JP2019171561A - ワークピース/ツール間境界における振動現象を制限するための方法 - Google Patents
ワークピース/ツール間境界における振動現象を制限するための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019171561A JP2019171561A JP2019050947A JP2019050947A JP2019171561A JP 2019171561 A JP2019171561 A JP 2019171561A JP 2019050947 A JP2019050947 A JP 2019050947A JP 2019050947 A JP2019050947 A JP 2019050947A JP 2019171561 A JP2019171561 A JP 2019171561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- compliant
- tool
- workpiece
- excitation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/12—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41193—Active damping of tool vibrations by cross coupling
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41217—Command preshape, guidance, reference for better dynamic response, forcing feedforward
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41226—Zero vibration and zero derivative input shaper ZVD
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
本発明による方法は、3つの直線軸X、YおよびZと、場合によっては1つまたは2つの回転軸とを備える工作機械上の振動現象を低減させることが意図される。本発明による方法は、直線軸および/または回転軸を備えた構成がワークピースの運動を調整することに関して、ツール上の直線軸および/または回転軸を備えた構成に等しく十分に適用される。
1.工作機械の1つまたは複数のコンプライアント軸を特定するステップであって、この軸が、1つまたは複数のコンプライアント軸とは異なる1つまたは複数の工作機械軸の加速後に、ワークピースとツールとの間の相対運動を発生させる振動を受けるものである、ステップと、
2.1つまたは複数のコンプライアント軸とは異なる工作機械軸の加速段階および加速段階に続く一定速度段階中に、振動現象による影響が及ぶ1つまたは複数のコンプライアント軸の方向に補償を適用するステップと、
に関して明確に述べる。
− 機械系のモデリングは、工作機械の主要ボディ(シャーシ、フレーム、クロス支持体(cross-support)、柱(column)、タップ支持体(tup support))のうちの1つをそれぞれが表す剛体からなる系に基づく。
− ボディ間の接続(connection)は、剛性(直線運動、角運動)、および粘性タイプの減衰によって表される。
− 剛体のパラメータ(質量、慣性)の値、ならびに接続剛性(connection stiffness)の値は、構成要素に関するCADモデルおよび技術的データに基づいて事前に確立される。これらの値は、実験的測定、または有限要素タイプのデジタルモデルによって調整されてよく、デジタルモデルのほうがより正確である。
− リンク(link)の減衰特性は、測定または推定されたモード減衰値による逆座標の変換(モード−材料間)によって、事後に得られる。
− 系の完全なモデリングが、機械系のモデルに調整を加える。調整を伴う実施の場合、機械的モデル内に含まれる調整剛性(regulation stiffness)は排除される(ゼロ値である)。
− 工作機械の有限要素構造モデルを用いて得られた固有周波数に対する再較正、
− 工作機械上で実験的に測定された固有周波数に対する再較正、
− 機械の軸のうちの1つが一時的に励起した後の工作機械の応答に対する再較正、
を挙げることができる。
Claims (9)
- 3つ、4つ、または5つの機械軸を備える工作機械上のワークピース−ツール間境界における振動現象を制限するための方法であって、
− コンプライアント軸と称する、少なくとも1つの工作機械軸を特定するステップであって、前記工作機械軸が、励起軸と称する、前記少なくとも1つのコンプライアント軸とは異なる少なくとも1つの工作機械軸の加速段階中に励起され、この励起後に、前記少なくとも1つのコンプライアント軸と同一直線上の方向に前記ワークピースと前記ツールとの間の相対運動を引き起こす傾向があるものである、ステップと、
− 前記少なくとも1つの励起軸の前記加速段階および前記加速段階に続く一定速度段階中に、各コンプライアント軸に対して、前記ワークピースと前記ツールとの間のどんな相対運動も低減させるように補償を適用するステップと、
を含む方法。 - 前記少なくとも1つのコンプライアント軸が、実験的に、またはデジタルシミュレーションに基づいて特定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのコンプライアント軸が、前記工作機械の固有周波数の測定結果に基づいて実験的に特定されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのコンプライアント軸が、前記少なくとも1つの励起軸の前記加速段階によって引き起こされる振動の測定を可能にする1つまたは複数のセンサが設けられた前記工作機械上で特定され、その特定が、前記ワークピースを機械加工する前に行われ得ることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのコンプライアント軸が、繰り返してまたは1回だけ特定されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 各コンプライアント軸に対して適用すべき前記補償が、前記少なくとも1つの励起軸の位置目標値および加速度目標値に基づいて決定されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 各コンプライアント軸に対して適用すべき前記補償が、第1の関係式、
QCR(s)=GCLE(s)・WQE(s)+GCLC(s)・WQC(s)=0
に基づいて決定され、上式で、sはラプラス変換の変数であり、
QCR(s)は、各コンプライアント軸に沿ったワークピース−ツール間運動であり、0に等しくなければならず、
GCLE(s)は、各励起軸の閉ループ伝達関数であり、
GCLC(s)は、各コンプライアント軸の閉ループ伝達関数であり、
WQE(s)およびWQC(s)はそれぞれ、各励起軸および各コンプライアント軸の位置目標値であり、
各励起軸についての項GCLE(s)・WQE(s)に関して、
前記第1の関係式に基づいて、第2の関係式、
各励起軸についての項GCLE(s)に関して、各項が前記第2の関係式の分子に追加される
ことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合され、特に、各コンプライアント軸に対して適用すべき前記補償を決定するように適合された、コンピュータプログラム。
- 請求項8に記載のコンピュータプログラムが実行される数値コントローラ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH00358/18A CH714804A1 (fr) | 2018-03-20 | 2018-03-20 | Méthode pour limiter les phénomènes vibratoires à l'interface pièce/outil. |
CH00358/18 | 2018-03-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019171561A true JP2019171561A (ja) | 2019-10-10 |
JP7302994B2 JP7302994B2 (ja) | 2023-07-04 |
Family
ID=61837467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019050947A Active JP7302994B2 (ja) | 2018-03-20 | 2019-03-19 | ワークピース/ツール間境界における振動現象を制限するための方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3543807B1 (ja) |
JP (1) | JP7302994B2 (ja) |
