专利名称：机床的振动抑制装置和振动抑制方法
技术领域：
本发明涉及在一边使工具或工件旋转一边进行加工的机床中，用于 抑制在加工中产生的振动的振动抑制装置和振动抑制方法。
背景技术：
以往，例如有如下的机床使工件支承在可以旋转的主轴上， 一边 相对于工件进给工具， 一边对工件实施加工。在该机床中，当切削加工 的切入量大到必要以上时，在加工中产生所谓的"颤振"，存在使加工面 的精加工精度恶化的问题。此时，尤其成为问题的是自激振动即"再生 型颤振"，为了抑制该"再生型颤振"，如专利文献l、 2所记载的那样， 公知有如下技术在进行加工时，求出工具或工件等产生"颤振"的系 统的固有振动频率和加工中的颤振频率，把旋转速度设为将固有振动频 率或颤振频率乘以60倍并除以工具刃数和规定整数而得到的值(以下， 设利用该方法计算出的旋转速度为稳定旋转速度)即可。而且，为了求出产生"颤振"的系统的固有振动频率，如专利文献 1所记载的那样，公知有如下方法对工具或工件进行脉冲励振来测定振 动频率，由此求出"固有振动频率"。并且，为了求出加工中的颤振频率， 如专利文献2所记载的那样，公知有如下方法在旋转中的工具或工件 附近配置声音传感器，根据在加工中利用声音传感器所检测出的振动频 率来求出"颤振频率"。专利文献1日本特开2003-340627号公报专利文献2日本特表2001-517557号公报但是，在上述专利文献1的方法中，在求出"固有振动频率"时， 需要高价的脉冲装置，所以具有成本高的问题。并且，专利文献1的励 振方法不仅需要高度的技术，而且，加工前测定的"固有振动频率"和加工中的"固有振动频率"不一定一致，所以，也具有难以获得准确的 最佳旋转速度这样的实用性差的问题。另一方面，在上述专利文献2的方法中，分析声音传感器所检测的 旋转音等来获得"颤振频率"，但是，通过旋转音等的分析所计算出的"颤 振频率"和最佳旋转速度的"颤振频率"之间存在差异，所以，与上述 专利文献1的方法同样，难以获得准确的最佳旋转速度。即，在根据旋 转音等计算"颤振频率"的情况下，在检测出相当于"颤振"的振动频 率后，进而实施几次的加工和测定，渐近地求出"颤振频率"，所以，从 检测出"颤振"后到计算出最佳旋转速度为止需要时间，其结果，存在 在加工面上残留因高频振动引起的痕记的问题。发明内容因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，提供一种可以求出准确的 最佳旋转速度、且能够縮短从产生颤振到计算出最佳旋转速度为止的时 间的振动抑制装置和振动抑制方法。为了达成上述目的，本发明中第一方面所述的发明是一种机床的振 动抑制装置，其在具有用于使工具或工件旋转的旋转轴的机床中，用于 抑制使所述旋转轴旋转时产生的颤振，其特征在于，该振动抑制装置具 有检测旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测单元；运算单元，其根 据由该检测单元所检测出的时域的振动，计算颤振频率和该颤振频率下 的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的振动超过规定阈值的情 况下，根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋转轴的最佳旋转速度； 以及旋转速度控制单元，其用于使所述旋转轴以由该运算单元所计算出 的最佳旋转速度进行旋转。并且，本发明中第十二方面所述的发明是一种机床的振动抑制方法， 该机床具有用于使工具或工件旋转的旋转轴，其特征在于，该振动抑制 方法通过执行以下步骤，来抑制使所述旋转轴旋转时产生的颤振检测 旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测步骤；运算步骤，根据在所述检 测步骤中所检测出的时域的振动，计算颤振频率和该颤振频率下的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的振动超过规定阈值的情况下，
根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋转轴的最佳旋转速度；以及控 制步骤，使所述旋转轴以在所述运算步骤中所计算出的最佳旋转速度旋 转。
