing apparatus of the present invention includes a tuned mass damper that includes a weight and an elastic body that supports the weight with respect to the processing apparatus main body as the adjustment unit, and a characteristic value of the tuned mass damper is that of the weight. It is a weight value or an elastic modulus of the elastic body.

このような構成によれば、調整部としての錘の重量値や弾性体の弾性率を調整することにより、加工装置本体で発生した慣性加振力を加振部とで相互に打ち消し合う際のずれを調整部としてのチューンドマスダンパによって調整することができ、びびり振動の発生を抑制することができる。 According to such a configuration, by adjusting the weight value of the weight as the adjustment unit and the elastic modulus of the elastic body, the inertia excitation force generated in the processing apparatus body is mutually canceled by the excitation unit. The deviation can be adjusted by a tuned mass damper as an adjustment unit, and the occurrence of chatter vibration can be suppressed.

本発明の加工装置は、設置環境によって装置剛性を高くすることができない場合であっても、びびり振動の発生を抑制し得て、加工を行うことができる。 The processing apparatus of the present invention can perform processing while suppressing the occurrence of chatter vibration even when the apparatus rigidity cannot be increased depending on the installation environment.

本発明の一実施形態に係る加工装置を示し、（Ａ）は原子炉の概念図、（Ｂ）は加工装置としての旋削加工装置を原子炉内に設置した状態の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is shown, (A) is a conceptual diagram of a nuclear reactor, (B) is explanatory drawing of the state which installed the turning processing apparatus as a processing apparatus in the nuclear reactor. 本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例１を示し、（Ａ）は旋削加工装置の説明図、（Ｂ）はチューンドマスダンパの側面図、（Ｃ）はチューンドマスダンパの正面図である。1 shows Example 1 of a machining apparatus according to an embodiment of the present invention, (A) is an explanatory view of a turning apparatus, (B) is a side view of a tuned mass damper, and (C) is a front view of the tuned mass damper. is there. 本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例１を示し、（Ａ）はびびり振動抑制のための調整ルーチンのフロー図、（Ｂ）は調整概念の説明図である。Example 1 of the processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is shown, (A) is a flowchart of the adjustment routine for chatter vibration suppression, (B) is explanatory drawing of an adjustment concept. 本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例２を示し、（Ａ）は旋削加工装置の説明図、（Ｂ）はチューンドマスダンパの側面図である。Example 2 of the processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is shown, (A) is explanatory drawing of a turning processing apparatus, (B) is a side view of a tuned mass damper. 本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例３を示す旋削加工装置の説明図である。It is explanatory drawing of the turning processing apparatus which shows Example 3 of the processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例４を示す旋削加工装置の説明図である。It is explanatory drawing of the turning processing apparatus which shows Example 4 of the processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

次に、本発明の一実施形態に係る加工装置について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の加工装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。 Next, a processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the Example shown below is a suitable specific example in the processing apparatus of this invention, and there may be various technically preferable restrictions, the technical scope of this invention limits this invention especially. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments. In addition, the constituent elements in the embodiments shown below can be appropriately replaced with existing constituent elements and the like, and various variations including combinations with other existing constituent elements are possible. Therefore, the description of the embodiment described below does not limit the contents of the invention described in the claims.

図１は本発明の一実施形態に係る加工装置を示し、図１（Ａ）は原子炉の概念図、図１（Ｂ）は加工装置としての旋削加工装置を原子炉内に設置した状態の説明図である。 FIG. 1 shows a processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a conceptual diagram of a nuclear reactor, and FIG. 1 (B) is a state in which a turning apparatus as a processing apparatus is installed in the nuclear reactor. It is explanatory drawing.

本実施の形態においては、図１（Ａ）に示すように、原子炉１の内部において、上部構造体である上蓋及び内部構造体である炉心構造物が取り外され、上部が開口した原子炉容器２を示している。また、原子炉容器２の下方には、配管として複数のノズル３が突出されている。さらに、原子炉容器２には、図１（Ｂ）に示すように、ノズル３に加工装置としての旋削加工装置１０をノズル３の内部に設置するための設置台４が設置される。そして、図示を略すクレーンのワイヤ５によって旋削加工装置１０が、設置台４に予め設置されている移送機構６に設置されたうえで、移送機構６によってノズル３の内部に移送される。また、ノズル３の内部に移送された旋削加工装置１０は、加工装置本体１０ａの周壁から突出可能なクランプ機構１０ｂを突出させることでノズル３の内部所定位置で固定される。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1 (A), a reactor vessel in which an upper lid that is an upper structure and a core structure that is an inner structure are removed and an upper part is opened inside a nuclear reactor 1. 2 is shown. In addition, a plurality of nozzles 3 project as pipes below the reactor vessel 2. Furthermore, as shown in FIG. 1B, the reactor vessel 2 is provided with an installation table 4 for installing a turning device 10 as a processing device inside the nozzle 3 in the nozzle 3. Then, the turning device 10 is installed in the transfer mechanism 6 installed in advance on the installation table 4 by the wire 5 of the crane (not shown), and then transferred into the nozzle 3 by the transfer mechanism 6. Further, the turning processing apparatus 10 transferred to the inside of the nozzle 3 is fixed at a predetermined position inside the nozzle 3 by projecting a clamp mechanism 10b that can project from the peripheral wall of the processing apparatus main body 10a.