CH (1) | CH714804A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7019857B1 (ja) | 2021-07-20 | 2022-02-15 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112731867B (zh) * | 2020-12-15 | 2021-12-28 | 四川大学 | 一种薄壁零件残余应力检测在线补偿及振动时效方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006305683A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Okuma Corp | 制振手段付工作機械 |
JP2010507489A (ja) * | 2006-10-23 | 2010-03-11 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 工作機械 |
JP6180688B1 (ja) * | 2016-12-08 | 2017-08-16 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
-
2018
- 2018-03-20 CH CH00358/18A patent/CH714804A1/fr unknown
-
2019
- 2019-03-12 EP EP19162245.5A patent/EP3543807B1/fr active Active
- 2019-03-19 JP JP2019050947A patent/JP7302994B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006305683A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Okuma Corp | 制振手段付工作機械 |
JP2010507489A (ja) * | 2006-10-23 | 2010-03-11 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 工作機械 |
JP6180688B1 (ja) * | 2016-12-08 | 2017-08-16 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7019857B1 (ja) | 2021-07-20 | 2022-02-15 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
JP2023015922A (ja) * | 2021-07-20 | 2023-02-01 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法および情報処理プログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7302994B2 (ja) | 2023-07-04 |
EP3543807B1 (fr) | 2021-01-06 |
EP3543807A1 (fr) | 2019-09-25 |
CH714804A1 (fr) | 2019-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | A state-of-art review on chatter and geometric errors in thin-wall machining processes | |
JP5566469B2 (ja) | 数値制御方法 | |
Khoshdarregi et al. | Integrated five-axis trajectory shaping and contour error compensation for high-speed CNC machine tools | |
Albertelli et al. | The effects of dynamic interaction between machine tool subsystems on cutting process stability | |
JP6804657B2 (ja) | 数値制御システムおよびモータ制御装置 | |
US8150545B2 (en) | Position-dependent compliance compensation in a machine tool | |
Iglesias et al. | Alternative experimental methods for machine tool dynamics identification: A review | |
JP7302994B2 (ja) | ワークピース/ツール間境界における振動現象を制限するための方法 | |
Sencer et al. | Spline interpolation with optimal frequency spectrum for vibration avoidance | |
Brecher et al. | Quality-predictive CAM simulation for NC milling | |
Kleinwort et al. | Adaptive active vibration control for machine tools with highly position-dependent dynamics | |
Sato et al. | Analytical time constant design for jerk-limited acceleration profiles to minimize residual vibration after positioning operation in NC machine tools | |
CN115963779A (zh) | 数字孪生 | |
Qian et al. | Youla parameterized adaptive vibration control against deterministic and band-limited random signals | |
García Barbosa et al. | Simulation and verification of parametric numerical control programs using a virtual machine tool | |
Sun et al. | Form error prediction in robotic assisted milling | |
Sato et al. | Active vibration suppression of NC machine tools for high-speed contouring motions | |
WO2023152869A1 (ja) | 加工評価装置、加工システム、および加工評価方法 | |
JP7235546B2 (ja) | ワークピース/ツール間境界における振動現象を制限するための方法 | |
Kaliński et al. | A technique of experiment aided virtual prototyping to obtain the best spindle speed during face milling of large-size structures | |
KR101551183B1 (ko) | 정밀가공기의 진동전달 해석방법 | |
Jan et al. | Influence of linear feed drive controller setting in CNC turning lathe on the stability of machining | |
Wu et al. | Chatter and deformation in machining thin-walled flexible components | |
Spescha et al. | Design to Specifications-A Strategy for Specification-Based Machine Design | |
Amacher et al. | Software-based setpoint optimization methods for laser cutting machine tools |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220816 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220905 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20221205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230203 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230529 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230622 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7302994 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |