[發明專利]顫振抑制方法和機床

有效

• 申請號: 201310475810.8
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103769945B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 吉野清;水上裕登;加藤隆幸;伊藤范佳;西寺信希
• 申請（專利權）人: 大隈株式會社
• 主分類號: B23Q15/12
• 分類號: B23Q15/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 劉培培,黎艷

優先權信息

本申請要求2012年10月18日提交的、申請號為2012-231114的日本專利申請的優先權，其全部內容通過參考引入此處。

技術領域

本發明涉及通過改變轉動軸的轉動速度，抑制機床加工過程中產生的顫振的控制方法，還涉及機床。

背景技術

當機床進行切削工作時，如果工具或加工件具有低的剛性，偶爾會產生所謂的“顫振”。顫振的產生造成例如工具破壞或加工件表面精度下降等問題。這種顫振是由于加工件的厚度被切斷時的波動，和相位延遲的產生導致的振動的增加引起的，所述相位延遲為一次轉動之前在加工表面上產生的波動（振動）和由于電流切斷引起的振動之間的相位延遲。關于用于抑制顫振的技術，專利文獻1和專利文獻2提出了方法。專利文獻1和專利文獻2描述的技術改變了該轉動軸的轉動速度，以使輸入工具的力不規則，從而抑制顫振。專利文獻1和2公開了一種裝置，當該轉動軸的轉動速度變化時，該裝置通過設定可變振幅和可變的周期抑制顫振。

引用列表

專利文獻1：JP 49-105277 A

專利文獻2：JP 61-3522 U。

發明內容

技術問題

專利文獻1和2中描述的方法需要設置可變振幅和可變周期兩種值，以改變轉動速度。為了抑制顫振，已知在某個值的可變振幅時，當可變周期設置為短的時，該效果好，或該效果更好。也就是說，已知當該轉動軸急劇加速和減速時，顫振抑制效果好。但是，當該轉動軸反復急速加速和減速時，電機的輸入功率增加，電機可能產生熱量，并可能毀壞。

因此，考慮一種方法，在從電機的最大輸入功率和該轉動主體的慣性力矩發現轉動速度的改變的極限值（limit value）之后，進行最初擬定的加工。要做到這點，需要進行專門的操作，以測定慣性力矩，并將其記錄在用于控制該機床的數控裝置中。當加工相同的工件時，沒有必要更新該慣性力矩，當加工不同的工件時，有必要進行專門操作以重新測定該慣性力矩，或者操作者需要將預先測定的慣性力矩設置在該數控裝置中，因此增加了很多工作步驟。當用另一種機床加工相同的加工件時，需要相同數目的工作步驟，且該過程是不合理的。

本發明已經克服了上述問題，本發明的優點在于提供一種通過簡單計算轉動速度的變化的極限，而不需要測定每次加工的加工件的慣性力矩的、抑制顫振而不破壞電機的方法，還提供一種機床。

技術問題

本發明抑制顫振的方法為用于抑制機床的顫振的方法，該機床根據存儲單元中存儲的加工程序，通過轉動包括加工件或工具的轉動主體進行切削工作，該方法包括，獲取步驟，用于獲取該轉動主體的慣性力矩；記錄步驟，將表示所獲取的慣性力矩的值記錄至該操作程序；計算步驟，當該轉動主體的轉動速度改變、以抑制顫振時，根據記錄在該加工程序中的表示慣性力矩的值和用于轉動該轉動主體的電機的最大輸入功率來計算可變振幅和可變周期。

根據優選實施例，從獲取的該轉動主體的慣性力矩中減去該機床的轉動部分的預先存儲的慣性力矩得到值，將該值記錄至該加工程序中，作為表示慣性力矩的值。根據另一個優選實施例，當在加工程序的指示下，在多個單獨的步驟中加工加工件時，在該獲取步驟獲取該轉動主體的慣性力矩，用于相應步驟；在該存儲步驟中，將用于相應步驟的、獲取的表示該轉動主體的慣性力矩的值存儲至該加工程序中，用于相應的步驟。

根據本發明的另一個實施例，該機床為用于根據存儲于存儲單元中的加工程序，通過轉動包括加工件或工具的轉動主體進行切削工作的機床，該機床包括慣性力矩獲取單元，用于獲取所述轉動主體的慣性力矩；記錄單元，用于當所述慣性力矩獲取單元獲取慣性力矩時，將獲取的慣性力矩記錄至所述加工程序；和計算單元，用于當所述轉動主體的轉動速度變化、以抑制顫振時，根據記錄在所述加工程序中的慣性力矩和用于轉動所述轉動主體的電機的最大輸入功率來計算可變振幅和可變周期。

發明效果

根據本發明，由于一旦測定的慣性力矩記錄在該加工程序中，所以當加工相同的工件時，沒有必要進行相同的操作來測定慣性力矩，且可以很容易地計算該轉動速度的變化極限，以抑制顫振，而不破壞電機。

附圖說明

參考附圖，下面將詳細描述本發明的優選實施例，其中：

圖1為本發明實施例的數控車床的結構示意圖；

圖2為轉動軸的轉動速度波動例子的示意圖；

圖3為顫振抑制方法的流程圖；和

圖4為展示加工程序部分的示意圖。

具體實施方式