加工装置本体１０ａは、クランプ機構１０ｂが周壁に設けられた筒状の本体支持部１１と、本体支持部１１内に中心軸Ｌに沿う方向を送り方向Ｘとして進退可能に配設された送り方向可動部１２と、中心軸Ｌ回りの回転方向Ｒに回転可能な旋回可動部１３と、旋回可動部１３に径方向を切込み方向Ｙとして進退可能に設けられた切込み方向可動部１４とを備える。
本体支持部１１には、図示しない送り方向駆動機構が設けられていて、該送り方向駆動機構により送り方向可動部１２を送り方向Ｘに進退させることが可能である。送り方向可動部１２には、中心軸Ｌに沿うようにして、先端側に開口する軸挿通孔１２ａが形成されている。
また、旋回可動部１３は、軸挿通孔１２ａに挿入され、回転方向Ｒに回転可能な軸部１３ａと、軸部１３ａの先端に設けられた円盤状のディスク１３ｂとを有している。送り方向可動部１２には、図示しない旋回駆動機構が設けられていて、該旋回駆動機構により旋回可動部１３を回転方向Ｒに所望の回転数で回転させることが可能となっている。旋回可動部１３のディスク１３ｂには、切込み方向可動部１４が中心軸Ｌと直交する方向に進退可能に設けられている。切込み方向可動部１４には、切込み方向可動部１４が進退する方向に突出するようにして切削工具１０ｃが取り付けられている。また、旋回可動部１３のディスク１３ｂには、図示しない切込み方向駆動機構が設けられていて、該切込み方向駆動機構により切込み方向可動部１４を中心軸Ｌに直交する方向に進退させ、当該中心軸Ｌに直交する径方向の一方向を切込み方向Ｙとして切削工具１０ｃを突出させて切削することが可能となっている。
尚、本実施の形態において、切削工具１０ｃについて、その加工種類や工具種類、或いは、加工装置本体１０ａについて、駆動方式等の構成や条件は、公知の技術を適用することができる。また、例えば、切削工具１０ｃで切削したノズル３の切り屑を回収する等、その他の各種構成等を装備させることも任意である。 The processing apparatus main body 10a includes a cylindrical main body support portion 11 having a clamp mechanism 10b provided on the peripheral wall, and a feed direction in which the direction along the central axis L is set in the main body support portion 11 so as to advance and retreat. The movable part 12, the turning movable part 13 rotatable in the rotation direction R around the central axis L, and the cutting direction movable part 14 provided in the turning movable part 13 so as to be able to advance and retreat with the radial direction as the cutting direction Y are provided.
The main body support portion 11 is provided with a feed direction drive mechanism (not shown), and the feed direction movable portion 12 can be advanced and retracted in the feed direction X by the feed direction drive mechanism. The feed direction movable portion 12 is formed with a shaft insertion hole 12a that opens to the tip side along the central axis L.
Further, the swivel movable portion 13 includes a shaft portion 13a that is inserted into the shaft insertion hole 12a and is rotatable in the rotation direction R, and a disk-shaped disk 13b provided at the tip of the shaft portion 13a. The feed direction movable part 12 is provided with a turning drive mechanism (not shown), and the turning movable mechanism 13 can rotate the turning movable part 13 in the rotation direction R at a desired number of rotations. A cutting direction movable portion 14 is provided on the disk 13b of the swivel movable portion 13 so as to be able to advance and retreat in a direction orthogonal to the central axis L. The cutting tool 10c is attached to the cutting direction movable portion 14 so as to protrude in the direction in which the cutting direction movable portion 14 advances and retreats. The disc 13b of the swivel movable portion 13 is provided with a notch direction driving mechanism (not shown), and the notch direction driving mechanism causes the notch direction movable portion 14 to advance and retreat in a direction perpendicular to the central axis L. The cutting tool 10c can be projected and cut with one direction in the radial direction perpendicular to L as the cutting direction Y.
In the present embodiment, a known technique can be applied to the cutting tool 10c, such as its processing type and tool type, or the configuration and conditions such as the driving method of the processing apparatus main body 10a. Further, for example, it is optional to equip other various configurations such as collecting chips from the nozzle 3 cut by the cutting tool 10c.

（実施例１）
図２は本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例１を示し、図２（Ａ）は旋削加工装置の説明図、図２（Ｂ）はチューンドマスダンパの側面図、図２（Ｃ）はチューンドマスダンパの正面図、図３は本発明の一実施形態に係る加工装置の実施例１を示し、図３（Ａ）はびびり振動抑制のための調整ルーチンのフロー図、図３（Ｂ）は調整概念の説明図である。 Example 1
FIG. 2 shows Example 1 of a machining apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (A) is an explanatory view of a turning apparatus, FIG. 2 (B) is a side view of a tuned mass damper, and FIG. ) Is a front view of the tuned mass damper, FIG. 3 shows Example 1 of the machining apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 3A is a flowchart of an adjustment routine for suppressing chatter vibration, and FIG. B) is an explanatory diagram of the adjustment concept.

旋削加工装置１０は、加工装置本体１０ａの後方（中心軸Ｌに沿って切削工具１０ｃが取り付けられた側と反対側）に、加工装置本体１０ａに振動を発生させる慣性加振機１５と、その際の振動特性を検出する力センサ（又は歪センサ）１６及び加速度計１７と、を備えている。また、加工装置本体１０ａの後方及び前方（の何れか一方でも良い）には、チューンドマスダンパ（以下、「ＴＭＤ」と称する）２０を備えている。図２においては、後方のＴＭＤ２０は、送り方向可動部１２の後端面に設けられ、また、前方のＴＭＤ２０は、ディスク１３ｂの前端面に設けられている。尚、ＴＭＤ２０は旋削加工装置１０の前方または後方の片側に設置するよりも前後方設置したほうが振動抑制力は高い。 The turning apparatus 10 includes an inertia shaker 15 that generates vibration in the processing apparatus main body 10a behind the processing apparatus main body 10a (on the side opposite to the side on which the cutting tool 10c is attached along the central axis L), A force sensor (or strain sensor) 16 and an accelerometer 17 for detecting vibration characteristics at the time. Further, a tuned mass damper (hereinafter referred to as “TMD”) 20 is provided behind and in front of the processing apparatus main body 10a (which may be either one). In FIG. 2, the rear TMD 20 is provided on the rear end surface of the feed direction movable portion 12, and the front TMD 20 is provided on the front end surface of the disk 13b. Note that the TMD 20 has a higher vibration suppressing force when installed in the front-rear direction than in the front or rear side of the turning apparatus 10.

慣性加振機１５は、実際に図示しない旋回駆動機構を駆動させて切削工具１０ｃにより切削加工を行う前に、旋削加工装置１０をノズル３に設置した状態で旋削加工装置１０を強制的に振動させることで、旋削加工装置１０及び旋削加工装置１０が固定されるノズル３などを含めた振動系に振動を発生させる。尚、予め旋削加工装置１０が振動し易い方向が把握されていることから、慣性加振機１５は、概ねその振動方向に振動させる。 The inertia shaker 15 forcibly vibrates the turning device 10 with the turning device 10 installed in the nozzle 3 before actually driving the turning drive mechanism (not shown) to perform cutting with the cutting tool 10c. As a result, vibration is generated in the vibration system including the turning device 10 and the nozzle 3 to which the turning device 10 is fixed. In addition, since the direction in which the turning device 10 is likely to vibrate is known in advance, the inertia shaker 15 vibrates approximately in the vibration direction.