另外，本发明中的"振动"包含振动加速度、振动引起的位移以及 振动引起的声压等。
根据本发明，根据实际在旋转的旋转轴上产生的"颤振"，计算最佳 旋转速度，所以，能够立即计算出更准确的最佳旋转速度，而且，能够 将计算出的最佳旋转速度立即应用在旋转轴的旋转中。因此，能够有效
抑制在旋转轴上产生的"颤振"，能够发挥以下效果能够高质量地确保 加工面的精加工精度，抑制工具磨损、防止工具缺损等。
图1是示出方式1的振动抑制装置的框结构的说明图。
图2是从侧面示出成为振动抑制对象的旋转轴机架的说明图。
图3是从轴向示出旋转轴机架的说明图。
图4是示出时域的振动加速度的傅立叶解析结果的一例的说明图。 图5是示出最佳旋转速度的运算所需要的系数和k值、相位的关系 的一例的说明图。
图6是颤振抑制控制的流程图。 图7是方式2的颤振抑制控制的流程图。 图8是方式3的颤振抑制控制的流程图。 图9是示出现有的颤振抑制效果的曲线图。 图10是示出方式3的颤振抑制效果的曲线图。
具体实施例方式
下面，根据
本发明的一个实施方式的振动抑制装置。 [方式1]
图1是示出振动抑制装置10的框结构的说明图。图2是从侧面示出
8成为振动抑制对象的旋转轴机架1的说明图，图3是从轴向示出旋转轴
机架l的说明图。
振动抑制装置10是用于抑制在旋转轴3上产生的"颤振"的装置， 该旋转轴3可以绕C轴旋转地装配在旋转轴机架1上，该振动抑制装置 10具有振动传感器(检测单元)2a 2c，其用于检测在旋转中的旋转 轴3上产生的时域的振动加速度；和控制装置(运算单元以及旋转速度 控制单元)5，其根据该振动传感器2a 2c检测出的检测值，来控制旋 转轴3的旋转速度。
如图2和3所示，振动传感器2a 2c安装在旋转轴机架1上， 一个 振动传感器相对于其他振动传感器检测直角方向上的时域的振动加速度 (指时间轴上的振动加速度)(例如利用振动传感器2a 2c分别检测正 交的X轴、Y轴、Z轴方向上的时域的振动加速度)。
另一方面，控制装置5具有FFT运算装置6，其根据由振动传感器 2a 2c所检测出的时域的振动加速度进行解析；参数运算装置7，其根 据由该FFT运算装置6所计算出的值进行最佳旋转速度的计算等；以及 NC装置8，其控制旋转轴机架l处的加工，控制装置5进行FFT运算装 置6的如后所述的解析以及旋转轴3的旋转速度的监视。
这里，根据图4 图6说明控制装置5中的"颤振"的抑制控制。 图4是示出时域的振动加速度的傅立叶解析结果的一例的说明图，图5 是示出最佳旋转速度的运算所需要的系数和k值、相位的关系的一例的 说明图。并且，图6是示出"颤振"的抑制控制的流程图。
首先，在FFT运算装置6中，进行旋转中始终检测的振动传感器2a 2c中的时域的振动加速度的傅立叶解析(Sl)，计算图4所示的旋转轴3 的频率(颤振频率)和该频率下的旋转轴3的频域的振动加速度(指频 率轴上的振动加速度)(S2)。另外，进行上述时域的振动加速度的傅立 叶解析时，取得多个模式的表示频率和频域的振动加速度之间的关系的 图4那样的波形。因此，在本方式1中，使用频域的振动加速度的值为 最大的波形，进行以下控制。
接着，在参数运算装置7中，进行在上述FFT运算装置6中所计算
9出的频域的振动加速度和预先设定的规定阈值之间的比较(S3)，在计算 出的频域的振动加速度超过规定阈值的情况(例如检测出图4中的频域 的振动加速度值4的情况)下，在旋转轴3上产生应该抑制的"颤振"， 通过以下的运算式(1) (5)，进行最佳旋转速度的运算(S4)。然后， 利用NC装置8控制旋转轴3的旋转速度，使其变为计算出的最佳旋转 速度(S5)，防止即抑制"颤振"的放大。这里，振动传感器2a 2c进行的振动加速度的检测是本发明的振动 抑制方法的检测步骤，FFT运算装置6和参数运算装置7中的最佳旋转 速度的运算是本发明的振动抑制方法的运算步骤，NC装置8进行的将旋 转速度控制为最佳旋转速度的控制是本发明的振动抑制方法的控制步 骤。如上所述，进行控制装置5的"颤振"抑制控制。k'值-60X颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1)k值k'值的整数部…(2)相位信息-k'值—k值…(3)系数a—bXk值+cX相位信息…(4)最佳旋转速度^系数X稳定旋转速度…(5)其中，式(1)中的"工具刃数"预先设定在参数运算装置7中。