JP6456434B2 - Vibration source estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械を用いた加工中に生じる振動を監視してその振動源を推定するとともに、推定した振動源に係る情報を外部に報知するように構成された振動源推定装置に関する。 The present invention relates to a vibration source estimation device configured to monitor vibrations generated during machining using a machine tool and estimate the vibration source, and to notify the information related to the estimated vibration source to the outside.
工作機械を用いた加工の分野では、ワークを効率よく加工すること、及び加工コストを低減させることが永続的な課題として探求されている。一方、機械加工に求められる加工精度については、日増しに高い精度が求められるようになってきており、ワークを加工する際には、加工効率、加工コスト及び加工精度の各要素について要求される基準を満足するような加工条件を設定する必要がある。 In the field of machining using machine tools, efficient machining of workpieces and reduction of machining costs are being sought as permanent issues. On the other hand, with regard to machining accuracy required for machining, high accuracy is increasingly required day by day, and when machining a workpiece, elements of machining efficiency, machining cost, and machining accuracy are required. It is necessary to set processing conditions that satisfy the standards.
そこで、従来、加工精度に影響を与える要因の一つである再生びびりに着目し、工具又はワークを回転させる主軸の回転速度と、再生びびりを生じる工具の限界切り込み深さとの相関を示す線図であって、再生びびりを生じない安定領域と、再生びびりを生じる不安定領域との境界を示す安定限界線図を作成して表示する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, focusing on regenerative chatter, which is one of the factors affecting the machining accuracy, a diagram showing the correlation between the rotation speed of the spindle that rotates the tool or workpiece and the limit cutting depth of the tool that causes regenerative chatter. There has been proposed an apparatus for creating and displaying a stability limit diagram indicating a boundary between a stable region where no regenerative chatter occurs and an unstable region where regenerative chatter occurs (see, for example, Patent Document 1).
この安定限界線図は、主軸回転速度が工具の固有振動数を当該工具の刃数で除した値であるときに、当該工具の限界切込み深さがピークを示す、即ち、安定領域がピークを示す所謂安定ポケット(1次安定ポケット)を有し、更に、この1次安定ポケットに対応する主軸回転速度を2以上の整数で除した各主軸回転速度において高次の安定ポケットを有する。尚、k次安定ポケットの主軸回転速度は以下で表わされる。
(k次安定ポケットの主軸回転速度)=(60×工具の固有振動数)/(工具の刃数×k)
但し、kは次数を表す1以上の整数である。
This stability limit diagram shows that when the spindle rotational speed is a value obtained by dividing the natural frequency of the tool by the number of blades of the tool, the limit cutting depth of the tool shows a peak, that is, the stable region has a peak. It has a so-called stable pocket (primary stable pocket), and further has a high-order stable pocket at each spindle rotational speed obtained by dividing the spindle rotational speed corresponding to the primary stable pocket by an integer of 2 or more. The spindle speed of the k-th order stable pocket is expressed as follows.
(Spindle rotational speed of k-th order stable pocket) = (60 × natural frequency of tool) / (number of blades of tool × k)
However, k is an integer greater than or equal to 1 representing the order.
この安定限界線図によれば、オペレータは再生びびりを生じない主軸回転速度と工具の切り込み深さとの関係を瞬時に視覚的に認識することができ、当該再生びびりを生じない、効率の良い加工条件を容易に設定することができる。このように、上記装置によれば、オペレータは装置に表示された安定限界線図を基準にすることにより、再生びびりを生じない範囲内で効率の良い加工条件を設定することができる。 According to this stability limit diagram, the operator can instantly visually recognize the relationship between the spindle rotation speed at which regenerative chatter does not occur and the cutting depth of the tool, and efficient machining that does not cause regenerative chatter. Conditions can be set easily. Thus, according to the above apparatus, the operator can set efficient machining conditions within a range in which regenerative chatter does not occur by using the stability limit diagram displayed on the apparatus as a reference.
また、従来、再生びびりが生じたときに、再生びびりを解消すべく、上述した安定ポケット理論を基に、主軸回転速度を、下式に従って算出される予想安定回転速度に変更するといった手法が提案されている(特許文献2参照)。
予想安定回転速度=(60×びびり周波数)/(工具刃数×n)
但し、nは任意の整数である。
Also, conventionally, when regenerative chatter occurs, a method has been proposed in which the spindle rotational speed is changed to the expected stable rotational speed calculated according to the following formula based on the above-mentioned stable pocket theory in order to eliminate regenerative chatter. (See Patent Document 2).
Expected stable rotation speed = (60 × chat frequency) / (number of tool blades × n)
However, n is an arbitrary integer.
この特許文献2によれば、主軸回転速度を前記予想安定回転速度に変更することで、再生びびりの抑制が一応期待されるとのことである。
According to
ところで、従来、加工中に生じる振動の主な振動源は、工具又はワークのいずれかであると考えられてきたが、直接的な加工部位である工具及びワークの他に、工具を保持する工具ホルダ、工具又はワークを回転させる主軸、並びにワークを保持する治具などの間接的に前記加工部位に繋がる構成部材も振動源となり得ることが分かってきている。 Conventionally, it has been considered that the main vibration source of vibration generated during machining is either a tool or a workpiece. However, in addition to a tool and a workpiece which are direct machining sites, a tool for holding a tool. It has been found that components such as a holder, a spindle that rotates a tool or a workpiece, and a jig that holds the workpiece indirectly connected to the processing site can also be a vibration source.
したがって、びびり振動が生じた際には、当該工作機械を担当するオペレータや、当該加工工程を管理する管理者は、どの構成部材が振動しているかを素早く認識して、発生したびびり振動を抑制すべく、振動源に応じた適切な対策を講じる必要がある。 Therefore, when chatter vibration occurs, the operator in charge of the machine tool and the manager managing the machining process can quickly recognize which component member is vibrating and suppress the occurrence of chatter vibration. Therefore, it is necessary to take appropriate measures according to the vibration source.
また、びびり振動が生じた場合、或いはびびり振動に至らないまでも、相応に大きな振動が生じた場合に、その振動源を認識することができれば、オペレータや管理者は、当該加工における改良点を客観的に認識することができ、また、その加工条件を客観的に評価することができて好ましい。 In addition, if chatter vibrations occur, or even if vibrations do not reach chatter vibrations, if the corresponding vibration sources can be recognized, the operator or administrator can improve the machining. It is preferable because it can be objectively recognized and the processing conditions can be objectively evaluated.
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、工作機械を用いた加工中に生じる振動を監視してその振動源を推定するとともに、推定した振動源に係る情報を外部に報知することが可能な振動源推定装置の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and monitors vibration generated during machining using a machine tool to estimate the vibration source, and informs the outside of information related to the estimated vibration source. An object of the present invention is to provide a vibration source estimation apparatus capable of performing
上記課題を解決するための本発明は、工作機械を用いた加工中に生じる振動の振動源を推定する装置であって、
加工によって振動を生じる、少なくとも工具、該工具を保持する工具ホルダ、ワーク、及び前記工作機械の主軸が含まれる構成部材について、それぞれの固有振動数を記憶する固有振動数記憶部と、
前記加工によって生じる前記構成部材の振動加速度を検出し、検出した振動加速度に係る信号を出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される振動信号を周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部によって解析された振動加速度の大きさ(振幅)と振動周波数との関係を示す加速度−振動周波数データ、又は該加速度−振動周波数データから算出される振動エネルギの大きさ(振幅)と振動周波数との関係を示すエネルギ−振動周波数データ、又は前記加速度−振動周波数データから算出される振動変位の大きさ(振幅)と振動周波数との関係を示す変位−振動周波数データの内の、少なくともいずれかのデータを基に、前記固有振動数記憶部に格納されたデータを参照して、振動源と見做される構成部材を推定する振動源推定部と、
前記振動源推定部によって振動源と推定された構成部材に係る情報を外部に報知する報知装置とを備えた振動源推定装置に係る。
The present invention for solving the above problems is an apparatus for estimating a vibration source of vibration generated during machining using a machine tool,
A natural frequency storage unit that stores natural frequencies of at least a tool, a tool holder that holds the tool, a workpiece, and a component that includes the main shaft of the machine tool, which generate vibrations by processing;
A vibration detection unit that detects vibration acceleration of the structural member generated by the processing and outputs a signal related to the detected vibration acceleration;
A frequency analysis unit for analyzing a frequency of a vibration signal output from the vibration detection unit;
Acceleration-vibration frequency data indicating the relationship between the magnitude (amplitude) of vibration acceleration analyzed by the frequency analysis unit and the vibration frequency, or the magnitude (amplitude) of vibration energy calculated from the acceleration-vibration frequency data At least of the energy-vibration frequency data indicating the relationship with the vibration frequency or the displacement-vibration frequency data indicating the relationship between the vibration displacement magnitude (amplitude) calculated from the acceleration-vibration frequency data and the vibration frequency. Based on any data, referring to the data stored in the natural frequency storage unit, a vibration source estimation unit that estimates a component considered as a vibration source,
The present invention relates to a vibration source estimation device including a notification device that notifies the outside of information related to a component estimated as a vibration source by the vibration source estimation unit.