力センサ１６及び加速度計１７から出力される検出信号は、必要に応じてアンプ等（図示せず）で増幅した後にＦＦＴアナライザ１８に入力される。 Detection signals output from the force sensor 16 and the accelerometer 17 are amplified by an amplifier or the like (not shown) as necessary, and then input to the FFT analyzer 18.

ＦＦＴアナライザ１８は、力センサ１６及び加速度計１７から出力される検出信号を周波数解析することでモニタリングする。 The FFT analyzer 18 monitors the detection signals output from the force sensor 16 and the accelerometer 17 by frequency analysis.

ここで、旋削加工装置１０やノズル３の内壁に発生するびびり振動は、装置の固有振動数近傍で発生する振動であり、力センサ１６及び加速度計１７によって装置の固有振動数と対応する周波数の振動が検出され、その検出信号はＦＦＴアナライザ１８に出力される。 Here, the chatter vibration generated on the inner wall of the turning device 10 or the nozzle 3 is generated in the vicinity of the natural frequency of the device, and has a frequency corresponding to the natural frequency of the device by the force sensor 16 and the accelerometer 17. Vibration is detected, and the detection signal is output to the FFT analyzer 18.

ＦＦＴアナライザ１８では、力センサ１６及び加速度計１７から出力される検出信号をモニタリングし、装置の固有振動数近傍で振動が検出されると、これを示す旨の信号を図示しないモニタやプリンタ等の出力装置（図示せず）に出力する。 The FFT analyzer 18 monitors the detection signals output from the force sensor 16 and the accelerometer 17, and when vibration is detected in the vicinity of the natural frequency of the apparatus, a signal indicating this is sent to a monitor or printer not shown. Output to an output device (not shown).

ＴＭＤ２０は、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、加工装置本体１０ａに固定されたダンパ機能を有するゴム等の複数の粘弾性体２１と、この粘弾性体２１に保持された錘２２と、この錘２２に着脱可能な調整用錘２３と、を備えている。尚、粘弾性体２１は加工装置本体１０ａの錘２２、２３の重心を基準に三等分位置に配置されている。 As shown in FIGS. 2B and 2C, the TMD 20 includes a plurality of viscoelastic bodies 21 such as rubber having a damper function fixed to the processing apparatus main body 10a, and weights held by the viscoelastic bodies 21. 22 and an adjustment weight 23 detachably attached to the weight 22. Note that the viscoelastic body 21 is arranged in three equal positions based on the center of gravity of the weights 22 and 23 of the processing apparatus main body 10a.

従って、ＴＭＤ２０の固有振動数を測定すると共に、ＦＦＴアナライザ１８でモニタリングした結果をＴＭＤ２０の固有振動数に反映して調整することにより、旋削加工装置１０のびびり振動を抑制することができる。 Therefore, chatter vibration of the turning apparatus 10 can be suppressed by measuring the natural frequency of the TMD 20 and adjusting the result monitored by the FFT analyzer 18 to reflect the natural frequency of the TMD 20.

この際、旋削加工装置１０をノズル３に設置した状態で、切削前に慣性加振機１５を駆動させて旋削加工装置１０の動特性を測定し、ＴＭＤ２０の調整用錘２３の質量を手動で調整（交換）する。尚、ＴＭＤ２０を調整する場合には、旋削加工装置１０をノズル３の外部に出してから行う。 At this time, with the turning device 10 installed in the nozzle 3, the inertial shaker 15 is driven before cutting to measure the dynamic characteristics of the turning device 10, and the mass of the adjusting weight 23 of the TMD 20 is manually set. Adjust (replace). The TMD 20 is adjusted after the turning device 10 is taken out of the nozzle 3.

以下、錘質量の具体的な調整を図３に基づいて説明する。 Hereinafter, specific adjustment of the weight mass will be described with reference to FIG.

（ステップＳ１）
ステップＳ１では、ＴＭＤ２０の初期設定を行う。
まず、予め当該旋削加工装置１０のＴＭＤ２０単体について、固有振動数ｆと、錘質量Ｍとの関数Ｐ（ｆ）を求めておく。関数Ｐ（ｆ）は、例えば近似式（１）として求めることができる。
Ｍ＝Ｐ（ｆ）＝（ｆ／ａ）^ｂ・・・・・（１）
ここで、ａ、ｂは定数である。
なお、関数Ｐは、粘弾性体２１を構成するものとして選定した防振ゴムの特性に依存するものであり、上記は一例であり、必ずしも式（１）のような指数関数となるわけではない。
また、粘弾性体２１を構成するものとして選定した防振ゴムの温度特性に基づいて、固有振動数に対する温度の影響を考慮するためのＴＭＤ２０の固有振動数の補正係数Ｑ（Ｑは雰囲気温度ｔの関数：以下、Ｑ（ｔ）とする）を求め、式（１）を温度補正した式（２）を求める。
Ｍ＝（Ｑ（ｔ）×ｆ／ａ）^ｂ・・・・・（２）
さらに、予めシミュレーション解析により、旋削加工装置１０の固有振動数ｆ１と、ＴＭＤ２０の最適な固有振動数ｆ２とを求めておく。
そして、式（２）における固有振動数ｆに、求めたＴＭＤ２０の最適な固有振動数ｆ２を代入するとともに、推定される現地の雰囲気温度の値をＱ（ｔ）に代入することで、現地の推定温度ｔにおいて最適とされる固有振動数となる錘質量Ｍを求めることができる。
そして、求めた錘質量ＭをＴＭＤ２０の錘質量の初期値として決定し、ステップＳ２に移行する。 (Step S1)
In step S1, the TMD 20 is initialized.
First, a function P (f) of the natural frequency f and the weight mass M is obtained in advance for the TMD 20 alone of the turning apparatus 10. The function P (f) can be obtained as an approximate expression (1), for example.
M = P (f) = (f / a) ^b (1)
Here, a and b are constants.
Note that the function P depends on the characteristics of the anti-vibration rubber selected to constitute the viscoelastic body 21, and the above is an example, and is not necessarily an exponential function as shown in Expression (1). .
Further, based on the temperature characteristics of the anti-vibration rubber selected to constitute the viscoelastic body 21, the correction coefficient Q (Q is the ambient temperature t) of the TMD 20 for considering the effect of temperature on the natural frequency. (Hereinafter referred to as Q (t)), and the equation (2) obtained by correcting the temperature of the equation (1) is obtained.
M = (Q (t) × f / a) ^b (2)
Furthermore, the natural frequency f1 of the turning apparatus 10 and the optimum natural frequency f2 of the TMD 20 are obtained in advance by simulation analysis.
Then, by substituting the optimum natural frequency f2 of the obtained TMD 20 into the natural frequency f in the equation (2), and substituting the estimated value of the local ambient temperature into Q (t), It is possible to obtain the mass of mass M that is an optimum natural frequency at the estimated temperature t.
Then, the determined mass M is determined as an initial value of the mass of the TMD 20, and the process proceeds to step S2.