并 且，式(1)中的旋转轴旋转速度是当前(成为最佳旋转速度之前)的旋 转速度。并且，式(5)中的稳定旋转速度是利用上述背景技术所记载的 方法计算出的旋转速度，在该计算时，"颤振频率"使用通过傅立叶解析 获得的值。并且，说明式(4)中的常数a、 b、 c的确定。该常数a、 b、 c由根据旋转轴3的旋转速度和"颤振频率"之间的 关系等各种条件而制作的稳定临界限线图来确定。例如，在各种旋转速 度下实施试加工，进行加工中检测出的时域的振动加速度的傅立叶解析， 计算旋转轴的频率(颤振频率)和该频率下的频域的振动加速度。这里， 加工中的频域的振动加速度根据旋转速度的变化而周期性地增减，该频 域的振动加速度为最小值的旋转速度成为要求出的最佳旋转速度。因此，利用上述运算式求出各旋转速度下的相位信息、k值和稳定旋转速度等， 如图5所示，求出各要素(相位信息和k值)与频域的振动加速度为最 小值的旋转速度除以稳定旋转速度后的值(即系数)之间的关系。然后，根据图5所示的关系，使用各种解析方法，来确定上述系数运算式(式(4) )的常数a、 b、 c (例如3=0.971、 b=0.003、 c=0.045等)。根据执行以上这种振动抑制方法的振动抑制装置10，通过振动传感 器2a 2c、 FFT运算装置6和参数运算装置7，实时监视在旋转轴3的旋 转中产生的"颤振"，当检测到"颤振"的产生时，根据上述运算式(1) (5) 立即计算最佳旋转速度，将旋转轴3的旋转速度设为该最佳旋转速 度，来抑制"颤振"的放大。即，根据实际在旋转的旋转轴3上产生的"颤振"来计算最佳旋转速度，所以，能够立即计算出更准确的最佳旋 转速度。因此，能够有效抑制"颤振"，能够发挥以下效果能够高质量 地确保加工面的精加工精度，抑制工具磨损、防止工具缺损等。另外，本发明的振动抑制装置的结构完全不限于上述方式1所记载 的形式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以根据需要适当变更检测 单元、控制装置和控制装置中的振动抑制控制等的结构。例如，根据机床的种类适当调査、确定式(4)和图5所示的相位信 息、k值和系数的关系，由此，能够进一步提高精度。即，在计算系数时， 完全不限于上述方式1所记载的式(4)。并且，在上述方式1中，构成为通过式(4)计算并求出系数，但是， 也可以构成为，以与k值和相位信息对应的状态在控制装置中预先存储 多个系数值，根据计算出的k值和相位信息，选择并确定系数(省略式 (4))。[方式2]接着，说明本发明的另一方式。其中，振动抑制装置和旋转轴机架 的结构与方式1相同，所以省略重复的说明，根据图7的流程图说明控 制装置5中的"颤振"抑制控制。首先，在FFT运算装置6中，进行旋转中始终检测的振动传感器2a 2c的时域的振动加速度的傅立叶解析(S21)，计算图4的4所示的最大加速度及其频率(颤振频率)(S22)。接着，在参数运算装置7中，比较在上述S22中计算出的最大加速 度和预先设定的规定阈值(S23)，在超过阈值的情况下，判断为在旋转 轴3上产生应该抑制的"颤振"，在S24中，根据颤振频率、工具刃数和 旋转轴3的旋转速度，通过以下的运算式(1) (3)，计算k值和相位"f曰息。k'值-60X颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1) k值二k'值的整数部…(2) 相位信息^k'值一k值…(3)其中，运算式(1)中的"工具刃数"预先设定在参数运算装置7中。 并且，运算式(1)中的旋转轴旋转速度是当前(成为最佳旋转速度之前) 的旋转速度。接着，在S25中，比较通过运算式(3)获得的相位信息和常数l、 2。这里，如果相位信息大于常数1且小于常数2，则判断为产生强制颤 振，在S26中，根据变更式(1)计算kl值。另一方面，如果相位信息 在该范围以外，则产生再生型颤振，在S27中，根据变更式(2)计算kl 值。这里的判别成为确定颤振的规定条件。kl值^k值+常数3+l…变更式(1)kl值k值+l…变更式(2)另外，如果设常数1为0，常数2为0.1，则选择出强制颤振，以与 再生型颤振相区分。并且，如果常数3通常设定为0.5或一0.5，则最能 够抑制强制颤振。士的选择与旋转速度增减的选择相对应。接着，在S28中，根据颤振频率、工具刃数和由S26、 27获得的kl 值，根据以下的运算式(6)进行最佳旋转速度的运算。最佳旋转速度-60X颤振频率/ (工具刃数Xkl值)…(6) 然后，在S29中，利用NC装置8变更旋转轴3的旋转速度，使其 成为计算出的最佳旋转速度，防止即抑制"颤振"的放大。 如上所述，进行控制装置5中的"颤振"抑制控制。 这样，根据上述方式2的振动抑制装置10，通过振动传感器2a 2c、FFT运算装置6和参数运算装置7，实时监视在旋转轴3的旋转中产生的 "颤振"，在检测到"颤振"的产生时，根据上述运算式(1) (3)、 (6) 以及变更式(1)、 (2)，立即计算最佳旋转速度，将旋转轴3的旋转速度 设为该最佳旋转速度，来抑制"颤振"的放大。即，根据实际在旋转的 旋转轴3上产生的"颤振"计算最佳旋转速度，所以，能够立即计算出 更准确的最佳旋转速度。特别地，参数运算装置7确定所产生的颤振的 种类，根据该种类利用变更后的参数分别计算最佳旋转速度，所以，能 够明确区分强制颤振和再生型颤振，能够在各个情况下瞬时求出最佳的 旋转速度，能够有效抑制"颤振"。因此，能够高质量地确保加工面的精 加工精度，也能够期待抑制工具磨损、防止工具缺损。另外，在上述方式2中，根据机床的种类适当调查、确定运算式(1) (3)、 (6)以及变更式(1)、 (2)所示的相位信息、k值、常数等以及它 们之间的关系，由此，能够进一步提高精度。 [方式3]在图8中，首先，在FFT运算装置6中，进行旋转中始终被检测的 振动传感器2a 2c中的时域的振动加速度的傅立叶解析(S31)，计算图 4的4所示那样的最大加速度及其频率(颤振频率)(S32)。接着，在参数运算装置7中，比较在上述S32中计算出的最大加速 度和预先设定的规定阈值(S33)，在计算出的最大加速度超过阈值的情 况下，判定为在旋转轴3上产生应该抑制的"颤振"，在S34中，根据颤 振频率、工具刃数和旋转轴3的旋转速度，通过以下的运算式(1) (3)， 计算k值和相位信息。k'值60X颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1)k值二k'值的整数部…(2)相位信息k'值一k值…(3)其中，运算式(1)中的"工具刃数"预先设定在参数运算装置7中。 并且，运算式(O中的旋转轴旋转速度是当前(成为最佳旋转速度之前) 的旋转速度。接着，在S35中，比较由运算式(3)获得的相位信息和设定常数。这里，如果相位信息在设定常数以上，则在S36中，根据变更式(3)计 算kl值。另一方面，如果相位信息小于设定常数，则在S37中，根据变 更式(4)计算kl值。kl值k值+l…变更式(3)kl值k值…变更式(4)另外，如果设定常数通常设定为0.5，则旋转速度的变化量为最小。 但是，在旋转速度的变化比例小的情况下，由于变更旋转速度的方向不 同，有可能在稳定临界限线图中低于切削下限，产生再生颤振，所以， 将该下限作为设定常数与相位信息进行比较即可。该情况下，设定常数 优选选择0.75。接着，在S38中，根据颤振频率、工具刃数和由S36、 37获得的kl 值，根据以下的运算式(6)进行最佳旋转速度的运算。最佳旋转速度^60X颤振频率/ (工具刃数Xkl值)…(6)然后，在S39中，利用NC装置8变更旋转轴3的旋转速度，使其 成为计算出的最佳旋转速度，防止即抑制颤振的放大。如上所述，进行控制装置5中的颤振抑制控制。这样，根据上述方式3的振动抑制装置10，通过振动传感器2a 2c、 FFT运算装置6和参数运算装置7，实时监视在旋转轴3的旋转中产生的 颤振，在检测到颤振的产生时，根据上述运算式(1) (3)、 (6)以及 变更式(3)、 (4)，立即计算最佳旋转速度，将旋转轴3的旋转速度设为 该最佳旋转速度，抑制颤振的放大。S卩，根据实际在旋转的旋转轴3上 产生的颤振，计算最佳旋转速度，所以，能够立即计算出更准确的最佳 旋转速度。特别地，参数运算装置7对相位信息和设定常数进行比较， 根据该比较结果利用变更后的参数分别计算最佳旋转速度，所以，能够 在短时间内抑制颤振。