專利名稱：振動抑制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在使刀具或工件旋轉的同時進行加工的工作機械中 抑制加工時產生的振動的方法、以及可執行該方法的振動抑制裝置。
背景技術：
關于以往的工作機械的振動抑制方法，已經知道有下述專利文獻1 記載的方法。在該振動抑制方法中，為了抑制成為加工面加工精度惡化 原因的、作為自激振動的再生式顫振，求出刀具和工件等產生顫振的系
統的固有振動數，把將其設為60倍后除以刀具齒數和預定整數得到的值 作為旋轉速度(穩定旋轉速度)。該固有振動數通過對刀具和工件進行脈 沖激振而得到。
并且，關于振動抑制方法還知道有下述專利文獻2記載的方法。在 該振動抑制方法中，求出產生顫振的系統的加工過程中的顫振數，把將 其設為60倍后除以刀具齒數和預定整數得到的值作為旋轉速度。加工過 程中的顫振數通過在刀具和工件附近配置聲音傳感器，根據在旋轉過程 中由聲音傳感器檢測到的振動頻率而得到。
專利文獻1:日本特開2003 —340627號公報
專利文獻2:日本特表2001—517557號公報
在專利文獻1的振動抑制方法中，需要高成本的脈沖裝置，而且使 用該裝置激振需要高端技術，并花費功夫。而且，加工前得到的固有振 動數與加工過程中的固有振動數未必一致，所以不易獲得正確的最佳旋 轉速度。
另一方面，在專利文獻2的振動抑制方法中，加工過程中的顫動頻 率與固有振動數彼此是略微不同的值，所以依舊不易獲得正確的最佳旋 轉速度。另外，認為通過由加工過程中的顫動頻率推測固有振動數可提高正確性，但是在抑制顫動后再次產生顫動時，旋轉速度相對顫動抑制 前己變化，在用于再次抑制顫動的固有振動數的推測以及穩定旋轉速度 的計算中使用的參數(與穩定臨界線圖相關的k值)也往往變化，這樣 在k值變化時，導致旋轉速度減小或增大，并且通過重復該過程，導致 每當發生顫動時旋轉速度減小或增大。
發明內容
技術方案1所述的發明提供一種振動抑制裝置，可以求出能夠有效 抑制"顫振"的最佳旋轉速度。
并且，技術方案3、 5所述的發明的目的在于，提供一種振動抑制方
法及裝置，在斷續發生顫動的情況下，也能夠獲得用于抑制振動的正確 的穩定旋轉速度，而且旋轉速度不會減小或增大。
為了達到上述目的，技術方案1的發明提供一種振動抑制裝置，用 于在具有使刀具或工件旋轉的旋轉軸的工作機械中，抑制使所述旋轉軸
旋轉時產生的顫振，其特征在于，所述振動抑制裝置具有檢測單元，
其檢測旋轉過程中的所述旋轉軸的時間區域的振動；第1運算單元，其
根據由檢測單元檢測到的時間區域的振動，計算顫振數和該顫振數下的
頻率區域的振動；存儲單元，其把頻率區域的振動、顫振數和旋轉軸旋 轉速度作為加工信息進行存儲；第2運算單元，其在由所述第l運算單 元計算出的頻率區域的振動超過預定的閾值時，把該頻率區域的振動、 顫振數和此時的旋轉軸旋轉速度作為新的加工信息存儲在存儲單元中， 并且，根據該新的加工信息和存儲在所述存儲單元中的過去的加工信息， 計算能夠抑制顫振的所述旋轉軸的最佳旋轉速度；以及旋轉速度控制單 元，其使所述旋轉軸以由所述第2運算單元計算出的最佳旋轉速度旋轉。 另外，技術方案1所述的"振動"當然包括振動加速度、因振動造成的位 移、以及因振動造成的聲壓等振動本身，還包括起因于振動而產生于旋 轉軸的可間接檢測振動的物理變化。
并且，技術方案2所述的發明的特征在于，在上述發明中，第2運 算單元根據下述運算公式(1) (3)計算相位信息，并且，以該相位信息和存儲在存儲單元中的過去的加工信息為基礎，計算最佳旋轉速度， k，值二60x顫振數/ (刀具齒數x旋轉軸旋轉速度)......式(1)
k值二k'值的整數部......式(2)
相位信息二k，值一k值……式(3)。
為了達到上述目的，技術方案3所述的發明提供一種振動抑制方法， 用于在具有使刀具或工件旋轉的旋轉軸的工作機械中，抑制使所述旋轉 軸旋轉時產生的顫振，其特征在于，所述振動抑制方法包括檢測步驟， 檢測旋轉過程中的所述旋轉軸的時間區域的振動；運算步驟，根據通過 該檢測步驟檢測到的時間區域的振動，計算顫動頻率和該顫動頻率下的 頻率區域的振動加速度，并且，在計算出的該頻率區域的振動加速度超 過預定的閾值時，計算并存儲至少使用顫動頻率確定的加工信息，并且， 當以前存儲的所述加工信息不存在時，使用計算出的所述加工信息計算 能夠抑制所述旋轉軸的顫振的穩定旋轉速度，當以前存儲的所述加工信 息存在時，至少使用該加工信息計算所述穩定旋轉速度；以及旋轉速度 控制步驟，使所述旋轉軸以通過該運算步驟計算出的穩定旋轉速度旋轉。
技術方案4所述的發明在上述目的的基礎上，通過使加工信息保持 恒定，簡單高效地防止穩定旋轉速度的增大或減小，為了達到該目的， 其特征在于，在上述發明中，在所述運算步驟中，當以前存儲的所述加 工信息存在時，只使用該加工信息計算所述穩定旋轉速度。
為了達到上述目的，技術方案5所述的發明提供一種振動抑制裝置， 用于在具有使刀具或工件旋轉的旋轉軸的工作機械中，抑制使所述旋轉 軸旋轉時產生的顫振，其特征在于，所述振動抑制裝置具有檢測單元， 其檢測旋轉過程中的所述旋轉軸的時間區域的振動；運算單元，其根據 由該檢測單元檢測到的時間區域的振動，計算顫動頻率和該顫動頻率下 的頻率區域的振動加速度，并且，在計算出的該頻率區域的振動加速度 超過預定的閾值時，計算并存儲至少使用顫動頻率確定的加工信息，并 且，當以前存儲的所述加工信息不存在時，使用計算出的所述加工信息 計算能夠抑制所述旋轉軸的顫振的穩定旋轉速度，當以前存儲的所述加 工信息存在時，至少使用該加工信息計算所述穩定旋轉速度；以及旋轉速度控制單元，其使所述旋轉軸以由該運算單元計算出的穩定旋轉速度 旋轉。
技術方案6所述的發明在上述目的的基礎上，通過使加工信息保持 恒定，簡單高效地防止穩定旋轉速度的增大或減小，為了達到該目的， 其特征在于，在上述發明中，當以前存儲的所述加工信息存在時，所述 運算單元只使用該加工信息計算所述穩定旋轉速度。
根據本發明，檢測產生于實際正在旋轉的旋轉軸的"顫振"來計算最 佳旋轉速度，所以能夠立即計算出更正確的最佳旋轉速度。因此，能夠 可靠地抑制"顫振"的放大，不會在加工面上殘留顫動標記。
并且，每當頻率區域的振動超過預定的閾值時，把該振動、顫振數 和旋轉軸旋轉速度作為加工信息存儲在存儲單元中，在下次之后振動超 過閾值時，使用存儲在存儲單元中的過去的加工信息計算最佳旋轉速度。 因此，能夠容易地計算穩定臨界線圖中描述的最不會產生再生式顫振的 最佳旋轉速度，能夠把加工面的加工精度保持為高質量。
另外，根據本發明，存儲加工信息，根據該過去的加工信息計算能 夠抑制旋轉軸的顫振的穩定旋轉速度，所以穩定旋轉速度的計算和過去 的穩定旋轉速度不會有大的差異，因此在斷續產生顫動的情況下，也能 夠發揮防止旋轉速度的減小或增大的效果。
圖1是表示本發明的第1方式涉及的振動抑制裝置的框結構的示意圖。
圖2是從側方表示成為振動抑制對象的旋轉軸殼體的示意圖。 圖3是從軸向表示旋轉軸殼體的示意圖。
圖4是表示時間區域的振動加速度的傅立葉分析結果的一例的示意圖。
圖5是關于顫振的抑制控制的流程圖。
圖6是本發明的第2方式涉及的振動抑制裝置的框圖。
圖7是在圖6的振動抑制裝置中執行的振動抑制方法的流程圖。符號說明
1旋轉軸殼體；2a、 2b、 2c振動傳感器；3旋轉軸；5、 105控制裝 置；6FFT運算裝置(第l運算單元)；7運算裝置(第2運算單元)；8、 108 NC裝置(旋轉速度控制單元)；9存儲裝置(存儲單元)；10、 110 振動抑制裝置；106FFT運算裝置(運算單元)；107穩定旋轉速度運算 裝置(運算單元)。
具體實施例方式
以下，關于本發明涉及的實施方式的示例，適當根據附圖進行說明。 另外，本發明的方式不限于該示例。 [第1方式]
以下，根據
本發明的一個實施方式的振動抑制裝置。
圖1是表示振動抑制裝置10的框結構的示意圖。圖2是從側方表示 成為振動抑制對象的旋轉軸殼體1的示意圖，圖3是從軸向表示旋轉軸 殼體l的示意圖。
振動抑制裝置IO用于抑制在設于旋轉軸殼體1的可沿C軸系旋轉的 旋轉軸3產生的"顫振"，由檢測在旋轉過程中的旋轉軸3產生的時間區 域的振動加速度(指時間軸上的振動加速度)的振動傳感器(檢測單元) 2a 2c、和以振動傳感器2a 2c的檢測值為基礎控制旋轉軸3的旋轉速 度的控制裝置5構成。
振動傳感器2a 2c如圖2和圖3所示,安裝在旋轉軸殼體1的旋轉 軸3附近位置， 一個振動傳感器對其他振動傳感器檢測朝向直角方向的 時間區域的振動加速度(例如，檢測朝向分別正交的X軸、Y軸和Z軸 方向的時間區域的振動加速度)。
另一方面，控制裝置5具有FFT運算裝置(第l運算單元)6，進 行以由振動傳感器2a 2c檢測到的時間區域的振動加速度為基礎的分 析；運算裝置(第2運算單元)7，根據由FFT運算裝置6計算出的值進 行最佳旋轉速度等的計算；存儲裝置(存儲單元)9，存儲由運算裝置7計算出的計算值等；以及NC裝置(旋轉速度控制單元)8，控制在旋轉 軸殼體1的加工。控制裝置5按照后面所述控制旋轉軸3的旋轉速度， 抑制產生于旋轉軸3的"顫振"。
在此，根據圖5的流程圖，說明控制裝置5對"顫振"的抑制控制。 首先，在FFT運算裝置6中，進行由振動傳感器2a 2c在旋轉軸3 旋轉過程中經常檢測的時間區域的振動加速度的傅立葉分析(Sl)，計算 圖4的4所示的最大加速度(頻率區域的振動加速度)及其頻率(顫振 數)(S2)。
然后，在運算裝置7中，比較在上述S2中計算出的最大加速度和預 先設定的預定閾值(S3),在超過閾值時，視為旋轉軸3產生了應該抑制 的"顫振"，根據顫振數、刀具齒數和旋轉軸3的旋轉速度，利用以下計 算公式(1) (3)計算k，值、k值和相位信息，并且將該k，值、k值和 相位信息、以及在上述S2中計算出的最大加速度和顫振數、當前時間點 的旋轉軸旋轉速度作為新的加工信息存儲在存儲裝置9中(S4)。
k，值二60x顫振數/ (刀具齒數x旋轉軸旋轉速度)...(1)
k值二k'值的整數部...(2)
相位信息-k'值一k值...(3)
其中，計算公式(1)中的"刀具齒數"被預先輸入設定到運算裝置7 中。并且，計算公式(1)中的旋轉軸旋轉速度是指當前(成為最佳旋轉 速度之前)的旋轉速度。
另外，讀出存儲在存儲裝置9中的加工信息中上次超過閾值時的相 位信息和旋轉軸旋轉速度(過去的加工信息)、和上上次超過閾值時的相 位信息和旋轉軸旋轉速度(過去的加工信息)，利用下面的計算公式(4) 和(5)計算最佳旋轉速度(S5)。
速度變化量=(l一上上次相位信息)x (上上次的旋轉軸旋轉速度 一上次的旋轉軸旋轉速度)/ (上次相位信息一上上次相位信息)...(4)
最佳旋轉速度二上上次的旋轉軸旋轉速度一速度變化量...(5)
并且，為了達到計算出的最佳旋轉速度，利用NC裝置8變更旋轉 軸3的旋轉速度，防止、即抑制"顫振"的放大(S6)。按照上面所述，控制裝置5進行對"顫振"的抑制控制。 另外，在旋轉軸3開始旋轉后初次檢測到超過閾值的最大加速度時、 以及超過閾值的最大加速度的檢測是第二次時，不能使用上述計算公式 (4)。因此，在該情況下，在S3之后，比較利用計算公式(3)得到的 相位信息和設定常數，如果相位信息在設定常數以上，則利用計算公式 (6)計算kl值，如果相位信息小于設定常數，則利用計算公式(7)計 算kl值。
kl值-k值+ l…(6) kl值^k值...(7)
在此，作為設定常數，通常如果設定0.5，則可以使旋轉速度的變化 量為最小。但是，在旋轉速度的變化比率較小時，根據變更旋轉速度的 方向，將低于穩定臨界線圖中所說的切削下限，有可能產生再生式顫振， 所以可以把該下限作為設定常數而與相位信息比較。該情況時，作為設 定常數，優選采用0.75。
并且，使用根據上述計算公式(6)或(7)得到的kl值，可以利用 下面的計算公式(8)計算最佳旋轉速度，變更旋轉軸3的旋轉速度使其 成為該最佳旋轉速度。
最佳旋轉速度二60x顫振數/ (刀具齒數xkl值)...(8)
根據以上敘述的振動控制裝置10，可以通過振動傳感器2a 2c、FFT 運算裝置6和運算裝置7，實時監視旋轉軸3旋轉過程中產生的"顫振"， 在檢測到產生"顫振"時，馬上利用上述計算公式(1) (5)計算最佳 旋轉速度，把旋轉軸3的旋轉速度變更為最佳旋轉速度。這樣，檢測產 生于實際正在旋轉的旋轉軸3的"顫振"并計算最佳旋轉速度，所以能夠 馬上計算更正確的最佳旋轉速度。因此，能夠可靠地抑制"顫振"的放大， 不會在加工面上殘留顫動標記。
并且，在頻率區域的振動加速度的最大加速度超過閾值時，把該最 大加速度及其頻率(顫振數)、旋轉軸旋轉速度、利用計算公式(1) (3)計算出的k'值、k值和相位信息作為新的加工信息存儲在存儲裝置 9中，在下次之后最大加速度超過閾值時，使用存儲在存儲裝置9中的過去的加工信息計算最佳旋轉速度。因此，能夠容易地計算穩定臨界線圖 中描述的最不會產生再生式顫振的最佳旋轉速度，能夠把加工面的加工 精度保持為高質量。
另外，在存儲裝置9中沒有存儲足夠的加工信息的第一次和第二次 的"顫振，，檢測時，將相位信息與設定信息比較，以根據其比較結果變更 的kl值為基礎分別計算最佳旋轉速度。因此，能夠在短時間內抑制"顫 振"，能夠期望提高加工面的加工精度、抑制刀具磨損、防止刀具損壞。
另外，本發明涉及的振動抑制裝置不限于上述第1方式記載的方式， 可以在不脫離本發明宗旨的范圍內，根據需要適當變更有關檢測單元、 控制裝置、和控制裝置對振動抑制的控制等的結構。
例如，關于計算公式(1) (8)所示的k'值、k值、相位信息、
速度變化量等以及它們的關系，通過根據工作機械的類型來適當調査確 定，可以進一步提高精度。
并且，在計算速度變化量時，在計算公式(4)中，從常數"l"減去
上上次的相位信息，該常數雖然理論上為"r'，但也可以使用"i.05"等略
微偏離'T'的值求出速度變化量。
另外，在上述第1方式中，在存儲裝置中，把k'值、k值和相位信
息、在上述S2中計算出的最大加速度和顫振數、以及當前時間點的旋轉 軸旋轉速度作為加工信息進行存儲，但也可以不存儲k'值、k值和相位信 息，而構成為每當進行計算公式(4)的計算時以加工信息為基礎計算。 另外，在上述第1方式中，在進行由檢測單元檢測到的時間區域的 振動加速度的傅立葉分析時，使用表示頻率區域的振動加速度為最大值 的波形，進行"顫振"的抑制控制，但也可以使用頻率區域的振動加速度 的值為上位的多個(例如3個)波形來計算最佳旋轉速度，進一步提高"顫 振"的抑制效果。
另外，在上述第1方式中構成為利用振動傳感器檢測旋轉軸的振動 加速度，但也可以構成為檢測由振動形成的旋轉軸的位移和聲壓，根據 該位移和聲壓計算最佳旋轉速度。
另外，在上述第1方式中構成為檢測工作機械的旋轉軸的振動，但也可以構成為檢測不旋轉的一側(固定側)的振動，并計算最佳旋轉速 度，不限于使刀具旋轉的加工中心，也可以適用于使工件旋轉的車床等 工作機械。另外，當然也可以根據工作機械的類型和大小等適當變更檢 測單元的設置位置和設置數量等。 [第2方式]
圖6是本發明的第2方式涉及的振動抑制裝置110的框圖。振動抑 制裝置110具有與第1方式相同的成為振動抑制對象的旋轉軸殼體1 (參 照圖2、圖3)，旋轉軸殼體1具有可沿C軸系旋轉的旋轉軸3，振動抑 制裝置110抑制產生于旋轉過程中的旋轉軸3的顫振。振動抑制裝置110 具有作為檢測單元的振動傳感器2a 2c，用于檢測產生于旋轉過程中 的旋轉軸3的時間區域的振動加速度；以及控制裝置105，根據振動傳感 器2a 2c的檢測值，控制旋轉軸3的旋轉速度。
振動傳感器2a 2c如圖2和圖3所示，以可檢測互相正交的X軸、 Y軸和Z軸方向的時間區域的振動加速度的狀態安裝在旋轉軸殼體1上， 以便檢測互相垂直的方向上的時間區域的振動加速度(時間軸上的振動 加速度)。
并且，控制裝置105具有FFT運算裝置106，進行基于由振動傳感 器2a 2c檢測到的時間區域的振動加速度的傅立葉分析；穩定旋轉速度 運算裝置107，根據由FFT運算裝置106計算出的值，進行穩定旋轉速 度的計算等；作為旋轉速度控制單元的NC裝置108，控制在旋轉軸殼體 1的加工。控制裝置105的NC裝置108進行旋轉軸3的旋轉速度的監視。 另夕卜，FFT運算裝置106和穩定旋轉速度運算裝置107相當于運算單元。
以圖7為中心，說明這樣構成的振動抑制裝置110對顫振的振動抑 制方法的示例。圖7表示該抑制控制的流程圖。
首先，FFT運算裝置106對由振動傳感器2a 2c在旋轉過程中經常 檢測的時間區域的振動加速度進行傅立葉分析，與第1方式相同，經常 計算圖4所示的最大加速度及其頻率4 (顫振數)(圖7的步驟S101，檢 測步驟)。另外，在對時間區域的振動加速度進行傅立葉分析時，獲取表 示頻率和頻率區域的振動加速度的關系的圖4所示波形的多個模式，但在本實施方式中使用頻率區域的振動加速度的值為最大的波形。
然后，在穩定旋轉速度運算裝置107中，進行由FFT運算裝置106 計算出的頻率區域的振動加速度和預先設定的閾值的比較，在頻率區域 的振動加速度超過預定的閾值時(例如檢測到圖4中的頻率4的頻率區 域的振動加速度時)，視為旋轉軸3產生了應該抑制的"顫振"，利用以下 計算公式(101)、 (102)計算k值并作為加工信息進行存儲，并且利用 以下計算公式(103)計算穩定旋轉速度并輸出給NC裝置108(步驟S102， 運算步驟，以前存儲的加工信息不存在時)。另外，加工信息在此是指k 值和k，值。并且，刀具齒數被預先設定在穩定旋轉速度運算裝置107中。 另外，旋轉軸旋轉速度是指成為穩定旋轉速度前的旋轉軸3的當前旋轉 速度。此外，顫動頻率是指產生顫振時的頻率4。
k，值二60x顫動頻率/ (刀具齒數x旋轉軸旋轉速度)...(101)
k值-k'值的整數部...(102)
穩定旋轉速度-60x顫動頻率/(刀具齒數x (k值+l) }... (103) 并且，接收到步驟S102的來自穩定旋轉速度運算裝置107的穩定旋 轉速度輸出的NC裝置108，把旋轉軸3的旋轉速度變更為該穩定旋轉速 度(步驟S103，旋轉速度控制步驟)。通過把旋轉軸3的旋轉速度設為該 穩定旋轉速度，可以抑制顫振，形成穩定加工狀態。
在這樣通過抑制顫振而處于穩定加工狀態時，振動傳感器2a 2c也 進行時間區域的振動加速度等的檢測(檢測步驟)。并且，在再次產生顫 振、頻率區域的振動加速度超過預定的閾值時，與步驟S102相同，再次 計算加工信息并輸出穩定旋轉速度，但在計算出的k值與以前(步驟 S102)存儲的k值不同時，把該計算出的k值替換為存儲的k值，并計 算穩定旋轉速度(步驟S104，運算步驟，以前存儲的加工信息存在時)。 另外，在步驟S104中，也可以不計算加工信息而根據存儲的k值計算穩 定旋轉速度。
接收到步驟S104的來自穩定旋轉速度運算裝置107的穩定旋轉速度 輸出的NC裝置108，把旋轉軸3的旋轉速度變更為該穩定旋轉速度(步 驟S5，旋轉速度控制步驟)。通過把旋轉軸3的旋轉速度設為該穩定旋轉速度，可以抑制顫振，再次形成穩定加工狀態。并且，該穩定旋轉速度
是根據與以前(步驟S102)相同的k值計算的，所以是與以前的穩定旋 轉速度大致相同的值，不會偏離以前的穩定旋轉速度。
另外，在經過這種穩定加工狀態而頻率區域的振動加速度再次超過 預定的閾值時(斷續發生顫振時)，重復振動傳感器2a 2c的檢測和步 驟S104、 S105，把旋轉軸3的旋轉速度設為新的穩定旋轉速度，形成穩 定加工狀態。該新的穩定旋轉速度也是根據與以前的步驟S104相同存儲 的k值計算的，所以是與以前的穩定旋轉速度相同的值，不會偏離以前 的穩定旋轉速度，在斷續發生顫振時，穩定旋轉速度也不會持續減小或 者持續增大。
在以上的振動抑制裝置110中，以根據過去的加工結果計算并存儲 的k值為基礎，使k值恒定來計算穩定旋轉速度，所以在斷續發生顫振 時，也能夠使穩定旋轉速度與以前的旋轉速度沒有大的差異，可以防止 旋轉軸3的旋轉速度減小或增大，可以在考慮效率的同時把加工面保持 為高質量。并且，由于旋轉軸3的旋轉速度的變化較小，所以能夠防止 發生刀具和主軸被施加過大負荷的情況。
另外，例示主要變更上述第2方式形成的本發明的其他方式。關于 k值可以一并存儲過去數次的量(例如5次的量)，把將預定次數(例如 5次)的平均值四舍五入后的值作為新的k值,還可以替換為預定次數(例 如5次)中的最大值，在這些情況下，都可以防止旋轉速度的一味增大 或減小。并且，在控制裝置進行傅立葉分析時，也可以抽取上位多個(例 如上位3個)頻率區域的振動加速度的振動頻率，使用這些多個振動頻 率計算穩定旋轉速度。另外，也可以取代旋轉軸的振動加速度，或者檢 測該振動加速度以及因振動形成的位移和因旋轉而產生的聲壓，并用于 計算穩定旋轉速度。
此外，也可以取代旋轉軸側，或者在旋轉軸側和固定側(工件及/或 其附近)配置檢測單元。另外，本發明也可以適用于以使工件旋轉的車 床為代表的其他工作機械。可以在使工件旋轉的工作機械中檢測保持工 件的主軸側的振動，或者檢測作為固定側的刀具側的振動。并且，也可以根據工作機械的類型和規模等適當變更檢測單元的數量和配置等。另 夕卜，還可以整合或分離各種運算裝置，或者設置除運算裝置之外的其他
存儲裝置。
權利要求
1. 一種振動抑制裝置，用于在具有使刀具或工件旋轉的旋轉軸的工作機械中，抑制使所述旋轉軸旋轉時產生的顫振，其特征在于，所述振動抑制裝置具有檢測單元，其檢測旋轉過程中的所述旋轉軸的時間區域的振動；第1運算單元，其根據由檢測單元檢測到的時間區域的振動，計算顫振數和該顫振數下的頻率區域的振動；存儲單元，其把頻率區域的振動、顫振數和旋轉軸旋轉速度作為加工信息進行存儲；第2運算單元，其在由所述第1運算單元計算出的頻率區域的振動超過預定的閾值時，把該頻率區域的振動、顫振數和此時的旋轉軸旋轉速度作為新的加工信息存儲在存儲單元中，并且，根據該新的加工信息和存儲在所述存儲單元中的過去的加工信息，計算能夠抑制顫振的所述旋轉軸的最佳旋轉速度；以及旋轉速度控制單元，其使所述旋轉軸以由所述第2運算單元計算出的最佳旋轉速度旋轉。
2. 根據權利要求1所述的振動抑制裝置，其特征在于，第2運算單 元根據下述運算公式(1) (3)計算相位信息，并且，以該相位信息 和存儲在存儲單元中的過去的加工信息為基礎，計算最佳旋轉速度，k'值-60x顫振數/ (刀具齒數x旋轉軸旋轉速度)......式(1)k值二k，值的整數部......式(2)相位信息二k'值一k值......式(3)。
3. —種振動抑制方法，用于在具有使刀具或工件旋轉的旋轉軸的工 作機械中，抑制使所述旋轉軸旋轉時產生的顫振，其特征在于，所述振 動抑制方法包括檢測步驟，檢測旋轉過程中的所述旋轉軸的時間區域的振動； 運算步驟，根據通過該檢測步驟檢測到的時間區域的振動，計算顫 動頻率和該顫動頻率下的頻率區域的振動加速度，并且，在計算出的該頻率區域的振動加速度超過預定的閾值時，計算并存儲至少使用顫動頻 率確定的加工信息，并且，當以前存儲的所述加工信息不存在時，使用 計算出的所述加工信息計算能夠抑制所述旋轉軸的顫振的穩定旋轉速 度，當以前存儲的所述加工信息存在時，至少使用該加工信息計算所述穩定旋轉速度；以及旋轉速度控制步驟，使所述旋轉軸以通過該運算步驟計算出的穩定 旋轉速度旋轉。
4. 根據權利要求3所述的振動抑制方法，其特征在于，在所述運算 步驟中，當以前存儲的所述加工信息存在時，只使用該加工信息計算所 述穩定旋轉速度。
5. —種振動抑制裝置，用于在具有使刀具或工件旋轉的旋轉軸的工 作機械中，抑制使所述旋轉軸旋轉時產生的顫振，其特征在于，所述振 動抑制裝置具有檢測單元，其檢測旋轉過程中的所述旋轉軸的時間區域的振動；運算單元，其根據由該檢測單元檢測到的時間區域的振動，計算顫 動頻率和該顫動頻率下的頻率區域的振動加速度，并且，在計算出的該 頻率區域的振動加速度超過預定的閾值時，計算并存儲至少使用顫動頻 率確定的加工信息，并且，當以前存儲的所述加工信息不存在時，使用 計算出的所述加工信息計算能夠抑制所述旋轉軸的顫振的穩定旋轉速 度，當以前存儲的所述加工信息存在時，至少使用該加工信息計算所述穩定旋轉速度；以及旋轉速度控制單元，其使所述旋轉軸以由該運算單元計算出的穩定 旋轉速度旋轉。
6. 根據權利要求5所述的振動抑制裝置，其特征在于，當以前存儲 的所述加工信息存在時，所述運算單元只使用該加工信息計算所述穩定 旋轉速度。
全文摘要
本發明提供一種可以求出能夠有效抑制“顫振”的最佳旋轉速度的振動抑制裝置，具有振動傳感器(2a～2c)，檢測旋轉過程中的旋轉軸(3)的時間區域的振動加速度；FFT運算裝置(6)，根據檢測到的時間區域的振動加速度，計算顫振數和該顫振數下的頻率區域的振動加速度；存儲裝置(9)，把頻率區域的振動加速度和顫振數作為加工信息進行存儲；運算裝置(7)，在計算出的頻率區域的最大加速度超過預定的閾值時，把該最大加速度和顫振數等作為新的加工信息存儲在存儲裝置(9)中，并且，根據該新的加工信息和存儲在存儲裝置(9)中的過去的加工信息，計算能夠抑制顫振的最佳旋轉速度；以及NC裝置(8)，使旋轉軸(3)以該最佳旋轉速度旋轉。
文檔編號B23Q11/00GK101417398SQ20081017494
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月24日 優先權日2007年10月25日
發明者稻垣浩 申請人:大隈株式會社