（ステップＳ２）
ステップＳ２では、現地における加振試験を行う。具体的には、旋削加工装置１０をノズル３に設置し、慣性加振機１５を駆動させる。そして、慣性加振機１５による振動の周波数を変化させながら、力センサ１６によって作用する力を計測し、また、加速度計１７によって発生する加速度を計測する。また、上述した粘弾性体２１の弾性力変化を考慮して現場温度を計測してステップＳ３へと移行する。 (Step S2)
In step S2, an on-site vibration test is performed. Specifically, the turning apparatus 10 is installed in the nozzle 3 and the inertia shaker 15 is driven. Then, the force acting by the force sensor 16 is measured while changing the frequency of vibration by the inertia shaker 15, and the acceleration generated by the accelerometer 17 is measured. Further, the on-site temperature is measured in consideration of the elastic force change of the viscoelastic body 21 described above, and the process proceeds to step S3.

（ステップＳ３）
ステップＳ３では、力センサ１６及び加速度計１７から出力される検出信号をＦＦＴアナライザ１８でモニタリングして、モニタリングされた検出信号に基づいて旋削加工装置１０の振動特性を解析する。ここで、ＴＭＤ２０の推定のずれが小さい場合、旋削加工装置１０の固有振動数の前後の周波数に２つのピークが発生するため、この場合にはステップＳ４へと移行する。また、ＴＭＤ２０の推定のずれが大きい場合、旋削加工装置１０の実固有振動数にピークが発生するため、この場合にはステップＳ５へと移行する。 (Step S3)
In step S3, the detection signals output from the force sensor 16 and the accelerometer 17 are monitored by the FFT analyzer 18, and the vibration characteristics of the turning apparatus 10 are analyzed based on the monitored detection signals. Here, when the estimation deviation of the TMD 20 is small, two peaks occur at frequencies before and after the natural frequency of the turning apparatus 10, and in this case, the process proceeds to step S4. Further, when the estimation deviation of the TMD 20 is large, a peak occurs in the actual natural frequency of the turning apparatus 10, and in this case, the process proceeds to step S5.

（ステップＳ４）
ステップＳ４では、ステップＳ３の解析で得られた振動特性に基づいて、旋削加工装置１０による旋削加工時におけるびびり振動発生に起因する特性値の一つである固有振動数について、びびり振動が発生しないように、固有振動数のパラメータとなる値の少なくとも一つについて変更すべき値を算出する。本実施形態では、固有振動数のパラメータとなる特性値としてＴＭＤ２０の調整用錘２３の質量を選択し、当該質量を算出する。
具体的には、まず、ステップＳ３で取得された振動特性で確認された周波数の２つのピークの高さの比Ｈを読み取る。次に、読み取った２つのピークの高さの比Ｈを以下の式（３）に代入して、現地に設置された旋削加工装置１０のＴＭＤ２０として実際に最適とされる固有振動数ｆ３を求める。ここで、ｆ２は、ステップＳ１で予めシミュレーション解析により求められたＴＭＤ２０の最適な固有振動数である。
ｆ３＝｛Ｑ（ｔ０）／Ｑ（ｔ１）｝・ｆ２−ΔＳ（Ｈ）・・・・・（３）
ここで、ｔ０は、現地の推定温度、ｔ１は、現地の実温度、ΔＳは、ＴＭＤ２０の実際に最適とされる固有振動数ｆ３と現在のＴＭＤ２０の固有振動数ｆ２に温度補正を掛けた値とのずれ量と、現在のＴＭＤ２０の固有振動数で取得される振動特性で読み取られる２つのピークの高さの比との関係を表す関数であり、予めシミュレーション解析を実施することで求められる。
そして、現地に設置された旋削加工装置１０のＴＭＤ２０として実際に最適とされる固有振動数ｆ３を求めたら、当該固有振動数ｆ３を式（２）における固有振動数ｆに、現地で計測される雰囲気温度を式（２）における温度ｔに代入することにより、現地に設置された旋削加工装置１０のＴＭＤ２０として最適な錘質量Ｍを求め、ステップＳ６へと移行する。 (Step S4)
In step S4, chatter vibration does not occur with respect to the natural frequency, which is one of characteristic values resulting from chatter vibration generation during turning by the turning apparatus 10, based on the vibration characteristics obtained in the analysis of step S3. In this way, a value to be changed is calculated for at least one of the values that are parameters of the natural frequency. In the present embodiment, the mass of the adjustment weight 23 of the TMD 20 is selected as a characteristic value that is a parameter of the natural frequency, and the mass is calculated.
Specifically, first, the ratio H of the heights of the two peaks of the frequency confirmed by the vibration characteristic acquired in step S3 is read. Next, the read ratio H of the two peaks is substituted into the following formula (3) to obtain the natural frequency f3 that is actually optimized as the TMD 20 of the turning apparatus 10 installed on site. . Here, f2 is the optimum natural frequency of the TMD 20 obtained in advance by simulation analysis in step S1.
f3 = {Q (t0) / Q (t1)}. f2-ΔS (H) (3)
Here, t0 is the estimated local temperature, t1 is the actual local temperature, and ΔS is a value obtained by applying temperature correction to the natural frequency f3 that is actually optimal for the TMD 20 and the natural frequency f2 of the current TMD 20. Is a function representing the relationship between the amount of deviation and the ratio of the heights of the two peaks read by the vibration characteristics acquired at the natural frequency of the current TMD 20, and is obtained by performing a simulation analysis in advance.
Then, when the natural frequency f3 that is actually optimized as the TMD 20 of the turning apparatus 10 installed in the field is obtained, the natural frequency f3 is measured at the local frequency f in the equation (2). By substituting the atmospheric temperature into the temperature t in the equation (2), the optimum mass M is obtained as the TMD 20 of the turning apparatus 10 installed in the field, and the process proceeds to step S6.

