[发明专利]机床中的振动抑制方法以及振动抑制装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于在使刀具或者工件旋转来进行加工的机床中，抑制在加工中产生的颤振的振动抑制方法以及执行该振动抑制方法的振动抑制装置。

背景技术

以往，作为用于使作为旋转轴的主轴旋转来进行加工的机床中的振动抑制方法，公知有例如专利文献1中记载的方法。在该振动抑制方法中，为了抑制由于加工面的精加工精度恶化或刀具破损等原因导致的颤振，求取刀具或工件等这样的产生颤振的系统的固有振动频率，将固有振动频率设为60倍并除以刀具齿数和预定整数而得到的值作为稳定旋转速度。而且，通过以该稳定旋转速度进行加工来抑制在加工中产生的颤振。此外，如设整数值为“1”时的速度、为“2”时的速度那样，求取多个稳定旋转速度。

【专利文献1】日本特开2003-340627号公报

但是，在以往的一般机床中，在使主轴旋转时为了在较宽幅度的速度区域中得到足够的电动机转矩，大多采用根据主轴的旋转速度切换齿轮的方式。此外，在使主轴高速旋转的情况下，为了防止发热引起的主轴损伤，还大多采用根据主轴的旋转速度改变支撑主轴的轴承的预压的方式。因此，主轴系统的动态特性根据切换齿轮或者改变预压，即根据主轴的旋转速度而大幅变化。

此处，如上所述，用于抑制颤振的稳定旋转速度取决于“产生颤振的系统的固有振动数”来求取。但是，如上所述，主轴系统的动态特性自身取决于主轴的旋转速度，因此在计算出的多个稳定旋转速度中的一部分稳定旋转速度中，在将主轴的旋转速度变更为该稳定旋转速度时主轴系统的动态特性发生变化，有时该稳定旋转速度不是抑制颤振的旋转速度，即不能抑制颤振。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，要提供一种能够从计算出的稳定旋转速度中选择不使动态特性变化的最佳稳定旋转速度、能够可靠抑制颤振的振动抑制方法以及振动抑制装置。

为了达到上述目的，本发明中的第一方面所述的发明是一种振动抑制方法，该振动抑制方法用于在具有使刀具或工件旋转的旋转轴的机床中，抑制在使所述旋转轴旋转时产生的颤振，其特征在于，执行以下步骤：第1步骤，利用振动检测单元检测颤振；第2步骤，存储用于抑制所述颤振的多个稳定旋转速度、以及旋转轴系统的动态特性变化的切换旋转速度；第3步骤，从所述多个稳定旋转速度中，选择在将旋转速度变更为稳定旋转速度时不越过所述切换旋转速度的稳定旋转速度作为最佳旋转速度；以及第4步骤，将所述旋转轴的旋转速度变更为所述最佳旋转速度。

第二方面所述的发明在第一方面所述的发明中，其特征在于，在所述第2步骤中，求取检测出的所述颤振的颤振频率，并且使用该颤振频率计算所述多个稳定旋转速度。

第三方面所述的发明在第一或第二方面所述的发明中，其特征在于，在所述第2步骤中，与所述旋转轴和/或安装于所述旋转轴的刀具或工件的种类对应地存储旋转速度的上限值和/或下限值，并且在所述第3步骤中，从所述多个稳定旋转速度中，选择以下的稳定旋转速度作为最佳旋转速度：在将旋转速度变更为稳定旋转速度时该稳定旋转速度不越过所述切换旋转速度，并且处于由所述上限值和/或下限值规定的范围内。

第四方面所述的发明在第一～第三的任意一个方面所述的发明中，其特征在于，在所述第3步骤中，在所述多个稳定旋转速度中，不存在在将旋转速度变更为稳定旋转速度时不越过所述切换旋转速度的稳定旋转速度时，在显示单元中执行警告显示。

另一方面，为了达到上述目的，本发明中的第五方面所述的发明是一种振动抑制装置，该振动抑制装置用于在具有使刀具或工件旋转的旋转轴的机床中，抑制在使所述旋转轴旋转时产生的颤振，其特征在于，具有：振动检测单元，其用于检测颤振；存储单元，其存储用于抑制所述颤振的多个稳定旋转速度、以及旋转轴系统的动态特性变化的切换旋转速度；最佳旋转速度选择单元，其在检测到所述颤振时，从所述多个稳定旋转速度中，选择在将旋转速度变更为稳定旋转速度时不越过所述切换旋转速度的稳定旋转速度作为最佳旋转速度；以及旋转速度变更单元，其将所述旋转轴的旋转速度变更为所述最佳旋转速度。

根据本发明，存储多个稳定旋转速度和旋转轴的动态特性改变的切换旋转速度，从该多个稳定旋转速度中，选择在变更时不越过切换旋转速度的稳定旋转速度作为最佳旋转速度，并将旋转轴的旋转速度变更为该最佳旋转速度。因此，能够防止变更为如下这样的旋转速度的情况，该旋转速度不能抑制旋转轴系统的动态特性伴随着旋转速度的变更而改变的“颤振”，能够比以往更可靠地抑制“颤振”。