[發明專利]工作機械中的主軸的動剛性測量裝置及動剛性測量方法

有效

• 申請號: 201080005489.1
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN102292189A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 山口祥之;榊原正人
• 申請（專利權）人: 愛信艾達株式會社
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;G01M7/02
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 宋曉寶;郭曉東

技術領域

本發明涉及對工作機械中的主軸的動剛性進行測量的裝置以及方法。

背景技術

工作機械中的主軸(軸部分)的動剛性是在獲知工作機械對被加工物進行加工的加工精度等方面重要的指標。

因此，例如，在專利文獻1的工作機械用軸的動剛性測量方法以及測量裝置中，使用電磁鐵以及非接觸式位移傳感器，在使主軸旋轉的狀態下，利用電磁鐵的磁吸引力，在非接觸狀態下，使工作機械用軸的主軸、安裝在主軸上的刀具等測量對象部激振，通過非接觸式位移傳感器，以非接觸狀態測量被激振的測量對象部的位移。由此，能夠基于測量出的動剛性，在對被加工物進行加工前，快速地得出對該被加工物的優選的加工條件。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開平11-19850號公報。

發明內容

發明要解決的問題

但是，在上述以往的動剛性的測量方法以及測量裝置中，利用電磁鐵的磁吸引力，從外部強制地對主軸、安裝在主軸上的刀具等施加激振力。而且，根據所施加的激振力和在主軸等上產生的位移之間的關系來算出動剛性。因此，所得到的動剛性的值包括作為誤差的在主軸旋轉時由于激振力而在主軸等上產生的離心力的值。

本發明是鑒于該以往的問題點而提出的，提供能夠高精度地求出動剛性的工作機械中的主軸的動剛性測量裝置以及動剛性測量方法。

用于解決問題的手段

第一發明為工作機械中的主軸的動剛性測量裝置，測量工作機械的主軸的動剛性，其特征在于，具有：非平衡標準件(unbalance?master)，經由保持架安裝在上述主軸上，該非平衡標準件的重心位置相對于該主軸的旋轉中心偏心；轉速計，用于測量上述主軸的轉速；振動量測量器，與上述非平衡標準件相向配置，相對于上述非平衡標準件，在軸向上處于規定位置并在周向上處于任意位置，用于測量該非平衡標準件的振動量；基于上述轉速計測量出的上述轉速和上述振動量測量器測量出的上述振動量之間的關系，來算出上述主軸的動剛性。

第二發明為工作機械中的主軸的動剛性測量方法，測量工作機械的主軸的動剛性，其特征在于，使用重心位置相對于上述主軸的旋轉中心偏心的非平衡標準件，經由保持架將該非平衡標準件安裝在上述主軸上，另外，使振動量測量器在上述非平衡標準件的軸向上的規定位置且在周向上的任意位置與上述非平衡標準件相向配置，利用上述振動量測量器測量通過上述主軸的旋轉使上述非平衡標準件旋轉時的振動量，基于上述主軸的轉速和上述振動量測量器測量出的上述振動量之間的關系，來算出上述主軸的動剛性。

發明的效果

本發明的工作機械中的主軸的動剛性測量裝置以及動剛性測量方法，通過利用上述非平衡標準件、轉速計以及振動量測量器，能夠容易地操作裝置，而且測量高精度的動剛性。

具體地說，在本發明中，借助工作機械中的主軸的旋轉，使經由保持架安裝在主軸上的非平衡標準件旋轉。此時，通過使非平衡標準件的重心位置相對于主軸的旋轉中心偏心，對非平衡標準件作用離心力。而且，借助該離心力，非平衡標準件的周向的各部位沿著徑向均勻地振動。

由此，本發明的振動量測量器能夠配置在非平衡標準件的任意的周向位置，來測量非平衡標準件的振動量。因此，能夠根據振動量測量器相對于工作機械的主軸的周向的配置位置，防止振動量產生誤差。

另外，在本發明中，利用非平衡標準件的旋轉所產生的離心力來產生激振力。由此，不需要從外部施加力，而利用主軸、保持架以及非平衡標準件即旋轉體自身產生的力來產生激振力。因此，在基于轉速計測量出的轉速和振動量測量器測量出的振動量之間的關系算出主軸的動剛性時，能夠高精度地求出該動剛性。

因此，根據第一發明，提供能夠高精度地求出動剛性的工作機械中的主軸的動剛性測量裝置。

另外，根據第二發明，提供能夠高精度地求出動剛性的工作機械中的主軸的動剛性測量方法。

附圖說明

圖1是表示第一實施例的動剛性測量裝置的結構的說明圖。

圖2是表示第一實施例的第一非平衡標準件的立體圖。

圖3是表示第一實施例的第二非平衡標準件的立體圖。

圖4是表示第一實施例的主軸的結構的說明圖。

圖5是表示第一實施例的動剛性測量方法的流程的流程圖。

圖6是表示第一實施例的主軸的轉速與離心力之間的關系的曲線圖。

圖7是表示第一實施例的主軸的轉速與振動量之間的關系的曲線圖。

圖8是表示第一實施例的離心力與振動量之間的關系的曲線圖。