JP2020160830A - Numerical control device, machine tool, control program, and storage medium - Google Patents

Numerical control device, machine tool, control program, and storage medium Download PDF

Info

Publication number
JP2020160830A
JP2020160830A JP2019059961A JP2019059961A JP2020160830A JP 2020160830 A JP2020160830 A JP 2020160830A JP 2019059961 A JP2019059961 A JP 2019059961A JP 2019059961 A JP2019059961 A JP 2019059961A JP 2020160830 A JP2020160830 A JP 2020160830A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
specified
cutting edge
positions
detector
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
Application number
JP2019059961A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7131454B2 (en
Inventor
将文 服部
Masafumi Hattori
将文 服部
太樹 小林
Taiki Kobayashi
太樹 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2019059961A priority Critical patent/JP7131454B2/en
Priority to CN202010111752.0A priority patent/CN111752216B/en
Publication of JP2020160830A publication Critical patent/JP2020160830A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7131454B2 publication Critical patent/JP7131454B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/406Numerical 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 monitoring or safety
    • G05B19/4063Monitoring general control system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/34Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34093Real time toolpath generation, no need for large memory to store values
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

To provide a numerical control device capable of detecting chatter vibration without adding a new configuration, a machine tool having the numerical control device, a control program for detecting chatter vibration, and a storage medium storing the control program.SOLUTION: A numerical control device specifies a relative moving direction of an industrial tool with respect to a work body (P5). The numerical control device specifies a plurality of cutting edge positions that are positions of cutting edges of the industrial tools with respect to the work body (P4). The numerical control device specifies a plurality of cutting positions at which a blade cuts the work body in the moving direction based on the plurality of specified cutting edge positions (P6). The numerical control device specifies distance between the plurality of specified cutting positions as cutting amount (P7). The numerical control device determines whether chatter vibration has occurred based on the specified cutting amount (P8). The numerical control device notifies when determining that chatter vibration has occurred (P9).SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、数値制御装置、数値制御装置を備えた工作機械、制御プログラム、及び、制御プログラムを記憶した記憶媒体に関する。 The present invention relates to a numerical control device, a machine tool provided with the numerical control device, a control program, and a storage medium for storing the control program.

工作機械にて発生するびびり振動を検出する様々な方法がある。特許文献1は、びびり振動の検出結果をモニタに表示する振動情報表示装置を開示する。該装置は、主軸ハウジングに設けた三つの振動センサから、X軸、Y軸、Z軸方向の夫々の振動値を取得する。該装置は、取得した振動値と所定閾値との比較結果に基づき、単位時間当たりの振動の変化率を算出する。更に該装置は、変化率が設定値を超えた時、びびり振動の振動情報として振動値等をモニタに表示する。 There are various methods for detecting chatter vibration generated in a machine tool. Patent Document 1 discloses a vibration information display device that displays a detection result of chatter vibration on a monitor. The device acquires vibration values in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions from three vibration sensors provided in the spindle housing. The device calculates the rate of change of vibration per unit time based on the result of comparison between the acquired vibration value and a predetermined threshold value. Further, when the rate of change exceeds a set value, the device displays a vibration value or the like as vibration information of chatter vibration on a monitor.

特開2016−224695号公報JP-A-2016-224695

該方法では、びびり振動を検出する為に振動センサを主軸ハウジングに設ける必要がある。これに対し、低コスト化や省スペース化の観点から、振動センサ等の新たな検出器を工作機械に追加せずにびびり振動を検出できることが好ましい。 In this method, it is necessary to provide a vibration sensor in the spindle housing in order to detect chatter vibration. On the other hand, from the viewpoint of cost reduction and space saving, it is preferable that chatter vibration can be detected without adding a new detector such as a vibration sensor to the machine tool.

本発明の目的は、新たな構成を追加せずにびびり振動を検出できる数値制御装置、該数値制御装置を備えた工作機械、びびり振動を検出するための制御プログラム、及び、該制御プログラムを記憶した記憶媒体の提供である。 An object of the present invention is to store a numerical control device capable of detecting chatter vibration without adding a new configuration, a machine tool equipped with the numerical control device, a control program for detecting chatter vibration, and the control program. It is the provision of the storage medium.

本発明の第一態様に係る数値制御装置は、工具を回転する為の主軸と、前記主軸の回転を検出する第一検出器と、被削体に対して前記工具を相対移動する為の送り機構と、前記送り機構による前記工具の相対移動を検出する第二検出器と、を備えた工作機械を制御し、前記工具により前記被削体の切削加工を行う数値制御装置であって、前記工具の刃の刃数と径を少なくとも含む工具情報を記憶する記憶部と、前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対的な移動方向を特定する第一特定部と、前記記憶部に記憶した前記工具情報、前記第一検出器及び前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の刃先の位置である刃先位置を複数特定する第二特定部と、前記第二特定部により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記第一特定部により特定した前記移動方向において前記刃が前記被削体を切削する切込位置を複数特定する第三特定部と、前記第三特定部により特定した複数の前記切込位置の間の距離を、切込量として特定する第四特定部と、前記第四特定部により特定した前記切込量に基づき、びびり振動が発生したか否かを判定する判定部と、前記判定部によりびびり振動が発生したと判定した時に報知する報知部とを備えたことを特徴とする。 The numerical control device according to the first aspect of the present invention includes a spindle for rotating the tool, a first detector for detecting the rotation of the spindle, and a feed for moving the tool relative to the work piece. A numerical control device that controls a machine tool including a mechanism and a second detector that detects the relative movement of the tool by the feed mechanism, and cuts the work piece by the tool. First specification that specifies the relative movement direction of the tool with respect to the work piece based on the storage unit that stores the tool information including at least the number and diameter of the tool blades and the detection result of the second detector. A plurality of cutting edge positions, which are positions of the cutting edge of the tool with respect to the work piece, are specified based on the unit, the tool information stored in the storage unit, and the detection results of the first detector and the second detector. (Ii) Based on the specified portion and the plurality of cutting edge positions specified by the second specified portion, a plurality of cut positions where the blade cuts the work piece in the moving direction specified by the first specified portion are specified. The fourth specific part that specifies the distance between the third specific part and the plurality of cut positions specified by the third specific part as the cut amount, and the cut amount specified by the fourth specific part. Based on the above, a determination unit for determining whether or not chatter vibration has occurred and a notification unit for notifying when it is determined by the determination unit that chatter vibration has occurred are provided.

数値制御装置は、工具の刃により被削体を切削した切込量を、第一検出器及び第二検出器の検出結果に基づいて特定する。数値制御装置は、特定した切込量に基づいてびびり振動の発生を検出し、作業者に報知する。このため、数値制御装置は、工作機械が通常備える第一検出器及び第二検出器を用いて、びびり振動の発生の有無を判定できる。故に、数値制御装置は、工作機械に対して振動センサ等の新たな検出器を追加せずに、びびり振動を検出できる。 The numerical control device specifies the depth of cut in which the work piece is cut by the tool blade based on the detection results of the first detector and the second detector. The numerical control device detects the occurrence of chatter vibration based on the specified depth of cut and notifies the operator. Therefore, the numerical control device can determine the presence or absence of chatter vibration by using the first detector and the second detector usually provided in the machine tool. Therefore, the numerical control device can detect chatter vibration without adding a new detector such as a vibration sensor to the machine tool.

第一態様において、前記第一特定部は、前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対位置を複数特定し、特定した複数の前記相対位置に沿って延びる方向の移動平均に基づいて前記移動方向を特定してもよい。該時、数値制御装置は、被削体に対する工具の相対的な移動方向を、簡易な方法で精度良く特定できる。 In the first aspect, the first specific unit specifies a plurality of relative positions of the tool with respect to the work piece based on the detection result of the second detector, and a direction extending along the specified relative positions. The moving direction may be specified based on the moving average of. At that time, the numerical control device can accurately identify the relative movement direction of the tool with respect to the work piece by a simple method.

第一態様において、前記第二特定部は、前記第二検出器の検出結果に基づき決定した前記工具の回転中心と、第一検出器の検出結果に基づき決定した前記工具の回転角度と、前記記憶部に前記工具情報として記憶した前記刃数及び前記径に基づいて、前記刃先位置を複数特定してもよい。該時、数値制御装置は、刃先位置を精度良く特定できる。 In the first aspect, the second specific unit includes the rotation center of the tool determined based on the detection result of the second detector, the rotation angle of the tool determined based on the detection result of the first detector, and the said. A plurality of the blade edge positions may be specified based on the number of blades and the diameter stored as the tool information in the storage unit. At that time, the numerical control device can accurately identify the cutting edge position.

第一態様において、前記第三特定部は、前記第二特定部により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記刃先の移動軌跡である第一移動軌跡、及び、前記第一移動軌跡と異なる第二移動軌跡を特定し、前記工具の回転中心から、前記第一特定部により特定した前記移動方向に延びる仮想ベクトルと、特定した前記第一移動軌跡及び前記第二移動軌跡との夫々の交点を、第一切込位置及び第二切込位置として特定し、前記第四特定部は、前記第三特定部により特定した前記第一切込位置及び前記第二切込位置の間の距離を、前記切込量として特定してもよい。該時、数値制御装置は、切込量を精度良く特定することができるので、びびり振動の発生を正確に検出し、報知できる。 In the first aspect, the third specific portion is different from the first movement locus, which is the movement locus of the cutting edge, and the first movement locus, based on the plurality of the cutting edge positions specified by the second specific portion. (Ii) The movement locus is specified, and the intersection of the virtual vector extending from the rotation center of the tool in the movement direction specified by the first specific portion and the specified first movement locus and the second movement locus is defined. , The fourth specific part specifies the distance between the first total cut position and the second cut position specified by the third specific part. It may be specified as the cut amount. At this time, the numerical control device can accurately specify the depth of cut, so that the occurrence of chatter vibration can be accurately detected and notified.

第一態様において、前記第三特定部は、複数の前記刃先位置の位置を通る円弧を、前記移動軌跡として複数特定してもよい。該時、数値制御装置は、刃先の移動軌跡を精度良く推定できるので、切込位置の精度を高めることができる。 In the first aspect, the third specific unit may specify a plurality of arcs passing through the positions of the plurality of cutting edge positions as the movement locus. At this time, the numerical control device can accurately estimate the movement locus of the cutting edge, so that the accuracy of the cutting position can be improved.

第一態様において、前記第二特定部は、前記工具の第一刃の前記刃先位置、及び、前記第一刃と異なる第二刃の前記刃先位置を特定してもよい。該時、数値制御装置は、びびり振動の発生を短時間で迅速に検出し、報知できる。 In the first aspect, the second specifying portion may specify the cutting edge position of the first blade of the tool and the cutting edge position of the second blade different from the first blade. At that time, the numerical control device can quickly detect and notify the occurrence of chatter vibration in a short time.

第一態様において、前記報知部は、前記第三特定部により特定した前記移動軌跡を少なくとも含む軌跡画像を、表示部に表示してもよい。作業者は、びびり振動の発生の有無だけでなく、びびり振動の程度も把握できる。 In the first aspect, the notification unit may display a locus image including at least the movement locus specified by the third specific unit on the display unit. The operator can grasp not only the presence or absence of chatter vibration but also the degree of chatter vibration.

本発明の第二態様に係る工作機械は、第一態様に係る前記数値制御装置を備えたことを特徴とする。第二態様によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。 The machine tool according to the second aspect of the present invention is characterized by including the numerical control device according to the first aspect. According to the second aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

本発明の第三態様に係る制御プログラムは、工具を回転する為の主軸と、前記主軸の回転を検出する第一検出器と、被削体に対して前記工具を相対移動する為の送り機構と、前記送り機構による前記工具の相対移動を検出する第二検出器と、を備えた工作機械を制御し、前記工具により前記被削体の切削加工を行うコンピュータに、前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対的な移動方向を特定する第一特定工程と、記憶部に記憶した、前記工具の刃の刃数と径を少なくとも含む工具情報、前記第一検出器及び前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の刃先の位置である刃先位置を複数特定する第二特定工程と、前記第二特定工程により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記第一特定工程により特定した前記移動方向において前記刃が前記被削体を切削する切込位置を複数特定する第三特定工程と、前記第三特定工程により特定した複数の前記切込位置の間の距離を、切込量として特定する第四特定工程と、前記第四特定工程により特定した前記切込量に基づき、びびり振動が発生したか否かを判定する判定工程と、前記判定工程によりびびり振動が発生したと判定した時に報知する報知工程とを実行させる。第三態様によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。 The control program according to the third aspect of the present invention includes a spindle for rotating the tool, a first detector for detecting the rotation of the spindle, and a feed mechanism for moving the tool relative to the work piece. And a second detector that detects the relative movement of the tool by the feed mechanism, and a computer that controls the machine tool and cuts the work piece with the tool, Based on the detection result, the first specific step of specifying the relative movement direction of the tool with respect to the work piece, the tool information stored in the storage unit including at least the number and diameter of the blades of the tool, and the first item. A second specific step of specifying a plurality of cutting edge positions of the tool with respect to the work piece based on the detection results of the detector and the second detector, and a plurality of specified steps specified by the second specific step. Based on the cutting edge position, a third specific step for specifying a plurality of cutting positions where the blade cuts the work piece in the moving direction specified by the first specific step, and a plurality of specified steps specified by the third specific step. Judgment as to whether or not chatter vibration has occurred based on the fourth specific step of specifying the distance between the cut positions as the cut amount and the cut amount specified by the fourth specific step. The step and the notification step of notifying when it is determined that chatter vibration has occurred by the determination step are executed. According to the third aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

本発明の第四態様に係る記憶媒体は、工具を回転する為の主軸と、前記主軸の回転を検出する第一検出器と、被削体に対して前記工具を相対移動する為の送り機構と、前記送り機構による前記工具の相対移動を検出する第二検出器と、を備えた工作機械を制御し、前記工具により前記被削体の切削加工を行うコンピュータに、前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対的な移動方向を特定する第一特定工程と、記憶部に記憶した、前記工具の刃の刃数と径を少なくとも含む工具情報、前記第一検出器及び前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の刃先の位置である刃先位置を複数特定する第二特定工程と、前記第二特定工程により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記第一特定工程により特定した前記移動方向において前記刃が前記被削体を切削する切込位置を複数特定する第三特定工程と、前記第三特定工程により特定した複数の前記切込位置の間の距離を、切込量として特定する第四特定工程と、前記第四特定工程により特定した前記切込量に基づき、びびり振動が発生したか否かを判定する判定工程と、前記判定工程によりびびり振動が発生したと判定した時に報知する報知工程とを実行させる為の制御プログラムを記憶する。第四態様によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。 The storage medium according to the fourth aspect of the present invention includes a spindle for rotating the tool, a first detector for detecting the rotation of the spindle, and a feed mechanism for moving the tool relative to the work piece. And a second detector that detects the relative movement of the tool by the feed mechanism, and a computer that controls the machine tool and cuts the work piece with the tool, Based on the detection result, the first specific step of specifying the relative movement direction of the tool with respect to the work piece, the tool information stored in the storage unit including at least the number and diameter of the blades of the tool, and the first item. A second specific step of specifying a plurality of cutting edge positions of the tool with respect to the work piece based on the detection results of the detector and the second detector, and a plurality of specified steps specified by the second specific step. Based on the cutting edge position, a third specific step for specifying a plurality of cutting positions where the blade cuts the work piece in the moving direction specified by the first specific step, and a plurality of specified steps specified by the third specific step. Judgment as to whether or not chatter vibration has occurred based on the fourth specific step of specifying the distance between the cut positions as the cut amount and the cut amount specified by the fourth specific step. A control program for executing the step and the notification step of notifying when it is determined that chatter vibration has occurred due to the determination step is stored. According to the fourth aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

工作機械1の斜視図。A perspective view of the machine tool 1. 工作機械1及び数値制御装置30の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure of the machine tool 1 and the numerical control device 30. びびり振動の検出方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the detection method of chatter vibration. 刃先位置U(i)、U(i)の特定方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the method of specifying the cutting edge position U 1 (i), U 2 (i). 移動角度W(i)の特定方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the method of specifying the moving angle W (i). 第一移動軌跡T、第二移動軌跡Tを示す図。The figure which shows the 1st movement locus T 1 and the 2nd movement locus T 2 . 第一切込位置C(k)の特定方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the method of specifying the first insertion position C 1 (k). メイン処理の流れ図。Flow diagram of main processing. 切込位置特定処理の流れ図。Flow chart of cut position identification process. 切込量特定処理の流れ図。Flow chart of cut amount identification processing. 表示部17に表示した軌跡画像の一例。An example of a trajectory image displayed on the display unit 17. びびり振動が発生しない時の被削体3の表面写真。A surface photograph of the work piece 3 when chatter vibration does not occur. びびり振動が発生した時の被削体3の表面写真。A surface photograph of the work piece 3 when chatter vibration occurs.

本発明の実施形態を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。工作機械1の左右方向、前後方向、上下方向は夫々工作機械1のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向である。右方向、後方向、上方向は夫々、対応する軸の正方向である。左方向、前方向、下方向は夫々、対応する軸の負方向である。図1に示す工作機械1は主軸9に装着した工具4を回転し、テーブル13上面に保持した被削体3に切削加工を施す機械である。数値制御装置30(図2参照)は工作機械1の動作を制御する。 An embodiment of the present invention will be described. In the following description, the left and right, front and back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used. The horizontal direction, the front-rear direction, and the vertical direction of the machine tool 1 are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction of the machine tool 1, respectively. The right, backward, and upward directions are the positive directions of the corresponding axes, respectively. The left, front, and down directions are the negative directions of the corresponding axes, respectively. The machine tool 1 shown in FIG. 1 is a machine that rotates a tool 4 mounted on a spindle 9 and cuts a work piece 3 held on the upper surface of a table 13. The numerical control device 30 (see FIG. 2) controls the operation of the machine tool 1.

<工作機械1の構造>
図1を参照し、工作機械1の構造を説明する。工作機械1は、基台2、コラム5、主軸ヘッド7、主軸9、テーブル装置10、工具交換装置20、制御箱6、操作パネル15(図2参照)等を備える。基台2は金属製の略直方体状の土台である。コラム5は基台2上部後方に立設する。主軸ヘッド7はコラム5前面に沿ってZ軸方向に移動可能に設ける。主軸ヘッド7は内部に主軸9を回転可能に支持する。主軸9は主軸ヘッド7下部に装着穴(図示略)を有する。主軸9は該装着穴に工具4を装着し、主軸モータ52(図2参照)の駆動で回転する。主軸モータ52は主軸ヘッド7に設ける。主軸ヘッド7はコラム5前面に設けたZ軸移動機構(図示略)でZ軸方向に移動する。Z軸移動機構はZ軸モータ51(図2参照)等を備える。数値制御装置30はZ軸モータ51(図2参照)の駆動を制御することで、主軸ヘッド7をZ軸方向に移動制御する。
<Structure of machine tool 1>
The structure of the machine tool 1 will be described with reference to FIG. The machine tool 1 includes a base 2, a column 5, a spindle head 7, a spindle 9, a table device 10, a tool changing device 20, a control box 6, an operation panel 15 (see FIG. 2), and the like. The base 2 is a metal base having a substantially rectangular parallelepiped shape. The column 5 is erected behind the upper part of the base 2. The spindle head 7 is provided so as to be movable in the Z-axis direction along the front surface of the column 5. The spindle head 7 rotatably supports the spindle 9 inside. The spindle 9 has a mounting hole (not shown) at the bottom of the spindle head 7. The spindle 9 mounts the tool 4 in the mounting hole and rotates by driving the spindle motor 52 (see FIG. 2). The spindle motor 52 is provided on the spindle head 7. The spindle head 7 moves in the Z-axis direction by a Z-axis moving mechanism (not shown) provided on the front surface of the column 5. The Z-axis moving mechanism includes a Z-axis motor 51 (see FIG. 2) and the like. The numerical control device 30 controls the movement of the spindle head 7 in the Z-axis direction by controlling the drive of the Z-axis motor 51 (see FIG. 2).

テーブル装置10は、Y軸移動機構(図示略)、Y軸テーブル12、X軸移動機構(図示略)、テーブル13等を備える。Y軸移動機構は基台2上面前側に設け、一対のY軸レール、Y軸ボール螺子、Y軸モータ54(図2参照)等を備える。一対のY軸レールとY軸ボール螺子はY軸方向に延びる。一対のY軸レールは上面にY軸テーブル12をY軸方向に案内する。Y軸テーブル12は略直方体状に形成し、底部外面にナット(図示略)を備える。該ナットはY軸ボール螺子に螺合する。Y軸モータ54がY軸ボール螺子を回転すると、Y軸テーブル12はナットと共に一対のY軸レールに沿って移動する。故にY軸移動機構はY軸テーブル12をY軸方向に移動可能に支持する。 The table device 10 includes a Y-axis moving mechanism (not shown), a Y-axis table 12, an X-axis moving mechanism (not shown), a table 13, and the like. The Y-axis moving mechanism is provided on the front side of the upper surface of the base 2, and includes a pair of Y-axis rails, a Y-axis ball screw, a Y-axis motor 54 (see FIG. 2), and the like. The pair of Y-axis rails and Y-axis ball screws extend in the Y-axis direction. The pair of Y-axis rails guide the Y-axis table 12 on the upper surface in the Y-axis direction. The Y-axis table 12 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a nut (not shown) on the outer surface of the bottom. The nut is screwed into the Y-axis ball screw. When the Y-axis motor 54 rotates the Y-axis ball screw, the Y-axis table 12 moves along with the nut along the pair of Y-axis rails. Therefore, the Y-axis moving mechanism supports the Y-axis table 12 so as to be movable in the Y-axis direction.

X軸移動機構はY軸テーブル12上面に設け、一対のX軸レール(図示略)、X軸ボール螺子(図示略)、X軸モータ53(図2参照)等を備える。X軸レールとX軸ボール螺子はX軸方向に延びる。テーブル13は平面視矩形板状に形成し、Y軸テーブル12上面に設ける。テーブル13は底部にナット(図示略)を備える。該ナットはX軸ボール螺子に螺合する。X軸モータ53がX軸ボール螺子を回転すると、テーブル13はナットと共に一対のX軸レールに沿って移動する。故にX軸移動機構はテーブル13をX軸方向に移動可能に支持する。故にテーブル13は、Y軸移動機構、Y軸テーブル12、X軸移動機構により、基台2上をX軸方向とY軸方向に移動可能である。 The X-axis moving mechanism is provided on the upper surface of the Y-axis table 12, and includes a pair of X-axis rails (not shown), an X-axis ball screw (not shown), an X-axis motor 53 (see FIG. 2), and the like. The X-axis rail and the X-axis ball screw extend in the X-axis direction. The table 13 is formed in a rectangular plate shape in a plan view and is provided on the upper surface of the Y-axis table 12. The table 13 is provided with a nut (not shown) at the bottom. The nut is screwed into the X-axis ball screw. When the X-axis motor 53 rotates the X-axis ball screw, the table 13 moves along the pair of X-axis rails together with the nut. Therefore, the X-axis moving mechanism supports the table 13 so as to be movable in the X-axis direction. Therefore, the table 13 can be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction on the base 2 by the Y-axis moving mechanism, the Y-axis table 12, and the X-axis moving mechanism.

工具交換装置20は主軸ヘッド7の前側に設け、円盤型の工具マガジン21、マガジンモータ55(図2参照)等を備える。工具マガジン21は外周に複数の工具(図示略)を放射状に保持し、工具交換指令が指示する工具を工具交換位置に位置決めする。工具交換指令はNCプログラムで指令する。工具交換位置は工具マガジン21の最下部位置である。工具交換装置20はマガジンモータ55の駆動により、主軸9に装着する工具4と工具マガジン21に取り付けられた工具とを主軸ヘッド7の上昇、工具マガジン21の回転、主軸ヘッド7の下降の一連の動作により入れ替え交換する。 The tool changer 20 is provided on the front side of the spindle head 7, and includes a disk-shaped tool magazine 21, a magazine motor 55 (see FIG. 2), and the like. The tool magazine 21 holds a plurality of tools (not shown) radially on the outer circumference, and positions the tool instructed by the tool change command at the tool change position. The tool change command is given by the NC program. The tool change position is the lowest position of the tool magazine 21. The tool changer 20 drives the magazine motor 55 to move the tool 4 mounted on the spindle 9 and the tool attached to the tool magazine 21 to a series of ascending of the spindle head 7, rotation of the tool magazine 21, and descending of the spindle head 7. Replace and replace depending on the operation.

制御箱6は数値制御装置30(図2参照)を格納する。数値制御装置30は、工作機械1に設けたZ軸モータ51、主軸モータ52、X軸モータ53、Y軸モータ54、マガジンモータ55(図2参照)を夫々制御し、テーブル13上に保持した被削体3に対して主軸9に装着した工具4を相対移動することで各種加工を被削体3に施す。各種加工とは、例えばドリル、タップ等を用いた穴空け加工、エンドミル、フライス等を用いた側面加工等である。 The control box 6 stores the numerical control device 30 (see FIG. 2). The numerical control device 30 controls the Z-axis motor 51, the spindle motor 52, the X-axis motor 53, the Y-axis motor 54, and the magazine motor 55 (see FIG. 2) provided in the machine tool 1, and holds them on the table 13. Various processes are performed on the work piece 3 by moving the tool 4 mounted on the spindle 9 relative to the work piece 3. The various types of processing include, for example, drilling using a drill, tap, etc., side surface processing using an end mill, milling cutter, and the like.

操作パネル15は、例えば工作機械1を覆うカバー(図示略)の外壁に設ける。操作パネル15は操作部16と表示部17(図2参照)を備える。操作部16は各種情報、操作指示等の入力を受け付け、後述する数値制御装置30に出力する。表示部17は後述する数値制御装置30からの指令に基づき、各種画面を表示する。 The operation panel 15 is provided, for example, on the outer wall of a cover (not shown) that covers the machine tool 1. The operation panel 15 includes an operation unit 16 and a display unit 17 (see FIG. 2). The operation unit 16 receives inputs such as various information and operation instructions, and outputs them to the numerical control device 30 described later. The display unit 17 displays various screens based on a command from the numerical control device 30 described later.

<電気的構成>
図2を参照し、数値制御装置30と工作機械1の電気的構成を説明する。数値制御装置30と工作機械1は、CPU31、ROM32、RAM33、記憶装置34、外部インタフェース35、入出力部36、駆動回路51A〜55A、エンコーダ51B〜55B等を備える。ROM32は各種パラメータを記憶する。RAM33は各種情報を一時的に記憶する。記憶装置34は不揮発性であり、後述のメイン処理のプログラム、NCプログラム、工具情報を含む各種情報を記憶する。NCプログラムは各種制御指令を含む複数行で構成し、工作機械1の軸移動、工具交換等を含む各種動作を行単位で制御する。CPU31は、NCプログラムの指令を一つずつ読み込んで各種動作を実行する。工具情報は、工作機械1の主軸9に取り付け可能な工具4に関する情報である。工具情報は、工具4の種類毎に刃数及び半径が対応付けてある。刃数は、工具4の刃の数である。半径は、工具4の回転中心から刃の刃先迄の距離であり、刃先毎に対応付ける。外部インタフェース35は、記憶媒体35Aに記憶した情報を読み出す。例えばCPU31は、記憶媒体35Aに記憶したプログラムを外部インタフェース35により読み出し、記憶装置34に記憶する。
<Electrical configuration>
The electrical configuration of the numerical control device 30 and the machine tool 1 will be described with reference to FIG. The numerical control device 30 and the machine tool 1 include a CPU 31, ROM 32, RAM 33, a storage device 34, an external interface 35, an input / output unit 36, drive circuits 51A to 55A, encoders 51B to 55B, and the like. The ROM 32 stores various parameters. The RAM 33 temporarily stores various types of information. The storage device 34 is non-volatile and stores various information including a main processing program, an NC program, and tool information described later. The NC program is composed of a plurality of lines including various control commands, and controls various operations including axis movement and tool change of the machine tool 1 in line units. The CPU 31 reads the NC program commands one by one and executes various operations. The tool information is information about a tool 4 that can be attached to the spindle 9 of the machine tool 1. The tool information is associated with the number of blades and the radius for each type of tool 4. The number of blades is the number of blades of the tool 4. The radius is the distance from the center of rotation of the tool 4 to the cutting edge of the blade, and is associated with each cutting edge. The external interface 35 reads out the information stored in the storage medium 35A. For example, the CPU 31 reads the program stored in the storage medium 35A by the external interface 35 and stores it in the storage device 34.

駆動回路51AはZ軸モータ51とエンコーダ51Bに接続する。駆動回路52Aは主軸モータ52とエンコーダ52Bに接続する。駆動回路53AはX軸モータ53とエンコーダ53Bに接続する。駆動回路54AはY軸モータ54とエンコーダ54Bに接続する。駆動回路55Aは工具マガジン21を駆動するマガジンモータ55とエンコーダ55Bに接続する。Z軸モータ51、主軸モータ52、X軸モータ53、Y軸モータ54、マガジンモータ55は何れもサーボモータである(以下総称する場合、単に「モータ」と称す)。 The drive circuit 51A is connected to the Z-axis motor 51 and the encoder 51B. The drive circuit 52A is connected to the spindle motor 52 and the encoder 52B. The drive circuit 53A is connected to the X-axis motor 53 and the encoder 53B. The drive circuit 54A is connected to the Y-axis motor 54 and the encoder 54B. The drive circuit 55A is connected to the magazine motor 55 that drives the tool magazine 21 and the encoder 55B. The Z-axis motor 51, the spindle motor 52, the X-axis motor 53, the Y-axis motor 54, and the magazine motor 55 are all servo motors (hereinafter, collectively referred to as "motors").

駆動回路51A〜55AはCPU31から指令を受け、対応する各モータ51〜55に駆動電流を夫々出力する。エンコーダ51B〜55Bは、対応する各モータ51〜55の回転軸の回転位置を検出し、検出結果を示す信号を駆動回路51A〜55Aに出力する。駆動回路51A〜55Aはエンコーダ51B〜55Bから受けた信号を、CPU31に出力する。更に駆動回路51A〜55Aは、エンコーダ51B〜55Bから信号を受け、各モータ51〜55の回転位置と速度のフィードバック制御を行う。入出力部36は操作パネル15の操作部16と表示部17に夫々接続する。 The drive circuits 51A to 55A receive commands from the CPU 31 and output drive currents to the corresponding motors 51 to 55, respectively. The encoders 51B to 55B detect the rotation position of the rotation shaft of each of the corresponding motors 51 to 55, and output a signal indicating the detection result to the drive circuits 51A to 55A. The drive circuits 51A to 55A output the signals received from the encoders 51B to 55B to the CPU 31. Further, the drive circuits 51A to 55A receive signals from the encoders 51B to 55B and perform feedback control of the rotation position and speed of each of the motors 51 to 55. The input / output unit 36 is connected to the operation unit 16 and the display unit 17 of the operation panel 15, respectively.

<びびり振動の検出方法>
図3から図7を参照し、工作機械1にて発生したびびり振動を数値制御装置30が検出する方法について説明する。びびり振動は、工作機械1による切削加工中に発生する不要な振動の総称である。びびり振動は、被削体3の仕上げ面の品質低下や工具4の異常摩耗等を誘発する可能性がある為、好ましくない。故に、数値制御装置30は、以下に示す方法でびびり振動を検出し、作業者に報知する。該時、作業者はびびり振動に対して早期に対処できる為、上記不具合の影響を最小限に抑制できる。
<Detection method of chatter vibration>
A method of detecting the rattle vibration generated in the machine tool 1 by the numerical control device 30 will be described with reference to FIGS. 3 to 7. Chatter vibration is a general term for unnecessary vibration generated during cutting by the machine tool 1. Chatter vibration is not preferable because it may cause deterioration of the quality of the finished surface of the work piece 3 and abnormal wear of the tool 4. Therefore, the numerical control device 30 detects the chatter vibration by the method shown below and notifies the operator. At this time, since the operator can deal with the chatter vibration at an early stage, the influence of the above-mentioned trouble can be minimized.

以下説明において、工作機械1が合計m(mは1以上の整数)枚の刃を有する工具4を使用して切削動作を行う時を例に挙げる。m枚の刃の夫々を、第n刃(nは1からm迄の整数)と称す。工具4の回転中心から延びる径方向において、該回転中心と第n刃の刃先との間の距離を、半径Rと称す。該時、記憶装置34は、刃数m及び半径R・・・Rを工具情報として記憶する。工具4の回転中心から第n刃の刃先を通って径方向に延びる方向の角度を、回転角度θ(rad)と称す。回転角度θの基準となる方向は、工具4の回転中心から所定方向(例えば、X軸の正の方向(右方向))に向けて延びる方向である。以下、該方向を基準方向と称す。工具4の回転中心から第一刃(n=1)の刃先を通って延びる方向が基準方向を向いた状態での主軸モータ52の回転軸の位置を、主軸基準位置と称す。数値制御装置30のCPU31は、主軸モータ52の回転軸が主軸基準位置にある時、第n刃の回転角度θを次の式(1)により導出可能である。
θn=2π/m×(n−1) (1)
In the following description, an example will be given when the machine tool 1 performs a cutting operation using a tool 4 having a total of m (m is an integer of 1 or more) blades. Each of the m blades is referred to as an nth blade (n is an integer from 1 to m). The distance between the center of rotation and the cutting edge of the nth blade in the radial direction extending from the center of rotation of the tool 4 is referred to as a radius R n . Said time, the storage device 34 stores the number of teeth m and the radius R 1 · · · R m as the tool information. The angle in the radial direction extending from the center of rotation of the tool 4 through the cutting edge of the nth blade is referred to as a rotation angle θ n (rad). The reference direction of the rotation angle θ n is a direction extending from the rotation center of the tool 4 in a predetermined direction (for example, a positive direction (right direction) of the X axis). Hereinafter, this direction is referred to as a reference direction. The position of the rotation shaft of the spindle motor 52 in a state where the direction extending from the rotation center of the tool 4 through the cutting edge of the first blade (n = 1) faces the reference direction is referred to as a spindle reference position. The CPU 31 of the numerical control device 30 can derive the rotation angle θ n of the nth blade by the following equation (1) when the rotation axis of the spindle motor 52 is at the spindle reference position.
θn = 2π / m × (n-1) (1)

X軸−Y軸方向における所定の原点位置(0,0)を定義する。原点位置に工具4の回転中心を配置した時のX軸モータ53及びY軸モータ54の夫々の回転軸の位置を、送り軸基準位置とする。 A predetermined origin position (0,0) in the X-axis-Y-axis direction is defined. The position of each rotation axis of the X-axis motor 53 and the Y-axis motor 54 when the rotation center of the tool 4 is arranged at the origin position is set as the feed axis reference position.

図3を参照し、びびり振動を検出する為の処理の流れを説明する。数値制御装置30のCPU31は、エンコーダ53Bが出力する信号を、駆動回路53Aを介して取得する。CPU31は、X軸モータ53の回転軸の送り軸基準位置からの回転量を、取得した信号に基づいて特定する。CPU31は、特定した回転量に基づき、工具4の回転中心のX軸方向の位置XFBを特定する(P1)。CPU31は、エンコーダ54Bが出力する信号を、駆動回路54Aを介して取得する。CPU31は、Y軸モータ54の回転軸の送り軸基準位置からの回転量を、取得した信号に基づいて特定する。CPU31は、特定した回転量に基づき、工具4の回転中心のY軸方向の位置YFBを特定する(P2)。 The flow of the process for detecting the chatter vibration will be described with reference to FIG. The CPU 31 of the numerical control device 30 acquires the signal output by the encoder 53B via the drive circuit 53A. The CPU 31 specifies the amount of rotation of the rotation axis of the X-axis motor 53 from the feed axis reference position based on the acquired signal. The CPU 31 specifies the position X FB of the rotation center of the tool 4 in the X-axis direction based on the specified rotation amount (P1). The CPU 31 acquires the signal output by the encoder 54B via the drive circuit 54A. The CPU 31 specifies the amount of rotation of the rotation axis of the Y-axis motor 54 from the feed axis reference position based on the acquired signal. The CPU 31 specifies the position YFB of the rotation center of the tool 4 in the Y-axis direction based on the specified rotation amount (P2).

CPU31は、手順P1、P2により、工具4の回転中心のX軸−Y軸方向の位置を、送り軸位置QFBとして特定する。送り軸位置QFBが示す座標は、(XFB,YFB)である。CPU31は、所定周期で送り軸位置QFBの特定処理を繰り返す。以下、i(iは整数)番目に特定した送り軸位置QFBを、送り軸位置QFB(i)と称す。送り軸位置QFB(i)が示す座標を、(XFB(i),YFB(i))(図4参照)と称す。 CPU31 by the procedure P1, P2, the position of the X-axis -Y-axis direction of the center of rotation of the tool 4, is identified as the feed axis position Q FB. The coordinates indicated by the feed axis position Q FB are (X FB , Y FB ). CPU31 repeats the identification process of the feed axis position Q FB in a predetermined cycle. Hereinafter, the feed axis position Q FB specified at the i (i is an integer) th position is referred to as a feed axis position Q FB (i). The coordinates indicated by the feed axis position Q FB (i) are referred to as (X FB (i), Y FB (i)) (see FIG. 4).

CPU31は、エンコーダ52Bが出力する信号を、駆動回路52Aを介して取得する。CPU31は、主軸モータ52の回転軸の主軸基準位置からの回転角度を、取得した信号に基づいて特定する(P3)。特定した回転角度を、主軸角度SFBと称す。CPU31は、送り軸位置QFBの特定処理と同じ周期で、主軸角度SFBの特定処理を繰り返す。以下、i番目に特定した主軸角度SFBを、主軸角度SFB(i)(図4参照)と称す。 The CPU 31 acquires the signal output by the encoder 52B via the drive circuit 52A. The CPU 31 specifies the rotation angle of the rotation shaft of the spindle motor 52 from the spindle reference position based on the acquired signal (P3). The rotation angle identified, referred to as a main shaft angle S FB. The CPU 31 repeats the process of specifying the spindle angle S FB in the same cycle as the process of specifying the feed axis position Q FB . Hereinafter, the i-th specified spindle angle S FB will be referred to as a spindle angle S FB (i) (see FIG. 4).

CPU31は、手順P1〜P3による特定結果に基づき、被削体3に対する工具4の第一刃の刃先の位置(刃先位置Uと称す。)及び、被削体3に対する第一刃と異なる第二刃の刃先の位置(刃先位置Uと称す。)を特定する(P4)。尚、第一刃及び第二刃は、隣接する位置関係でもよいし、第一刃及び第二刃の間に別の刃が介在してもよい。 CPU31, based on the particular result by the procedure P1 to P3, (referred to as edge positions U 1.) Position of the cutting edge of the first blade of the tool 4 with respect to the Kezukarada 3 and second differs from the first blade with respect to the Kezukarada 3 The position of the cutting edge of the two blades (referred to as the cutting edge position U 2 ) is specified (P4). The first blade and the second blade may be adjacent to each other, or another blade may be interposed between the first blade and the second blade.

図4に示すように、手順P1、P2により特定した送り軸位置QFB(i)、及び、手順P3により特定した主軸角度SFB(i)に基づいて特定する刃先位置U及び刃先位置Uを、夫々、刃先位置U(i)、U(i)と称す。刃先位置U(i)が示す座標を、(X(i),Y(i))と称す。刃先位置U(i)が示す座標を、(X(i),Y(i))と称す。CPU31は、送り軸位置QFB(i)(座標(XFB(i),YFB(i))、主軸角度SFB(i)、記憶装置34に記憶した工具情報(刃数m、半径R・・・R)、及び、式(1)により算出した回転角度θに基づき、次の式(2)を適用することで刃先位置U(i)、U(i)を特定する。
(i)=XFB(i)+Rcos(SFB(i)+θ)(但し、第一刃の時θ=0)
(i)=YFB(i)+Rsin(SFB(i)+θ)(但し、第一刃の時θ=0)
(i)=XFB(i)+Rcos(SFB(i)+θ
(i)=YFB(i)+Rsin(SFB(i)+θ) (2)
As shown in FIG. 4, the procedure P1, the feed shaft position identified by P2 Q FB (i), and the cutting edge position U 1 and edge position U be identified based on the main shaft angle S FB identified by the procedure P3 (i) 2 are referred to as cutting edge positions U 1 (i) and U 2 (i), respectively. The coordinates indicated by the cutting edge position U 1 (i) are referred to as (X 1 (i), Y 1 (i)). The coordinates indicated by the cutting edge position U 2 (i) are referred to as (X 2 (i), Y 2 (i)). The CPU 31 has a feed shaft position Q FB (i) (coordinates (X FB (i), Y FB (i)), a spindle angle S FB (i), and tool information (number of blades m, radius R) stored in the storage device 34. 1 ... R m ) and the cutting edge positions U 1 (i) and U 2 (i) are specified by applying the following equation (2) based on the rotation angle θ n calculated by the equation (1). To do.
X 1 (i) = X FB (i) + R 1 cos (S FB (i) + θ 1 ) (However, when the first blade, θ 1 = 0)
Y 1 (i) = Y FB (i) + R 1 sin (S FB (i) + θ 1 ) (However, when the first blade, θ 1 = 0)
X 2 (i) = X FB (i) + R 2 cos (S FB (i) + θ 2 )
Y 2 (i) = Y FB (i) + R 2 sin (S FB (i) + θ 2 ) (2)

図3に示すように、CPU31は、手順P1、P2により所定周期で特定した複数の送り軸位置QFBに基づき、被削体3に対する工具4の移動方向を示す角度(移動角度Wと称す。)を特定する(P5)。具体的には次の通りである。図5に示すように、CPU31は、送り軸位置QFB(i)を特定した場合、送り軸位置QFB(i)よりも前に特定したN個の送り軸位置QFB(QFB(i−N))、QFB(i−(N−1))・・・QFB(i−1)を取得する。CPU31は、送り軸位置QFB(i−N)〜QFB(i)のそれぞれについて、隣接する送り軸位置QFB間を結ぶ線分を特定する。CPU31は、特定した線分と、送り軸位置QFBにおける基準方向との間のなす角度を、進行方向角度α(rad)として特定する。CPU31は、N個の送り軸位置QFB(i−N))〜QFB(i−1)の夫々に対応する進行方向角度α(j)(jは、i−Nからi−1までの整数)を、次の式(3)により特定する。
α(j)=tan−1((YFB(j+1)−(YFB(j))/(XFB(j+1)−(XFB(j)))
(3)
As shown in FIG. 3, CPU 31, based on the procedures P1, P2 by a plurality of feed shaft position Q FB specified in a predetermined period, referred to as angle (moving angle W indicating the direction of movement of the tool 4 with respect to the Kezukarada 3. ) Is specified (P5). Specifically, it is as follows. As shown in FIG. 5, CPU 31, when specifying the feed shaft position Q FB (i), the feed shaft position Q FB (i) N-number of identified before the feed shaft position Q FB (Q FB (i -N)), Q FB (i- (N-1)) ... Acquire Q FB (i-1). The CPU 31 specifies a line segment connecting adjacent feed shaft positions Q FB for each of the feed shaft positions Q FB (i-N) to Q FB (i). The CPU 31 specifies the angle formed between the specified line segment and the reference direction at the feed axis position QFB as the traveling direction angle α (rad). The CPU 31 has travel direction angles α (j) (j are from i-N to i-1) corresponding to each of the N feed axis positions Q FB (i-N) to Q FB (i-1). (Integer) is specified by the following equation (3).
α (j) = tan -1 ((Y FB (j + 1)-(Y FB (j)) / (X FB (j + 1)-(X FB (j))))
(3)

CPU31は、次の式(4)に基づいて進行方向角度α(j)の平均値を算出し、被削体3に対する工具4の移動方向を示す移動角度W(i)(rad)として特定する。
尚、CPU31は、手順P1、P2(図3参照)を繰り返すことによりiを更新して送り軸位置QFB(i)を新たに特定する度、算出対象とするN個の送り軸位置QFB(i−N)〜QFB(i−1)も更新し、式(4)に基づいて進行方向角度αの平均値を算出して移動角度W(i)を特定する。ここで進行方向角度αは、N個の送り軸位置QFB(i−N)〜QFB(i−1)に沿って延びる各線分の基準方向に対する角度を示す。故に、CPU31は、進行方向角度αの移動平均、言い換えれば、N個の送り軸位置QFB(i−N)〜QFB(i−1)に沿って延びる各線分の角度の移動平均を、移動角度Wとして特定する。
The CPU 31 calculates the average value of the traveling direction angle α (j) based on the following equation (4), and specifies it as the moving angle W (i) (rad) indicating the moving direction of the tool 4 with respect to the work piece 3. ..
The CPU 31 updates i by repeating steps P1 and P2 (see FIG. 3) to newly specify the feed shaft position Q FB (i), and each time the CPU 31 newly specifies the feed shaft position Q FB (i), N feed shaft positions Q FB to be calculated. (I-N) to Q FB (i-1) are also updated, and the average value of the traveling direction angle α is calculated based on the equation (4) to specify the moving angle W (i). Here, the traveling direction angle α indicates an angle with respect to the reference direction of each line extending along the N feed axis positions Q FB (i-N) to Q FB (i-1). Therefore, the CPU 31 determines the moving average of the traveling direction angle α, in other words, the moving average of the angles of each line extending along the N feed axis positions Q FB (i-N) to Q FB (i-1). It is specified as a moving angle W.

図6は、手順P4により特定した複数の刃先位置U1(第一刃)、U(第二刃)と、手順P5により特定した移動角度Wとの関係を示すグラフの一例を示す。尚、説明の容易化の為、移動角度Wは0(rad)で変動せず、工具4の移動方向は常にX軸の正方向を向いているとする。即ち、工作機械1は、被削体3に対して工具4をX軸の正方向に移動することにより、切削加工を実行している。 FIG. 6 shows an example of a graph showing the relationship between the plurality of cutting edge positions U 1 (first blade) and U 2 (second blade) specified by the procedure P4 and the moving angle W specified by the procedure P5. For the sake of simplification of the explanation, it is assumed that the moving angle W does not fluctuate at 0 (rad) and the moving direction of the tool 4 always faces the positive direction of the X-axis. That is, the machine tool 1 executes the cutting process by moving the tool 4 with respect to the work piece 3 in the positive direction of the X-axis.

図6に示すように、刃先位置U1の移動軌跡である第一移動軌跡Tは、中心が移動角度Wの方向に移動する半径Rの円に沿って配置される。刃先位置Uの移動軌跡である第二移動軌跡Tは、中心が移動角度Wの方向に移動する半径Rの円に沿って配置される。第二移動軌跡Tは、第一移動軌跡Tに対して、工具4の移動方向側(右側)に隣接する。尚、半径R、Rの円の中心は、工具4の回転中心に対応し、P1、P2(図3参照)の処理により特定した送り軸位置QFBに位置する。図6の場合、送り軸位置QFBは、X軸に沿って正方向に移動する。 As shown in FIG. 6, the first movement locus T 1 , which is the movement locus of the cutting edge position U 1 , is arranged along a circle having a radius R 1 whose center moves in the direction of the movement angle W. The second movement locus T 2 , which is the movement locus of the cutting edge position U 2 , is arranged along a circle having a radius R 2 whose center moves in the direction of the movement angle W. The second movement locus T 2 is adjacent to the first movement locus T 1 on the movement direction side (right side) of the tool 4. The centers of the circles with radii R 1 and R 2 correspond to the center of rotation of the tool 4 and are located at the feed shaft position Q FB specified by the processing of P1 and P2 (see FIG. 3). In the case of FIG. 6, the feed axis position Q FB moves in the positive direction along the X axis.

送り軸位置QFBから移動角度Wの方向に延びる仮想ベクトルVを定義する。図6において、仮想ベクトルVは、X軸に沿って正方向を向く。第一移動軌跡T及び第二移動軌跡Tと、仮想ベクトルVとの交点は、工具4による被削体3の切削過程で第一刃及び第二刃が被削体3に切込を入れる位置(切込位置と称す。)に対応する。第一移動軌跡Tと仮想ベクトルVとの交点を、第一切込位置Cと称す。第二移動軌跡Tと仮想ベクトルVとの交点を、第二切込位置Cと称す。第一切込位置Cと第二切込位置Cとの間の移動角度Wの方向における距離を、切込量Dと称す。第一切込位置Cと第二切込位置Cを夫々複数特定した時、夫々の切込量Dを、切込量D(k)(kは整数)と称す。びびり振動が発生しない時、切込量D(k−1)、D(k)、D(k+1)・・・の夫々の変動量は僅かである。一方、びびり振動が発生した時、切込量D(k−1)、D(k)、D(k+1)・・・の夫々の変動が大きくなる。 A virtual vector V extending from the feed axis position Q FB in the direction of the movement angle W is defined. In FIG. 6, the virtual vector V points in the positive direction along the X axis. At the intersection of the first movement locus T 1 and the second movement locus T 2 and the virtual vector V, the first blade and the second blade cut into the work body 3 during the cutting process of the work body 3 by the tool 4. Corresponds to the insertion position (called the cut position). The intersection of the first movement locus T 1 and the virtual vector V is referred to as the first insertion position C 1 . The intersection of the second movement locus T 2 and the virtual vector V is referred to as the second cut position C 2 . The distance in the direction of the moving angle W between the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 is referred to as the cutting amount D. When a plurality of the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 are specified, the cutting amount D is referred to as the cutting amount D (k) (k is an integer). When chatter vibration does not occur, the amount of fluctuation of each of the cut amounts D (k-1), D (k), D (k + 1) ... Is small. On the other hand, when chatter vibration occurs, the amount of cut D (k-1), D (k), D (k + 1) ...

故に、図3に示すように、CPU31は、手順P4により特定した刃先位置U1、U、及び、手順P5により特定した移動角度Wに基づき、第一切込位置C及び第二切込位置Cを特定する(P6)。次いで、CPU31は、特定した第一切込位置C及び第二切込位置Cに基づき、切込量D(k)を特定する(P7)。CPU31は、特定した切込量D(k)に基づき、びびり振動の発生の有無を判定する(P8)。 Therefore, as shown in FIG. 3, the CPU 31 has the first total insertion position C 1 and the second cut based on the cutting edge positions U 1 and U 2 specified by the procedure P4 and the moving angle W specified by the procedure P5. The position C 2 is specified (P6). Next, the CPU 31 specifies the cutting amount D (k) based on the specified first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 (P7). The CPU 31 determines whether or not chatter vibration is generated based on the specified depth of cut D (k) (P8).

図7を参照し、手順P6(図3参照)による第一切込位置C及び第二切込位置C(図6参照)の特定方法について説明する。尚、第一切込位置C及び第二切込位置Cの特定方法は同一である為、以下では、第一切込位置Cの特定方法について説明し、第二切込位置Cの特定方法の説明は簡略化する。 With reference to FIG. 7, a method of specifying the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 (see FIG. 6) according to the procedure P6 (see FIG. 3) will be described. Since the method of specifying the first completely cut position C 1 and the second cut position C 2 are the same, the method of specifying the first completely cut position C 1 will be described below, and the second cut position C 2 will be described. The explanation of the specific method of is simplified.

CPU31は、手順P1〜P4(図3参照)により刃先位置U1を特定した時、送り軸位置QFBから刃先位置U1に向けて延びる方向と基準方向との間の角度βを特定する。以下、手順P4により特定した刃先位置U1(i)に対応する角度βを、角度β(i)と称す。角度β(i)は、次の式(5)により算出可能である。
β(i)=SFB(i)+θ (5)
When the cutting edge position U 1 is specified by the procedures P1 to P4 (see FIG. 3), the CPU 31 specifies the angle β between the direction extending from the feed shaft position Q FB toward the cutting edge position U 1 and the reference direction. Hereinafter, the angle β corresponding to the cutting edge position U 1 (i) specified by the procedure P4 is referred to as an angle β (i). The angle β (i) can be calculated by the following equation (5).
β (i) = S FB (i) + θ 1 (5)

CPU31は、特定した角度β(i)と、手順P1、P2、P5(図3参照)により特定した移動角度W(i)とを比較する。CPU31は、角度β(i−1)が移動角度W(i)よりも大きく、且つ、角度β(i)が移動角度W(i)よりも小さくなる迄、iを更新しながら手順P1〜P5を繰り返す。例えば図7に示すように、角度β(i−1)が移動角度W(i)よりも大きく、且つ、角度β(i)が移動角度W(i)よりも小さくなったとする。該時、工具4の第一刃の刃先が刃先位置U1(i−1)から刃先位置U1(i)迄移動する間に、送り軸位置QFB(i)を通って移動角度W(i)の方向に延びる仮想ベクトルVを横切ったことになる。故に、CPU31は、刃先位置U1(i−2)、U1(i−1)、U1(i)を通る円弧を、第一刃の第一移動軌跡Tとして特定する。CPU31は、仮想ベクトルVと第一移動軌跡Tとの交点を、第一切込位置C(k)として特定する。特定した第一切込位置C(k)を示す座標を、(X1D(k),Y1D(k))と称す。 The CPU 31 compares the specified angle β (i) with the moving angle W (i) specified by the procedures P1, P2, and P5 (see FIG. 3). The CPU 31 updates i in steps P1 to P5 until the angle β (i-1) is larger than the moving angle W (i) and the angle β (i) is smaller than the moving angle W (i). repeat. For example, as shown in FIG. 7, it is assumed that the angle β (i-1) is larger than the moving angle W (i) and the angle β (i) is smaller than the moving angle W (i). At this time, while the cutting edge of the first blade of the tool 4 moves from the cutting edge position U 1 (i-1) to the cutting edge position U 1 (i), the moving angle W () passes through the feed shaft position Q FB (i). It crosses the virtual vector V extending in the direction of i). Therefore, the CPU 31 specifies the arc passing through the cutting edge positions U 1 (i-2), U 1 (i-1), and U 1 (i) as the first movement locus T 1 of the first blade. The CPU 31 specifies the intersection of the virtual vector V and the first movement locus T 1 as the first insertion position C 1 (k). The coordinates indicating the specified first inclusion position C 1 (k) are referred to as (X 1D (k), Y 1D (k)).

CPU31は、上記と同様の方法で第二切込位置C(k)を特定する。具体的には次の通りである。CPU31は、手順P1〜P4(図3参照)により刃先位置Uを特定した時、送り軸位置QFBから刃先位置Uに向けて延びる方向と基準方向との間の角度βを特定する。CPU31は、特定した角度β(i´)と移動角度W(i´)とを比較する。CPU31は、角度β(i´−1)が移動角度W(i´)よりも大きく、且つ、角度β(i´)が移動角度W(i´)よりも小さくなる迄、i´を更新しながら手順P1〜P5を繰り返す。角度β(i´−1)が移動角度W(i´)よりも大きく、且つ、角度β(i´)が移動角度W(i´)よりも小さくなった時、CPU31は、刃先位置U(i´−2)、U(i´−1)、U(i´)を通る円弧を、第二刃の第二移動軌跡Tとして特定する。CPU31は、送り軸位置QFB(i´)を通って移動角度W(i´)の方向に延びる仮想ベクトルV´と第二移動軌跡Tとの交点を、第二切込位置C(k)として特定する。特定した第二切込位置C(k)を示す座標を、(X2D(k),Y2D(k))と称す。尚、第一刃の刃先が仮想ベクトルVを横切る時期と、第二刃の刃先が仮想ベクトルVを横切る時期とが相違する時がある。故に、上記の第一切込位置C(k)を決定する時のiと、第二切込位置C(k)を決定する時のi´とは、相違する時がある。 The CPU 31 specifies the second cutting position C 2 (k) by the same method as described above. Specifically, it is as follows. When the cutting edge position U 2 is specified by the procedures P1 to P4 (see FIG. 3), the CPU 31 specifies the angle β between the direction extending from the feed shaft position QFB toward the cutting edge position U 2 and the reference direction. The CPU 31 compares the specified angle β (i') with the moving angle W (i'). The CPU 31 updates i'until the angle β (i'-1) is larger than the movement angle W (i') and the angle β (i') is smaller than the movement angle W (i'). While repeating steps P1 to P5. When the angle β (i'-1) is larger than the moving angle W (i') and the angle β (i') is smaller than the moving angle W (i'), the CPU 31 moves the cutting edge position U 2 The arc passing through (i'-2), U 2 (i'-1), and U 2 (i') is specified as the second movement locus T 2 of the second blade. The CPU 31 sets the intersection of the virtual vector V'extending in the direction of the movement angle W (i') through the feed axis position Q FB (i') and the second movement locus T 2 at the second cutting position C 2 ( Specify as k). The coordinates indicating the specified second cutting position C 2 (k) are referred to as (X 2D (k), Y 2D (k)). There are times when the time when the cutting edge of the first blade crosses the virtual vector V and the time when the cutting edge of the second blade crosses the virtual vector V are different. Therefore, there are times when i when determining the first total insertion position C 1 (k) and i'when determining the second cut position C 2 (k) are different.

図3に示すように、CPU31は、手順P6の後、特定した第一切込位置C(k)と第二切込位置C(k)との間の距離を、切込量D(k)として特定する(P7)。CPU31は、第一切込位置C(k)の座標(X1D(k),Y1D(k))と、第二切込位置C(k)の座標(X2D(k),Y2D(k))を、次の式(6)に適用することにより、切込量D(k)を特定する。
D(k)=√((X1D(k)−X2D(k))+(Y1D(k)−Y2D(k))) (6)
As shown in FIG. 3, after the procedure P6, the CPU 31 sets the distance between the specified first cutting position C 1 (k) and the second cutting position C 2 (k) as the cutting amount D ( It is specified as k) (P7). The CPU 31 has the coordinates (X 1D (k), Y 1D (k)) of the first insertion position C 1 (k) and the coordinates (X 2D (k), Y) of the second insertion position C 2 (k). The depth of cut D (k) is specified by applying 2D (k)) to the following equation (6).
D (k) = √ ((X 1D (k) -X 2D (k)) 2 + (Y 1D (k) -Y 2D (k)) 2 ) (6)

CPU31は、手順P1〜P7を繰り返すことにより、複数の切込量D(k)を特定して記憶装置34に記憶する。CPU31は、切込量D(k)を特定した時、前回特定した切込量D(k−1)と切込量D(k)との差分を変動量として算出する。CPU31は、特定した変動量と所定の閾値とを比較する(P8)。CPU31は、変動量が所定の閾値以下の時、びびり振動が発生していないと判定する(P8)。一方、CPU31は、変動量が所定の閾値よりも大きい時、びびり振動が発生したと判定する(P8)。CPU31は、びびり振動が発生したと判定した時、表示部17を介して作業者に報知する(P9)。 By repeating steps P1 to P7, the CPU 31 identifies a plurality of cutting amounts D (k) and stores them in the storage device 34. When the cut amount D (k) is specified, the CPU 31 calculates the difference between the previously specified cut amount D (k-1) and the cut amount D (k) as the fluctuation amount. The CPU 31 compares the specified fluctuation amount with a predetermined threshold value (P8). When the amount of fluctuation is equal to or less than a predetermined threshold value, the CPU 31 determines that chatter vibration has not occurred (P8). On the other hand, the CPU 31 determines that chatter vibration has occurred when the fluctuation amount is larger than a predetermined threshold value (P8). When the CPU 31 determines that the chatter vibration has occurred, the CPU 31 notifies the operator via the display unit 17 (P9).

<メイン処理>
図8から図10を参照し、メイン処理について説明する。数値制御装置30のCPU31は、工作機械1による切削動作を開始した時、記憶装置34に記憶したプログラムを読み出して実行することにより、メイン処理を開始する。CPU31は、RAM33に記憶した変数i、k、kに1を設定して初期化する(S1)。
<Main processing>
The main process will be described with reference to FIGS. 8 to 10. When the CPU 31 of the numerical control device 30 starts the cutting operation by the machine tool 1, the CPU 31 starts the main process by reading and executing the program stored in the storage device 34. The CPU 31 initializes the variables i, k 1 , and k 2 stored in the RAM 33 by setting them to 1 (S1).

CPU31は、エンコーダ53B、54Bが出力する信号を取得する。CPU31は、取得した信号に基づき、X軸モータ53及びY軸モータ54の回転軸の送り軸基準位置からの回転量を特定する。CPU31は、特定した回転量に基づき、工具4の回転中心のX軸−Y軸方向の位置を、送り軸位置QFB(i)(図4参照)として特定する(S3)。該処理は、図3の手順P1、P2に対応する。CPU31は、エンコーダ52Bが出力する信号を取得する。CPU31は、取得した信号に基づき、主軸モータ52の回転軸の主軸基準位置からの回転角度を主軸角度SFB(i)(図4参照)として特定する(S3)。該処理は、図3の手順P3に対応する。CPU31は、特定した送り軸位置QFB(i)及び主軸角度SFB(i)を記憶装置34に記憶する。 The CPU 31 acquires the signals output by the encoders 53B and 54B. Based on the acquired signal, the CPU 31 specifies the amount of rotation of the rotation axes of the X-axis motor 53 and the Y-axis motor 54 from the feed axis reference position. Based on the specified rotation amount, the CPU 31 specifies the position of the rotation center of the tool 4 in the X-axis-Y-axis direction as the feed axis position QFB (i) (see FIG. 4) (S3). The process corresponds to procedures P1 and P2 in FIG. The CPU 31 acquires a signal output by the encoder 52B. Based on the acquired signal, the CPU 31 specifies the rotation angle of the rotation shaft of the spindle motor 52 from the spindle reference position as the spindle angle SFB (i) (see FIG. 4) (S3). The process corresponds to procedure P3 in FIG. The CPU 31 stores the specified feed shaft position Q FB (i) and spindle angle S FB (i) in the storage device 34.

CPU31は、S3の処理により特定した送り軸位置QFB(i)及び主軸角度SFB(i)と、記憶装置34に記憶した工具情報に基づき、被削体3に対する工具4の第一刃の刃先の刃先位置U(i)(図4参照)を特定する(S5)。CPU31は、被削体3に対する工具4の第二刃の刃先の刃先位置U(i)(図4参照)を特定する(S7)。該処理は、図3のP4に対応する。CPU31は、特定した刃先位置U(i)、U(i)を記憶装置34に記憶する。 Based on the feed shaft position Q FB (i) and spindle angle S FB (i) specified by the process of S3 and the tool information stored in the storage device 34, the CPU 31 of the first blade of the tool 4 with respect to the work piece 3 The cutting edge position U 1 (i) (see FIG. 4) of the cutting edge is specified (S5). The CPU 31 specifies the cutting edge position U 2 (i) (see FIG. 4) of the cutting edge of the second blade of the tool 4 with respect to the work piece 3 (S7). The process corresponds to P4 in FIG. The CPU 31 stores the specified cutting edge positions U 1 (i) and U 2 (i) in the storage device 34.

CPU31は、記憶装置34に記憶した送り軸位置QFB、主軸角度SFB、刃先位置U、Uに基づいて、第一切込位置C及び第二切込位置Cを特定可能か判定する(S9)。尚、図7に示すように、第一切込位置C及び第二切込位置Cの特定は、刃先位置U、Uが夫々3つ以上記憶装置34に記憶してあり、且つ、移動角度W(i)の特定が完了していることが前提となる。又、図5に示すように、移動角度W(i)の特定には、送り軸位置QFBがN+1個以上記憶装置34に記憶してあることが前提となる。故に、CPU31は、(a)刃先位置U、Uが夫々記憶装置34に3つ以上記憶してあり、且つ、(b)送り軸位置QFBがN+1個以上記憶装置34に記憶してあるか否かにより、第一切込位置C及び第二切込位置Cを特定可能か判定する(S9)。 Or CPU31 sends axis position Q FB stored in the storage device 34, shaft angle S FB, based on the edge position U 1, U 2, first change write position C 1 and the second cutting position C 2 to be identified Judgment (S9). As shown in FIG. 7, the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 are specified by storing three or more cutting edge positions U 1 and U 2 in the storage device 34, respectively. , It is premised that the identification of the movement angle W (i) is completed. Further, as shown in FIG. 5, in order to specify the movement angle W (i), it is premised that N + 1 or more feed shaft positions QFB are stored in the storage device 34. Therefore, the CPU 31 stores (a) three or more cutting edge positions U 1 and U 2 in the storage device 34, respectively, and (b) stores N + 1 or more feed shaft positions Q FB in the storage device 34. It is determined whether the first total insertion position C 1 and the second cut position C 2 can be specified depending on whether or not there is any (S9).

CPU31は、(a)(b)の少なくとも何れかの要件を満たさない時、第一切込位置C及び第二切込位置Cを特定できないと判定する(S9:NO)。該時、CPU31はS3の処理により送り軸位置QFB(i)及び主軸角度SFB(i)を特定してから所定時間経過後、処理をS23に進める。CPU31は、変数iに1加算して更新する(S23)。CPU31は、処理をS3に戻す。CPU31は、更新した変数iに基づき、所定周期でS3〜S9の処理を繰り返す。 CPU31 determines that (a) (b) when not satisfied at least one of the requirements can not first change identify write position C 1 and the second cutting position C 2 (S9: NO). At this time, the CPU 31 advances the process to S23 after a predetermined time has elapsed after specifying the feed shaft position Q FB (i) and the spindle angle S FB (i) by the process of S3. The CPU 31 adds 1 to the variable i and updates it (S23). The CPU 31 returns the process to S3. The CPU 31 repeats the processes of S3 to S9 in a predetermined cycle based on the updated variable i.

CPU31は、(a)(b)の要件を何れも満たす時、第一切込位置C及び第二切込位置Cを特定可能と判定する(S9:YES)。該時、CPU31は、所定周期で記憶装置34に記憶したN+1個の送り軸位置QFB(i−N))〜QFB(i)に基づき、進行方向角度α(j)(図5参照)を特定する。更にCPU31は、特定した進行方向角度α(j)の移動平均値を算出し、被削体3に対する工具4の移動方向を示す移動角度W(i)(図5参照)を特定する(S11)。該処理は、図3の手順P5に対応する。 When all of the requirements (a) and (b) are satisfied, the CPU 31 determines that the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 can be specified (S9: YES). At this time, the CPU 31 advances the traveling direction angle α (j) (see FIG. 5) based on the N + 1 feed axis positions Q FB (i-N)) to Q FB (i) stored in the storage device 34 in a predetermined cycle. To identify. Further, the CPU 31 calculates the moving average value of the specified traveling direction angle α (j), and specifies the moving angle W (i) (see FIG. 5) indicating the moving direction of the tool 4 with respect to the work piece 3 (S11). .. The process corresponds to procedure P5 in FIG.

CPU31は、S5の処理により特定した第一刃の複数の刃先位置U1と、S11の処理により特定した移動角度W(i)を、記憶装置34から取得する。CPU31は、第一切込位置C(図7参照)を特定する為に切込位置特定処理(図9参照)を実行する(S13)。図9を参照し、切込位置特定処理について説明する。CPU31は、送り軸位置QFB(i−1)から刃先位置U1(i−1)に向けて延びる方向の角度β(i−1)(図7参照)を算出し、送り軸位置QFB(i)から刃先位置U1(i)に向けて延びる方向の角度β(i)(図7参照)を算出する。CPU31は、(c)角度β(i−1)が移動角度W(i)よりも大きく、且つ、(d)角度β(i)が移動角度W(i)よりも小さいか判定する(S31)。CPU31は、(c)(d)の少なくとも何れかの要件を満たさない時(S31:NO)、切込位置特定処理を終了し、処理をメイン処理(図8参照)に戻す。 The CPU 31 acquires a plurality of cutting edge positions U 1 of the first blade specified by the process of S5 and a moving angle W (i) specified by the process of S11 from the storage device 34. The CPU 31 executes a cut position specifying process (see FIG. 9) in order to specify the first insertion position C 1 (see FIG. 7) (S13). The cutting position specifying process will be described with reference to FIG. The CPU 31 calculates the angle β (i-1) (see FIG. 7) in the direction extending from the feed shaft position Q FB (i-1) toward the cutting edge position U 1 (i-1), and the feed shaft position Q FB. The angle β (i) (see FIG. 7) in the direction extending from (i) toward the cutting edge position U 1 (i) is calculated. The CPU 31 determines whether (c) the angle β (i-1) is larger than the moving angle W (i) and (d) the angle β (i) is smaller than the moving angle W (i) (S31). .. When the CPU 31 does not satisfy at least one of the requirements (c) and (d) (S31: NO), the CPU 31 ends the cutting position specifying process and returns the process to the main process (see FIG. 8).

CPU31は、(c)(d)の要件を何れも満たす時(S31:YES)、刃先位置U1(i−2)、U1(i−1)、U1(i)を通る円弧を、第一刃の第一移動軌跡T(図7参照)として特定する(S33)。CPU31は、送り軸位置QFB(i)を通って移動角度W(i)の方向に延びる仮想ベクトルV(図7参照)を特定する。CPU31は、特定した仮想ベクトルVと第一移動軌跡Tとの交点を、第一切込位置C(k)(図7参照)として特定する(S35)。該処理は、図3の手順P6に対応する。CPU31は、特定した第一切込位置C(k)を記憶装置34に記憶する(S37)CPU31は、変数kに1加算して更新する(S39)。CPU31は、切込位置特定処理を終了し、処理をメイン処理(図8参照)に戻す。 When all of the requirements (c) and (d) are satisfied (S31: YES), the CPU 31 makes an arc passing through the cutting edge positions U 1 (i-2), U 1 (i-1), and U 1 (i). It is specified as the first movement locus T 1 (see FIG. 7) of the first blade (S33). The CPU 31 identifies a virtual vector V (see FIG. 7) extending in the direction of the moving angle W (i) through the feed axis position QFB (i). The CPU 31 specifies the intersection of the specified virtual vector V and the first movement locus T 1 as the first insertion position C 1 (k 1 ) (see FIG. 7) (S35). The process corresponds to procedure P6 of FIG. The CPU 31 stores the specified first insertion position C 1 (k 1 ) in the storage device 34 (S37), and the CPU 31 adds 1 to the variable k 1 and updates it (S39). The CPU 31 ends the cutting position specifying process and returns the process to the main process (see FIG. 8).

図8に示すように、CPU31は、第一刃による第一切込位置Cを特定した(S13参照)後、処理をS15に進める。CPU31は、S7の処理により特定した第二刃の複数の刃先位置Uと、S11の処理により特定した移動角度W(i)を、記憶装置34から取得する。CPU31は、第二切込位置Cを特定する為に切込位置特定処理(図9参照)を実行する(S15)。切込位置特定処理は、第一切込位置Cを特定する為にS13の処理で実行した切込位置特定処理と同一である為、説明を簡略化する。図9に示すように、CPU31は、(c)(d)の要件を何れも満たす時(S31:YES)、刃先位置U(i−2)、U(i−1)、U(i)を通る円弧を、第二刃の第二移動軌跡Tとして特定する(S33)。CPU31は、送り軸位置QFB(i)を通って移動角度W(i)の方向に延びる仮想ベクトルVを特定する。CPU31は、特定した仮想ベクトルVと第二移動軌跡Tとの交点を、第二切込位置C(k)として特定する(S35)。CPU31は、特定した第二切込位置C(k)を記憶装置34に記憶する(S37)CPU31は、変数kに1加算して更新する(S39)。 As shown in FIG. 8, the CPU 31 identifies the first insertion position C1 by the first blade (see S13), and then proceeds to the process in S15. The CPU 31 acquires a plurality of cutting edge positions U 2 of the second blade specified by the process of S7 and a movement angle W (i) specified by the process of S11 from the storage device 34. The CPU 31 executes a cut position specifying process (see FIG. 9) in order to specify the second cut position C 2 (S15). Since the cut position specifying process is the same as the cut position specifying process executed in the process of S13 in order to specify the first cutting position C 1 , the description is simplified. As shown in FIG. 9, when the CPU 31 satisfies all of the requirements (c) and (d) (S31: YES), the cutting edge positions U 2 (i-2), U 2 (i-1), and U 2 ( an arc through i), is identified as the second movement track T 2 of the second blade (S33). The CPU 31 identifies a virtual vector V extending in the direction of the movement angle W (i) through the feed axis position Q FB (i). The CPU 31 specifies the intersection of the specified virtual vector V and the second movement locus T 2 as the second cutting position C 2 (k 2 ) (S35). The CPU 31 stores the specified second cut position C 2 (k 2 ) in the storage device 34 (S37), and the CPU 31 adds 1 to the variable k 2 and updates it (S39).

図8に示すように、CPU31は、切込量D(k)を特定する為に切込量特定処理(図10参照)を実行する(S17)。図10を参照し、切込量特定処理について説明する。CPU31は、S13、S15(図8参照)の処理により第一切込位置C(k)及び第二切込位置C(k)の少なくとも何れかを新たに記憶装置34に記憶したか判定する(S41)。CPU31は、第一切込位置C(k)及び第二切込位置C(k)の何れも記憶装置34に新たに記憶していないと判定した時(S41:NO)、切込量特定処理を終了し、処理をメイン処理(図8参照)に戻す。 As shown in FIG. 8, the CPU 31 executes a cut amount specifying process (see FIG. 10) in order to specify the cut amount D (k) (S17). The cutting amount specifying process will be described with reference to FIG. The CPU 31 newly stores at least one of the first cutting position C 1 (k 1 ) and the second cutting position C 2 (k 2 ) in the storage device 34 by the processing of S13 and S15 (see FIG. 8). Is determined (S41). When the CPU 31 determines that neither the first cutting position C 1 (k 1 ) nor the second cutting position C 2 (k 2 ) is newly stored in the storage device 34 (S41: NO), the CPU 31 is turned off. The filling amount specifying process is completed, and the process is returned to the main process (see FIG. 8).

CPU31は、第一切込位置C(k)及び第二切込位置C(k)の少なくとも何れかを記憶装置34に新たに記憶したと判定した時(S41:YES)、処理をS43に進める。CPU31は、要素k、kが一致する第一切込位置C(k)及び第二切込位置C(k)を抽出し、夫々の位置の間の距離を切込量D(k)として特定する(S43)。該処理は、図3の手順P7に対応する。CPU31は、特定した切込量D(k)を記憶装置34に記憶する(S45)。CPU31は、切込量特定処理を終了し、処理をメイン処理(図8参照)に戻す。 When the CPU 31 determines that at least one of the first total insertion position C 1 (k 1 ) and the second cut position C 2 (k 2 ) is newly stored in the storage device 34 (S41: YES), the processing is performed. To S43. The CPU 31 extracts the first cutting position C 1 (k) and the second cutting position C 2 (k) where the elements k 1 and k 2 match, and sets the distance between the respective positions as the cutting amount D ( It is specified as k) (S43). The process corresponds to procedure P7 in FIG. The CPU 31 stores the specified depth of cut D (k) in the storage device 34 (S45). The CPU 31 ends the cutting amount specifying process and returns the process to the main process (see FIG. 8).

図8に示すように、CPU31は、切込量特定処理(S17)の終了後、記憶装置34に記憶した切込量D(k−1)、D(k)を取得する。CPU31は、取得した切込量D(k−1)、D(k)の差分を、変動量として算出する。CPU31は、特定した変動量に基づき、びびり振動の発生の有無を判定する(S19)。CPU31は、変動量が所定の閾値以下の時、びびり振動が発生していないと判定する(S19:NO)。該時、CPU31はS3の処理により送り軸位置QFB(i)及び主軸角度SFB(i)を特定してから所定時間経過後、処理をS23に進める。CPU31は、変数iに1加算して更新する(S23)。CPU31は、処理をS3に戻す。CPU31は、変動量が所定の閾値よりも大きい時、びびり振動が発生したと判定する(S19:YES)。該時、CPU31は処理をS21に進める。該処理は、図3の手順P8に対応する。 As shown in FIG. 8, the CPU 31 acquires the cut amounts D (k-1) and D (k) stored in the storage device 34 after the cut amount specifying process (S17) is completed. The CPU 31 calculates the difference between the acquired cut amounts D (k-1) and D (k) as the fluctuation amount. The CPU 31 determines whether or not chatter vibration is generated based on the specified fluctuation amount (S19). When the amount of fluctuation is equal to or less than a predetermined threshold value, the CPU 31 determines that chatter vibration has not occurred (S19: NO). At this time, the CPU 31 advances the process to S23 after a predetermined time has elapsed after specifying the feed shaft position Q FB (i) and the spindle angle S FB (i) by the process of S3. The CPU 31 adds 1 to the variable i and updates it (S23). The CPU 31 returns the process to S3. The CPU 31 determines that chatter vibration has occurred when the amount of fluctuation is larger than a predetermined threshold value (S19: YES). At this time, the CPU 31 advances the process to S21. The process corresponds to procedure P8 of FIG.

CPU31は、表示部17に軌跡画像を表示することにより、びびり振動の発生を作業者に報知する(S21)。該処理は、図3の手順P9に対応する。図11は、表示部17に表示した軌跡画像の一例を示す。軌跡画像は、S3(図8参照)の処理により特定した刃先位置Uを、送り軸位置QFBを中心とする半径Rの円で結び、且つ、S3(図8参照)の処理により特定した刃先位置Uを、送り軸位置QFBを中心とする半径Rの円で結ぶことにより形成される。故に、軌跡画像は、S33(図9参照)の処理により特定した第一移動軌跡T及び第二移動軌跡Tを少なくとも含む。領域17Aを拡大した拡大図171では、移動軌跡が略等間隔に並んでおり、びびり振動が発生していない状態(図12参照)を示す。領域17Bを拡大した拡大図172では、移動軌跡の間隔が変動しており、びびり振動が発生した状態(図13参照)を示す。 The CPU 31 notifies the operator of the occurrence of chatter vibration by displaying the locus image on the display unit 17 (S21). The process corresponds to procedure P9 in FIG. FIG. 11 shows an example of a locus image displayed on the display unit 17. Locus image, S3 the edge position U 1 identified by the process (see FIG. 8), connected by a circle of radius R 1 centered on the feed shaft position Q FB, and the particular by the process of S3 (see FIG. 8) It is formed by connecting the sharpened cutting edge positions U 2 with a circle having a radius R 2 centered on the feed shaft position Q FB . Therefore, the locus image includes at least the first movement locus T 1 and the second movement locus T 2 specified by the processing of S33 (see FIG. 9). In the enlarged view 171 in which the region 17A is enlarged, the movement loci are arranged at substantially equal intervals, and a state in which chatter vibration is not generated is shown (see FIG. 12). The enlarged view 172, which is an enlarged view of the region 17B, shows a state in which the interval of the movement locus fluctuates and chatter vibration occurs (see FIG. 13).

図8に示すように、CPU31は、びびり振動の発生の報知後、メイン処理を終了する。 As shown in FIG. 8, the CPU 31 ends the main process after notifying the occurrence of chatter vibration.

<本実施形態の作用、効果>
数値制御装置30のCPU31は、工具4の刃により被削体3を切削する時の切込量Dを、工作機械1のエンコーダ52B、53B、54Bが出力する信号に基づいて特定する(S17)。CPU31は、特定した切込量Dに基づいてびびり振動の発生を検出し(S19)、作業者に報知する(S21)。このため、数値制御装置30は、工作機械1がモータ52〜54を制御する為に通常備えるエンコーダ52B〜54Bを用いて、びびり振動の発生の有無を判定できる。故に、数値制御装置30は、工作機械1に対して振動センサ等の新たな検出器を追加せずに、びびり振動を検出できる。尚、数値制御装置30は、びびり振動だけでなく、被削体3に対する工具4の移動時を阻害する何らかの不具合が発生した時も検出可能である。
<Action and effect of this embodiment>
The CPU 31 of the numerical control device 30 specifies the depth of cut D when cutting the work piece 3 with the blade of the tool 4 based on the signals output by the encoders 52B, 53B, 54B of the machine tool 1 (S17). .. The CPU 31 detects the occurrence of chatter vibration based on the specified depth of cut D (S19) and notifies the operator (S21). Therefore, the numerical control device 30 can determine the presence or absence of the occurrence of chatter vibration by using the encoders 52B to 54B that the machine tool 1 normally provides to control the motors 52 to 54. Therefore, the numerical control device 30 can detect chatter vibration without adding a new detector such as a vibration sensor to the machine tool 1. The numerical control device 30 can detect not only chatter vibration but also when some trouble occurs that hinders the movement of the tool 4 with respect to the work piece 3.

CPU31は、所定周期で記憶装置34に記憶したN+1個の送り軸位置QFBに基づき、進行方向角度αを特定する。更にCPU31は、特定した進行方向角度αの移動平均値を算出し、被削体3に対する工具4の移動方向を示す移動角度W(図5参照)を特定する(S11)。故に、数値制御装置30は、被削体3に対する工具4の相対的な移動方向を、簡易な方法で精度良く特定できる。又、数値制御装置30は、平均値を算出する時の進行方向角度αの数をN個に制限することにより、CPU31の負荷増大を抑制できる。 The CPU 31 specifies the traveling direction angle α based on the N + 1 feed axis positions QFB stored in the storage device 34 at a predetermined cycle. Further, the CPU 31 calculates the moving average value of the specified traveling direction angle α, and specifies the moving angle W (see FIG. 5) indicating the moving direction of the tool 4 with respect to the work piece 3 (S11). Therefore, the numerical control device 30 can accurately identify the relative movement direction of the tool 4 with respect to the work piece 3 by a simple method. Further, the numerical control device 30 can suppress an increase in the load on the CPU 31 by limiting the number of traveling direction angles α when calculating the average value to N.

CPU31は、S3の処理により特定した送り軸位置QFB及び主軸角度SFBと、記憶装置34に記憶した工具情報に基づき、被削体3に対する工具4の刃先位置U、Uを特定する(S5、S7)。該時、数値制御装置30は、回転しながら移動する工具4の第一刃及び第二刃の刃先位置U、Uを、簡易に且つ精度良く特定できる。 The CPU 31 specifies the cutting edge positions U 1 and U 2 of the tool 4 with respect to the work piece 3 based on the feed shaft position Q FB and the spindle angle S FB specified by the process of S3 and the tool information stored in the storage device 34. (S5, S7). At this time, the numerical control device 30 can easily and accurately identify the cutting edge positions U 1 and U 2 of the first blade and the second blade of the tool 4 that move while rotating.

CPU31は、仮想ベクトルVと、第一移動軌跡T及び第二移動軌跡Tとの夫々の交点を、第一切込位置C及び第二切込位置Cとして特定する(S33)。CPU31は、特定した第一切込位置C及び第二切込位置Cの間の距離を、切込量Dとして特定する。該時、数値制御装置30は、刃先位置U、Uから切込位置を直接特定する場合と比べて、第一刃及び第二刃の夫々の切込位置を精度良く特定できる。故に、数値制御装置30は、切込量Dを精度良く特定してびびり振動の発生を正確に検出できる。 The CPU 31 specifies the intersections of the virtual vector V and the first movement locus T 1 and the second movement locus T 2 as the first total insertion position C 1 and the second cut position C 2 (S33). The CPU 31 specifies the distance between the specified first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 as the cutting amount D. At this time, the numerical control device 30 can accurately specify the cutting positions of the first blade and the second blade, as compared with the case where the cutting positions are directly specified from the cutting edge positions U 1 and U 2 . Therefore, the numerical control device 30 can accurately specify the depth of cut D and accurately detect the occurrence of chatter vibration.

CPU31は、3つの刃先位置U1を通る円弧を第一移動軌跡Tとして特定し、3つの刃先位置Uを通る円弧を第二移動軌跡Tとして特定する。該時、数値制御装置30は、刃先の移動軌跡を簡易な方法で精度良く推定できる。故に、数値制御装置30は、CPU31の負荷増大を抑制しつつ、第一切込位置C及び第二切込位置Cの精度を高めることができる。 The CPU 31 specifies the arc passing through the three cutting edge positions U 1 as the first movement locus T 1 and the arc passing through the three cutting edge positions U 2 as the second moving locus T 2 . At this time, the numerical control device 30 can accurately estimate the movement locus of the cutting edge by a simple method. Therefore, the numerical control device 30 can improve the accuracy of the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 while suppressing the load increase of the CPU 31.

例えばCPU31は、工具4の特定の刃の移動軌跡が繰り返し仮想ベクトルVと交差する時の夫々の交点を、第一切込位置C及び第二切込位置Cとして特定することも可能である。該時、第一刃と第二刃とは同一となる。しかしこの方法では、特定した第一切込位置C及び第二切込位置Cに基づいて切込量を特定する迄に、少なくとも工具4が一回転する時間を要する。一方、本実施形態において、CPU31は、工具4の第一刃の刃先位置U、及び、工具4のうち第一刃と異なる第二刃の刃先位置Uを特定し、びびり振動の発生の有無を判定する。該時、工具4が一回転する時間よりも短い時間で、第一切込位置C及び第二切込位置Cに基づいて切込量を特定できる。故に、数値制御装置30は、びびり振動の発生を短時間で迅速に検出し、報知できる。 For example, the CPU 31 can specify the intersections when the movement locus of a specific blade of the tool 4 repeatedly intersects the virtual vector V as the first completely inserted position C 1 and the second cut position C 2. is there. At that time, the first blade and the second blade are the same. However, in this method, until identify the depth of cut based on the first change identified write position C 1 and the second cutting position C 2, it takes time to at least the tool 4 makes one rotation. On the other hand, in the present embodiment, the CPU 31 specifies the cutting edge position U 1 of the first blade of the tool 4 and the cutting edge position U 2 of the second blade different from the first blade of the tool 4, and the chatter vibration is generated. Determine the presence or absence. Said time, in a shorter time than the tool 4 makes one rotation, can identify the depth of cut based on the first change write position C 1 and the second cutting position C 2. Therefore, the numerical control device 30 can quickly detect and notify the occurrence of chatter vibration in a short time.

CPU31は、びびり振動が発生したと判定した時(S19:YES)、第一移動軌跡T及び第二移動軌跡Tを少なくとも含む軌跡画像を表示部17に表示する。軌跡画像では、第一刃及び第二刃の移動軌跡の間隔が変動している時、びびり振動が発生していることを示す。故に、作業者は、びびり振動の発生の有無を感覚的に認識できる。更に作業者は、びびり振動の発生の有無だけでなく、びびり振動の程度も把握できる。例えば作業者は、被削体3の見た目では判断できないようなびびり振動の発生も認識できる。 When it is determined that the chatter vibration has occurred (S19: YES), the CPU 31 displays a locus image including at least the first movement locus T 1 and the second movement locus T 2 on the display unit 17. The locus image shows that chatter vibration occurs when the interval between the movement loci of the first blade and the second blade fluctuates. Therefore, the operator can sensuously recognize the presence or absence of the occurrence of chatter vibration. Further, the operator can grasp not only the presence or absence of chatter vibration but also the degree of chatter vibration. For example, the operator can recognize the occurrence of chatter vibration that cannot be determined by the appearance of the work piece 3.

<変形例>
本発明は上記実施形態に限らない。工作機械1は、主軸9に接続するエンコーダを有してもよい。該時、CPU31は、該エンコーダが出力した信号に基づき、主軸角度SFBを特定してもよい。工作機械1は、エンコーダと異なる方式で主軸モータ52の回転を検出できる回転検出センサを、エンコーダ52B、53B、54Bの代わりに有してもよい。CPU31は、該回転検出センサが出力する信号に基づき、主軸角度SFB及び送り軸位置QFBを特定してもよい。
<Modification example>
The present invention is not limited to the above embodiment. The machine tool 1 may have an encoder connected to the spindle 9. At this time, the CPU 31 may specify the spindle angle SFB based on the signal output by the encoder. The machine tool 1 may have a rotation detection sensor that can detect the rotation of the spindle motor 52 by a method different from that of the encoder, instead of the encoders 52B, 53B, 54B. The CPU 31 may specify the spindle angle S FB and the feed shaft position Q FB based on the signal output by the rotation detection sensor.

CPU31が切込量Dを特定する時の座標系は、X軸−Y軸座標系に限らず、X軸−Z軸座標系、Y軸−Z軸座標系、X軸−Y軸−Z軸座標系でもよい。例えば、X軸−Y軸−Z軸座標系に基づき切込量Dを特定する時、CPU31は、送り軸位置QFBとして、座標(XFB,YFB,ZFB)を特定してもよい。CPU31は、特定した送り軸位置QFBと主軸角度SFBに基づき、刃先位置Uとして座標(X,Y,Z)を特定し、刃先位置Uとして座標(X,Y,Z)を特定してもよい。CPU31は、特定した刃先位置U、Uに基づき、移動角度Wを3次元的に特定してもよい。CPU31は、特定した刃先位置U、U及び移動角度Wに基づき、第一切込位置Cとして座標(X1D,Y1D,Z1D)を特定し、第二切込位置Cとして座標(X2D,Y2D,Z2D)を特定してもよい。CPU31は、特定した第一切込位置C及び第二切込位置Cに基づき、切込量Dを特定してもよい。即ち、CPU31は、工具4の切込量Dを3次元的に特定し、びびり振動の発生の有無を判定してもよい。 The coordinate system when the CPU 31 specifies the depth of cut D is not limited to the X-axis-Y-axis coordinate system, but the X-axis-Z-axis coordinate system, the Y-axis-Z-axis coordinate system, and the X-axis-Y-axis-Z-axis. It may be a coordinate system. For example, when specifying the depth of cut D based on the X-axis-Y-axis-Z-axis coordinate system, the CPU 31 may specify the coordinates (X FB , Y FB , Z FB ) as the feed axis position Q FB. .. CPU31 on the basis of the specified feed shaft position Q FB and shaft angle S FB, identifies the coordinates (X 1, Y 1, Z 1) as the edge position U 1, coordinates as the cutting edge position U 2 (X 2, Y 2 , Z 2 ) may be specified. The CPU 31 may specify the moving angle W three-dimensionally based on the specified cutting edge positions U 1 and U 2 . The CPU 31 specifies the coordinates (X 1D , Y 1D , Z 1D ) as the first insertion position C 1 based on the specified cutting edge positions U 1 , U 2 and the moving angle W, and sets the second cutting position C 2. Coordinates (X 2D , Y 2D , Z 2D ) may be specified. The CPU 31 may specify the cutting amount D based on the specified first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 . That is, the CPU 31 may three-dimensionally specify the depth of cut D of the tool 4 and determine the presence or absence of the occurrence of chatter vibration.

CPU31は、切込量Dの変動量が所定の閾値よりも大きい時、びびり振動が発生したと判定した。切込量Dに基づいてびびり振動が発生したか否かを判定する方法は、これに限らず、他の周知の外れ値検出アルゴリズムを適用できる。例えばCPU31は、記憶装置34に記憶した切込量D(1)、D(2)・・・D(k)に対してk近傍法や特異スペクトル変換法等を適用することにより、びびり振動が発生したか否かを判定してもよい。又、CPU31は、標準偏差や分散等の周知の統計的手法を適用することにより、びびり振動が発生したか否かを判定してもよい。 The CPU 31 determined that chatter vibration occurred when the fluctuation amount of the cutting amount D was larger than a predetermined threshold value. The method for determining whether or not chatter vibration has occurred based on the depth of cut D is not limited to this, and other well-known outlier detection algorithms can be applied. For example, the CPU 31 causes chatter vibration by applying the k-nearest neighbor method, the singular spectrum conversion method, or the like to the depths of cut D (1), D (2) ... D (k) stored in the storage device 34. It may be determined whether or not it has occurred. Further, the CPU 31 may determine whether or not chatter vibration has occurred by applying a well-known statistical method such as standard deviation or dispersion.

CPU31は、N+1個の送り軸位置QFBに沿って延びる各線分の角度の移動平均を、移動角度Wとして特定した。移動角度Wの特定方法は、該方法に限らない。例えばCPU31は、N+1個の送り軸位置QFBに基づき、最小二乗法等の周知の近似計算により近似直線を算出し、該近似直線の傾きを移動角度Wとして特定してもよい。 The CPU 31 specified the moving average of the angles of each line extending along the N + 1 feed axis positions QFB as the moving angle W. The method for specifying the moving angle W is not limited to this method. For example, the CPU 31 may calculate an approximate straight line by a well-known approximate calculation such as the least squares method based on N + 1 feed axis positions Q FB, and specify the slope of the approximate straight line as the movement angle W.

工具情報は、半径R・・・Rの代わりに共通の半径Rを有していてもよい。工具情報は、工具4の回転中心から各刃先に向けて径方向に延びる線分間の中心角を有してもよい。CPU31は、工具の4の回転中心から各刃先までの径と、該中心角とに基づき、刃先位置U、Uを特定してもよい。 The tool information may have a common radius R instead of the radii R 1 ... R m . The tool information may have a central angle of a line extending radially from the center of rotation of the tool 4 toward each cutting edge. The CPU 31 may specify the cutting edge positions U 1 and U 2 based on the diameter from the rotation center of the tool 4 to each cutting edge and the center angle.

CPU31は、特定した刃先位置U、Uのうち、仮想ベクトルVに最も近接する刃先位置を、夫々、第一切込位置C及び第二切込位置Cとして特定してもよい。この場合、CPU31は、第一移動軌跡T及び第二移動軌跡Tを特定しなくてもよい。 Of the specified cutting edge positions U 1 and U 2 , the CPU 31 may specify the cutting edge position closest to the virtual vector V as the first cutting position C 1 and the second cutting position C 2 , respectively. In this case, the CPU 31 does not have to specify the first movement locus T 1 and the second movement locus T 2 .

CPU31は、角度β(i−1)が移動角度W(i)よりも大きく、且つ、角度β(i)が移動角度W(i)よりも小さくなった時、刃先位置U1(i−1)、U1(i)を結ぶ直線を、第一刃の第一移動軌跡Tとして特定してもよい。第二刃の第二移動軌跡Tについても同様である。 When the angle β (i-1) is larger than the moving angle W (i) and the angle β (i) is smaller than the moving angle W (i), the CPU 31 has a cutting edge position U 1 (i-1). ), U 1 (i) may be specified as the first movement locus T 1 of the first blade. The same applies to the second movement locus T 2 of the second blade.

CPU31は、工具4の特定の刃を、第一刃及び第二刃として特定してもよい。即ち、第一刃及び第二刃は、工具4の同一の刃でもよい。CPU31は、工具4の特定の刃の移動軌跡が繰り返し仮想ベクトルVと交差する時の夫々の交点を、第一切込位置C及び第二切込位置Cとして特定してもよい。一方、CPU31は、工具4の3つ以上の刃(例えば、第一刃、第二刃、第三刃)の刃先位置に基づいて、切込位置(第一切込位置、第二切込位置、第三切込位置)を特定してもよい。該時、例えば、CPU31は、第一切込位置と第二切込位置との間の切込量、及び、第二切込位置と第三切込位置との間の切込量の夫々にについて、変動量を算出してもよい。CPU31は、特定した複数の変動量と閾値とを比較することにより、びびり振動の発生の有無を判定してもよい。 The CPU 31 may specify the specific blade of the tool 4 as the first blade and the second blade. That is, the first blade and the second blade may be the same blade of the tool 4. The CPU 31 may specify the intersections when the movement locus of the specific blade of the tool 4 repeatedly intersects the virtual vector V as the first total insertion position C 1 and the second cutting position C 2 . On the other hand, the CPU 31 has a cutting position (first cutting position, second cutting position) based on the cutting edge positions of three or more blades (for example, the first blade, the second blade, and the third blade) of the tool 4. , Third notch position) may be specified. At that time, for example, the CPU 31 sets the cutting amount between the first cutting position and the second cutting position and the cutting amount between the second cutting position and the third cutting position, respectively. The amount of fluctuation may be calculated. The CPU 31 may determine the presence or absence of the occurrence of chatter vibration by comparing the specified plurality of fluctuation amounts with the threshold value.

びびり振動が発生した時に作業者に報知する場合の報知態様は、上記実施形態に限らない。例えば軌跡画像は、S3(図8参照)の処理により特定した刃先位置U、Uを夫々直線で結ぶことで形成してもよい。例えばCPU31は、非図示のスピーカから警告音を出力することにより、びびり振動の発生を作業者に報知してもよい。更にCPU31は、びびり振動の発生を検出した時、工作機械1による切削加工を停止してもよい。 The notification mode when notifying the operator when chatter vibration occurs is not limited to the above embodiment. For example, the locus image may be formed by connecting the cutting edge positions U 1 and U 2 specified by the process of S3 (see FIG. 8) with straight lines, respectively. For example, the CPU 31 may notify the operator of the occurrence of chatter vibration by outputting a warning sound from a speaker (not shown). Further, the CPU 31 may stop the cutting process by the machine tool 1 when it detects the occurrence of chatter vibration.

<その他>
エンコーダ52Bは、本発明の「第一検出器」の一例である。X軸モータ53、Y軸モータ54は本発明の「送り機構」の一例である。エンコーダ53B、54Bは、本発明の「第二検出器」の一例である。記憶装置34は、本発明の「記憶部」の一例である。S11の処理を行うCPU31は、本発明の「第一特定部」の一例である。S5、S7の処理を行うCPU31は、本発明の「第二特定部」の一例である。S13、S15、図9の処理を行うCPU31は、本発明の「第三特定部」の一例である。S17の処理を行うCPU31は、本発明の「第四特定部」の一例である。S19の処理を行うCPU31は、本発明の「判定部」の一例である。S21の処理を行うCPU31は、本発明の「報知部」の一例である。S11の処理は、本発明の「第一特定工程」の一例である。S5、S7の処理は、本発明の「第二特定工程」の一例である。S13、S15、図9の処理は、本発明の「第三特定工程」の一例である。S17の処理は、本発明の「第四特定工程」の一例である。S19の処理は、本発明の「判定工程」の一例である。S21の処理は、本発明の「報知工程」の一例である。
<Others>
The encoder 52B is an example of the "first detector" of the present invention. The X-axis motor 53 and the Y-axis motor 54 are examples of the "feed mechanism" of the present invention. The encoders 53B and 54B are examples of the "second detector" of the present invention. The storage device 34 is an example of the "storage unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S11 is an example of the "first specific unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S5 and S7 is an example of the "second specific unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processes of S13, S15, and FIG. 9 is an example of the "third specific unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S17 is an example of the "fourth specific unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S19 is an example of the "determination unit" of the present invention. The CPU 31 that performs the processing of S21 is an example of the "notifying unit" of the present invention. The treatment of S11 is an example of the "first specific step" of the present invention. The treatments of S5 and S7 are an example of the "second specific step" of the present invention. The processes of S13, S15, and FIG. 9 are an example of the "third specific step" of the present invention. The treatment of S17 is an example of the "fourth specific step" of the present invention. The process of S19 is an example of the "determination step" of the present invention. The process of S21 is an example of the "notification step" of the present invention.

1 :工作機械
3 :被削体
4 :工具
9 :主軸
17 :表示部
30 :数値制御装置
31 :CPU
34 :記憶装置
35A :記憶媒体
51、52、53、54 :モータ
51B、52B、53B、54B :エンコーダ
1: Machine tool 3: Work piece 4: Tool 9: Spindle 17: Display 30: Numerical control device 31: CPU
34: Storage device 35A: Storage medium 51, 52, 53, 54: Motors 51B, 52B, 53B, 54B: Encoder

Claims (10)

工具を回転する為の主軸と、
前記主軸の回転を検出する第一検出器と、
被削体に対して前記工具を相対移動する為の送り機構と、
前記送り機構による前記工具の相対移動を検出する第二検出器と、
を備えた工作機械を制御し、前記工具により前記被削体の切削加工を行う数値制御装置であって、
前記工具の刃の刃数と径を少なくとも含む工具情報を記憶する記憶部と、
前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対的な移動方向を特定する第一特定部と、
前記記憶部に記憶した前記工具情報、前記第一検出器及び前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の刃先の位置である刃先位置を複数特定する第二特定部と、
前記第二特定部により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記第一特定部により特定した前記移動方向において前記刃が前記被削体を切削する切込位置を複数特定する第三特定部と、
前記第三特定部により特定した複数の前記切込位置の間の距離を、切込量として特定する第四特定部と、
前記第四特定部により特定した前記切込量に基づき、びびり振動が発生したか否かを判定する判定部と、
前記判定部によりびびり振動が発生したと判定した時に報知する報知部と
を備えたことを特徴とする数値制御装置。
The spindle for rotating the tool and
The first detector that detects the rotation of the spindle and
A feed mechanism for moving the tool relative to the work piece,
A second detector that detects the relative movement of the tool by the feed mechanism,
A numerical control device that controls a machine tool equipped with a machine tool and cuts the work piece with the tool.
A storage unit that stores tool information including at least the number and diameter of the blades of the tool, and
Based on the detection result of the second detector, the first specific part that specifies the relative movement direction of the tool with respect to the work piece, and
A second specifying unit that specifies a plurality of cutting edge positions, which are positions of the cutting edge of the tool with respect to the work piece, based on the tool information stored in the storage unit and the detection results of the first detector and the second detector. When,
Based on the plurality of cutting edge positions specified by the second specific portion, the third specific portion that specifies a plurality of cutting positions in which the blade cuts the work piece in the moving direction specified by the first specific portion. ,
The fourth specific part that specifies the distance between the plurality of cut positions specified by the third specific part as the cut amount, and
A determination unit that determines whether or not chatter vibration has occurred based on the depth of cut specified by the fourth specific unit.
A numerical control device including a notification unit that notifies when it is determined that chatter vibration has occurred by the determination unit.
前記第一特定部は、
前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対位置を複数特定し、特定した複数の前記相対位置に沿って延びる方向の移動平均に基づいて前記移動方向を特定することを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。
The first specific part is
Based on the detection result of the second detector, a plurality of relative positions of the tool with respect to the work piece are specified, and the moving direction is specified based on the moving average of the directions extending along the specified relative positions. The numerical control device according to claim 1.
前記第二特定部は、
前記第二検出器の検出結果に基づき決定した前記工具の回転中心と、
前記第一検出器の検出結果に基づき決定した前記工具の回転角度と、
前記記憶部に前記工具情報として記憶した前記刃数及び前記径に基づいて、前記刃先位置を複数特定することを特徴とする請求項1又は2に記載の数値制御装置。
The second specific part is
The center of rotation of the tool determined based on the detection result of the second detector,
The rotation angle of the tool determined based on the detection result of the first detector, and
The numerical control device according to claim 1 or 2, wherein a plurality of cutting edge positions are specified based on the number of blades and the diameter stored as tool information in the storage unit.
前記第三特定部は、
前記第二特定部により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記刃先の移動軌跡である第一移動軌跡、及び、前記第一移動軌跡と異なる第二移動軌跡を特定し、
前記工具の回転中心から、前記第一特定部により特定した前記移動方向に延びる仮想ベクトルと、特定した前記第一移動軌跡及び前記第二移動軌跡との夫々の交点を、第一切込位置及び第二切込位置として特定し、
前記第四特定部は、
前記第三特定部により特定した前記第一切込位置及び前記第二切込位置の間の距離を、前記切込量として特定する
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の数値制御装置。
The third specific part is
Based on the plurality of cutting edge positions specified by the second specific unit, a first moving locus which is a moving locus of the cutting edge and a second moving locus different from the first moving locus are specified.
The intersections of the virtual vector extending in the moving direction specified by the first specific portion from the center of rotation of the tool and the specified first movement locus and the second movement locus are set at the first insertion position and Specified as the second cut position,
The fourth specific part is
The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance between the first cutting position and the second cutting position specified by the third specific part is specified as the cutting amount. Numerical control device.
前記第三特定部は、
複数の前記刃先位置の位置を通る円弧を、前記移動軌跡として複数特定する
ことを特徴とする請求項4に記載の数値制御装置。
The third specific part is
The numerical control device according to claim 4, wherein a plurality of arcs passing through the positions of the plurality of cutting edge positions are specified as the movement loci.
前記第二特定部は、
前記工具の第一刃の前記刃先位置、及び、前記第一刃と異なる第二刃の前記刃先位置を特定することを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の数値制御装置。
The second specific part is
The numerical control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the position of the cutting edge of the first blade of the tool and the position of the cutting edge of a second blade different from the first blade are specified.
前記報知部は、
前記第三特定部により特定した前記移動軌跡を少なくとも含む軌跡画像を、表示部に表示することを特徴とする請求項4又は5に記載の数値制御装置。
The notification unit
The numerical control device according to claim 4 or 5, wherein a locus image including at least the movement locus specified by the third specific unit is displayed on the display unit.
請求項1から7の何れかに記載の前記数値制御装置を備えたことを特徴とする工作機械。 A machine tool comprising the numerical control device according to any one of claims 1 to 7. 工具を回転する為の主軸と、
前記主軸の回転を検出する第一検出器と、
被削体に対して前記工具を相対移動する為の送り機構と、
前記送り機構による前記工具の相対移動を検出する第二検出器と、
を備えた工作機械を制御し、前記工具により前記被削体の切削加工を行うコンピュータに、
前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対的な移動方向を特定する第一特定工程と、
記憶部に記憶した、前記工具の刃の刃数と径を少なくとも含む工具情報、前記第一検出器及び前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の刃先の位置である刃先位置を複数特定する第二特定工程と、
前記第二特定工程により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記第一特定工程により特定した前記移動方向において前記刃が前記被削体を切削する切込位置を複数特定する第三特定工程と、
前記第三特定工程により特定した複数の前記切込位置の間の距離を、切込量として特定する第四特定工程と、
前記第四特定工程により特定した前記切込量に基づき、びびり振動が発生したか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程によりびびり振動が発生したと判定した時に報知する報知工程と
を実行させる為の制御プログラム。
The spindle for rotating the tool and
The first detector that detects the rotation of the spindle and
A feed mechanism for moving the tool relative to the work piece,
A second detector that detects the relative movement of the tool by the feed mechanism,
To a computer that controls a machine tool equipped with a tool and cuts the work piece with the tool.
Based on the detection result of the second detector, the first specific step of specifying the relative movement direction of the tool with respect to the work piece, and
At the position of the cutting edge of the tool with respect to the work piece, based on the tool information including at least the number and diameter of the blades of the tool stored in the storage unit and the detection results of the first detector and the second detector. The second specific process to specify multiple cutting edge positions and
Based on the plurality of cutting edge positions specified by the second specific step, the third specific step of specifying a plurality of cutting positions where the blade cuts the work piece in the moving direction specified by the first specific step. ,
The fourth specific step of specifying the distance between the plurality of cut positions specified by the third specific step as the cut amount, and
A determination step of determining whether or not chatter vibration has occurred based on the depth of cut specified by the fourth specific step, and
A control program for executing a notification process for notifying when it is determined that chatter vibration has occurred in the determination process.
工具を回転する為の主軸と、
前記主軸の回転を検出する第一検出器と、
被削体に対して前記工具を相対移動する為の送り機構と、
前記送り機構による前記工具の相対移動を検出する第二検出器と、
を備えた工作機械を制御し、前記工具により前記被削体の切削加工を行うコンピュータに、
前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の相対的な移動方向を特定する第一特定工程と、
記憶部に記憶した、前記工具の刃の刃数と径を少なくとも含む工具情報、前記第一検出器及び前記第二検出器の検出結果に基づき、前記被削体に対する前記工具の刃先の位置である刃先位置を複数特定する第二特定工程と、
前記第二特定工程により特定した複数の前記刃先位置に基づき、前記第一特定工程により特定した前記移動方向において前記刃が前記被削体を切削する切込位置を複数特定する第三特定工程と、
前記第三特定工程により特定した複数の前記切込位置の間の距離を、切込量として特定する第四特定工程と、
前記第四特定工程により特定した前記切込量に基づき、びびり振動が発生したか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程によりびびり振動が発生したと判定した時に報知する報知工程と
を実行させる為の制御プログラムを記憶した、記憶媒体。
The spindle for rotating the tool and
The first detector that detects the rotation of the spindle and
A feed mechanism for moving the tool relative to the work piece,
A second detector that detects the relative movement of the tool by the feed mechanism,
To a computer that controls a machine tool equipped with a tool and cuts the work piece with the tool.
Based on the detection result of the second detector, the first specific step of specifying the relative movement direction of the tool with respect to the work piece, and
At the position of the cutting edge of the tool with respect to the work piece, based on the tool information including at least the number and diameter of the blades of the tool stored in the storage unit and the detection results of the first detector and the second detector. The second specific process to specify multiple cutting edge positions and
Based on the plurality of cutting edge positions specified by the second specific step, the third specific step of specifying a plurality of cutting positions where the blade cuts the work piece in the moving direction specified by the first specific step. ,
The fourth specific step of specifying the distance between the plurality of cut positions specified by the third specific step as the cut amount, and
A determination step of determining whether or not chatter vibration has occurred based on the depth of cut specified by the fourth specific step, and
A storage medium that stores a control program for executing a notification step of notifying when it is determined that chatter vibration has occurred by the determination step.
JP2019059961A 2019-03-27 2019-03-27 Numerical controllers, machine tools, control programs, and storage media Active JP7131454B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019059961A JP7131454B2 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Numerical controllers, machine tools, control programs, and storage media
CN202010111752.0A CN111752216B (en) 2019-03-27 2020-02-24 Numerical control device, machine tool, control method, and storage medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019059961A JP7131454B2 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Numerical controllers, machine tools, control programs, and storage media

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020160830A true JP2020160830A (en) 2020-10-01
JP7131454B2 JP7131454B2 (en) 2022-09-06

Family

ID=72643475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019059961A Active JP7131454B2 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Numerical controllers, machine tools, control programs, and storage media

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7131454B2 (en)
CN (1) CN111752216B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024076326A1 (en) * 2022-10-03 2024-04-11 Tobb Ekonomi Ve Teknoloji Universitesi A system for detecting machine tool chatter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012056051A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Makino Milling Mach Co Ltd Chatter vibration detection method, chatter vibration avoidance method, and machine tool
WO2013031353A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 株式会社日立製作所 Processing abnormality detection method and processing device
JP2013132733A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Jtekt Corp Device and method for calculating machined surface property, and device and method for determining machining condition
JP2014061567A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Jtekt Corp Machine tool
JP2016190276A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 ブラザー工業株式会社 Numerical control device and control method
JP2016224695A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 オークマ株式会社 Vibration information display device of machine tool
US20190061083A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-28 Gemini Precision Machining, Inc. Smart Tool System

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4301278B2 (en) * 2006-09-29 2009-07-22 パナソニック電工株式会社 Machine tool machining dimension prediction device
JP5258921B2 (en) * 2011-03-31 2013-08-07 株式会社小松製作所 Machine tool and its processing control device
JP5908342B2 (en) * 2012-05-17 2016-04-26 オークマ株式会社 Machining vibration suppression method and machining vibration suppression device for machine tool
EP2916187B1 (en) * 2014-03-05 2018-11-07 Mikron Agie Charmilles AG Improved database for chatter predictions
JP5781241B1 (en) * 2014-03-17 2015-09-16 三菱電機株式会社 Numerical controller
JP5900907B2 (en) * 2014-07-24 2016-04-06 国立大学法人名古屋大学 Tool path generation device, tool path generation method, and tool path generation program
KR102183278B1 (en) * 2014-09-22 2020-11-26 시티즌 도케이 가부시키가이샤 Machine tool and control device for machine tool
JP6316997B1 (en) * 2017-02-06 2018-04-25 広島県 Chatter vibration avoidance device, chatter vibration avoidance program, and chatter vibration avoidance device control method
CN107150260B (en) * 2017-05-17 2018-11-06 武汉工程大学 A kind of orthogonal cutting flutter Analytic modeling method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012056051A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Makino Milling Mach Co Ltd Chatter vibration detection method, chatter vibration avoidance method, and machine tool
WO2013031353A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 株式会社日立製作所 Processing abnormality detection method and processing device
JP2013132733A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Jtekt Corp Device and method for calculating machined surface property, and device and method for determining machining condition
JP2014061567A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Jtekt Corp Machine tool
JP2016190276A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 ブラザー工業株式会社 Numerical control device and control method
JP2016224695A (en) * 2015-05-29 2016-12-28 オークマ株式会社 Vibration information display device of machine tool
US20190061083A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-28 Gemini Precision Machining, Inc. Smart Tool System

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024076326A1 (en) * 2022-10-03 2024-04-11 Tobb Ekonomi Ve Teknoloji Universitesi A system for detecting machine tool chatter

Also Published As

Publication number Publication date
JP7131454B2 (en) 2022-09-06
CN111752216B (en) 2024-04-26
CN111752216A (en) 2020-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6439542B2 (en) Numerical control device and control method
JP6450732B2 (en) Numerical controller
JP6646027B2 (en) Post-processor device, machining program generation method, CNC machining system, and machining program generation program
JP4847428B2 (en) Machining simulation apparatus and program thereof
JP4261470B2 (en) Control device
JP6434246B2 (en) Numerical control device with machine abnormality history analysis support function
US10088824B2 (en) Toolpath evaluation method, toolpath generation method, and toolpath generation device
JP2021071818A (en) Tool life prediction system
JP6706518B2 (en) Processing time prediction device, cutting processing system, and processing time prediction method
TWI781353B (en) Machine tools and controls
JP6311635B2 (en) Numerical control device and control method
JP4802170B2 (en) Machining time calculation device and program thereof
WO2008053601A1 (en) Working control device, and its program
CN110737241B (en) Numerical control device, numerical control method, and storage device storing numerical control program
JP2020160830A (en) Numerical control device, machine tool, control program, and storage medium
JP4639058B2 (en) Threading machine
US6658317B2 (en) Method for setting a moving position in a machine tool
JP6490118B2 (en) Numerical controller
JP6623902B2 (en) Processing path calculation device, processing path calculation method, and computer program
JP4982170B2 (en) Machining control device and machining control program
CN112748702A (en) Vibration suppression method and vibration suppression device
JP4754708B2 (en) Numerical control device for machine tools
JP5491220B2 (en) Torque detection device
JP6966604B1 (en) Machine tools, machine tool control methods, and machine tool control programs
JP2023020723A (en) Control device, machining system, and program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210309

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220325

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: 20220726

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7131454

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150