（ステップＳ５）
ステップＳ５では、ステップＳ３の解析で得られた振動特性に基づいて、ステップＳ４同様に旋削加工装置１０が旋削加工時にびびり振動が発生しない固有振動数となるようなＴＭＤ２０の錘質量Ｍを算出する。具体的には、まず、ステップＳ３で取得された旋削加工装置１０の固有振動数ｆ４、すなわち振動特性で確認されたピークが発生する周波数を検出する。そして、以下の式（４）に検出された固有振動数ｆ４を代入することにより、現地に設置された旋削加工装置１０のＴＭＤ２０として実際に最適とされる固有振動数ｆ５を求める。
ここで、ｆ１、ｆ２は、ステップＳ１で予めシミュレーション解析により求められた旋削加工装置１０の固有振動数と、ＴＭＤ２０の最適な固有振動数である。
ｆ５＝（ｆ２／ｆ１）×ｆ４・・・・・（４）
そして、現地に設置された旋削加工装置１０のＴＭＤ２０として実際に最適とされる固有振動数ｆ５を求めたら、当該固有振動数ｆ５を式（２）における固有振動数ｆに、現地で計測される雰囲気温度を式（２）における温度ｔに代入することにより、現地に設置された旋削加工装置１０のＴＭＤ２０として最適な錘質量Ｍを求め、ステップＳ６へと移行する。 (Step S5)
In step S5, based on the vibration characteristics obtained by the analysis in step S3, the turning device 10 calculates the mass M of the TMD 20 such that the turning device 10 has a natural frequency at which chatter vibration does not occur during turning as in step S4. . Specifically, first, the natural frequency f4 of the turning apparatus 10 acquired in step S3, that is, the frequency at which the peak confirmed by the vibration characteristics occurs is detected. Then, by substituting the detected natural frequency f4 into the following equation (4), the natural frequency f5 that is actually optimized as the TMD 20 of the turning machine 10 installed in the field is obtained.
Here, f1 and f2 are the natural frequency of the turning apparatus 10 obtained in advance by simulation analysis in step S1 and the optimum natural frequency of the TMD 20.
f5 = (f2 / f1) × f4 (4)
Then, when the natural frequency f5 that is actually optimized as the TMD 20 of the turning apparatus 10 installed in the field is obtained, the natural frequency f5 is measured at the local frequency f in the equation (2). By substituting the atmospheric temperature into the temperature t in the equation (2), the optimum mass M is obtained as the TMD 20 of the turning apparatus 10 installed in the field, and the process proceeds to step S6.

（ステップＳ６）
ステップＳ６では、ステップＳ４またはステップＳ５で算出したＴＭＤ２０の錘質量Ｍを決定してステップＳ７へと移行する。尚、算出された錘質量は、調整用錘２３の重量で調整をする。 (Step S6)
In step S6, the mass M of the TMD 20 calculated in step S4 or step S5 is determined, and the process proceeds to step S7. The calculated weight mass is adjusted by the weight of the adjustment weight 23.

（ステップＳ７）
ステップＳ７では、ステップＳ６で決定した錘質量Ｍとなるように、ＴＭＤ２０の調整用錘２３の錘質量を現場調整する。具体的には、本実施例では、移送機構６によってノズル３から設置台４へと旋削加工装置１０を引き戻し、クレーン（ワイヤ５）により旋削加工装置１０を原子炉容器２から引き上げた後に、調整用錘２３を決定された錘質量のものに手動で交換した後に、再びノズル３の内部に移送する。そして、調整が完了したら加工を開始する。 (Step S7)
In step S7, the weight mass of the adjustment weight 23 of the TMD 20 is adjusted in the field so that the weight mass M determined in step S6 is obtained. Specifically, in this embodiment, the turning device 10 is pulled back from the nozzle 3 to the installation table 4 by the transfer mechanism 6, and the turning device 10 is pulled up from the reactor vessel 2 by the crane (wire 5), and then adjusted. After manually replacing the weight 23 with the determined weight mass, the weight 23 is transferred to the inside of the nozzle 3 again. When the adjustment is completed, the machining is started.

このように、本発明の旋削加工装置１０にあっては、びびり振動の発生を予め現場にて測定し、ＴＭＤ２０の錘質量を調整することによって旋削加工装置１０の振動をＴＭＤ２０の振動で相殺し、びびり振動の発生を抑制することができる。また、本発明の旋削加工装置１０にあっては、切削加工前においてびびり振動の発生を抑制するようにＴＭＤ２０の錘質量を調整することによって、びびり振動が生じうる状態で切削加工を行うことを抑制することができる。 As described above, in the turning device 10 of the present invention, the occurrence of chatter vibration is measured in advance and the vibration of the turning device 10 is offset by the vibration of the TMD 20 by adjusting the weight mass of the TMD 20. The occurrence of chatter vibration can be suppressed. Moreover, in the turning apparatus 10 of the present invention, the cutting is performed in a state in which chatter vibration can occur by adjusting the weight mass of the TMD 20 so as to suppress the occurrence of chatter vibration before cutting. Can be suppressed.

（実施例２）
図４は本発明の旋削加工装置１０の実施例２を示す。上記実施例１では、実際の加工前に、旋削加工装置１０による旋削加工時におけるびびり振動発生に起因する特性値の一つである固有振動数について、びびり振動が発生しないように、固有振動数のパラメータとなる値としてＴＭＤ２０の錘質量を人為的に調整した例を示したが、この実施例２では、上記特性値の調整を自動で行うものである。また、実施例２においては、固有振動数のパラメータとなる値としてＴＭＤ２０の錘質量のみならず、バネ定数ｋの調整も行う。
なお、上記実施例１と同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、上記実施例１のＴＭＤ２０と異なるＴＭＤ３０を主として説明する。 (Example 2)
FIG. 4 shows a second embodiment of the turning apparatus 10 of the present invention. In the first embodiment, before the actual machining, the natural frequency, which is one of characteristic values resulting from chatter vibration during turning by the turning device 10, is set so that chatter vibration does not occur. Although the example in which the mass of the weight of the TMD 20 is artificially adjusted as a value to be a parameter of the above is shown, in the second embodiment, the characteristic value is automatically adjusted. In Example 2, not only the mass of the TMD 20 but also the spring constant k is adjusted as a value that is a parameter of the natural frequency.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the said Example 1, the detailed description is abbreviate | omitted, and TMD30 different from TMD20 of the said Example 1 is mainly demonstrated.

ＴＭＤ３０は、本実施例では旋削加工装置１０の前後方（前後の一方でも可）に設置されており、図４（Ｂ）に示すように、加工装置本体１０ａに固定されたダンパ機能を有するゴム等の複数の粘弾性体３１と、二種類の錘３２及び調整用錘３３と、を備えている。また、粘弾性体３１は加工装置本体１０ａの錘３２、３３の重心を基準に三等分位置に配置されており、その軸線と同軸上には支持軸３４が突出されている。 In the present embodiment, the TMD 30 is installed in the front-rear direction (possibly either front or rear) of the turning processing apparatus 10, and as shown in FIG. 4B, a rubber having a damper function fixed to the processing apparatus main body 10a. A plurality of viscoelastic bodies 31 such as two types of weights 32 and an adjustment weight 33 are provided. Further, the viscoelastic body 31 is disposed at a position equally divided into three with respect to the center of gravity of the weights 32 and 33 of the processing apparatus main body 10a, and a support shaft 34 protrudes coaxially with the axis.

支持軸３４は、錘３２及び調整用錘３３を防振ゴム３５，３６を介して保持している。また、支持軸３４は、ＴＭＤ調整コントローラ１９によって支持軸３４の軸線方向に沿って進退動する直動機構３７，３８を備えている。 The support shaft 34 holds the weight 32 and the adjustment weight 33 via vibration-proof rubbers 35 and 36. Further, the support shaft 34 includes linear motion mechanisms 37 and 38 that advance and retreat along the axial direction of the support shaft 34 by the TMD adjustment controller 19.

直動機構３７，３８は、軸線方向に沿って進退動することにより、防振ゴム３５，３６を圧縮・復帰させる。従って、防振ゴム３５，３６を圧縮させた場合には、その径が太くなることから、錘３２及び調整用錘３３が支持軸３４に質量を直結させることができる。したがって、防振ゴム３５，３６が伸張している状態では、錘３２及び調整用錘３３はＴＭＤ３０としての振動発生には寄与しないこととなる。また、防振ゴム３５，３６は、ゴムからなることから、歪に対してバネ定数ｋが非線形性を示すこととなり、これを利用して直動機構でゴムを潰してＴＭＤ２０のバネ定数ｋも変化させることができる。 The linear motion mechanisms 37 and 38 compress and return the vibration isolating rubbers 35 and 36 by moving back and forth along the axial direction. Accordingly, when the vibration-proof rubbers 35 and 36 are compressed, the diameter thereof increases, so that the weight 32 and the adjustment weight 33 can directly connect the mass to the support shaft 34. Therefore, when the vibration isolating rubbers 35 and 36 are extended, the weight 32 and the adjustment weight 33 do not contribute to the generation of vibration as the TMD 30. Further, since the anti-vibration rubbers 35 and 36 are made of rubber, the spring constant k exhibits non-linearity with respect to strain, and the spring constant k of the TMD 20 is crushed by using the linear motion mechanism by utilizing this. Can be changed.

このような構成においては、実施例１のステップＳ１と同様に、予めＴＭＤ３０の錘質量及びバネ剛性を調整したうえで、ノズル３に旋削加工装置１０を設置する。 In such a configuration, the turning device 10 is installed in the nozzle 3 after adjusting the weight mass and spring rigidity of the TMD 30 in advance as in step S1 of the first embodiment.

次に、実施例１のステップＳ２と同様に、現地において旋削加工装置１０をノズル３に設置した状態で慣性加振機１５を駆動させ、慣性加振機１５による振動の周波数を変化させながら、力センサ１６によって作用する力を計測すると共に加速度計１７によって発生する加速度を計測し、さらに、現場温度を計測する。 Next, as in step S2 of the first embodiment, the inertial shaker 15 is driven in a state where the turning device 10 is installed on the nozzle 3 at the site, and the frequency of vibration by the inertial shaker 15 is changed, The force acting by the force sensor 16 is measured, the acceleration generated by the accelerometer 17 is measured, and the on-site temperature is further measured.

さらに、力センサ１６及び加速度計１７から出力されＦＦＴアナライザ１８で周波数分析がされた検出信号に基づいて、ＴＭＤコントローラ１９は、旋削加工装置１０の振動特性を解析する。具体的には、ＴＭＤコントローラ１９は、ＦＦＴアナライザ１８から出力される検出信号から、上記ステップＳ３のように旋削加工装置１０の固有振動数の前後の周波数に２つのピークが発生しているか、旋削加工装置１０の固有振動数となる位置に１つのピークが発生しているかを判定する。そして、２つのピークが発生していると判定された場合には、式（３）により現地でのＴＭＤ３０の固有振動数を算出する。また、１つのピークが発生していると判定された場合には、式（４）により現地でのＴＭＤ３０の固有振動数を算出する。
そして、ＴＭＤコントローラ１９は、算出した固有振動数となるように直動機構３７、３８の位置を調整する。なお、予めＴＭＤ３０の固有振動数と、直動機構３７、３８の位置関係を把握しておく。 Further, the TMD controller 19 analyzes the vibration characteristics of the turning apparatus 10 based on the detection signal output from the force sensor 16 and the accelerometer 17 and subjected to frequency analysis by the FFT analyzer 18. Specifically, the TMD controller 19 determines whether two peaks have occurred in the frequencies before and after the natural frequency of the turning apparatus 10 from the detection signal output from the FFT analyzer 18 as in step S3. It is determined whether one peak has occurred at a position corresponding to the natural frequency of the processing apparatus 10. If it is determined that two peaks have occurred, the natural frequency of the TMD 30 at the site is calculated by Equation (3). When it is determined that one peak has occurred, the natural frequency of the TMD 30 at the site is calculated according to the equation (4).
Then, the TMD controller 19 adjusts the positions of the linear motion mechanisms 37 and 38 so that the calculated natural frequency is obtained. Note that the natural frequency of the TMD 30 and the positional relationship between the linear motion mechanisms 37 and 38 are known in advance.

そして、図４（Ｂ）において、粘弾性体３１、錘３１及び防振ゴム３５からなるユニットでは、直動機構３７を動かして防振ゴム３５を圧縮させることで防振ゴム３５のバネ定数を大きくして、これによりＴＭＤ３０の固有振動数を高くすることができる。また、錘３３及び防振ゴム３６からなるユニットでは、直動機構３８を動かして防振ゴム３６を圧縮させることで、ＴＭＤ３０の固有振動数を高くすることができる。なお、、ＴＭＤ３０の固有振動数の調整は、上記両ユニットの両方、またはいずれか一方で行うものとしても良い。
そして、調整が完了した後に、切削工具１０ｃを駆動して加工を開始する。 4B, in the unit composed of the viscoelastic body 31, the weight 31, and the vibration isolating rubber 35, the spring constant of the vibration isolating rubber 35 is reduced by moving the linear motion mechanism 37 and compressing the vibration isolating rubber 35. The natural frequency of the TMD 30 can be increased by increasing the frequency. In the unit composed of the weight 33 and the vibration isolating rubber 36, the natural frequency of the TMD 30 can be increased by moving the linear motion mechanism 38 and compressing the vibration isolating rubber 36. Note that the natural frequency of the TMD 30 may be adjusted by both or either of the above units.
And after adjustment is completed, the cutting tool 10c is driven and processing is started.

このように、実施例２の旋削加工装置１０によれば、加工前においてびびり振動の発生を抑制するようにＴＭＤ３０の錘質量及びバネ定数を調整することによって、びびり振動が生じうる状態で切削加工を行うことを抑制することができる。また、旋削加工装置１０をノズル３から引き出して原子炉容器２から引き上げることなく、ノズル３の内部に固定したまま人が近づくことなくＴＭＤ３０の加工前調整を自動で行うことができる。 As described above, according to the turning apparatus 10 of the second embodiment, by adjusting the weight mass and the spring constant of the TMD 30 so as to suppress the occurrence of chatter vibration before machining, cutting is performed in a state where chatter vibration can occur. Can be suppressed. In addition, the TMD 30 can be automatically adjusted before processing without pulling out the turning device 10 from the nozzle 3 and pulling it up from the reactor vessel 2 and without being approached by a person while being fixed inside the nozzle 3.

（実施例３）
図５は、本発明の実施例３を示す。上記各実施例では、ＴＭＤ２０，３０を用いて振動発生に起因する特性値として固有振動数を調整して旋削加工装置１０のびびり振動の発生を相殺するものを示したが、本実施例３では、ＴＭＤ２０，３０を廃止し、振動発生に起因する特性値として切込み量を含む加工条件を変更することによりびびり振動の発生を抑制するものである。なお、上記実施例１と同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略して説明する。 (Example 3)
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, the TMD 20 and 30 are used to adjust the natural frequency as a characteristic value resulting from the occurrence of vibration to offset the occurrence of chatter vibration of the turning apparatus 10. , TMD20 and 30 are abolished, and the occurrence of chatter vibration is suppressed by changing the processing conditions including the depth of cut as a characteristic value resulting from vibration generation. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この実施例３においては、ノズル３の内面に対する固定用のクランプ機構１０ｂ及び旋回軸方向（旋回速度）、送り軸方向（送り量）、切込軸方向（切込量）の駆動機構を有する加工装置本体１０ａ、慣性加振機１５、力センサ１６、加速度計１７を備えた構成となっている。 In the third embodiment, a machining mechanism having a clamping mechanism 10b for fixing the inner surface of the nozzle 3 and a drive mechanism in the direction of the turning axis (turning speed), the direction of the feeding axis (feed amount), and the direction of the cutting axis (cutting amount). The apparatus main body 10a, the inertia shaker 15, the force sensor 16, and the accelerometer 17 are provided.

このような構成において、ノズル３に旋削加工装置１０を設置した状態で、実施例1と同様に実際に切削加工を行う前に、慣性加振機１５を用いた加振試験により旋削加工装置１０の振動特性を測定し、初期設定された切削条件でびびり振動が発生しうる場合には、びびり振動が発生しない切削条件（旋回速度、送り量、切込量）に再設定する。この際、びびり振動の限界は試験データまたは切削シミュレーションにより事前に予測しておく。 In such a configuration, with the turning device 10 installed in the nozzle 3, the turning device 10 is subjected to a vibration test using the inertia shaker 15 before actually cutting in the same manner as in the first embodiment. When chatter vibration can occur under the initially set cutting conditions, the cutting conditions (turning speed, feed amount, cutting amount) that do not generate chatter vibration are reset. At this time, the limit of chatter vibration is predicted in advance by test data or cutting simulation.

ところで、この実施例３で示した加工条件の設定変更は、上記実施例１又は実施例２を併用し、実際の加工前に行うことも可能である。例えば、ＴＭＤの錘の重さやバネ定数の調整によって調整し、ＴＭＤのもつ調整幅で調整しきれない場合に、切削条件を変更するようにしても良い。 By the way, the setting change of the machining condition shown in the third embodiment can be performed before the actual machining by using the first or second embodiment together. For example, the adjustment may be made by adjusting the weight of the TMD weight or the spring constant, and the cutting conditions may be changed when adjustment cannot be made with the adjustment width of the TMD.