因此，能够高质量地确保加工面的精加工精度， 也能够期待抑制工具磨损、防止工具缺损。图9是示出采用了未采用本发明的现有的振动抑制装置时的颤振频 率的抑制效果的曲线图，图IO是示出采用了本发明的振动抑制装置时的 颤振频率的抑制效果的曲线图。在图9的情况下，旋转速度从6800min—1到6250min—1大幅变化，所以，颤振抑制需要时间，与此相对，在图10 的情况下，旋转速度从GSOOmin"迅速变化为7000min"，达到最佳旋转速 度，最大加速度G比图9的定时提前减小，可知能够在短时间内抑制颤振。另外，在上述方式3中，例如根据机床的种类适当调査、确定运算 式(1) (3)、 (6)以及变更式(3)、 (4)所示的相位信息、k值、设 定常数等以及它们之间的关系，由此，能够进一步提高精度。并且，关于根据上述kl值所计算的最佳旋转速度，也可以代替S35 S38的处理，而在运算式(6)中，根据k值和k值+l分别计算两个最佳 旋转速度，根据这两个最佳旋转速度和当前的旋转速度之差，选择旋转 速度变化量的比例小的最佳旋转速度，利用NC装置8变更旋转轴3的 旋转速度，进行颤振的抑制。而且，在上述各方式中，在进行由检测单元所检测的时域的振动加 速度的傅立叶解析时，使用频域的振动加速度示为最大值的波形，来进 行"颤振"的抑制控制，但是，也可以使用频域的振动加速度的值居上 位的多个(例如3个)波形来计算最佳旋转速度，来实现"颤振"的抑 制效果的进一步提高。进而，在上述各方式中构成为，通过检测单元检测旋转轴的振动加 速度，根据所检测出的振动加速度来计算最佳旋转速度，但是，也可以 构成为，通过检测单元检测振动引起的位移和声压，根据检测出的位移 和声压来计算最佳旋转速度。而且，在上述各方式中构成为，检测使工具旋转的所谓加工中心等 机床的旋转轴的振动，但是，也可以检测不旋转侧(固定侧)即工件或 工件附近的振动。而且，也可以应用于车床等使工件旋转的机床，在该 情况下，可以检测旋转轴即保持工件的主轴侧的振动，或者检测固定侧 即工具的振动。另外，当然也可以根据机床的种类、大小等适当变更检 测单元的设置位置和设置数量等。另外，作为具体实现本发明的振动抑制方法的方式，不限于上述各 方式的振动抑制装置。例如，在上述方式中，在控制装置中，利用FFT运算装置和参数运算装置计算出最佳旋转速度后，NC装置自动控制旋转 轴的旋转速度，由此来执行计算最佳旋转速度的运算步骤和将旋转轴控 制成最佳旋转速度的控制步骤，但是，除此之外，也可以考虑如下的变更等在显示部上临时显示由FFT运算装置求出的最佳旋转速度并通知 给操作员，通过操作员对NC装置的输入操作，将旋转轴的旋转速度变更为最佳旋转速度。即，在不脱离本发明主旨的范围内可以适当变更。
权利要求
1. 一种机床的振动抑制装置，其特征在于，该振动抑制装置具有 用于使工具或工件旋转的旋转轴；检测旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测单元；运算单元，其根据由所述检测单元所检测出的时域的振动，计算颤 振频率和该颤振频率下的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的 振动超过规定阈值的情况下，根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋 转轴的最佳旋转速度；以及旋转速度控制单元，其用于使所述旋转轴以由所述运算单元所计算 出的最佳旋转速度进行旋转，该振动抑制装置抑制使所述旋转轴旋转时产生的颤振。
2. 根据权利要求1所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 所述运算单元至少使用根据后述的式(1) (3)所计算出的k值和相位信息作为规定参数，来进行最佳旋转速度的运算，k'值=60乂颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1)k值k'值的整数部…(2)相位信息-k'值一k值…(3)。
3. 根据权利要求2所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 使所述运算单元预先存储与利用上述式(1) (3)所计算出的k值和相位信息相对应的多个系数，所述运算单元根据所计算出的k值和 相位信息，选择特定的系数，使用该系数进行最佳旋转速度的运算。
