[发明专利]具有振动抑制功能的数值控制装置

说明书

优先权信息

本申请要求申请号为2011-037799，2011年2月24日提交的日本专利申请的优先权，该申请的全部内容通过参考引入本文。

技术领域

本发明涉及可控制机床的数值控制装置。更具体地，本发明涉及具有振动抑制功能的数值控制装置，其能够抑制当工具或工件绕其转动中心旋转、以加工所述工件时，所发出的颤振。

背景技术

例如，公知的传统机床，包括旋转轴，该旋转轴可支撑工具并使工具相对于固定的工件移动，以沿着所述工件的圆周表面切割工件。在所述机床的切割过程中，如果切割的深度或所述工具的突出长度过大，在处理过程中会发生所谓的“颤振”，这样会损害被加工的表面的加工精度。

在这种情况下，能够抑制“颤振”的方法是传统上已知的。所述传统的方法包括获得系统（例如，工具或工件）的固有频率，在固有频率可发生所述“颤振”或者在处理过程中产生抖动频率。所述方法还包括用60乘以所得的频率（例如，所述固有频率或所述抖动频率），然后用工具刃数和预定的整数除以计算出的值，以确定用于处理过程的目标旋转速度。有传统的振动抑制装置，其能够获得最优旋转速度，在该旋转速度下可有效抑制“颤振”。

例如，如JP 2009-101495 A中所描述的，机床具有旋转轴，该旋转轴使工具或工件绕其旋转中心旋转，所述机床配置有振动抑制装置，当所述旋转轴转动时，该振动抑制装置可抑制颤振的发生。所述振动抑制装置包括检测单元，该检测单元检测当所述旋转轴转动时，所述旋转轴的时域振动；第一计算单元，用于基于由所述检测单元检测的时域振动，计算抖动频率和抖动频率的频域振动；存储单元，用于存储加工信息，包括所述频域振动、所述抖动频率以及旋转轴的旋转速度。

如果由所述第一计算单元计算的频域振动超过预定的阈值，第二计算单元获得包括频域振动、抖动频率、在此刻的旋转轴旋转速度的新的加工信息，并将所获得的新的加工信息存储在所述存储单元内。所述第二计算单元通过参考存储于所述存储单元内的新的加工信息和之前的加工信息，计算可抑制颤振的、所述旋转轴的最优旋转速度。所述振动抑制装置还包括旋转速度控制单元，其使所述旋转轴以由所述第二计算单元计算出的最优旋转速度绕其旋转中心旋转。

此外，在所述传统的振动抑制装置中，以这种方式计算的所述最优旋转速度，同在计算所述最优旋转速度时、支撑在所述旋转轴上的工具数，以及包含于操作程序中的所述旋转轴的命令旋转速度一同记录在最优旋转速度记录单元中。

因此，当通过具有相同工具数在与所述最优旋转速度计算的命令旋转速度相同的命令旋转速度下再次进行处理时，在同所述命令旋转速度共同记录的、以前计算的最优旋转速度下（用于代替所述命令旋转速度）进行处理是可行的。然而，即使所述工具具有相同的工具数和使用记录的最优旋转速度，也可能未能充分的抑制所述“颤振”，因为作用于所述工具上的切削阻力不同，例如由于所述工具的磨损引起的。

通常，在相应的旋转速度范围内仅存在一个最优旋转速度。因此，当通过相同的工具在多个命令旋转速度下进行处理时，如果所有的多个命令旋转速度仅落在一种类型的旋转速度范围内，那么仅仅存在一个最优旋转速度。

另一方面，如果所述多个命令旋转速度落在多种类型的旋转速度范围内，那么在每种类型的旋转速度范围内将存在相应的最优旋转速度。更具体地，在每个工具上，记录多种类型的最优旋转速度，用于多个命令旋转速度。所述最优旋转速度的类型数不同于所述命令旋转速度的类型数。

下面详细描述通过最优旋转速度来替代所述加工程序中指定的命令旋转速度，从而在上述方式记录的最优旋转速度下进行处理的传统方法。

图1展示了数值控制装置的方框图，该数值控制装置包括传统的振动抑制功能。在图1中，程序分析单元19从加工程序18中提取命令旋转速度CMD-S，以使旋转轴10保持工具11绕其旋转中心旋转。所述程序分析单元19将所述提取的命令旋转速度CMD-S提供给命令旋转速度可替代性决定单元17。另外，所述命令旋转速度可替代性决定单元17从最优旋转速度记录单元16接收最优旋转速度LOG-S。

所述命令旋转速度可替代性决定单元17确认所述命令旋转速度CMD-S是否被所述最优旋转速度LOG-S代替。如果确认所述命令旋转速度CMD-S可由所述最优旋转速度LOG-S替代，那么所述命令旋转速度可替代性决定单元17为旋转速度控制单元15提供所述最优旋转速度LOG-S，作为命令旋转速度CMD-S’。