[發(fā)明專利]作業(yè)機械的顫振抑制方法以及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080016097.5
• 申請日: 2010-02-25
• 公開（公告）號: CN102387892A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 山下亨;駒井保宏
• 申請（專利權）人: 日本NT工程技術株式會社
• 主分類號: B23Q15/12
• 分類號: B23Q15/12;B23Q17/12;G05B19/404
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發(fā)明涉及用于借助加工工具對工件實施加工處理時抑制顫振的產生的作業(yè)機械的顫振抑制方法以及裝置。

背景技術

通常為了借助加工工具對工件實施加工處理，需要使用各種機床。例如在鏜孔加工中，將設有鏜刀(刀尖)的鏜孔工具安裝于機床的旋轉主軸(主軸)，在使上述鏜孔工具高速旋轉的同時沿著下孔將其依次送出，從而能通過該刀尖的加工直徑在既定位置處加工高精度的孔部。

在這種作業(yè)機械中，易于在加工工具和工件上產生切削阻力導致的彎曲。而且有時由于該彎曲而在加工工具和工件引起振動，該振動成為顫振(包含所謂的再生顫振)而顯現(xiàn)于加工中。

為了抑制上述顫振，以往以來采用了各種方法。例如，如日本特開2007-44852號公報所公開的那樣，具有檢測切削工具、被切削部件或機械加工裝置的顫振頻率的顫振檢測單元、以及根據(jù)檢測出的顫振頻率運算用于降低顫振的上述切削工具或被切削部件的轉速的運算單元。

該技術方案還具有確定顫振類型的顫振確定單元、變更上述切削工具或被切削部件的轉速的轉速變更單元，上述顫振確定單元根據(jù)由上述轉速變更單元變更了上述旋轉單元的轉速時的顫振頻率的變化，進行顫振的確定。

然而在上述專利文獻1中，是在實際產生了顫振之后，運算用于降低顫振的切削工具或被切削部件的轉速。因此容易在被切削部件處產生顫振的影響，有可能無法完成高精度的加工處理。

而且，當判別是再生顫振還是摩擦顫振時，根據(jù)是否通過改變主軸轉速而使得顫振頻率發(fā)生了變化來進行判別。因此，就需要實際改變主軸轉速的作業(yè)，不但工序變得復雜，還耗費時間。

本發(fā)明就是為了解決這種問題而完成的，其目的在于提供一種能通過簡單的工序和結構，盡量阻止顫振的產生，能高效完成高精度的加工作業(yè)的作業(yè)機械的顫振抑制方法以及裝置。

發(fā)明內容

本發(fā)明涉及用于在借助加工工具對工件實施加工處理時，抑制顫振的產生的作業(yè)機械的顫振抑制方法。

該顫振抑制方法具有：檢測上述加工工具或上述工件的旋轉開始時所產生的振動的步驟；判斷從上述旋轉開始時檢測到的上述振動是否超過了閾值的步驟；以及當判斷為上述振動超過了上述閾值時，利用傅里葉級數(shù)展開對上述振動進行解析，根據(jù)頻率×60÷刃數(shù)(或其倍增)的運算式調整機械主軸的轉速的步驟。

另外，本發(fā)明還涉及用于在借助加工工具對工件實施加工處理時，抑制顫振的產生的作業(yè)機械的顫振抑制裝置。

該顫振抑制裝置具有：振動檢測機構，其檢測上述加工工具或上述工件的旋轉開始時所產生的振動；判斷機構，其判斷從旋轉開始時檢測到的上述振動是否超過了閾值；以及運算機構，其在判斷為上述振動超過了上述閾值時，利用傅里葉級數(shù)展開解析從上述旋轉開始時檢測到的上述振動，根據(jù)頻率×60÷刃數(shù)(或其倍增)的運算式調整機械主軸的轉速。

在本發(fā)明涉及的作業(yè)機械的顫振抑制方法以及裝置中，從旋轉開始時檢測振動，利用傅里葉級數(shù)展開解析上述振動。傅里葉級數(shù)展開的運算簡單，能進行迅速的處理，即時性能得到良好地提升，能夠在實際產生顫振之前預見到顫振。

因此，能夠盡早預見到振動隨著旋轉開始而從零開始增長的再生顫振。由此能夠在實際產生顫振帶來的影響之前調整機械主軸的轉速，能夠可靠地抑制再生顫振的產生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實施方式的作業(yè)機械的顫振抑制裝置的概要說明圖。

圖2是構成上述顫振抑制裝置的顫振抑制控制器的說明圖。

圖3是說明上述顫振抑制裝置的顫振抑制方法的流程圖的前段。

圖4是上述流程圖的后段。

圖5是空轉時振動與切削時振動的說明圖。

圖6是閾值設定的流程圖。

圖7是主軸轉速處于穩(wěn)定邊界時的說明圖。

圖8是穩(wěn)定加工時的說明圖。

圖9是穩(wěn)定加工時除去了高次諧波的狀態(tài)的說明圖。

圖10是主軸轉速處于穩(wěn)定邊界時的說明圖。

圖11是顫振預兆時的峰值說明圖。

圖12是本發(fā)明第2實施方式的作業(yè)機械的顫振抑制裝置的概要說明圖。

圖13是本發(fā)明第3實施方式的作業(yè)機械的顫振抑制裝置的概要說明圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明第1實施方式的作業(yè)機械的顫振抑制裝置10可應用于機床12。