4. 根据权利要求1所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 所述运算单元在计算所述最佳旋转速度时，根据规定条件确定所产生的颤振的种类，根据所确定的颤振的种类来变更所述规定参数，分别 计算最佳旋转速度。
5. 根据权利要求4所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 所述运算单元根据成为规定参数的下述的运算式(1) (4)，进行最佳旋转速度的运算，根据基于运算式(3)所计算出的相位信息来确定颤振的种类，根据规定条件来变更运算式(4)的kl值，k'值=60乂颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1) k值二k'值的整数部…(2) 相位信息二k'值一k值…(3)最佳旋转速度^60X颤振频率/ (工具刃数Xkl值)…(4)。
6. 根据权利要求5所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 如果由运算式G)获得的相位信息为接近O的值，则所述运算单元判断为强制颤振，加上0.5或一0.5而求出kl值，并根据运算式(4)运 算最佳旋转速度。
7. 根据权利要求1所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 所述运算单元在计算所述最佳旋转速度时，根据规定条件变更所述规定参数，以使旋转速度的变化量为最小的方式来计算最佳旋转速度。
8. 根据权利要求7所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 所述运算单元根据成为规定参数的下述的运算式(1) (4)，进行最佳旋转速度的运算，对根据运算式(3)所计算出的相位信息和规定的 设定常数进行比较，根据该比较结果来变更运算式(4)的k值，k'值=60乂颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1)k值k'值的整数部…(2)相位信息k'值一k值…(3)最佳旋转速度-60X颤振频率/ (工具刃数Xk值)…(4)。
9. 根据权利要求8所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 当相位信息在规定的设定常数即0.5以上的情况下，所述运算单元对运算式(4)的k值加l，来运算最佳旋转速度。
10. 根据权利要求8所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 当相位信息在规定的设定常数即0.75以上的情况下，所述运算单元在运算式(4)的k值中加l，来运算最佳旋转速度。
11. 根据权利要求8所述的机床的振动抑制装置，其特征在于， 所述运算单元针对运算式(4)的k值，分别计算k时和k+l时的两个最佳旋转速度，通过选择这两个最佳旋转速度之中与当前的旋转速度之差较小的旋转速度，来计算旋转速度的变化量为最小的最佳旋转速度。
12. —种机床的振动抑制方法，该机床具有用于使工具或工件旋转 的旋转轴，其特征在于，该振动抑制方法通过执行以下步骤，来抑制使 所述旋转轴旋转时产生的颤振检测旋转中的所述旋转轴的时域振动的检测步骤；运算步骤，根据在所述检测步骤中所检测出的时域的振动，计算颤 振频率和该颤振频率下的频域的振动，并且，在所计算出的所述频域的 振动超过规定阈值的情况下，根据规定参数计算可以抑制颤振的所述旋转轴的最佳旋转速度；以及控制步骤，使所述旋转轴以在所述运算步骤中所计算出的最佳旋转 速度进行旋转。
13. 根据权利要求12所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，至少使用根据后述的式(1) (3)所计算出的k值和相位信息作为规定参数，来进行最佳旋转速度的运算，k'值=60乂颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1) k值k'值的整数部…(2) 相位信息=1值—k值…(3)。
