JP5376435B2 - 圧電セラミックス製の変換器を使用してワークピース切削加工を制御するための装置並びに方法 - Google Patents
圧電セラミックス製の変換器を使用してワークピース切削加工を制御するための装置並びに方法Info
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Description
特許明細書US2005/0109174A1には、ワークピース切削加工のための工作機械における振動制御のための方法及び装置が記載されている。少なくとも1つの切削工具を支持する工作機械の工具ホルダには、少なくとも1つの振動センサと、それぞれ圧電素子の形をした有効な素子を備えたアクチュエータとが配置されている。振動センサの信号は、ワークピース加工により形成された振動に対向されている制御振動が、アクチュエータの有効な素子の寸法変化により形成されるように、前記有効な素子に制御電圧である交番電圧を負荷するために使用される。ここでは振動センサの信号は、妨害振動を取り除くために工具ホルダに作用する別の圧電素子に直接作用する。
WO2005/063437A1から、工具ホルダの回転挙動に影響を与えるための、電気歪性のアクチュエータボディを備えた工具ホルダが公知である。工具ホルダはアクチュエータボディにより、緊締された工具を含む工具ホルダの質量体が、アクチュエータボディの変形状態において可能な限り仮想回転軸線を中心にして対称的に分割されているように適切に変形可能である。このためにアクチュエータボディは圧電素子センサの信号により、適切な電位で負荷される。
Claims (11)
- 少なくとも1つの切削部材(7;47)を支持する支持体(6;46)から成る切削加工用の切削工具(3;40)を備えた工作機械であって、前記切削工具が、工具ホルダ(9)もしくは工作機械の軸受に支承されており、工作機械に、ワークピースの切削加工を制御するための制御装置(25)が備え付けられており、圧電セラミックス製の変換器(22;48)がセンサ(22;48)として設けられており、前記変換器が、当該切削工具(3;40)の少なくとも一個所もしくは当該切削工具(3;40)の支承部に配置され、当該切削工具(3;40)に作用する、切削加工時に発生する切削合力(−F)の少なくとも1つのコンポーネント(−Fa,−Ff,−Fp)により負荷される形式のものにおいて、
変換器(22;48)が、工作機械の制御装置(25)に結合されており、センサ(22;48)内で力作用に基づき形成され、制御装置(25)によって評価された信号(23;50)が、ワークピースもしくは当該切削工具の駆動装置(26)の回転数、又は/及び送り(27)又は/及び切込み(28)の制御のために使用され、
電子回路(24;51,52)に供給する電圧を力作用に基づき形成する電圧発生器(30;49)として、圧電セラミックス製の変換器(30;49)が付加的に設けられており、該変換器が、切削工具(3;40)の少なくとも一個所もしくは当該切削工具(3;40)の支承部に配置され、当該切削工具(3;40)に作用する、切削加工時に発生する切削合力(−F)の少なくとも1つのコンポーネント(−Fa,−Ff,−Fp)により負荷されることを特徴とする、工作機械。 - 圧電セラミックス製の変換器(22,30;48,49)が、切削部材(7;47)と、当該切削工具(3;40)の支持体(6;46)との間に配置されている、請求項1記載の工作機械。
- 圧電セラミックス製の変換器(22,30;48,49)が、当該切削工具(3)の支持体(6)と工具ホルダ(9)との間、もしくは当該切削部材(40)の軸(43)と工作機械における軸受との間に配置されている、請求項1記載の工作機械。
- 圧電セラミックス製の変換器(22,30;48,49)が、切削部材(7;47)と当該切削工具(3;40)の支持体(6;46)との間、及び当該切削工具(3)の支持体(6)と工具ホルダ(9)との間、もしくは切削部材(40)の軸(43)と工作機械における軸受との間にも配置されている、請求項2または3記載の工作機械。
- センサ(22;48)と電圧発生器(30;49)とが、切削部材(7;47)と当該切削工具(3;40)の支持体(6;46)との間、当該切削工具(3)の支持体(6)と工具ホルダ(9)との間、または切削部材(40)の軸(43)と工作機械における軸受との間において、重なり合って配置されている、請求項1記載の工作機械。
- センサ(22;48)と電圧発生器(30;49)とが、切削部材(7;47)と当該切削工具(3;40)の支持体(6;46)との間、当該切削工具(3)の支持体(6)と工具ホルダ(9)との間、または切削部材(40)の軸(43)と工作機械における軸受との間において、絶縁支持板(29)により互いに分離して配置されている、請求項1記載の工作機械。
- 電圧発生器(30;49)が、整流器ユニット(32;54)を介して電圧の供給のために電子回路(24;51,52)に結合されている、請求項1,5または6記載の工作機械。
- 切削工具を備えた工作機械でのワークピースの切削加工を制御するための方法であって、切削工具が支持体にて少なくとも1つの切削部材を支持していて、切削工具を工具ホルダもしくは工作機械の軸受において支承し、切削加工を制御装置によって制御し、切削加工時に発生する切削合力の少なくとも1つのコンポーネントが切削工具に作用する、該切削工具の少なくとも一個所もしくは切削工具の支承部に、圧電セラミックス製の変換器をセンサとして配置し、切削合力の少なくとも1つの力コンポーネントが変換器に作用する方法において、
変換器への力作用により形成された信号を、予め規定された限界値と比較し、限界値の超過時又は下回り時に前記信号を工作機械の制御装置に送信し、制御装置が、ワークピースもしくは切削工具の回転数、又は/及び送り又は/及び切込みを変更して発生した偏差を解消し、
前記切削工具の少なくとも一個所もしくは切削工具の支承部に、前記力作用により電圧を形成する電圧発生器(30;49)として圧電セラミックス製の変換器(30;49)が付加的に設けられており、該電圧発生器によって形成された電圧を、電子回路に供給するために使用することを特徴とする、切削工具を備えた工作機械においてワークピースの切削加工を制御するための方法。 - センサによって、切削工具に作用する切削合力の少なくとも1つのコンポーネントを検出し、切削合力が予め規定した限界値を超過した場合、切削部材を交換するための信号を形成する、請求項8記載の方法。
- センサによって、切削工具に作用する切削合力の少なくとも1つのコンポーネントを検出し、信号の大きさから、切削部材又は/及び工作機械の負荷の程度を推量し、予め規定された限界値の超過時に工作機械を停止させる、請求項8記載の方法。
- 切削工具の回転時に、該切削工具における、センサとしての圧電セラミックス製の変換器と、工作機械における制御装置との間のコミュニケーションを無線信号によって行い、該変換器の信号を切削工具における送・受信装置に送り、そこから工作機械における受信器に送信する、請求項8から10までのいずれか一項記載の方法。
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