JP5215065B2 - 工作機械の制振システム - Google Patents
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Description
また、特許文献3では、効率的に制振効果を発揮できるものの、発生する振動周波数を認識する必要があり、発生する周波数が既知の被加工物に限定されるし、発生する周波数が未知の被加工物や、加工により形状が変化する被加工物に対して、計測を行って振動周波数を検知する場合には、振動の発生後にしか動吸振器の調整が行えなかった。
この構成によれば、NCプログラムの進行に従い被加工物が加工される各段階のモデル形状を演算し、その形状に対して動吸振器の共振周波数を決定することが可能となるため、各段階で加工開始前に動吸振器を効果的に制振が行える共振周波数に調整することが可能となる。
従って、未知の制振対象や形状が変化する制振対象に対しても、加工前に振動の発生を抑制する制振装置として機能させることができ、従来の如く加工条件を変更することなく制振効果を奏し得るし、実際に加工を行って振動周波数を検知する必要がないため、加工効率を維持することができる。
この構成によれば、NCプログラムの進行に従い、形状が大きく変化する段階の被加工物のモデルデータと、そのモデルに対して解析した共振周波数及び振動量とを関連づけして動吸収器を制御できる。
よって、加工により被加工物形状が大きく変化しても、各段階で加工前に動吸振器の共振周波数を適切に調整することができ、加工形状に拘わらず高い制振作用を維持できる。
この構成によれば、振動センサにより加工中に発生する振動を測定し、現実と解析とで誤差が発生した場合は動吸振器の共振周波数を修正する。そのため、高い制振効果を発揮することができる。
従って、未知の制振対象や形状が変化する制振対象に対しても、加工前に振動の発生を抑制する制振装置として機能させることができ、従来の如く加工条件を変更することなく制振効果を奏し得るし、実際に加工を行って振動周波数を検知する必要がないため、加工効率を維持することができる。
工作機械1は、回転軸5と、回転軸5を回転可能に支持する支持部6と、回転軸5に接合されて被加工物4を把持する把持装置7と、共振周波数を任意に変更可能な動吸振器8とを備えている。また、9は支持部6を内部に形成した枠体、10は被加工物4の振動を測定する振動センサであり、把持装置7で把持された被加工物4は、回転軸に直交する半径方向から被加工物4に向けられた工具により切削等の加工が成される。尚、振動抑制装置2と、動吸振器8と、振動センサ10とで制振システム11を構成している。また、動吸振器8は先端に被加工物4が取り付けられた回転軸5の後端部に装着されている。
S6ではNCプログラムが継続しているかを判別し、継続しているならばS3に戻り、トリガ指令が出るまで待機し、以上のS2〜S5までの処理をNCプログラム終了まで繰り返し行い、トリガ指令毎のデータが演算情報記憶手段21に記憶される。
よって、未知の制振対象や形状が変化する制振対象に対しても、加工前に振動の発生を抑制する制振装置として機能させることができ、従来の如く加工条件を変更することなく制振効果を奏し得るし、実際に加工を行って振動周波数を検知する必要がないため、加工効率を維持することができる。
特に、NCプログラムの進行に従い、形状が大きく変化する段階にトリガ指令を配置し、被加工物のモデル形状と、そのモデルに対して解析した共振周波数及び振動量とを関連づけして動吸収器を制御するので、加工により被加工物形状が大きく変化する段階において、加工前に動吸振器の共振周波数を適切に調整することができ、加工形状に拘わらず高い制振作用を維持できる。
そして、振動センサにより加工中に発生する振動を測定し、現実と解析とで誤差が発生した場合は動吸振器の共振周波数を修正するため、高い制振効果を発揮することができる。
また、上記実施形態では、未知の被加工物4を想定してモデルデータから共振周波数を算出しているが、大量生産品のように同一加工が行われる場合には、最初の加工において、S14の新たな共振周波数を記憶データとして修正して、次からの加工においては、修正された記憶データを用いて処理を行うことで、加工前に動吸振器8をより適した共振周波数に調整することも可能である。
また、振動センサ10の設置部位は、支持部6を備えた枠体9の先端外周部としているが、回転軸5に近接し、更に被加工物4に近接した部位とすると更に良い。
Claims (3)
- 工作機械の回動可能な軸に振動抑制の対象となる被加工物を連結し、前記軸に直交する方向から工具を使用して前記被加工物を加工する工作機械の制振システムであって、
工作機械を制御するNCプログラムを生成するNCプログラム生成手段と、
前記NCプログラム生成手段により生成されたNCプログラムにより加工されて変化した形状の前記被加工物のモデルを演算する形状演算手段と、
前記形状演算手段により演算されたモデルに基づき、前記軸に直交する工具方向の共振周波数及び振動量を数値解析する振動解析手段と、
前記NCプログラム生成手段及び前記形状演算手段、更に前記振動解析手段の出力した情報を記憶する演算情報記憶手段と、
前記共振周波数を任意に変更可能な動吸振器と、
前記演算情報記憶手段に記憶された情報に基づいて前記動吸振器を制御して共振周波数を変更する制御手段とを備えたことを特徴とする工作機械の制振システム。 - 前記形状演算手段は、NCプログラムの適宜段階のモデルデータを生成すると共に、前記振動解析手段は、前記モデルデータに基づく複数の共振周波数及び振動量を数値解析し、
前記制御手段は、NCプログラムの進行段階に応じて演算された複数の前記モデルデータと、NCプログラムの進行段階に応じて解析された複数の前記共振周波数及び振動量とを関連付けて前記演算情報記憶手段に記憶制御し、
前記演算情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、NCプログラムの進行に合わせて前記動吸振器を制御して共振周波数を変更することを特徴とする請求項1に記載の工作機械の制振システム。 - 工作機械の前記工具方向の振動を測定する振動センサを備え、
前記制御手段は、前記動吸振器の共振周波数を変更する際、加工中の前記振動センサの測定値を基に、解析により求めた動吸振器の共振周波数の誤差を補正することを特徴とする請求項1又は2記載の工作機械の制振システム。
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