[发明专利]振动抑制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及在使刀具或工件旋转的同时进行加工的机床中，抑制加 工中产生的振动的方法及能够执行该方法的振动抑制装置。

背景技术

以往，作为机床的振动抑制方法，例如公知有专利文献1记载的方 法。在该振动抑制方法中，为了抑制作为自激振动的再生型颤振，求取 刀具或工件等产生颤振的系统的固有振动频率，利用将该固有振动频率 的60倍除以刀具刃数和预定整数得到的值，作为稳定转速，其中，该自 激振动为导致加工面的精加工精度恶化的原因。并且，通过在该稳定转 速下进行加工，来抑制加工中产生的颤振。另外，固有振动频率是通过 对刀具或工件施加脉冲振动而得到的。

此外，还公知有专利文献2记载的振动抑制方法。该振动抑制方法 是这样的方法：求取产生颤振的系统在加工中的颤振频率，将该颤振频 率的60倍除以刀具刃数和预定整数得到的值作为稳定转速，进行加工， 由此来抑制颤振。另外，加工中的颤振频率是通过在刀具或工件的附近 配置声音传感器，并基于旋转中由声音传感器检测到的振动频率而得到 的。

【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，在专利文献1记载的振动抑制方法中，除了需要昂贵的脉冲 装置之外，为了使用该装置进行励振还需要掌握高度的技术，因而十分 繁琐。而且，由于加工前得到的固有振动频率与加工中的固有振动频率 未必一致，因此还存在难以得到准确的稳定转速的问题。

另一方面，在专利文献2记载的振动抑制方法中，通过旋转音等的 分析而得到的颤振频率与实际的固有振动频率的值稍有不同，因此，还 是难以得到准确的稳定转速。因此，本申请人提出了这样的振动抑制装 置（例如日本特愿2007-138166），即：在该振动抑制装置中设置了检测 旋转中的旋转轴的时域振动的检测单元和根据该时域振动来计算颤振频 率等的运算单元，以求取更加准确的加工中的固有频率，由此来获得更 适当的稳定转速。但是在该振动抑制装置中，由于计算式误差的原因， 在运算单元计算出的固有振动频率与实际的固有频率之间产生计算误 差，因此，尽管将旋转轴设定为稳定转速，也仍然能够设想到继续发生 颤振的情况。

发明内容

因此，本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供在继 续发生颤振的情况下能够得到更加准确的稳定转速，从而能够可靠抑止 颤振的振动抑制方法及装置。

为了实现上述目的，本发明中的第一方面所述的发明是一种振动抑 制方法，其用于在具有旋转轴的机床中抑制所述旋转轴旋转时产生的颤 振，所述旋转轴用于使刀具或工件旋转，其特征在于，该振动抑制方法 执行以下步骤：第1步骤，检测旋转中的所述旋转轴的时域的振动；第2 步骤，根据检测到的时域的振动，计算颤振频率和该颤振频率下的频域 的振动加速度；第3步骤，在计算出的频域的振动加速度超过预定阈值 时，通过下述运算式（1）、（2）来计算k值和k’值，并将它们作为加工 信息进行存储；第4步骤，使用计算出的k值，通过下述运算式（3）来 计算预测稳定转速，并将所述旋转轴的转速设为预测稳定转速；第5步 骤，关于按照预测稳定转速进行旋转的所述旋转轴，当频域的振动加速 度再次超过预定阈值时，对k’值的小数部分与预定的变更方向决定阈值 进行比较，当k’值的小数部分大于或等于预定的变更方向决定阈值时， 决定减小转速，并根据该决定使所述旋转轴的旋转速度微小变化，当k’ 值的小数部分小于预定的变更方向决定阈值时，决定增大转速，并根据 该决定使所述旋转轴的转速微小变化；第6步骤，当频域的振动加速度 超过预定阈值时，使用变化后的转速，利用与所述运算式（1）相同的运 算式来计算k”值；第7步骤，将变化量与预定的阈值进行比较，在所述 变化量未超过所述预定阈值时，将k”值作为k’值进行更新，其中，所述 变化量是计算出的k”值与作为加工信息而存储的k’值之间的差；以及第 8步骤，反复进行转速的变化、k”值的计算以及k’值的更新直到所述变化 量超过所述预定阈值为止，将所述变化量超过所述预定阈值时的转速维 持为稳定转速，

运算式(1)：k’值＝{60×颤振频率/（刀具刃数×转速）}

运算式(2)：k值＝k’值的整数部分

运算式(3)：预测稳定转速＝60×颤振频率/{刀具刃数×（k值+1）}。