JP5265987B2 - 工作機械の制振装置 - Google Patents
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Description
また、上記特許文献2の技術では、加工点に近い工具において制振させることで、高い制振効果が期待できるものの、突き出し長さや加工形状などにより係合部材の形状や個数が制限されるため、十分な制振効果を得るために加工条件が制限される場合があるし、使用する工具全てに対して加工を施さなければ成らなかった。
この構成によれば、加工領域から離れた軸後部に錘を配置するし、工具は従来の工具を使用できるため、加工条件や工具が制約されることがない。そして、任意の共振周波数に対してそれを変更することが可能であり、加工時の振動に対して高い制振作用を発揮させることが可能となる。更に、工具変更毎の調整を必要としない利点がある。
この構成によれば、発生した振動により各錘部材の間で微小な相対運動が生じる。この相対運動は、接触している錘部材間で摩擦を発生させ、摩擦により効果的な制振作用を生ずる。
この構成によれば、軸に対して対称位置に回転体と錘とが配置されるので、同一の形状及び質量とすれば、双方の共振周波数が一致する。よって、特別な計測器や計算を必要とすることなく、共振周波数を一致させることができ、回転体を変更した場合でも、それに応じて錘の共振周波数を容易に一致させることができ、良好な制振作用を奏させることができる。また、回転体が被加工物の場合、加工により形状が大きく変化する場合があるが、中途加工製品に合わせた錘を複数準備しておけば、加工過程に応じて付け替えるだけで、制振作用を持続させて良好な加工を継続できる。
この構成によれば、回転体の共振周波数を求めることで錘の質量を決定でき、良好な制振作用を生じさせることができる。
また、軸の中心軸を延長した軸上に錘を配置すれば、制振装置の錘を回転体と同一の部材とすることができ、その場合は共振周波数を測定する必要が無く容易に且つ良好に制振することができる。
こうして支持軸9に載置された錘部材6aは、係合部材7と固定部材8とで挟持され固定される。但し、支持軸9とレール10は、錘6による制振作用を妨げることが無いように、装着された錘6に比べて十分低い剛性となっている。
把持装置3により被加工物2を把持して装着した回転軸4を回転させ、図示しない工具を被加工物に当接させて加工を開始し、発生した振動の周波数を振動センサ12a及び振動演算手段12により測定する。こうして測定した周波数に対して、錘6の共振周波数が適切となるよう必要な錘部材6aの枚数を決定する。錘部材6aの変更は、固定部材8を回転して緩めて、装着済みの錘部材6aの固定を解除した後、錘部材6の追加或いは抜き取りを行い、固定部材8を回転して固定操作することで、錘6の共振周波数を変更する。これらの作業は、図示しないロボットやローダなどを用いて、それらを振動センサの測定結果に基づいて制御して行うと良い。
尚、このとき錘部材6aの表面摩擦により得られる減衰性を向上させるために、例えば、表面の平坦度を高くして接触表面積を大きくしても良いし、摩擦係数を大きくする表面加工を施しても良い。
また、被加工物の共振周波数を求めることで錘の質量を容易に決定でき、加工により被加工物の形状が大きく変化する場合でも、制振効果を失うことなく効率的な制振を行うことができる。
以上の挙動は、動吸振器に見られる特徴であり、本制振装置1が被加工物2に対して効果的に制振効果を発揮することを示している。
例えば、上記実施形態では、回転軸4の軸心に連続する軸上に支持軸9を配置して錘6を装着しているが、回転しない支持軸9は回転軸4と同一軸上に配置しなくとも良い。また、複数の錘部材6aにより錘6を構成しているが、単一の構成物を用いても良い。
この図10、11に示すように、円環状の錘部材19aから成る錘19と、固定用ナット20と、回転軸4に接合された係合部材21と、軸4のクランプ装置22とを用いて装置を構成することも可能である。これにより、レール10や支持装置7aが不要となるし、係合部材21から延びた支持軸9の端部を固定面に固定する必要が無くなるため、装置の簡易化を図ることができる。
Claims (4)
- 被加工物或いは工具の何れか一方からなる回転体を工作機械の回動可能な軸の先端に連結し、他方を前記回転体に当接させて被加工物の加工を行う工作機械の制振装置であって、
前記回転可能な軸の後端に、当該軸の回転を可能とする支持装置を介して錘を支持するための支持軸の一端を連結すると共に、前記支持軸の他端を固定し、
前記被加工物の前記工具による加工中に発生する振動に対して、前記支持軸に支持された錘の質量を適宜選択して、前記振動の共振周波数を変更して制振させることを特徴とする工作機械の制振装置。 - 前記錘は、複数の板状錘部材から成り、前記錘部材が前記軸と平行に重なって前記軸後端部に連結されて成ることを特徴とする請求項1記載の工作機械の制振装置。
- 前記錘は、前記回転体と同一又は同等の形状及び質量を備えると共に、前記軸の中心軸を延長した軸上に配置されて成ることを特徴とする請求項1記載の工作機械の制振装置。
- 前記錘は、前記軸の中心軸を延長した軸上に配置されると共に、前記回転体の共振周波数を観測する振動観測手段を有し、
観測した回転体の共振周波数と前記錘の共振周波数が一致するように、前記錘の質量が設定され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装置。
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