この振動源推定装置によれば、少なくとも、工作機械で使用される一以上の工具、各工具を保持する工具ホルダ、加工される一以上のワーク、及び当該工作機械の主軸といった各構成部材の固有振動数に係るデータが、予め、前記固有振動数記憶部に格納される。尚、各固有振動数は、例えば、各構成部材をハンマリングや加振装置などによって自由振動させるとともに、この自由振動を加速度計などを用いて測定し、測定された振動信号を周波数解析することによって得られる。そして、このようにして測定された固有振動数に係るデータが対応する構成部材に関連付けられて固有振動数記憶部に格納される。 According to the vibration source estimation device, at least one or more tools used in a machine tool, a tool holder for holding each tool, one or more workpieces to be machined, and a characteristic of each component such as a spindle of the machine tool Data relating to the frequency is stored in advance in the natural frequency storage unit. Each natural frequency is determined by, for example, allowing each component member to freely vibrate by hammering or a vibration device, and measuring the free vibration using an accelerometer and analyzing the frequency of the measured vibration signal. Obtained by. Then, the data related to the natural frequency measured in this way is stored in the natural frequency storage unit in association with the corresponding component.
そして、この振動源推定装置では、前記工作機械によって加工が実施されると、その加工中に生じる構成部材の振動加速度が振動検出部によって検出され、検出された振動信号が所定のサンプリング間隔で周波数解析部によって周波数解析される。
In the vibration source estimation apparatus, when machining is performed by the machine tool, the vibration acceleration of the constituent member generated during the machining is detected by the vibration detection unit, and the detected vibration signal is frequencyd at a predetermined sampling interval. Frequency analysis is performed by the analysis unit.
周波数解析によって得られるデータは、振動加速度(以下、単に「加速度」と言う)の大きさと振動周波数との関係を示す加速度−振動周波数データ(加速度対振動周波数データ)であり、このデータから加速度の大きい、即ち、加速度についての振幅が大きい振動周波数を認識することができる。 The data obtained by the frequency analysis is acceleration-vibration frequency data (acceleration versus vibration frequency data) indicating the relationship between the magnitude of vibration acceleration (hereinafter simply referred to as “acceleration”) and the vibration frequency. A vibration frequency that is large, that is, has a large amplitude with respect to acceleration, can be recognized.
また、加速度A[m/s2]についての振動周波数をf[Hz]とすると、その質量当たりの振動エネルギである比エネルギE[m2/s2]は、次の数式1によって表わされる。
(数式1)
E=(A/(2πf))2×(1/2)
したがって、この数式1により、前記加速度−振動周波数データから、振動エネルギ(以下、単に「エネルギ」と言う)の大きさと振動周波数との関係を示すエネルギ−振動周波数データ(エネルギ対振動周波数データ)を算出することができる。そして、このデータからエネルギの大きい、即ち、エネルギについての振幅の大きい振動周波数を認識することができる。
When the vibration frequency for the acceleration A [m / s 2 ] is f [Hz], the specific energy E [m 2 / s 2 ], which is vibration energy per mass, is expressed by the following
(Formula 1)
E = (A / (2πf)) 2 × (1/2)
Therefore, from this acceleration-vibration frequency data, energy-vibration frequency data (energy vs. vibration frequency data) indicating the relationship between the magnitude of vibration energy (hereinafter simply referred to as “energy”) and the vibration frequency is obtained from the acceleration-vibration frequency data. Can be calculated. From this data, it is possible to recognize a vibration frequency having a large energy, that is, a vibration frequency having a large amplitude for the energy.
また、加速度A[m/s2]に対する変位D[m]は、次の数式2によって表される。
(数式2)
D=A/(2πf)2
したがって、この数式2により、前記加速度−振動周波数データから、振動変位(以下、単に「変位」と言う)の大きさと振動周波数との関係を示す変位−振動周波数データ(変位対振動周波数データ)を算出することができる。そして、このデータから変位の大きい、即ち、変位についての振幅の大きい振動周波数を認識することができる。
Further, the displacement D [m] with respect to the acceleration A [m / s 2 ] is expressed by the following
(Formula 2)
D = A / (2πf) 2
Therefore, from this acceleration-vibration frequency data, displacement-vibration frequency data (displacement versus vibration frequency data) indicating the relationship between the magnitude of vibration displacement (hereinafter simply referred to as “displacement”) and the vibration frequency is obtained from the acceleration-vibration frequency data. Can be calculated. From this data, it is possible to recognize a vibration frequency having a large displacement, that is, a large amplitude for the displacement.
斯くして、本発明では、前記振動源推定部において、前記加速度−振動周波数データ、又は該加速度−振動周波数データから算出されるエネルギ−振動周波数データ、若しくは変位−振動周波数データの内の、少なくともいずれかのデータを基に、前記固有振動数記憶部内のデータが参照され、各データにおいて所定の閾値を超える大きさを示す振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材が振動源として推定される。 Thus, in the present invention, at least one of the acceleration-vibration frequency data, energy-vibration frequency data calculated from the acceleration-vibration frequency data, or displacement-vibration frequency data in the vibration source estimation unit. Based on any of the data, the data in the natural frequency storage unit is referred to, and the constituent member having the natural frequency closest to the vibration frequency indicating the magnitude exceeding the predetermined threshold in each data is estimated as the vibration source. The
上述したように、加工中に生じる振動の主な振動源は、直接的な加工部位である工具及びワークの他に、工具を保持する工具ホルダ、並びに工具又はワークを回転させる主軸などの間接的に加工部位に繋がる構成部材が考えられる。そして、加工によって生じる振動の周波数が、これら工具、ワーク、工具ホルダ、若しくは主軸のいずれかの固有振動数に近い場合に、当該構成部材が所定の閾値を超えて大きく振動するものと考えられる。したがって、加工中に生じる振動の大きさ(加速度の大きさ、エネルギの大きさ、又は変位の大きさの少なくともいずれか)が所定の閾値を超える場合には、その振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材が振動源であると考えられる。本発明に係る振動源推定装置では、このような考え方の下、前記振動源推定部によって振動源を推定する。 As described above, the main vibration source of vibration generated during machining is indirect such as a tool holder that holds the tool and a spindle that rotates the tool or workpiece, in addition to the tool and workpiece that are direct machining sites. Constituent members connected to the processing site can be considered. And when the frequency of the vibration generated by the machining is close to the natural frequency of any one of these tools, workpieces, tool holders, and spindles, it is considered that the constituent member greatly vibrates exceeding a predetermined threshold. Therefore, if the magnitude of vibration (at least one of acceleration, energy, or displacement) generated during machining exceeds a predetermined threshold, the natural frequency closest to the vibration frequency It is considered that the constituent member having a vibration source is a vibration source. In the vibration source estimation apparatus according to the present invention, the vibration source is estimated by the vibration source estimation unit under such a concept.
そして、このようにして振動源として推定された構成部材に係る情報が報知装置によって外部に報知される。この報知装置による報知の態様としては、音声による報知、適宜ディスプレイに画像や文字を表示させることによる報知などが考えられる。 And the information which concerns on the structural member estimated as a vibration source in this way is alert | reported outside by an alerting | reporting apparatus. As notification modes by the notification device, notification by voice, notification by appropriately displaying images and characters on a display, and the like are conceivable.
尚、工具の刃先への影響を重視するのであれば、加速度を基準にした振動源の推定が好ましく、加工面の面精度を重視するのであれば、変位を基準にした振動源の推定が好ましく、工具刃先への影響及び加工面の面精度の両者を考慮するのであれば、エネルギを基準にした振動源の推定が好ましい。また、加速度、エネルギ及び変位から推定される振動源を総合的に評価するようにしても良い。 If the influence on the cutting edge of the tool is important, the estimation of the vibration source based on the acceleration is preferable. If the surface accuracy of the machining surface is important, the estimation of the vibration source based on the displacement is preferable. If both the influence on the tool edge and the surface accuracy of the machined surface are taken into consideration, it is preferable to estimate the vibration source based on energy. Further, a vibration source estimated from acceleration, energy, and displacement may be comprehensively evaluated.
斯くして、この振動源推定装置によれば、加工中に生じる振動の振動源が推定され、推定された振動源が外部に報知されるので、オペレータ等はこの報知情報からその時点の振動源を容易に認識することができる。特に、その大きさが所定の閾値を超えるようなびびり振動の場合には、このびびり振動を抑制するための措置として、推定された構成部材に応じた措置を講じることができる。 Thus, according to the vibration source estimation device, the vibration source generated during machining is estimated, and the estimated vibration source is notified to the outside. Can be easily recognized. In particular, in the case of chatter vibration whose magnitude exceeds a predetermined threshold value, a measure corresponding to the estimated component can be taken as a measure for suppressing the chatter vibration.
例えば、振動源が工具である場合には、工具の回転速度を上述した特許文献2に開示される予想安定回転速度に変更する、或いは切り込み深さなどの切削条件を変更する、或いは工具の突き出し量を短くすることで、びびり振動を抑制することができ、ワークが振動源である場合には、ワークの保持態様を制振効果が得られるような態様に改良することでびびり振動を抑制可能である。また、工具ホルダが振動源である場合には、制振効果に優れた工具ホルダに変更する、或いは工具の場合と同様に、工具の回転速度を前記予想安定回転速度に変更する、或いは切り込み深さなどの切削条件を変更する、或いは工具の突き出し量を短くすることで、びびり振動を抑制することができる。また、主軸が振動源である場合にも、工具の場合と同様に、工具の回転速度を前記予想安定回転速度に変更する、或いは切り込み深さなどの切削条件を変更することで、びびり振動を抑制可能である。
For example, when the vibration source is a tool, the rotation speed of the tool is changed to the expected stable rotation speed disclosed in
また、オペレータ等は、振動が生じるその振動源を認識することで、当該加工における改良点、例えば、ワークを保持する治具の強度的な改良や工具ホルダの変更等、改良すべき具体的な構成物を認識することができ、また、当該加工条件の客観的な評価を行うことができるとともに、当該評価を基に加工条件(主軸回転速度、送り速度(一刃当たりの送り量)、切り込み幅、切り込み深さ等)の改善を図ることができる。 In addition, the operator or the like recognizes the vibration source that generates the vibration, so that the improvement point in the processing, for example, the strength improvement of the jig holding the workpiece, the change of the tool holder, etc. It is possible to recognize the components, and to objectively evaluate the machining conditions. Based on the evaluation, machining conditions (spindle rotation speed, feed speed (feed amount per blade), cutting depth Width, depth of cut, etc.) can be improved.
本発明において、前記報知装置は、画像を表示するディスプレイと、前記構成部材の2次元又は3次元のモデルデータを記憶したモデルデータ記憶部と、前記モデルデータ記憶部に格納されたモデルデータを基に、前記構成部材に係る2次元又は3次元のモデルを前記ディスプレイに表示する表示処理部とを備えて構成され、
前記表示処理部は、更に、前記振動源推定部によって推定された構成部材のモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能に前記ディスプレイに表示するように構成されていても良い。
In the present invention, the notification device is based on a display that displays an image, a model data storage unit that stores two-dimensional or three-dimensional model data of the constituent members, and model data stored in the model data storage unit. And a display processing unit configured to display a two-dimensional or three-dimensional model related to the constituent member on the display,
The display processing unit may be further configured to display the model of the constituent member estimated by the vibration source estimation unit on the display so as to be distinguishable from the model of the other constituent member.
このように構成された報知装置によれば、オペレータ等は、ディスプレイに表示されたモデル画像から振動源を視覚的に認識することができるので、当該振動源をより容易に認識することができる。 According to the notification device configured as described above, an operator or the like can visually recognize the vibration source from the model image displayed on the display, and thus can more easily recognize the vibration source.
また、本発明に係る振動源推定装置は、前記振動源推定部によって推定された構成部材に係る情報を記憶する振動源情報記憶部を更に備え、
前記振動源推定部は、前記振動源を予め定められた時間毎に推定するとともに、推定した構成部材に係る情報を時間情報と共に前記振動源情報記憶部に格納するように構成され、
前記表示処理部は、前記振動源情報記憶部に格納された情報を基に、その時間情報に従って、前記振動源推定部により推定された構成部材のモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能に前記ディスプレイに表示するように構成されていても良い。
The vibration source estimation apparatus according to the present invention further includes a vibration source information storage unit that stores information related to the constituent members estimated by the vibration source estimation unit,
The vibration source estimation unit is configured to estimate the vibration source every predetermined time, and to store information on the estimated component member together with time information in the vibration source information storage unit,
Based on the information stored in the vibration source information storage unit, the display processing unit can identify the model of the component member estimated by the vibration source estimation unit from the model of the other component member according to the time information. It may be configured to display on the display.
この構成の振動源推定装置によれば、振動源推定部により、予め定められた時間毎に振動源が推定されるとともに、推定された構成部材に係る情報が時間情報と共に振動源情報記憶部に格納される。そして、表示処理部は、振動源情報記憶部に格納された情報を基に、その時間情報に従って、振動源推定部により推定された構成部材のモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能にディスプレイに表示する。 According to the vibration source estimation device having this configuration, the vibration source estimation unit estimates the vibration source at each predetermined time, and information on the estimated component is stored in the vibration source information storage unit together with the time information. Stored. The display processing unit can identify the model of the component member estimated by the vibration source estimation unit based on the information stored in the vibration source information storage unit from the models of other component members. Show on the display.
斯くして、この振動源推定装置によれば、時間経過とともに移り変わる振動源のモデルが、他の構成部材のモデルから識別可能にディスプレイに表示される、言い換えれば、振動源の移り変わりが時間経過とともにリプレイ表示されるので、オペレータ等は、加工時間の経過とともに移り変わる振動源を、その振動している時間などの時間的要素を含めて視覚的に認識することができるとともに、当該振動現象を再検証することができる。 Thus, according to the vibration source estimation apparatus, the vibration source model that changes over time is displayed on the display so that it can be distinguished from the models of other components, in other words, the change of the vibration source over time. The replay display allows operators to visually recognize the vibration source that changes as the machining time elapses, including temporal factors such as the vibration time, and re-examine the vibration phenomenon. can do.
また、本発明において、前記振動源推定部は、振動源としての可能性が高い順位付けにした複数の構成部材を推定するように構成され、前記報知装置は、前記振動源推定部によって推定された複数の構成部材を、その順位付けに係る情報と共に報知するように構成されていても良い。例えば、振動の大きさが所定の閾値を超える振動周波数が複数確認される場合、振動の大きさが大きい順に、その振動周波数に近い固有振動数を有する構成部材を、振動源としての可能性が高い順位付けにする。このようにすれば、振動源として推定される複数の構成部材が、その可能性の順位付けに係る情報と共に報知されるので、オペレータ等は、どの構成部材が振動に関係していて、それらが振動源としてどの程度の可能性を有するのかを容易に認識することができ、複雑な振動状態を容易に把握することができる。 Further, in the present invention, the vibration source estimation unit is configured to estimate a plurality of constituent members ranked with high possibility as a vibration source, and the notification device is estimated by the vibration source estimation unit. The plurality of constituent members may be notified together with information related to the ranking. For example, when a plurality of vibration frequencies whose vibration magnitude exceeds a predetermined threshold are confirmed, there is a possibility that a constituent member having a natural frequency close to the vibration frequency in the descending order of vibration magnitude as a vibration source. Make it a high ranking. In this way, since a plurality of constituent members estimated as vibration sources are notified together with information related to the ranking of the possibility, the operator or the like knows which constituent members are related to vibration and It is possible to easily recognize the possibility of the vibration source, and to easily grasp a complicated vibration state.
また、本発明に係る振動源推定装置は、前記加速度−振動周波数データ、又はエネルギ−振動周波数データ、又は変位−振動周波数データの内の、少なくともいずれかのデータについて積算するとともに、この積算データと前記固有振動数記憶部に格納されたデータとを基に、各構成部材に作用した負荷状態をそれぞれ評価する負荷状態評価部を更に備え、前記報知装置は、前記負荷状態評価部によって評価された各構成部材の負荷状態に係る情報を表示するように構成されていても良い。 The vibration source estimation apparatus according to the present invention integrates at least one of the acceleration-vibration frequency data, energy-vibration frequency data, or displacement-vibration frequency data, and Based on the data stored in the natural frequency storage unit, it further includes a load state evaluation unit that evaluates the load state applied to each component member, and the notification device is evaluated by the load state evaluation unit You may be comprised so that the information which concerns on the load state of each structural member may be displayed.
また、本発明に係る振動源推定装置は、前記各構成部材が、前記振動源推定部によって振動源であると推定される度数を算出し、算出された度数を基に、各構成部材に作用した負荷状態をそれぞれ評価する負荷状態評価部を更に備え、前記報知装置は、前記負荷状態評価部によって評価された各構成部材の負荷状態に係る情報を表示するように構成されていても良い。 Further, the vibration source estimation apparatus according to the present invention calculates the frequency at which each component member is estimated to be a vibration source by the vibration source estimation unit, and acts on each component member based on the calculated frequency. A load state evaluation unit that evaluates each of the load states may be further provided, and the notification device may be configured to display information on the load state of each component evaluated by the load state evaluation unit.
これらの態様の振動源推定装置によれば、各構成部材の振動に係る負荷状態がそれぞれ評価されるとともに、評価された負荷状態が表示されるので、オペレータ等は、各構成部材の振動に係る負荷状態を客観的に認識することができ、その負荷状態に応じて、例えば、耐用限度を超え得ていると判断される場合には、対応する構成部材を新たな物に交換する等の措置を講じることができる。 According to the vibration source estimation device of these aspects, the load state related to the vibration of each component member is evaluated and the evaluated load state is displayed. The load state can be objectively recognized, and, for example, when it is determined that the service life has been exceeded, measures such as replacing the corresponding component with a new one Can be taken.
また、本発明に係る振動源推定装置は、前記周波数解析部によって解析された加速度−振動周波数データから前記工具にびびり現象が生じたかどうかを検出するびびり検出部を更に備え、前記報知装置は、前記びびり検出部によってびびりが検出された場合に、その旨を報知するように構成されていても良い。このようにすれば、オペレータ等は、加工中にびびり振動が生じたことを容易に認識することができる。 The vibration source estimation apparatus according to the present invention further includes a chatter detection unit that detects whether or not chatter has occurred in the tool from the acceleration-vibration frequency data analyzed by the frequency analysis unit, and the notification device includes: When chatter is detected by the chatter detection unit, it may be configured to notify that effect. In this way, an operator or the like can easily recognize that chatter vibration has occurred during machining.
また、前記びびり検出部は、更に、前記周波数解析部によって解析された加速度−振動周波数データを基に、検出されたびびり現象が再生びびり現象か、又は強制びびり現象であるかを判別するように構成され、前記報知装置は、前記びびり検出部によって強制びびりが検出された場合には、切り込みを下げるか、又は送り速度を下げることの少なくともいずれかの対応を採ることを報知し、前記びびり検出部によって再生びびりが検出された場合には、主軸回転速度を上げるか、又は下げることの少なくともいずれかの対応を採ることを報知するように構成されていても良い。このようにすれば、オペレータ等は、発生したびびり振動に応じた適切な対応を採ることができる。 Further, the chatter detecting unit further determines whether the detected chatter phenomenon is a regenerative chatter phenomenon or a forced chatter phenomenon based on the acceleration-vibration frequency data analyzed by the frequency analyzing unit. And when the chatter is detected by the chatter detecting unit, the alerting device informs that at least one of lowering the notch or lowering the feed rate is taken, and detecting the chatter. When the chatter is detected by the unit, it may be configured to notify that the spindle rotational speed is increased or decreased. In this way, the operator or the like can take an appropriate response according to the generated chatter vibration.
また、本発発明の振動源推定装置は、前記工具の稼働状態を監視する工具監視部を更に備え、前記報知装置は、前記振動源推定部によって前記工具が振動源であると推定された場合に、前記工具監視部によって監視される該工具の稼働状態から、該工具が初期摩耗期にあると判断された場合には、その旨を報知するように構成されていても良い。このようにすれば、オペレータ等は、工具の振動がびびり振動であったとしても、当該振動が工具の初期摩耗期に起因した振動であることを容易に認識することができるので、初期摩耗を脱した後では同一の加工条件下でもびびり振動を起こさない事を予め知ることができる。 The vibration source estimation device according to the present invention further includes a tool monitoring unit that monitors the operating state of the tool, and the notification device is configured such that the vibration source estimation unit estimates that the tool is a vibration source. In addition, when it is determined that the tool is in the initial wear period from the operating state of the tool monitored by the tool monitoring unit, a notification to that effect may be made. In this way, even if the vibration of the tool is chatter vibration, the operator or the like can easily recognize that the vibration is vibration due to the initial wear period of the tool. After removal, it can be known in advance that chatter vibration does not occur even under the same processing conditions.
斯くして、本発明に係る振動源推定装置によれば、加工中に生じる振動の振動源が推定され、推定された振動源が外部に報知されるので、オペレータ等はこの報知情報からその時点の振動源を容易に認識することができる。特に、その大きさが所定の閾値を超えるようなびびり振動である場合には、このびびり振動を抑制すべく、推定された構成部材に応じた適切な措置を講じることができる。 Thus, according to the vibration source estimating apparatus according to the present invention, the vibration source of the vibration generated during machining is estimated, and the estimated vibration source is notified to the outside. The vibration source can be easily recognized. In particular, in the case of chatter vibration whose magnitude exceeds a predetermined threshold value, it is possible to take appropriate measures according to the estimated component member in order to suppress the chatter vibration.
また、オペレータ等は、振動が生じるその振動源を認識することで、当該加工における改良点(例えば、ワーク保持治具の強度的な改良や工具ホルダの変更等)を客観的に認識することができ、また、当該加工条件を客観的に評価することができ、当該評価を基に加工条件(主軸回転速度、送り速度(一刃当たりの送り量)、切り込み幅、切り込み深さ等)の改善を図ることができる。 Further, the operator or the like can objectively recognize improvement points in the processing (for example, strength improvement of the work holding jig, change of the tool holder, etc.) by recognizing the vibration source that generates the vibration. It is possible to objectively evaluate the machining conditions, and improve the machining conditions (spindle rotation speed, feed rate (feed amount per blade), cutting width, cutting depth, etc.) based on the evaluation. Can be achieved.
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る振動源推定装置及び数値制御装置等の概略構成を示したブロック図である。以下、本実施形態に係る工作機械30、数値制御装置20及び振動源推定装置1の各装置について説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vibration source estimation device, a numerical control device, and the like according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, each device of the
A.工作機械
まず、本実施形態における工作機械30の概略について説明する。図2に示すように、本例の工作機械30は、ベッド31と、このベッド31上に立設されたコラム32と、このコラム32の前面(加工領域側の面)に矢示Z軸方向に移動自在に設けられた主軸頭33と、軸中心に回転自在に主軸頭33に保持された主軸34と、主軸頭33より下方のベッド31上に矢示Y軸方向に移動自在に設けられたサドル35と、サドル35上に矢示X軸方向に移動自在に配設されたテーブル36と、このテーブル36をX軸方向に移動させるX軸送り機構39と、サドル35をY軸方向に移動させるY軸送り機構38と、主軸頭33をZ軸方向に移動させるZ軸送り機構37と、主軸34を回転させる主軸モータ(図示せず)とを備えている。
A. Machine Tool First, an outline of the
前記X軸送り機構39、Y軸送り機構38、Z軸送り機構37及び主軸モータ(図示せず)が駆動されて、主軸34がその軸中心に回転するとともに、当該主軸34とテーブル36とが3次元空間内で相対的に移動することで、テーブル36上にワーク保持治具WJを介して固定されたワークWが、主軸34に装着された工具TLによって加工される。尚、工具TLは工具ホルダTHにより保持された状態で主軸34に装着されており、図2には、工具TLの一例としてエンドミルを図示している。
The
B.数値制御装置
前記数値制御装置20は、図1に示すように、主たる構成としてNCプログラム実行部21、NCプログラム記憶部24、主軸制御部22及び送り制御部23などを備えて構成される。
B. Numerical Control Device As shown in FIG. 1, the
この数値制御装置20は、CPU、RAM、ROMなどを含むコンピュータから構成される。そして、前記NCプログラム記憶部24はRAMなどの適宜記憶媒体から構成され、NCプログラム実行部21、主軸制御部22及び送り制御部23はコンピュータプログラムによってその機能が実現される。
The
前記主軸制御部22は、主軸モータ(図示せず)の作動を制御する制御部であり、例えば、前記NCプログラム実行部21から主軸回転速度に係る制御信号(指令信号)を受信して、前記主軸34の回転速度が指令された回転速度となるように前記主軸モータ(図示せず)を制御する。
The
また、前記送り制御部23は、前記X軸送り機構39、Y軸送り機構38及びZ軸送り機構37の作動を制御する制御部であり、例えば、前記NCプログラム実行部21から、各送り軸(X軸,Y軸及びZ軸)についての移動位置及び移動速度に関する制御信号を受信して、対応するX軸送り機構39、Y軸送り機構38及びZ軸送り機構37を駆動し、指令された移動速度で、指令された位置関係となるように、主軸34とテーブル36とを3次元空間内で相対的に移動させる。
The
また、NCプログラム実行部21は、前記NCプログラム記憶部24に記憶されたNCプログラムを読み出し、これを順次解析して、指令に応じた制御信号を生成し、生成した制御信号を前記主軸制御部22及び送り制御部23に送信する処理を行う。
The NC program execution unit 21 reads the NC program stored in the NC
斯くして、この数値制御装置20によれば、NCプログラム記憶部24に格納されたNCプログラムがNCプログラム実行部21によって実行され、このNCプログラムに従った制御の下で、前記主軸モータ(図示せず)が前記主軸制御部22により駆動されて、前記主軸34がその軸中心に回転するとともに、前記X軸送り機構39、Y軸送り機構38及びZ軸送り機構37が前記送り制御部23により駆動されて、前記主軸34とテーブル36とが3次元空間内で相対的に移動することで、テーブル36上のワークWが主軸34に装着された工具TLによって加工される。
Thus, according to the
C.振動源推定装置
前記振動源推定装置1は、前記主軸頭33の下端部に設けられる加速度センサ2と、演算処理装置3と、表示装置15とから構成される(図1及び図2参照)。
C. Vibration Source Estimation Device The vibration
前記加速度センサ2は、前記工具TLによってワークWを加工しているときに、当該加工によって生じる振動加速度を検出して、振動加速度に応じた振動信号を出力する。この加速度センサ2による振動加速度の検出は、加工が行なわれている間、常に実行される。また、前記表示装置15は、適宜ディスプレイを備えており、このディスプレイ上に画像や情報を表示する。
When the workpiece W is being machined by the tool TL, the
前記演算処理装置3は、周波数解析部4、振動源推定部5、びびり検出部6、負荷状態評価部7、工具監視部8、表示処理部9、固有振動数記憶部10、振動源情報記憶部11、モデルデータ記憶部12などを備える。
The
この演算処理装置3は、前記数値制御装置20と同様に、CPU,ROM,RAMなどを備えた一般的なコンピュータから構成される。そして、前記固有振動数記憶部10、振動源情報記憶部11及びモデルデータ記憶部12はRAMなどの適宜記憶媒体から構成され、周波数解析部4、振動源推定部5、びびり検出部6、負荷状態評価部7、工具監視部8及び表示処理部9はコンピュータプログラムによってその機能が実現される。
Similar to the
前記固有振動数記憶部10には、図3に示すように、工作機械30を用いた加工によって振動する可能性のある構成部材であって、少なくとも、当該工作機械30で使用される一以上の工具TL1〜TL4、この工具TL1〜TL4をそれぞれ保持する工具ホルダTH1〜TH4、当該工作機械30で加工を予定される一以上のワークW1〜W2、このワークW1〜W2を保持するワーク保持治具WJ及び当該工作機械30の主軸34といった各構成部材の固有振動数に係るデータが格納される。
As shown in FIG. 3, the natural
尚、図3において、T1〜T4は当該工作機械30で設定されている工具番号であり、例えば、工具番号T1は、工具TL1とこれを保持する工具ホルダTH1とから編成される。同様に、工具番号T2は工具TL2及び工具ホルダTH2から編成され、工具番号T3は工具TL3及び工具ホルダTH3から編成され、工具番号T4は工具TL4及び工具ホルダTH4から編成される。
In FIG. 3, T1 to T4 are tool numbers set in the
これら主軸34、ワークW1〜W2、ワーク保持治具WJ、工具TL1〜TL4及び工具ホルダTH1〜TH4の各固有振動数は、例えば、これらをそれぞれハンマリングや加振装置などによって自由振動させるとともに、この自由振動を加速度計などを用いて測定し、測定された振動信号を周波数解析することによって得られる。そして、このようにして測定された固有振動数に係るデータが、図示しない適宜入力装置によって、前記固有振動数記憶部10に格納される。
The natural frequencies of the
尚、当然のことながら、工具TL及び工具ホルダTHの個数、並びにワークWの個数は一例に過ぎないものであり、本例のものに限定されるものではない。加工によって振動を生じるとして設定される構成部材も、主軸34、ワークW、ワーク保持治具WJ、工具TL及び工具ホルダTHに限られるものではなく、これら以外の構成部材が含まれる、或いは、逆に前記ワーク保持治具WJは特に含まれていなくても良い。また、この固有振動数記憶部10には、固有振動数に係るデータの他に、工具TL1〜TL4の刃数に係るデータが格納されている。
As a matter of course, the number of tools TL and tool holders TH and the number of workpieces W are merely examples, and are not limited to those in this example. The components set to generate vibrations by machining are not limited to the
前記モデルデータ記憶部12には、工作機械30、工具TL1〜TL4、工具ホルダTH1〜TH4、ワークW1〜W2及びワーク保持治具WJに係る各3次元のモデルデータが、前記入力装置(図示せず)を介して、格納されている。尚、モデルデータとしては3次元のものに限られるものではなく、2次元のものでも良い。
In the model
前記周波数解析部4は、前記加速度センサ2から連続的に出力される振動に係る信号を受信し、受信した信号を所定のサンプリング間隔でフーリエ解析(周波数解析)により解析して、加工によって生じる振動加速度(以下、単に「加速度」と言う)の振動周波数とその大きさを算出し、算出結果、即ち解析結果を振動源推定部5、びびり検出部6及び負荷状態評価部7にそれぞれ送信する。図5及び図6に、この周波数解析部4による解析結果(加速度−振動周波数データ)の一例を示す。図5には、加工中にびびり振動が生じていない状態における解析結果を示している。また、図6には、加工中にびびり振動が生じた状態における解析結果を示しており、びびり周波数は1100[Hz]であった。尚、この図5及び図6における加工条件は、工具TLとして直径が16[mm]、刃数が4のエンドミルを用い、切り込み幅を4[mm]、切り込み深さを10[mm]、一刃当たりの送りを0.1[mm/刃]とした。また、図5における主軸回転速度は1620[min−1]であり、図6における主軸回転速度は1680[min−1]であった。
The
前記振動源推定部5は、前記周波数解析部4によって解析された加速度−振動周波数データを基に、予め定められた時間毎に、前記固有振動数記憶部10に格納されたデータを参照して、加速度の大きさが所定の閾値を超える振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材を振動源として推定し、推定した構成部材に係る情報を前記表示処理部9に送信するとともに、推定した構成部材に係る情報を時間情報と共に前記振動源情報記憶部11に格納する処理を行う。
The vibration
加工中に生じる振動の主な振動源は、直接的に加工部位となる工具TL及びワークWの他に、工具TLを保持する工具ホルダTH、工具TLを回転させる主軸34、並びにワーク保持治具WJなどの間接的に加工部位に繋がる構成部材が考えられる。そして、加工によって生じる振動周波数が、これら工具TL、ワークW、工具ホルダTH、主軸34、若しくはワーク保持治具WJなどのいずれかの固有振動数に近い場合に、当該構成部材が所定の閾値を超えて大きく振動するものと考えられる。したがって、加工中に生じる振動(加速度)の大きさが前記閾値(基準値A)を超えて大きく振動する場合には、その振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材が振動源であると考えられる。振動源推定部5は、このような考え方の下で振動源を推定する。例えば、図6において、前記基準値Aを0.5[m/s2]とすると、これを超える振動周波数として1100[Hz]が検出され、前記固有振動数記憶部10に格納されたデータから振動源として主軸34が推定される。
In addition to the tool TL and the workpiece W that directly become the machining site, the main vibration source of vibration generated during machining is the tool holder TH that holds the tool TL, the
尚、振動源推定部5は、振動源を推定するときに、前記NCプログラム実行部21から現在実行され、使用されている工具番号を受信し、受信した工具番号を基に、前記固有振動数記憶部10を参照して、当該工具番号に対応した工具TL及び工具ホルダTHを、現在使用されている工具TL及び工具ホルダTHとして認識し、認識した工具TL及び工具ホルダTHの固有振動数と前記周波数解析部4によって解析された振動周波数とを比較する。
When the vibration source is estimated, the vibration
このようにして振動源推定部5により推定され、前記振動源情報記憶部11に格納されるデータの一例を、図4に示す。図4に示したデータテーブルでは、加工開始からの経過時間を表す時間t1〜t100の各時間において振動源であると推定された構成部材に○(フラグ)が付されている。尚、図5に示すように、周波数解析部4による解析の結果、振動の大きさが何れの周波数においても小さく、有意差をもって振動源を推定できない場合には、図4に示すデータテーブルにおいて、当該時間についてはフラグが付されない(図4における時間t5参照)。
FIG. 4 shows an example of data estimated by the vibration
前記びびり検出部4は、前記周波数解析部4によって解析された振動の大きさを所定の基準値Bと比較し、振動の大きさが基準値Bを超えたとき、びびり現象が生じたと判定し、その検出信号を前記表示処理部9に送信する処理を行う。この基準値Bは前記基準値Aよりも大きな値であり、経験的に設定される。
The
また、びびり検出部4は、びびり現象が生じたと判定される場合に、このびびり現象が強制びびり現象であるか、又は再生びびり現象であるかを判断する。例えば、強制びびり現象の場合には、その振動周波数ωk[Hz]は、工具TLの回転速度をS[min−1]、工具TLの刃数をNとすると次式数式3で表わされる。
(数式3)
ωk=(N×S×k)/60
但し、kが1以上の整数である。
In addition, when it is determined that the chatter phenomenon has occurred, the
(Formula 3)
ω k = (N × S × k) / 60
However, k is an integer of 1 or more.
びびり検出部4は、この数式3を基に、所定のマージンαを考慮して、周波数解析部4によって解析された振動周波数ωが次式数式4の範囲内であれば、強制びびり現象であると判定し、数式4の範囲外であれば、再生びびり現象であると判定する。
(数式4)
(ωk−α)≦ω≦(ωk+α)
尚、工具TLの回転速度Sは主軸34の回転速度であり、びびり検出部4はNCプログラム実行部21から現在実行されている主軸回転速度を受信して、これを認識する。また、びびり検出部4はNCプログラム実行部21から現在実行され、使用されている工具番号を受信し、受信した工具番号を基に、前記固有振動数記憶部10を参照して、当該工具番号に対応した工具TLの刃数を認識する。
The
(Formula 4)
(Ω k −α) ≦ ω ≦ (ω k + α)
The rotation speed S of the tool TL is the rotation speed of the
そして、びびり検出部4は、検出されたびびり振動が強制びびりである場合には、強制びびり検出信号を表示処理部9に送信し、検出されたびびり振動が再生びびりである場合には、再生びびり検出信号を表示処理部9に送信する処理を行う。
The
負荷状態評価部7は、前記周波数解析部4によって解析された周波数解析結果を積算する処理を行うとともに、この積算データと前記固有振動数記憶部10に格納された固有振動数に係るデータとを基に、各構成部材の固有振動数に対応した振動周波数における振動(加速度)の大きさの積算値、即ち、各構成部材に作用した振動の大きさの積算値を、各構成部材に作用した負荷値として評価するとともに、各構成部材に対応した積算値を表示するための画像データ、例えば、図11に示すような画像のデータを生成して、前記表示処理部9に送信する処理を行う。
The load state evaluation unit 7 performs a process of integrating the frequency analysis results analyzed by the
工具監視部8は、NCプログラム実行部21によってNCプログラムが実行される状況を監視し、工作機械30で使用される工具TL1〜TL4の切削時間を積算するとともに、当該工具TL1〜TL4が工具の摩耗曲線において初期摩耗期、定常摩耗期及び終期摩耗期の何れの時期に在るかを判定する。尚、工具の摩耗曲線は、刃先が大きな圧力に耐えるために急速に磨耗したり、或いは切断力に耐えるように小さなチッピングを伴って刃先の丸みを形成する初期摩耗期と、摩耗が緩やかに進行する定常摩耗期と、刃先の丸みの増加などで抵抗が増し、発熱などを伴って摩耗が急速に増える終期摩耗期の3段階から構成される。
The tool monitoring unit 8 monitors the state in which the NC program is executed by the NC program execution unit 21 and integrates the cutting times of the tools TL1 to TL4 used in the
前記表示処理部9は、前記モデルデータ記憶部12に格納されたモデルデータを前記表示装置15のディスプレイに表示する処理を行うとともに、前記振動源推定部5によって、振動源に係る構成部材が推定されると、振動源と推定された構成部材に係る情報を前記振動源推定部5から受信して、推定された構成部材に係るモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能に前記表示装置15のディスプレイに表示する(以下、この表示を「識別表示」という)。この表示処理部9、モデルデータ記憶部12及び表示装置15が報知装置を構成する。
The display processing unit 9 performs a process of displaying the model data stored in the model
図7〜図10に、前記表示装置15のディスプレイに表示される画像の一例を示す。図7では、工具TLが振動源であると推定された場合に、当該工具TLに係るモデルを黒く塗りつぶすことによって、他の構成部材と識別可能な画像としている。同様に、図8では、工具ホルダTHが振動源であると推定された場合の画像であり、当該工具ホルダTHに係るモデルを黒く塗りつぶしている。また、図9では、主軸34が振動源であると推定された場合の画像であり、当該主軸34に係るモデルを黒く塗りつぶしている。また、図10では、ワークWが振動源であると推定された場合の画像であり、当該ワークWに係るモデルを黒く塗りつぶしている。尚、特に図示しないが、ワーク保持治具WJが振動源であると推定された場合には、当該ワーク保持治具WJを黒く塗りつぶした画像が前記ディスプレイに表示される。
7 to 10 show examples of images displayed on the display of the
当然のことながら、振動源と推定された構成部材のモデルを識別表示する態様としては、これに限られるものではなく、他の色で表示したり、或いは、振動源と推定された構成部材のモデルを点滅させる態様や、振動源と推定された構成部材のモデルに矢印を付して強調するなどの様々な態様が含まれる。 As a matter of course, the mode of identifying and displaying the model of the component member estimated as the vibration source is not limited to this, and may be displayed in another color or the component member estimated as the vibration source. Various modes are included, such as flashing the model and emphasizing the model of the component estimated as the vibration source with an arrow.
また、表示処理部9は、前記振動源推定部5により、振動源が工具TLであると推定された場合には、当該工具TL(本例では工具TL1〜TL4のいずれか)について前記工具監視部8により判定された摩耗期を参照し、判定された摩耗期が初期摩耗期である場合には、例えば、図7における表示において、当該工具TLが初期摩耗期である旨の文字表示を行う。
In addition, when the vibration
また、表示処理部9は、前記びびり検出部4によってびびり現象が検出され、当該検出信号をびびり検出部4から受信すると、びびり現象が生じた旨を前記ディスプレイに文字表示するとともに、受信した検出信号が強制びびり検出信号である場合には、「切り込みを下げるか、又は送り速度を下げること」を推奨する文字表示を前記ディスプレイに表示し、一方、受信した検出信号が再生びびり検出信号である場合には、「主軸回転速度を上げるか、又は主軸回転速度を下げること」を推奨する文字表示を前記ディスプレイに表示する。尚、当然のことながら、これら以外の対応が考えられる場合には、その対応を文字表示するようにしても良い。
In addition, when the chatter phenomenon is detected by the
また、表示処理部9は、前記振動源情報記憶部11に格納されたデータ、即ち、過去の加工において推定された振動源に係るデータを基に、その時間情報に従って、推定された構成部材のモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能にディスプレイに表示する。例えば、図4に示した例では、加工開始からの経過時間を表す時間t1〜t100の各経過時間に沿って前記ディスプレイにモデルを表示するとともに、各時間で推定された振動源に係るモデルについて、上述した識別表示を行う。このような表示によれば、当該加工における振動源の移り変わりが再表示(リプレイ表示)される。 Further, the display processing unit 9 is based on the data stored in the vibration source information storage unit 11, that is, the data related to the vibration source estimated in the past processing, and according to the time information, The model is displayed on the display so as to be distinguishable from models of other components. For example, in the example shown in FIG. 4, a model is displayed on the display along each elapsed time from time t1 to time t100 representing the elapsed time from the start of machining, and the model related to the vibration source estimated at each time is used. The identification display described above is performed. According to such a display, the change of the vibration source in the processing is redisplayed (replay display).
また、表示処理部9は、前記負荷状態評価部7から受信した各構成部材に対応した積算値を表示するための画像を前記ディスプレイに表示する処理を行う(図11参照)。 Further, the display processing unit 9 performs a process of displaying an image for displaying an integrated value corresponding to each component received from the load state evaluation unit 7 on the display (see FIG. 11).
以上の構成を備えた本例の振動源推定装置1によれば、前記NCプログラム実行部21によりNCプログラムが実行されて、前記工作機械30によりワークWが加工されると、その間に、当該加工によって生じる振動(加速度)が前記加速度センサ2によって検出され、振動に応じた信号が当該加速度センサ2から周波数解析部4に入力される。そして、周波数解析部4は、連続的に入力される振動信号を所定のサンプリング間隔で解析して、その解析結果を振動源推定部5、びびり検出部6及び負荷状態評価部7にそれぞれ送信する。
According to the vibration
振動源推定部5では、周波数解析部4によって解析された、加速度の大きさ(振幅)と振動周波数との関係を示す加速度−振動周波数データを基に、予め定められた時間毎に、前記固有振動数記憶部10に格納されたデータを参照して、振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材が振動源として推定され、推定された構成部材に係る情報が表示処理部9に送信され、また、推定された構成部材に係る情報が時間情報と共に前記振動源情報記憶部11に格納される。
In the vibration
そして、前記表示処理部9は、前記モデルデータ記憶部12に格納されたモデルデータを前記表示装置15のディスプレイに表示するとともに、前記振動源推定部5により振動源と推定された構成部材のモデルを他の構成部材のモデルから識別可能に表示、即ち、識別表示する。
The display processing unit 9 displays the model data stored in the model
斯くして、このようにして所定のサンプリング間隔で振動源として推定された構成部材が他の構成部材から識別可能に前記ディスプレイに表示されるので、オペレータ等はこの表示からその時点における振動源を容易に認識することができるとともに、振動源の経時的な変遷(移り変わり)を把握することができ、当該加工における振動上の特性を認識することができる。 Thus, since the component estimated as the vibration source at the predetermined sampling interval is displayed on the display so as to be distinguishable from other components, the operator or the like can select the vibration source at that time from this display. While being able to recognize easily, it can grasp | ascertain the transition (transition) of a vibration source with time, and can recognize the characteristic on the vibration in the said process.
また、オペレータ等は、振動源を認識することで、当該加工における改良点、例えば、ワーク保持治具WJの強度的な改良や工具ホルダTHの変更等、改良すべき具体的な構成物を認識することができ、また、当該加工条件を客観的に評価することができるとともに、当該評価を基に加工条件(主軸回転速度、送り速度(一刃当たりの送り量)、切り込み幅、切り込み深さ等)の改善を図ることができる。 Further, the operator or the like recognizes a specific component to be improved by recognizing the vibration source, such as an improvement in the processing, for example, a strength improvement of the work holding jig WJ or a change of the tool holder TH. In addition, the machining conditions can be objectively evaluated, and the machining conditions (spindle rotation speed, feed speed (feed amount per blade)), cutting width, cutting depth can be evaluated objectively. Etc.) can be improved.
一方、前記びびり検出部4では、前記周波数解析部4における解析結果からびびり振動が生じたか否か、また、びびり振動が生じたと判断される場合には、それが強制びびり振動であるのか、若しくは再生びびり振動であるのかが判別され、判別結果が前記表示処理部9に送信される。
On the other hand, the
そして、表示処理部9は、びびり検出部4からびびり検出信号を受信して、びびり現象が生じた旨を前記ディスプレイに文字表示するとともに、受信した検出信号が強制びびり検出信号である場合には、「切り込みを下げるか、又は送り速度を下げること」などを推奨する文字表示を前記ディスプレイに表示し、一方、受信した検出信号が再生びびり検出信号である場合には、「主軸回転速度を上げるか、又は主軸回転速度を下げること」などを推奨する文字表示を前記ディスプレイに表示する。
Then, the display processing unit 9 receives the chatter detection signal from the
斯くして、オペレータ等は、びびり振動が生じた時にディスプレイにその旨が表示されるので、現在の振動がびびり振動であることを容易に認識することができ、また、推定された振動源との関係において、これに応じた対応を採ることができる。例えば、びびり現象の原因(振動源)がワークWである場合には、次回以降の加工において、ワークWの保持態様を制振効果が得られるような態様に改良することでびびり現象を抑制することができる。また、ワーク保持治具WJが振動源である場合には、ワークW若しくはワーク保持治具WJの取付状態を確認してこれを修正する、或いはワーク保持治具WJの設計を見直してこれを安定したものに改良することで、びびり現象を抑制可能であり、工具ホルダTHが振動源である場合には、制振効果に優れた工具ホルダTHに変更する、或いは工具の回転速度を上述した予想安定回転速度に変更する、或いは切り込み深さなどの切削条件を変更する、或いは工具の突き出し量を短くすることで、びびり現象を抑制可能である。また、主軸34が振動源である場合も同様に、工具TLの回転速度を前記予想安定回転速度に変更する、或いは切り込み深さなどの切削条件を変更することで、びびり現象を抑制可能である。
Thus, when chatter vibration occurs, the operator or the like can display that effect on the display, so that the current vibration is easily recognized as chatter vibration, and the estimated vibration source and Therefore, it is possible to take measures according to this. For example, when the cause (vibration source) of the chatter phenomenon is the workpiece W, the chatter phenomenon is suppressed by improving the holding mode of the workpiece W to a mode in which a vibration damping effect can be obtained in the subsequent machining. be able to. If the workpiece holding jig WJ is a vibration source, check the mounting state of the workpiece W or the workpiece holding jig WJ and correct it, or review the design of the workpiece holding jig WJ to stabilize it. If the tool holder TH is a vibration source, the tool holder TH can be changed to a tool holder TH having an excellent vibration damping effect, or the rotation speed of the tool can be predicted as described above. The chatter phenomenon can be suppressed by changing to a stable rotation speed, changing cutting conditions such as the cutting depth, or shortening the protruding amount of the tool. Similarly, when the
また、振動源が工具TLであり、びびり現象が強制びびりである場合には、「切り込みを下げるか、又は送り速度を下げること」を推奨する文字表示がディスプレイに表示され、びびり現象が再生びびりである場合には、「主軸回転速度を上げるか、又は主軸回転速度を下げること」を推奨する文字表示がディスプレイに表示されるので、オペレータ等は、強制びびりと再生びびりの別に応じた適切な対応を採ることができる。 In addition, when the vibration source is the tool TL and the chatter phenomenon is forced chatter, a character display that recommends "lower the notch or lower the feed rate" is displayed on the display, and the chatter phenomenon is reproduced. In such a case, a character display recommending “increase the spindle rotation speed or decrease the spindle rotation speed” is displayed on the display. Action can be taken.
また、表示処理部9は、前記振動源推定部5により、振動源が工具TLであると推定された場合には、当該工具TLについて前記工具監視部8により判定された摩耗期を参照し、判定された摩耗期が初期摩耗期である場合には、例えば、図7における表示において、当該工具は初期摩耗期である旨の文字表示を行う。これにより、オペレータ等は、工具TLの振動がびびり振動でない場合に、当該振動が工具TLの初期摩耗期に起因した振動であり、工具交換等の対応を採る必要が無いことを容易に認識することができる。
When the vibration
また、本例の振動源推定装置1では、加工終了後に、前記表示処理部9により、振動源情報記憶部11内の過去の加工において推定された振動源に係るデータを基に、その時間情報に従って、各時間で推定された振動源に係るモデルを識別表示、即ち、リプレイ表示することができる。したがって、オペレータ等は、加工時間の経過とともに移り変わる振動源を、その振動している時間などの時間的要素を含めて視覚的に認識することができるとともに、当該振動現象を再検証することができる。
Moreover, in the vibration
また、表示処理部9は、前記負荷状態評価部7から受信した各構成部材に対応した積算値(負荷評価)を表示するための画像をディスプレイに表示する処理を行う(図11参照)。これにより、オペレータ等は、各構成部材の振動に係る負荷状態を客観的に認識することができ、その負荷状態に応じて、例えば、耐用限度を超え得ていると判断される場合には、対応する構成部材を新たな物に交換する等の措置を講じることができる。 Further, the display processing unit 9 performs processing for displaying an image for displaying an integrated value (load evaluation) corresponding to each component received from the load state evaluation unit 7 on the display (see FIG. 11). Thereby, an operator or the like can objectively recognize the load state related to the vibration of each component member, and, for example, when it is determined that the service life can be exceeded, according to the load state, It is possible to take measures such as replacing corresponding components with new ones.
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何らこれに限定されるものではない。 As mentioned above, although one embodiment concerning the present invention was described, the mode which the present invention can take is not limited to this at all.
例えば、上例では、前記振動源推定部5は、振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材を振動源として推定するように構成されているが、このような構成に限られるものではない。前記振動源推定部5は、固有振動数が振動周波数に近い順に、振動源としての可能性が高い順位付けにした複数の構成部材を推定し、推定した構成部材に係る情報を前記表示処理部9に送信するとともに、推定した構成部材に係る情報を時間情報と共に前記振動源情報記憶部11に格納するように構成された態様を採ることができる。このようにして、可能性の高い順に1位から3位までの振動源を推定した例を図12に示す。図12において、数字はその順位を表している。振動源情報記憶部11には、図12に例示されるようなデータが格納される。
For example, in the above example, the vibration
そして、この場合、前記表示処理部9は、前記ディスプレイにモデルを表示する際に、推定された複数の構成部材について、その順位付けについても識別可能に前記ディスプレイに表示する。例えば、推定された複数の構成部材を、順位毎に対応付けられた色で色分けして表示するとともに、色と順位との関係を凡例として表示することができる。或いは、推定された各構成部材のモデルに、順位を表す数字を付すようにしても良い。 In this case, when the display processing unit 9 displays the model on the display, the display processing unit 9 displays the estimated plurality of constituent members on the display so that the rankings can be identified. For example, a plurality of estimated constituent members can be displayed in different colors according to the colors associated with each rank, and the relationship between the colors and the ranks can be displayed as a legend. Or you may make it attach | subject the number showing a rank to the model of each estimated component member.
このようにすれば、振動源として複数の構成部材が推定される場合に、その可能性の順位付けに係る情報が表示されるので、オペレータ等は、どの構成部材が振動に関係していて、それらが振動源としてどの程度の可能性を有するのかを容易に認識することができ、複雑な振動状態を容易に把握することができる。 In this way, when a plurality of structural members are estimated as the vibration source, information related to the ranking of the possibility is displayed, so that the operator or the like is related to the vibration, It is possible to easily recognize how much they have as a vibration source, and it is possible to easily grasp a complicated vibration state.
また、上例では、前記負荷状態評価部7は、周波数解析部4によって解析される周波数解析結果を積算するとともに、各構成部材の固有振動数に対応した周波数における振動の大きさの積算値を、各構成部材に作用した負荷値として評価するように構成されているが、このような構成に限られるものではない。
Further, in the above example, the load state evaluation unit 7 integrates the frequency analysis results analyzed by the
前記負荷状態評価部7は、前記振動源情報記憶部11に格納されたデータを参照して、前記各構成部材について、前記振動源推定部5によって振動源であると推定された度数(回数)を算出し、算出された度数を、各構成部材に作用した負荷値として評価するとともに、各構成部材に対応した度数(負荷値)を表示するための画像データを生成して、前記表示処理部9に送信するように構成された態様を採ることができる。この場合、各構成部材に対応した度数がディスプレイに表示される。このような態様でも、オペレータ等は、各構成部材に作用した振動の負荷状態を客観的に認識することができ、その負荷状態に応じた措置を講じることができる。
The load state evaluation unit 7 refers to the data stored in the vibration source information storage unit 11, and the frequency (number of times) of each component is estimated by the vibration
また、この態様の場合に、前記振動源推定部5が、上述の如く複数の構成部材を推定するように構成されている場合には、前記負荷状態評価部7は、前記振動源情報記憶部11に格納された、例えば図12に示すようなデータを参照して、前記各構成部材について、その順位毎にその度数を算出し、算出された順位毎の度数を前記ディスプレイに表示するようにすると良い。
In this embodiment, when the vibration
また、上例では、前記振動源推定部5を、前記周波数解析部4によって解析された加速度−振動周波数データを基に、振動源を推定するように構成したが、これに限られるものではなく、前記振動源推定部5は、前記加速度−振動周波数データから算出されるデータであって、振動エネルギの大きさ(振幅)と振動周波数との関係を示すエネルギ−振動周波数データ、又は振動変位の大きさ(振幅)と振動周波数との関係を示す変位−振動周波数データから振動源を推定するように構成されていても良い。
In the above example, the vibration
振動加速度をA[m/s2]とし、そのときの振動周波数をf[Hz]とすると、当該振動における比エネルギ(質量当たりのエネルギ)E[m2/s2]は、以下の数式5によって表わされる。
(数式5)
E=(A/(2πf))2×(1/2)
そして、この数式5により、前記加速度−振動周波数データから、前記エネルギ−振動周波数データを算出することができ、このデータから振動エネルギの大きい振動周波数を認識することができるとともに、その振動源を推定することができる。
When the vibration acceleration is A [m / s 2 ] and the vibration frequency at that time is f [Hz], the specific energy (energy per mass) E [m 2 / s 2 ] in the vibration is expressed by the following
(Formula 5)
E = (A / (2πf)) 2 × (1/2)
Then, the energy-vibration frequency data can be calculated from the acceleration-vibration frequency data, and the vibration frequency having a large vibration energy can be recognized from the data, and the vibration source is estimated. can do.
また、振動加速度A[m/s2]に対する振動変位D[m]は、次の数式6によって表される。
(数式6)
D=A/(2πf)2
そして、この数式6により、前記加速度−振動周波数データから、前記変位−振動周波数データを算出することができ、このデータから変位の大きい振動周波数を認識することができるとともに、その振動源を推定することができる。
Further, the vibration displacement D [m] with respect to the vibration acceleration A [m / s 2 ] is expressed by the following Expression 6.
(Formula 6)
D = A / (2πf) 2
Then, the displacement-vibration frequency data can be calculated from the acceleration-vibration frequency data by the equation 6, and the vibration frequency having a large displacement can be recognized from the data, and the vibration source is estimated. be able to.
斯くして、前記振動源推定部5は、これを、前記エネルギ−振動周波数データ、又は変位−振動周波数データを基に、前記固有振動数記憶部10内のデータを参照して、各データにおいて、例えば、その大きさが前記基準値Aを超える振動周波数に最も近い固有振動数を有する構成部材を振動源として推定するように構成することができる。
Thus, the vibration
因みに、周波数解析部4によって解析された加速度−振動周波数データの他の例を図13に示し、この加速度−振動周波数データから算出されるエネルギ−振動周波数データを図14に示し、変位−振動周波数データを図15に示す。尚、この例の加工では、工具TLとして直径が16[mm]、刃数が4のエンドミルを用い、切り込み幅を4[mm]、切り込み深さを10[mm]、一刃当たりの送りを0.1[mm/刃]、主軸回転速度は1990[min−1]とした。この場合、切れ刃通過周波数(TPF)は133[Hz]であった。
Incidentally, another example of acceleration-vibration frequency data analyzed by the
図13に示した加速度−振動周波数データにおいて、例えば、前記基準値Aを100[m/s2]とすると、前記固有振動数記憶部10に格納された図3に示すデータから、推定振動源として主軸34が1位に順位付けされ、ワーク保持治具WJが2位に順位付けされ、工具TLが3位に順位付けされる。加速度は工具の刃先に大きく影響するものと考えられるため、加速度を基準にして振動源を推定することで、工具刃先に悪影響を与える振動源を認識することができる。
In the acceleration-vibration frequency data shown in FIG. 13, for example, when the reference value A is 100 [m / s 2 ], the estimated vibration source is obtained from the data shown in FIG. 3 stored in the natural
また、図14に示したエネルギ−振動周波数データにおいて、例えば、前記基準値Aを5×10−4[(m/s)2]とすると、推定振動源として主軸34が1位に順位付けされ、ワーク保持治具WJが2位に順位付けされる。振動エネルギの大きさは、工具の刃先及び加工面の面精度の双方に影響するものと考えられるため、この振動エネルギを基準にして振動源を推定することで、工具刃先及び加工面の面精度に悪影響を与える振動源を認識することができる。
In the energy-vibration frequency data shown in FIG. 14, for example, if the reference value A is 5 × 10 −4 [(m / s) 2 ], the
また、図15に示した変位−振動周波数データにおいて、前記基準値Aを1×10−6[m]とすると、推定振動源として主軸34が1位に順位付けされ、ワーク保持治具WJが2位に順位付けされる。変位は、加工面の面精度に大きく影響するものと考えられるため、変位を基準にして振動源を推定することで、加工面の面精度に悪影響を与える振動源を認識することができる。尚、びびり振動は切れ刃通過周波数より高い周波数を有するので、本例では、133[Hz]以下の振動成分はノイズとして無視される。
Further, in the displacement-vibration frequency data shown in FIG. 15, when the reference value A is 1 × 10 −6 [m], the
或いは、前記振動源推定部5は、前記加速度−振動周波数データ、エネルギ−振動周波数データ、及び変位−振動周波数データの中から選ばれる2以上のデータを用いて、推定振動源を総合的に評価するように構成されていても良い。例えば、各データにより推定される振動源の順位を合算することで、総合的な順位付けとしても良い。
Alternatively, the vibration
また、上例では、振動源推定装置1の演算処理装置3を数値制御装置20とは別体のものとして構成したが、これに限られるものではなく、演算処理装置3を数値制御装置20に組み込んだ構成としても良い。また、前記表示装置15として、工作機械30の操作盤に設けられるディスプレイを用いても良い。
In the above example, the
1 振動源推定装置
2 加速度センサ
3 演算処理装置
4 周波数解析部
5 振動源推定部
6 びびり検出部
7 負荷状態評価部
8 工具監視部
9 表示処理部
10 固有振動数記憶部
11 振動源情報記憶部
12 モデルデータ記憶部
15 表示装置
20 数値制御装置
21 NCプログラム実行部
22 主軸制御部
23 送り制御部
30 工作機械
34 主軸
TL 工具
TH 工具ホルダ
W ワーク
WJ ワーク保持治具
DESCRIPTION OF
Claims (9)
加工によって振動を生じる、少なくとも工具、該工具を保持する工具ホルダ、ワーク、及び前記工作機械の主軸が含まれる構成部材について、それぞれの固有振動数を記憶する固有振動数記憶部と、
前記加工によって生じる前記構成部材の振動加速度を検出し、検出した振動加速度に係る信号を出力する振動検出部と、
前記振動検出部から出力される振動信号を周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部によって解析された振動加速度の大きさと振動周波数との関係を示す加速度−振動周波数データ、又は該加速度−振動周波数データから算出される振動エネルギの大きさと振動周波数との関係を示すエネルギ−振動周波数データ、又は前記加速度−振動周波数データから算出される振動変位の大きさと振動周波数との関係を示す変位−振動周波数データの内の、少なくともいずれかのデータを基に、前記固有振動数記憶部に格納されたデータを参照して、振動源と見做される構成部材を推定する振動源推定部と、
前記振動源推定部によって振動源と推定された構成部材に係る情報を外部に報知する報知装置とを備えていることを特徴とする振動源推定装置。 An apparatus for estimating a vibration source of vibration generated during machining using a machine tool,
A natural frequency storage unit that stores natural frequencies of at least a tool, a tool holder that holds the tool, a workpiece, and a component that includes the main shaft of the machine tool, which generate vibrations by processing;
A vibration detection unit that detects vibration acceleration of the structural member generated by the processing and outputs a signal related to the detected vibration acceleration;
A frequency analysis unit for analyzing a frequency of a vibration signal output from the vibration detection unit;
The acceleration-vibration frequency data indicating the relationship between the vibration acceleration magnitude and the vibration frequency analyzed by the frequency analysis unit, or the energy indicating the relation between the vibration energy magnitude calculated from the acceleration-vibration frequency data and the vibration frequency. -Vibration frequency data, or acceleration-displacement indicating the relationship between the magnitude of vibration displacement calculated from the vibration frequency data and the vibration frequency-based on at least one of the vibration frequency data, the natural frequency Referring to data stored in the storage unit, a vibration source estimation unit that estimates a component considered as a vibration source;
A vibration source estimation device, comprising: a notification device for notifying outside of information relating to a component estimated as a vibration source by the vibration source estimation unit.
前記表示処理部は、更に、前記振動源推定部によって推定された構成部材のモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能に前記ディスプレイに表示するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の振動源推定装置。 The notification device is configured based on a display that displays an image, a model data storage unit that stores two-dimensional or three-dimensional model data of the component, and model data stored in the model data storage unit. A display processing unit configured to display a model related to the member on the display,
The display processing unit is further configured to display a model of a component member estimated by the vibration source estimation unit on the display so as to be distinguishable from a model of another component member. Item 2. The vibration source estimation apparatus according to Item 1.
前記振動源推定部は、前記振動源を予め定められた時間毎に推定するとともに、推定した構成部材に係る情報を時間情報と共に前記振動源情報記憶部に格納するように構成され、
前記表示処理部は、前記振動源情報記憶部に格納された情報を基に、その時間情報に従って、前記振動源推定部により推定された構成部材のモデルを、他の構成部材のモデルから識別可能に前記ディスプレイに表示するように構成されていることを特徴とする請求項2記載の振動源推定装置。 A vibration source information storage unit that stores information related to the components estimated by the vibration source estimation unit;
The vibration source estimation unit is configured to estimate the vibration source every predetermined time, and to store information on the estimated component member together with time information in the vibration source information storage unit,
Based on the information stored in the vibration source information storage unit, the display processing unit can identify the model of the component member estimated by the vibration source estimation unit from the model of the other component member according to the time information. The vibration source estimation apparatus according to claim 2, wherein the vibration source estimation apparatus is configured to be displayed on the display.
前記報知装置は、前記振動源推定部によって推定された複数の構成部材を、その順位付けに係る情報と共に報知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3記載のいずれかの振動源推定装置。 The vibration source estimator is configured to estimate a plurality of constituent members ranked with high possibility as a vibration source,
The said alerting | reporting apparatus is comprised so that the some structural member estimated by the said vibration source estimation part may be alert | reported with the information which concerns on the ranking. Vibration source estimation device.
前記報知装置は、前記負荷状態評価部によって評価された各構成部材の負荷状態に係る情報を表示するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4記載のいずれかの振動源推定装置。 While integrating at least one of the acceleration-vibration frequency data, energy-vibration frequency data, or displacement-vibration frequency data, the accumulated data and the data stored in the natural frequency storage unit; And further comprising a load state evaluation unit for evaluating the load state acting on each component member,
5. The vibration source estimation according to claim 1, wherein the notification device is configured to display information related to a load state of each constituent member evaluated by the load state evaluation unit. apparatus.
前記報知装置は、前記負荷状態評価部によって評価された各構成部材の負荷状態に係る情報を表示するように構成されていることを特徴とする請求項3記載の振動源推定装置。 A load state evaluation unit that calculates the frequency at which each component member is estimated to be a vibration source by the vibration source estimation unit, and evaluates the load state that has acted on each component member based on the calculated frequency. In addition,
The vibration source estimation apparatus according to claim 3, wherein the notification device is configured to display information related to a load state of each component evaluated by the load state evaluation unit.
前記報知装置は、前記びびり検出部によってびびりが検出された場合に、その旨を報知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至6記載のいずれかの振動源推定装置。 A chatter detecting unit for detecting whether or not chatter phenomenon has occurred in the tool from the acceleration-vibration frequency data analyzed by the frequency analyzing unit;
The vibration source estimation device according to claim 1, wherein the notification device is configured to notify the user when chatter is detected by the chatter detection unit.
前記報知装置は、前記びびり検出部によって強制びびりが検出された場合には、切り込みを下げるか、又は送り速度を下げることの少なくともいずれかの対応を採ることを報知し、前記びびり検出部によって再生びびりが検出された場合には、主軸回転速度を上げるか、又は下げることの少なくともいずれかの対応を採ることを報知するように構成されていることを特徴とする請求項7記載の振動源推定装置。 The chatter detecting unit is further configured to determine whether the detected chatter phenomenon is a regenerative chatter phenomenon or a forced chatter phenomenon based on the acceleration-vibration frequency data analyzed by the frequency analyzing unit. ,
When the chatter is detected by the chatter detector, the alerting device informs that at least one of lowering the notch or lowering the feed rate is taken, and reproducing by the chatter detector. 8. The vibration source estimation according to claim 7, wherein, when chatter is detected, the vibration source estimation is configured to notify that at least one of raising or lowering the spindle rotational speed is taken. apparatus.
前記報知装置は、前記振動源推定部によって前記工具が振動源であると推定された場合に、前記工具監視部によって監視される該工具の稼働状態から、該工具が初期摩耗期にあると判断された場合には、その旨を報知するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至8記載のいずれかの振動源推定装置。 A tool monitoring unit for monitoring the operating state of the tool;
When the vibration source estimation unit estimates that the tool is a vibration source, the notification device determines that the tool is in an initial wear period from the operating state of the tool monitored by the tool monitoring unit. 9. The vibration source estimation apparatus according to claim 1, wherein the vibration source estimation apparatus is configured to notify that effect when it is performed.
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