（実施例４）
図６は、本発明の実施例４を示す。上記実施例２では、ＴＭＤ３０を用いて旋削加工装置１０のびびり振動の発生を加工前に相殺するものを示したが、本実施例４では、ＴＭＤ３０を廃止し、慣性加振機１５によってびびり振動の発生を抑制するものである。なお、上記実施例２と同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略して説明する。 Example 4
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In the second embodiment, the TMD 30 is used to cancel the occurrence of chatter vibration of the turning apparatus 10 before machining. However, in the fourth embodiment, the TMD 30 is abolished and the chatter vibration is caused by the inertia shaker 15. It suppresses generation | occurrence | production of this. The same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この実施例４においては、ノズル３の内面に対する固定用のクランプ機構１０ｂ及び旋回軸方向（旋回速度）、送り軸方向（送り量）、切込軸方向（切込量）の駆動機構を有する加工装置本体１０ａ、慣性加振機１５、力センサ１６及び加速度計１７とともに、慣性加振機１５を制御する加振制御部４０を備えた構成となっている。また、力センサ１６、加速度計１７は旋削加工装置１０の前後方の両方に配置されている。また、慣性加振機１５としては、加工装置本体１０ａの前方側となるディスク１３ｂの前端面に設けられた慣性加振機１５Ａと、加工装置本体１０ａの後方側となる送り方向可動部１２の後端面に設けられた２台の慣性加振機１５Ｂ、１５Ｃとを有する。慣性加振機１５Ｂ、１５Ｃは、互いの振動方向が直交するように設定されている。なお、慣性加振機１５としては、必ずしも加工装置本体１０ａの前後に設けられている必要はなく、また、少なくとも直交する２方向に起振可能な構成であれば、１台の慣性加振機でも良い。また、旋回可動部１３を回転させる図示しない旋回駆動機構は、例えば回転角度検出可能なエンコーダを有するモータを備え、検出された回転角度を加振制御部４０に出力している。 In the fourth embodiment, the clamping mechanism 10b for fixing to the inner surface of the nozzle 3 and a driving mechanism having a turning axis direction (turning speed), a feeding axis direction (feed amount), and a cutting axis direction (cutting amount) are provided. In addition to the apparatus main body 10 a, the inertia shaker 15, the force sensor 16, and the accelerometer 17, a vibration control unit 40 that controls the inertia shaker 15 is provided. Further, the force sensor 16 and the accelerometer 17 are arranged on both the front and rear sides of the turning apparatus 10. The inertia shaker 15 includes an inertia shaker 15A provided on the front end surface of the disk 13b on the front side of the processing apparatus main body 10a, and a feed direction movable portion 12 on the rear side of the processing apparatus main body 10a. And two inertial shakers 15B and 15C provided on the rear end face. The inertia shakers 15B and 15C are set so that the vibration directions thereof are orthogonal to each other. Note that the inertia shaker 15 is not necessarily provided before and after the processing apparatus main body 10a, and one inertia shaker can be used as long as it can vibrate in at least two orthogonal directions. But it ’s okay. In addition, a turning drive mechanism (not shown) that rotates the turning movable unit 13 includes a motor having an encoder capable of detecting a rotation angle, for example, and outputs the detected rotation angle to the vibration control unit 40.

上記の構成においては、実施例１〜３と同様に切削加工前に慣性加振機１５による加振試験によって振動特性を解析したうえで、実際の切削加工中においては、加振制御部４０による制御のもと、びびり振動を相殺し得る周波数、振幅、振動の方向で慣性加振機１５を振動させる。具体的には、加振制御部４０は、図示しない旋回駆動機構から出力された回転角度に基づいて、慣性加振機１５Ｂ、１５Ｃの合成加振力が旋回と同期するように、慣性加振機１５Ｂ、１５Ｃによる振動の振幅及び周波数を制御する。これにより、旋削加工中のびびり振動を抑制することができる。また、実際の切削加工中においても、慣性加振機１５を振動させて旋削加工装置１０のびびり振動の発生を力センサ１６と加速度計１７とによってリアルタイムで監視し、ＦＦＴアナライザ１８のモニタリング結果に応じて慣性加振機１５による振動の振幅及び周波数を調整するようにしても良い。これにより、より精度良くびびり振動を抑制することができる。 In the above configuration, the vibration characteristics are analyzed by the vibration test using the inertia shaker 15 before the cutting process in the same manner as in the first to third embodiments. Then, the vibration control unit 40 performs the actual cutting process. Under control, the inertia shaker 15 is vibrated at a frequency, amplitude, and vibration direction that can cancel chatter vibration. Specifically, the vibration control unit 40 performs inertia excitation so that the combined excitation force of the inertia shakers 15B and 15C is synchronized with the rotation based on the rotation angle output from the rotation drive mechanism (not shown). The amplitude and frequency of vibrations by the machines 15B and 15C are controlled. Thereby, chatter vibration during turning can be suppressed. Further, even during actual cutting, the vibration generator 15 is vibrated, and the occurrence of chatter vibration of the turning apparatus 10 is monitored in real time by the force sensor 16 and the accelerometer 17, and the monitoring result of the FFT analyzer 18 is obtained. Accordingly, the amplitude and frequency of vibration by the inertia shaker 15 may be adjusted. Thereby, chatter vibration can be suppressed more accurately.

また、上述した実施例３に、この実施例４の慣性加振機１５の一方（後方）又は双方を調整部として調整する技術を加えることも可能である。 Moreover, it is also possible to add the technique which adjusts one (rear) or both of the inertia shaker 15 of this Example 4 as an adjustment part to Example 3 mentioned above.

１０…旋削加工装置（加工装置）
１０ａ…加工装置本体
１０ｃ…切削工具
１５…慣性加振機（加振部／調整部）
１６…力センサ（振動状態検出部）
１７…加速度計（振動状態検出部）
１８…ＦＦＴアナライザ（調整部） 10 ... Turning device (machining device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a ... Processing apparatus main body 10c ... Cutting tool 15 ... Inertial shaker (vibration part / adjustment part)
16 ... Force sensor (vibration state detector)
17 ... Accelerometer (vibration state detector)
18 ... FFT analyzer (adjustment unit)

Claims

A processing device that is fixed to the inner surface of the workpiece and performs predetermined processing on the inner surface of the workpiece,
A processing apparatus main body to which a tool for performing predetermined processing on the workpiece is attached, an excitation unit that is attached to the processing apparatus main body and generates vibration with a variable frequency in the processing direction to the workpiece, A vibration state detection unit that is attached to the apparatus main body and detects a vibration state, and at least one of characteristic values resulting from vibration generation is adjusted in a vibration generation attenuation direction based on a vibration state detection result by the vibration state detection unit And a processing device.

The adjustment unit includes a tuned mass damper including a weight and an elastic body that supports the weight with respect to the processing apparatus main body, and a characteristic value thereof is a weight value of the weight or an elastic modulus of the elastic body. The processing apparatus according to claim 1, wherein: