JP5368232B2

JP5368232B2 - 振動抑制装置

Info

Publication number: JP5368232B2
Application number: JP2009219454A
Authority: JP
Inventors: 顕秀浜口; 浩稲垣; 清吉野; 知治安藤; 浩上野
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: ITMI20101653A1; IT1400778B1; JP2011067887A; CN102029546A; DE102010040718A1; CN102029546B; US20110135415A1

Description

本発明は、工具又はワークを回転させながら加工を行う工作機械において、加工中に発生するびびり振動を抑制するための振動抑制装置に関するものである。

従来、たとえば回転軸に工具を支持させ、工具及び／又はワークを送りながら両者を相対移動させ、回転する工具によりワークを加工するといった工作機械がある。該工作機械では、切削加工中において切り込み量を大きくし過ぎる等の理由により、加工中に所謂「びびり振動」が発生し、加工面の仕上げ精度の悪化、工具の急激な摩耗や欠損といった問題が生じる。そこで、このような「びびり振動」が発生した場合、現状では作業者が加工音をもとにして経験的に回転軸の回転速度を変化させ、「びびり振動」を抑制するといった方法が一般的となっている。また、たとえば特許文献１に開示されているように、予め「びびり振動」が生じる系の固有振動数を設定するとともに、加工中に回転軸等に生じている振動の振動周波数を検出し、当該振動周波数や固有振動数にもとづいて安定回転速度を算出し、回転軸の回転速度を自動的に安定回転速度に変更するような振動抑制装置も考案されている。

特開２００３−３４０６２７号公報

しかしながら、現状とられているような作業者の経験による抑制方法では、抑制効果にも限界がある。また、工具を回転軸に支持する際の支持力（たとえば、工具ホルダをチャックによって把持するものにあっては、ホルダを把持する締め付け力）が異なったり、回転軸の発熱などで剛性が変化すると、固有振動数は変化することが知られている。したがって、特許文献１の振動抑制装置を用いたところで、予め設定した固有振動数と加工中における実際の固有振動数とが異なり、「びびり振動」を効果的に抑制できないことがある。さらに、加工中に回転軸に生じる振動全てが「びびり振動」ではなく、「びびり振動」ではない振動が一時的に「びびり振動」と同等の大きさにまで発展することも考えられる。しかしながら、特許文献１の振動抑制装置によれば、このような「びびり振動」ではない振動についても「びびり振動」として回転速度を変更する等の制御を行ってしまうため、ひいては「びびり振動」の抑制に逆効果となるような回転速度制御を実行しかねないという問題もある。

加えて、特許文献１の振動抑制装置によれば、「びびり振動」を抑制するためとは言え、回転速度を自動的に変更してしまうため、この変更に伴って加工面精度や工具の推奨切削速度といった諸条件をも変更されてしまうことがあり、作業者にとって望ましくない加工となる事態も起こるといった問題もある。そこで、回転速度を自動的に変更するのではなく、算出した安定回転速度を表示装置等に表示するのみとし、作業者が手動で回転速度を変更するように構成することも考えられる。しかしながら、回転速度を変更したらしたで、回転軸の剛性等の諸条件が変化することに起因して、新たな周波数を有する「びびり振動」が生じることは十分に考えられる。したがって、作業者が表示装置に表示させる回転速度に手動で回転速度を変更する構成では、最終的に安定状態となるまで作業者が何度も回転速度を変更しなければならず、時間効率が非常に悪いという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、「びびり振動」を確実、且つ、迅速に抑制することができ、加工面精度の向上や工具の長寿命化、加工の高効率化を図ることができる振動抑制装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、工具又はワークを回転させるための回転軸を備えた工作機械において、前記回転軸を回転させた際に生じるびびり振動を抑制するための振動抑制装置であって、回転中の前記回転軸の振動を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された振動を随時解析するとともに、その解析結果をもとにした演算を行う演算手段と、前記演算手段により算出された解析結果及び／又は演算結果をリアルタイムで表示する表示手段と、前記回転軸の回転速度を制御する回転速度制御手段と、前記回転速度制御手段に回転速度の変更を指令する操作手段とを備えるとともに、前記操作手段を、回転速度の変更量として複数の異なる変更割合を表示する変更割合表示部を有する操作画面と、前記変更割合表示部の各前記変更割合に対応して設けられ、前記変更量を決定する複数の操作キーとからなり、所望の前記変更割合に対応する前記操作キーを操作することで前記回転速度の変更を指令可能な操作盤とし、該操作盤を前記回転速度制御手段に設けていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記操作手段は、回転速度を連続的に変更するよう操作可能であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記操作手段において、回転速度の変更可能範囲を設定可能としたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記演算手段では、前記振動の時間軸波形を求めるとともに、回転速度の時間軸波形と前記振動の時間軸波形とを、夫々の測定時刻を揃えて表示することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記演算手段では、各回転速度毎に前記振動を求め、回転速度と振動とを対応付けたグラフを表示することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記演算手段では、前記解析により周波数領域の振動加速度を求め、当該振動加速度の最大値と閾値とを比較してびびり振動の発生を検出するとともに、前記周波数領域の振動加速度が最大値となるびびり周波数を用いて、びびり振動を抑制可能な安定回転速度を算出し、前記表示手段に安定回転速度を表示することを特徴とする。

本発明によれば、検出手段により検出される振動にもとづく解析や当該解析結果にもとづく演算を演算手段において随時行い、解析結果や演算結果を表示手段にリアルタイムで表示する。したがって、作業者は、表示手段における表示を参照しながら操作手段を操作して回転速度を変更させることができ、経験等にもとづいて回転速度を変更させていた従来と比較して、より正確且つ迅速にびびり振動を抑制することができる。
また、回転速度制御手段へ回転速度の変更を指令する操作手段を設けており、あくまで作業者の操作によって回転軸の回転速度を変更する構成となっているため、作業者の望まないような条件での加工は行われない。したがって、従来の振動抑制装置の如く回転速度が自動的に変更され、それと共に加工面精度や工具の切削速度等といった他の加工条件まで変更されてしまうといった事態も生じない。
さらに、操作手段が操作盤であるため、回転速度の変更指令が容易であり、使い勝手が良いし、回転速度制御手段に設けられている操作盤を操作手段としているため、操作手段を別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、操作手段が、回転速度を連続的に変更するよう操作可能であるため、回転速度を急激に大きく変更した場合に生じる工具の破損等といった事態を防止することができるし、びびり振動を最も抑制可能な回転速度への変更をより正確且つ迅速に行うことができる。また、回転速度を都度入力して変更する操作手段と比べ、回転速度を変更するまでの時間を短縮することができる。したがって、大きなびびり振動が発生した場合であっても、回転速度を迅速に変更することで工具の破損等を防止することができる。
請求項３に記載の発明によれば、操作手段において、回転速度の変更可能範囲を設定可能としているため、、作業者がびびり振動に気をとられすぎて、他の加工条件が変更されてしまうような速度まで回転速度を変更してしまうことを防止することができ、作業性を向上することができる。
請求項４に記載の発明によれば、演算手段では、振動の時間軸波形を求めるとともに、回転速度の時間軸波形と振動の時間軸波形とを、夫々の測定時刻を揃えて表示するため、作業者はびびり振動の発生状況を容易に把握することができる。
請求項５に記載の発明によれば、演算手段では、各回転速度毎に振動を求め、回転速度と振動とを対応付けたグラフを表示するため、作業者は各回転速度に対応する振動を容易に把握することができる。
請求項６に記載の発明によれば、びびり振動を抑制可能な安定回転速度を算出し、表示手段に安定回転速度を表示するため、作業者は、より一層確実且つ迅速にびびり振動を抑制することができる。

振動抑制装置のブロック構成説明図である。回転軸ハウジングを側方から示した説明図である。回転軸ハウジングを軸方向から示した説明図である。パルス信号発生器を示した説明図である。びびり振動の抑制制御に係るフローチャート図である。回転速度の変更可能範囲を示した説明図である。回転速度の時間軸波形と振動加速度の時間軸波形とを測定時刻を揃えて表示した態様を示す説明図である。各回転速度における振動加速度を、横軸を回転速度、縦軸を振動加速度として関連づけて表示した態様を示す説明図である。操作装置の変更例となるオーバーライドスイッチを示した説明図である。操作装置の変更例となる操作盤を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる振動抑制装置について、図面にもとづき詳細に説明する。

振動抑制装置９は、回転軸ハウジング１にＣ軸周りで回転可能に備えられた回転軸３に生じる「びびり振動」を抑制するためのものであって、回転中の回転軸３に生じる振動加速度を検出するための振動センサ２ａ〜２ｃと、振動センサ２ａ〜２ｃによる検出値をもとにして回転軸３の回転速度を制御する制御装置４とからなる。

振動センサ２ａ〜２ｃは、図２や図３に示すように、回転軸ハウジング１に取り付けられており、一の振動センサは、他の２つの振動センサに対して直角方向への振動加速度を検出するようになっている。したがって、振動センサ２ａ〜２ｃにより、夫々直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向での振動加速度を検出することになる。

一方、制御装置４は、振動センサ２ａ〜２ｃにより検出される振動加速度をもとにした解析、及びその解析結果を基にした後述する種々の演算を行う演算装置５と、演算装置５における解析結果や演算結果を表示する表示装置６と、回転軸３の回転動作等を制御するＮＣ装置７と、ＮＣ装置７へ回転速度の変更を指令する操作装置８と、図示しない記憶装置とを備えている。そして、回転軸３の回転速度を常時モニタリングするとともに、後述の如き演算装置５における解析や演算を常にリアルタイムで行っている。

また、操作装置８は、図４に示すようなパルス信号発生器１１であり、回動操作可能なパルス式ハンドル１２と、目盛り１つあたりの倍率を調整するための倍率調整つまみ１３とを備えている。パルス式ハンドル１２は、その回動操作によって回転軸３の回転速度を最小で１ｍｉｎ^−１毎に連続的に変更可能となっており、倍率調整つまみ１３は、パルス式ハンドル１２を１目盛り回動させた際の回転速度の変更量を１倍、１０倍、１００倍の三段階に変更可能となっている。したがって、倍率を１倍に設定した状態でパルス式ハンドル１２を１目盛り回動させると、回転軸３の回転速度は１ｍｉｎ^−１変更される（当該変更を指令するパルス信号がＮＣ装置７へ送信される）ことになるし、倍率を１００倍に設定した状態でパルス式ハンドル１２を１目盛り回動させると、回転軸３の回転速度は当然１００ｍｉｎ^−１変更されることになる。また、パルス式ハンドル１２を右へ回動させると回転速度は増加し、左へ回動させると回転速度は減少するようになっている。

ここで、上記制御装置４による「びびり振動」の抑制制御について、図５のフローチャート、及び図６〜図８にもとづき説明する。
まず、加工開始前に、ワークの形状や使用する工具等の条件にもとづき回転軸３の回転速度の下限回転速度２２（図６に示す、以下の回転速度の符号についても同様）と上限回転速度２３とが記憶装置に記憶される（Ｓ１）。また、作業者によって、必要とされる加工面精度等の条件にもとづき設定下限回転速度２４と設定上限回転速度２５とが設定され、記憶装置に記憶される（Ｓ１）。当該設定により、図６に示す如く、加工開始後に回転軸３の回転速度を変更する際には、下限回転速度２２と設定下限回転速度２４との何れか大きい方（ここでは設定下限回転速度２４）と、上限回転速度２３と設定上限回転速度２５との何れか小さい方（ここでは設定上限回転速度２５）との間でのみ変更が許容されることになる。

その後、回転速度変更範囲内となる任意の初期回転速度で加工が開始される（Ｓ２）と、制御装置４では、振動センサ２ａ〜２ｃにより振動加速度を常時検出するとともに、演算装置５により当該振動加速度の解析及び解析結果を用いた演算を行う（Ｓ３）。そして、演算装置５で求められた解析結果や演算結果をリアルタイムで表示装置６に表示する（Ｓ４）。この表示装置６への表示に関しては、たとえば演算装置５において振動加速度の時間波形を求め、当該時間波形を表示してもよいし、演算装置５において振動加速度を随時周波数解析し、当該周波数解析により求められた波形を表示するようにしてもよい。また、図７のグラフに示す如く、回転軸３の回転速度の時間軸波形４１と振動加速度の時間軸波形４２とを記憶し、夫々の測定時間を揃えて表示させてもよい。さらに、図７に示す結果にもとづき、図８のグラフに示すように各回転速度における振動加速度４３を、横軸を回転速度、縦軸を振動加速度とし、回転速度と振動加速度とを対応づけて表示してもよい。このとき、縦軸に示す振動加速度は時間波形のピーク値、又は周波数解析により求めた波形のピーク値とすればよい。
以上のような表示を行うことで、作業者は、「びびり振動」の発生状況や回転軸３の各回転速度における振動加速度の大きさを確認する（Ｓ５）ことができる。

そして、作業者は「びびり振動」の発生を確認すると、操作装置８を操作して回転軸３の回転速度を連続的に変更する（Ｓ６）。この変更に伴い、振動センサ２ａ〜２ｃにより検出される振動加速度も変化するため、演算装置５にて随時振動加速度の解析を行うことにより、表示装置６には、振動加速度が変化する様子がリアルタイムで表示されることになる。したがって、作業者は、表示装置６での表示を参照しながら操作装置８を操作して回転速度を変更し、「びびり振動」を低減させればよい。尚、Ｓ６で回転速度を変更する際、Ｓ１において許容される範囲内でのみ回転速度は変更可能となっている。

以上のような振動抑制装置９によれば、振動センサ２ａ〜２ｃにより検出される振動加速度にもとづく解析や当該解析結果にもとづく演算を演算装置５において随時行い、解析結果や演算結果を表示装置６にリアルタイムで表示する。したがって、「びびり振動」を抑制するに際し、作業者は、表示装置６の表示を参照しながら操作装置８を操作して回転速度を変更させればよく、経験等にもとづいて回転速度を変更させていた従来と比較して、より正確且つ迅速に「びびり振動」を抑制することができる。
また、ＮＣ装置７を操作する操作装置８を設けており、あくまで作業者の操作によって回転軸３の回転速度を変更する構成となっているため、作業者の望まないような条件での加工は行われない。したがって、従来の振動抑制装置の如く回転速度が自動的に変更され、それと共に加工面精度や工具の切削速度等といった他の加工条件まで変更されてしまうといった事態も生じない。

さらに、回転速度の変更可能範囲を設定するため、作業者が「びびり振動」に気をとられすぎて、他の加工条件が変更されてしまうような速度まで回転速度を変更してしまうことを防止することができ、作業性を向上することができる。
さらにまた、演算装置５において回転軸３の回転速度の時間軸波形４１と振動加速度の時間軸波形４２とを夫々求め、図７のグラフに示す如く夫々の測定時間を揃えて表示装置６に表示させたり、各回転速度毎に振動加速度を求め、図８のグラフに示す如く回転速度と振動加速度とを対応付けて表示装置６に表示させることにより、作業者は、「びびり振動」の発生状況や各回転速度に対応する振動加速度を容易に把握することができるようになる。

加えて、操作装置８として、パルス式ハンドル１２と、目盛り１つあたりの倍率を調整するための倍率調整つまみ１３とを備えたパルス信号発生器１１を採用しているため、作業者は、パルス式ハンドル１２と倍率調整つまみ１３とを操作するだけで回転速度を変更することができ、使い勝手が良い。さらに、パルス信号発生器１１の操作により、回転軸３の回転速度を最小で１ｍｉｎ^−１毎に連続的に変更することができるため、回転速度の微調整が可能で、「びびり振動」を抑制可能な回転速度を超えて変更してしまうといった事態も生じず、「びびり振動」を最も抑制可能な回転速度への変更をより正確且つ迅速に行うことができる。
また、変更する回転速度を指定するような振動抑制装置では、回転速度を急激に大きく変更してしまうと、工具や機械に負荷がかかって破損してしまうおそれがあるのに対し、上述したような振動抑制装置９によれば、パルス信号発生器１１の操作により回転速度を連続的に変更可能としているため、回転速度の急激な変更に起因する工具破損等といったおそれもない。さらに、操作装置８では、パルス式ハンドル１２を操作するだけで回転速度を変更することができるため、回転速度を都度入力して変更する装置と比べ、回転速度を変更するまでの時間を短縮することができる。したがって、大きなびびり振動が発生した場合であっても、回転速度を迅速に変更することで工具の破損等を防止することができる。

なお、本発明の振動抑制装置に係る構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、振動加速度の検出や解析、演算、及び振動抑制の制御に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、操作装置８としては、図９に示すようなオーバーライドスイッチ１４を採用することも可能である。オーバーライドスイッチ１４は、回動操作可能な調整つまみ１５を有しているとともに、調整つまみ１５の回動角度を検出する検出手段を内蔵しており、１目盛りに対応する角度だけ回動させると、回転速度を１％変更（すなわち、現在の回転速度に０．９９若しくは１．０１を掛け合わせた回転速度に変更するようＮＣ装置７へ指令）可能となっている。尚、調整つまみ１５を右へ回動させると回転速度は増加し、左へ回動させると回転速度は減少する。
このようなオーバーライドスイッチ１４を採用しても、パルス信号発生器１１を採用した場合と同様、作業者は、調整つまみ１５を回動操作するだけで回転速度を連続的に変更することができ、使い勝手が良い。また、従来では、回転速度を１０％ずつ変更するようなオーバーライドスイッチが一般的であったのに対し、図９に示すオーバーライドスイッチ１４では回転速度を１％毎に連続的に変更可能となっているため、回転速度の微調整が可能であり、「びびり振動」を抑制可能な回転速度を超えて変更してしまうといった事態も生じず、「びびり振動」を最も抑制可能な回転速度へ正確且つ迅速に変更することができる。

また、図１０に示すような操作盤１６を、操作装置８として採用しても良い。当該操作盤１６は、操作画面１７と、操作画面１７上に表示された変更割合表示部１８と、変更割合表示部１７に対応して設けられた操作キー１９とからなり、ＮＣ装置７に設けられている。そして、変更割合表示部１８の表示と対応する操作キー１９を操作することにより、回転速度を±１％、±２％、±５％、±１０％で変更可能となっている。
このような操作盤１６を採用しても、作業者は操作キー１９を操作するだけで回転速度を連続的に変更することができ、使い勝手が良いし、回転速度の微調整も可能であり、効果的に「びびり振動」を抑制することができる。また、ＮＣ装置７の設けられている操作盤１６を操作装置８として採用しているため、操作装置を別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。尚、操作キー１９を設ける代わりに、変更割合表示部１８をタッチパネル式の操作スイッチとし、変更割合表示部１８をタッチ操作して回転速度を変更するように構成しても何ら問題はない。

一方、上記実施形態では、表示装置６の表示にもとづいて作業者が「びびり振動」の発生や低減等を確認する構成となっているが、演算装置５において振動加速度の検出結果にもとづき「びびり振動」の発生や抑制を判断し、「びびり振動」の発生や抑制を表示装置６に表示したり、「びびり振動」が発生している場合にのみ表示装置６に各種結果を表示して作業者に回転速度の変更を促すように構成してもよい。そして、「びびり振動」発生の判断に係る制御については、たとえば振動センサ２ａ〜２ｃで検出される振動加速度を周波数解析するとともに、解析により得られた周波数領域での振動加速度の最大値と所定の閾値とを比較して、最大値が閾値を超えた場合に「びびり振動」が発生していると判断する一方、最大値が閾値を下回っている場合には抑制されていると判断する等といった制御が考えられる。

また、上述したように演算装置５において「びびり振動」の発生を検出するものにあっては、「びびり振動」の発生を検出すると、周波数領域の振動加速度が最大値をとる「びびり周波数」（この「びびり周波数」は、振動センサ２ａ〜２ｃで検出される振動加速度の周波数解析によって得ることができる）や工具刃数をもとにして、「びびり振動」を抑制することができる安定回転速度を算出し、当該安定回転速度を表示装置６に表示させるように構成してもよい。このような構成とすることにより、より確実且つ迅速に「びびり振動」を抑制することができる。さらに、実際では、種々の検出誤差や回転速度を変更したことによる環境の変化等に起因して、算出された安定回転速度そのものが最も効果的な回転速度とはならないこともあることから、従来の自動的に安定回転速度を算出する振動抑制装置によれば、安定回転速度への変更後に新たな安定回転速度が再び表示され、作業者が何回も回転速度の変更を余儀なくされることがあり、手間や作業時間が多く必要になるといった問題があった。しかしながら、本発明によれば、表示装置６において「びびり振動」の状況がリアルタイムで表示されるため、安定回転速度への変更途中に安定回転速度付近で最も「びびり振動」を抑制することができる回転速度を容易に探ることができ、簡単且つ迅速に「びびり振動」抑制効果の更なる向上を図ることができる。
尚、安定回転速度の算出については、本出願人が先に出願した特開２００８−２９０１８８に記載されているような方法や下記演算式（１）を用いることができる。
安定回転速度＝｛６０×びびり周波数／（工具刃数×（ｋ値＋１））｝・・・（１）
ここで、「工具刃数」は、回転軸３に装着されている工具の刃数であって、予め演算装置５に入力され設定されているものとする。また、ｋ値は任意の整数である。

また、上記実施形態では、検出手段を振動センサ２ａ〜２ｃとしているが、これに代えて、振動による回転軸の変位や音圧を検出可能な検出手段を採用することも可能である。さらにまた、振動センサを用いる場合であっても、上記実施形態の如く回転する側（すなわち回転軸）の振動を検出するのではなく、回転しない側の振動を検出するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、図７や図８に示す如く回転速度と振動加速度とを関連づけて表示しているが、振動周波数、切削速度、送り速度、回転軸トルクなどを表示してもよい。

また、回転速度の変更可能範囲を設定するにあたり、上記実施形態では下限回転速度や設定下限回転速度を入力して設定する構成となっているが、加工開始当初の初期回転速度の±所定量（たとえば５００ｍｉｎ^−１）が変更可能範囲として設定されるように構成しても何ら問題はないし、必要でなければ変更可能範囲を設定せずとも良い。
さらにまた、操作装置８における回転速度の変更量は適宜設計変更可能であって、上記実施形態では、パルス信号発生器１１により１ｍｉｎ^−１毎に変更可能としているが、パルス信号発生器１１により、オーバーライドスイッチ１４等と同様、１％ずつ回転速度を変更可能としてもよい。また、回転速度をより細かく又は本願の目的を逸脱しない範囲でより粗く変更可能とすることは当然可能であるし、オーバーライドスイッチ１４や操作盤１６を用いる場合にもたとえば±０．５％で変更可能とするように構成しても当然良い。さらに、オーバーライドスイッチ１４や操作盤１６において、パルス信号発生器１１と同様、回転速度毎（たとえば１ｍｉｎ^−１毎）に変更可能としても良い。
加えて、工具を回転させて加工するマシニングセンタに限らず、ワークを回転させる旋盤等の工作機械の振動を抑制するために用いることも可能である。さらには、検出手段の設置位置や個数等を、工作機械の種類、大きさに応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。

１・・回転軸ハウジング、２ａ、２ｂ、２ｃ・・振動センサ（検出手段）、３・・回転軸、４・・制御装置、５・・演算装置（演算手段）、６・・表示装置（表示手段）、７・・ＮＣ装置（回転速度制御手段）、８・・操作装置（操作手段）、９・・振動抑制装置、１１・・パルス信号発生器、１２・・パルス式ハンドル、１３・・倍率調整つまみ、１４・・オーバーライドスイッチ、１６・・操作盤、１７・・操作画面、１８・・変更割合表示部（操作部）、１９・・操作キー（操作部）。

Claims

工具又はワークを回転させるための回転軸を備えた工作機械において、前記回転軸を回転させた際に生じるびびり振動を抑制するための振動抑制装置であって、
回転中の前記回転軸の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された振動を随時解析するとともに、その解析結果をもとにした演算を行う演算手段と、
前記演算手段により算出された解析結果及び／又は演算結果をリアルタイムで表示する表示手段と、
前記回転軸の回転速度を制御する回転速度制御手段と、
前記回転速度制御手段に回転速度の変更を指令する操作手段と
を備えるとともに、
前記操作手段を、回転速度の変更量として複数の異なる変更割合を表示する変更割合表示部を有する操作画面と、前記変更割合表示部の各前記変更割合に対応して設けられ、前記変更量を決定する複数の操作キーとからなり、所望の前記変更割合に対応する前記操作キーを操作することで前記回転速度の変更を指令可能な操作盤とし、該操作盤を前記回転速度制御手段に設けていることを特徴とする振動抑制装置。
前記操作手段は、回転速度を連続的に変更するよう操作可能であることを特徴とする請求項１に記載の振動抑制装置。
前記操作手段において、回転速度の変更可能範囲を設定可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動抑制装置。
前記演算手段では、前記振動の時間軸波形を求めるとともに、回転速度の時間軸波形と前記振動の時間軸波形とを、夫々の測定時刻を揃えて表示することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の振動抑制装置。
前記演算手段では、各回転速度毎に前記振動を求め、回転速度と振動とを対応付けたグラフを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の振動抑制装置。
前記演算手段では、前記解析により周波数領域の振動加速度を求め、当該振動加速度の最大値と閾値とを比較してびびり振動の発生を検出するとともに、前記周波数領域の振動加速度が最大値となるびびり周波数を用いて、びびり振動を抑制可能な安定回転速度を算出し、前記表示手段に安定回転速度を表示することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の振動抑制装置。