14. 根据权利要求13所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，预先存储与利用上述式(1) (3)所计算出的k值和相位信息相对应的多个系数，根据所计算出的k值和相位信息， 选择特定的系数，使用该系数进行最佳旋转速度的运算。
15. 根据权利要求12所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，在计算所述最佳旋转速度时，根据规定条件确定所产生的颤振的种类，根据所确定的颤振的种类来变更所述规定参数， 分别计算最佳旋转速度。
16. 根据权利要求15所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，根据成为规定参数的下述的运算式(1) (4)，进行最佳旋转速度的运算，根据基于运算式(3)所计算出的相位信息来 确定颤振的种类，根据规定条件来变更运算式(4)的kl值，k'值60X颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1) k值二k'值的整数部...(2) 相位信息-k'值一k值…(3)最佳旋转速度-60X颤振频率/ (工具刃数Xkl值)…(4)。
17. 根据权利要求16所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，如果由运算式(3)获得的相位信息为接近O的值，则判断为强制颤振，加上0.5或一0.5而求出kl值，并根据运算式(4) 运算最佳旋转速度。
18. 根据权利要求12所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，在计算所述最佳旋转速度时，根据规定条件变更所述规定参数，以使旋转速度的变化量为最小的方式来计算最佳旋转速度。
19. 根据权利要求18所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，根据成为规定参数的下述的运算式(1) (4)，进行最佳旋转速度的运算，对根据运算式(3)所计算出的相位信息和规 定的设定常数进行比较，根据该比较结果来变更运算式(4)的k值，k'值二60X颤振频率/ (工具刃数X旋转轴旋转速度)…(1)k值二k'值的整数部…(2)相位信息二k'值一k值…(3)最佳旋转速度=60乂颤振频率/ (工具刃数Xk值)…(4)。
20. 根据权利要求19所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，当相位信息在规定的设定常数即0.5以上的情况下，对运算式(4)的k值加l，来运算最佳旋转速度。
21. 根据权利要求19所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，当相位信息在规定的设定常数即0.75以上的情况下，对运算式(4)的k值加l，来运算最佳旋转速度。
22. 根据权利要求19所述的机床的振动抑制方法，其特征在于， 在所述运算步骤中，针对运算式(4)的k值，分别计算k时和k+l时的两个最佳旋转速度，通过选择这两个最佳旋转速度之中与当前的旋转速 度之差较小的旋转速度，来计算旋转速度的变化量为最小的最佳旋转速度。
全文摘要
本发明提供一种机床的振动抑制装置和振动抑制方法，其可以求出准确的最佳旋转速度、且能够缩短从产生颤振到计算出最佳旋转速度为止的时间。作为解决手段，振动抑制装置(10)具有振动传感器(2a～2c)，其用于检测旋转中的旋转轴(3)中的时域的振动加速度；和控制装置(5)，其根据由该振动传感器(2a～2c)所检测出的时域的振动加速度，计算颤振频率和该颤振频率下的旋转轴(3)的频域的振动加速度，并且，在所计算出的频域的振动加速度超过规定阈值的情况下，根据规定参数计算最佳旋转速度，使旋转轴(3)以所计算出的最佳旋转速度进行旋转。
文档编号B23Q11/00GK101310921SQ200810109039
公开日2008年11月26日 申请日期2008年5月23日 优先权日2007年5月24日
发明者社本英二, 稻垣浩, 铃木教和 申请人:大隈株式会社;国立大学法人名古屋大学