JP5767931B2 - 工作機械の振動抑制方法および振動抑制装置 - Google Patents
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Description
60×びびり周波数/(工具刃数×回転軸回転速度) ・・・(1)
工作機械Mは、図1の如く、回転軸ハウジング1の下端に、先端に工具を装着可能な回転軸3がC軸周りに回転可能に備えられている。また、回転軸ハウジング1の側面には、回転中の回軸軸3に生じる時間領域の振動加速度(時間軸上の振動加速度を意味する)を検出するための振動センサ(検出手段)2a〜2cが設けられている。さらに、工作機械Mには、制御装置5が付設されている。
以下、振動抑制装置10による「びびり振動」の振動抑制方法について、図2のフローチャートを基づいて説明する。振動抑制装置10が「びびり振動」を抑制する場合には、まず、振動センサ2a〜2cによって回転軸3の回転中に常時検出される時間領域の振動加速度について、FFT演算装置11を利用してフーリエ解析を行い(S1)、最大加速度(周波数領域の振動加速度)、および、その周波数(びびり周波数)を、恒常的に計算する(S2)。
予想安定回転速度=60×びびり周波数/{工具刃数×(k値+1)} ・・・(2)
振動抑制装置10による工作機械Mの振動抑制方法は、上記の如く、回転中の回転軸による時間領域の振動を検出する第1ステップ(S1)と、検出した時間領域の振動に基づいてびびり周波数を算出する第2ステップ(S2)と、算出されたびびり周波数を用いて加工情報(Kn)を算出し、かつ、記憶するとともに、前に記憶された加工情報(k0)が存在しないときは、算出された加工情報(k1)を用いて安定回転速度を算出する第3ステップ(S3)と、
回転軸の回転速度を算出した安定回転速度に変更する第4ステップ(S4)と、変更した安定回転速度での加工情報と、記憶した加工情報を比較する第5ステップ(S5)と、加工情報が改善され(びびり振動を低減させるように加工情報が変化し)、変更された回転速度の変更方向が減速方向であった場合に、最適な回転速度であると判断する第6ステップ(S6、S7)とを実行するものである。したがって、振動抑制装置10による振動抑制方法によれば、加工のヒステリシス特性に起因したびびり振動の増幅を効果的に防止することができ、ひいては、加工面の品位の向上、工具摩耗の抑制等を図ることができる。
1・・主軸ハウジング
2・・振動センサ(検出手段)
3・・回転軸
5・・制御装置
10・・振動抑制装置
11・・FFT演算装置
12・・演算装置
13・・NC装置
14・・記憶装置
Claims (4)
- 工具またはワークを回転させるための回転軸と、その回転軸の駆動部に接続されたNC制御部とを備えた工作機械において、回転軸の回転速度を変更することによって、加工中に回転軸に生じるびびり振動を抑制する工作機械の振動抑制方法であって、
回転中の回転軸による時間領域の振動を検出する第1ステップと、
検出した時間領域の振動に基づいてびびり周波数を算出する第2ステップと、
算出されたびびり周波数を用いて加工情報を算出し、かつ、記憶するとともに、前に記憶された加工情報が存在しないときは、算出された加工情報を用いて安定回転速度を算出し、前に記憶された加工情報が存在するときは、その記憶されている加工情報を用いて安定回転速度を算出する第3ステップと、
回転軸の回転速度を算出した安定回転速度に変更する第4ステップと、
変更した安定回転速度における加工情報と記憶している加工情報とを比較する第5ステップと、
第5ステップにおける比較の結果、びびり振動を低減させるように加工情報が変化しており、かつ、変更された回転速度の変更方向が減速方向であった場合に、変更後のその時点の回転速度を最適な回転速度であると判断する第6ステップとを繰り返し実行することを特徴とする工作機械の振動抑制方法。 - 第5ステップが、加工情報として加工時の振動加速度を比較するものであることを特徴とする請求項1に記載の工作機械の振動抑制方法。
- 第5ステップが、加工情報として下式(1)を用いて算出される値の小数部分である位相情報を比較するものであることを特徴とする請求項1に記載の工作機械の振動抑制方法。
60×びびり周波数/(工具刃数×回転軸回転速度) ・・・(1) - 工具またはワークを回転させるための回転軸と、回転軸の駆動部に接続されたNC制御部とを備えた工作機械において、回転軸の回転速度を変更することにより、加工中に回転軸に生じるびびり振動を抑制するための工作機械の振動抑制装置であって、
回転中の回転軸による時間領域の振動を検出する検出手段と、
回転軸の回転速度を制御する制御装置とを有するものであり、
その制御装置が、
検出手段によって検出した時間領域の振動に基づいてびびり周波数を算出し、かつ、
算出されたびびり周波数を用いて加工情報を算出し、かつ、記憶するとともに、前に記憶された加工情報が存在しないときは、算出された加工情報を用いて安定回転速度を算出し、前に記憶された加工情報が存在するときは、その記憶されている加工情報を用いて安定回転速度を算出し、なおかつ、
回転軸の回転速度を算出した安定回転速度に変更し、変更した安定回転速度における加工情報と記憶している加工情報とを比較するとともに、
その比較の結果、びびり振動を低減させるように加工情報が変化しており、かつ、その回転速度の変更方向が減速方向である場合には、変更後のその時点の回転速度を最適な回転速度と判断することを特徴とする工作機械の振動抑制装置。
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JP2011215279A JP5767931B2 (ja) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | 工作機械の振動抑制方法および振動抑制装置 |
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