專利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一邊使刀具或工件旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行加工的機(jī)床。
背景技術(shù)：
以往，例如在使刀具旋轉(zhuǎn)以對(duì)工件的表面進(jìn)行切削加工的那種機(jī)床中，由于刀具的剛性低等原因，有時(shí)在加工中會(huì)發(fā)生顫振。并且。作為發(fā)生顫振時(shí)的抑制方法，例如像專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所記載的那樣，周知使主軸的轉(zhuǎn)速以預(yù)定的振幅而周期性地變動(dòng)的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開昭49-105277號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2000-U6991號(hào)公報(bào)然而，以往，使主軸的轉(zhuǎn)速周期性地變動(dòng)時(shí)的振幅和周期，需要根據(jù)作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)等確定。也就是說，為了有效地抑制顫振，需要豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此，對(duì)經(jīng)驗(yàn)尚淺的作業(yè)人員等來說，顫振的抑制非常困難，甚至存在工件的成品率下降等問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明鑒于上述問題而做出，意在提供一種機(jī)床，即便是經(jīng)驗(yàn)尚淺的作業(yè)人員也能夠容易地抑制顫振，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成品率的提高等。為達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明中的第一方面所記載的發(fā)明，機(jī)床具有旋轉(zhuǎn)軸控制單元，該旋轉(zhuǎn)軸控制單元具有用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸以及用于使所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)單元，并且能夠使所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度以預(yù)定的平均旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)而以預(yù)定的振幅及周期進(jìn)行變動(dòng)；和機(jī)床控制單元，當(dāng)發(fā)生顫振時(shí)，該機(jī)床控制單元通過變更預(yù)定的參數(shù)來對(duì)所述平均旋轉(zhuǎn)速度、所述振幅及所述周期中的至少任意一個(gè)進(jìn)行變更，其特征在于，所述機(jī)床具有顯示單元；和參數(shù)顯示控制部，該參數(shù)顯示控制部將涉及所述參數(shù)的信息顯示于所述顯示單元，能夠根據(jù)所述顯示單元顯示的涉及所述參數(shù)的信息來變更所述參數(shù)。第二方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面所記載的發(fā)明中，所述參數(shù)顯示控制部將對(duì)再生型顫振有效果的參數(shù)的值或其范圍、和/或?qū)υ偕皖澱駴]有效果的參數(shù)的值或其范圍作為涉及所述參數(shù)的信息而顯示于所述顯示單元。第三方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一或第二方面所記載的發(fā)明中，所述參數(shù)顯示控制部將所述驅(qū)動(dòng)單元無法實(shí)現(xiàn)的參數(shù)的值的范圍作為涉及所述參數(shù)的信息而顯示于所述顯示單元。第四方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一至第三方面中的任一方面所記載的發(fā)明中，采用所述振幅及所述周期作為所述參數(shù)。第五方面所記載的發(fā)明的特征在于，在第一至第三方面中的任一方面所記載的發(fā)明中，采用所述振幅或所述周期中的任意一個(gè)以及、在所述旋轉(zhuǎn)軸的角加速度、所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩、向所述驅(qū)動(dòng)單元供給的電力、將所述振幅除以所述周期所求得的變動(dòng)率和所述平均旋轉(zhuǎn)速度中的任意一個(gè)作為所述參數(shù)。此外，第一方面中的平均旋轉(zhuǎn)速度指的是在使旋轉(zhuǎn)速度以預(yù)定的振幅及周期變動(dòng)時(shí)成為基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)本發(fā)明，由于具有顯示單元和將涉及參數(shù)的信息顯示于顯示單元的參數(shù)顯示控制部，并能夠根據(jù)顯示單元所顯示的涉及參數(shù)的信息變更參數(shù)，因此，即便是經(jīng)驗(yàn)尚淺的作業(yè)人員，與以往相比也能夠容易地使顫振受到抑制，進(jìn)而還能夠?qū)崿F(xiàn)成品率的提高。另外，根據(jù)第二方面所記載的發(fā)明，由于參數(shù)顯示控制部將對(duì)再生型顫振有效果的參數(shù)的值本身或其范圍、和/或?qū)υ偕皖澱駴]有效果的參數(shù)的值本身或其范圍作為涉及參數(shù)的信息顯示于顯示單元，因此，即便是經(jīng)驗(yàn)尚淺的作業(yè)人員，也能夠更加可靠且容易地抑制顫振。并且，根據(jù)第三方面所記載的發(fā)明，參數(shù)顯示控制部將驅(qū)動(dòng)單元無法實(shí)現(xiàn)的參數(shù)的值的范圍作為涉及參數(shù)的信息顯示于顯示單元。因此，例如作業(yè)人員輸入了使旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩超過最大值的值，則該輸入值無效，在旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度的振幅和周期不變更的狀態(tài)下繼續(xù)加工，不會(huì)發(fā)生無法抑制顫振的情況，極其可靠地抑制顫振。并且，根據(jù)第四及第五方面所記載的發(fā)明，由于采用振幅和周期作為參數(shù)，或者， 采用振幅或周期中的任意一個(gè)、以及在旋轉(zhuǎn)軸的角加速度、旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩、向驅(qū)動(dòng)單元供給的電力、將振幅除以周期所求得的變動(dòng)率和平均旋轉(zhuǎn)速度中的任意一個(gè)作為參數(shù)，因此，能夠更加簡(jiǎn)便地變更振幅及周期。


圖1是示出加工中心的模塊結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是示出主軸的旋轉(zhuǎn)速度以預(yù)定的振幅及周期變動(dòng)的情況的說明圖。圖3是示出顯示單元中的涉及參數(shù)的信息等的顯示形態(tài)的一例的說明圖。圖4是示出顯示單元中的涉及參數(shù)的信息等的顯示形態(tài)的變形例的說明圖。標(biāo)號(hào)說明1 · ·加工中心；2 · ·主軸；3 · ·主軸箱；4 · ·電動(dòng)機(jī)(驅(qū)動(dòng)單元)；5 · 編碼器；6 · ·工作臺(tái)；7 · ·主軸控制部；8 · ·機(jī)床控制部；9 · ·顯示單元；10 · ·存儲(chǔ)部； 11· 參數(shù)顯示控制部；12· 輸入單元；14· 夾具；14· 刀具。
具體實(shí)施例方式以下根據(jù)附圖詳細(xì)對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的機(jī)床進(jìn)行說明。標(biāo)號(hào)1為具有作為旋轉(zhuǎn)軸的主軸2的加工中心，該主軸2能夠通過夾具13裝配刀具14，在將主軸2支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的主軸箱3內(nèi)，內(nèi)置有用于使主軸2旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)4、以及用于檢測(cè)主軸2和電動(dòng)機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度的編碼器5。另外，在與主軸箱3對(duì)置的位置，設(shè)置有用于載置工件W的工作臺(tái)6。另一方面，標(biāo)號(hào)7是用于控制主軸2的旋轉(zhuǎn)速度、或調(diào)整向電動(dòng)機(jī)4供給的電力的主軸控制部，并且與電動(dòng)機(jī)4和編碼器5電連接。另外，標(biāo)號(hào)8是對(duì)加工中心1整體的動(dòng)作進(jìn)行控制的機(jī)床控制部，并且與上述主軸控制部7、存儲(chǔ)加工程序的存儲(chǔ)部10、以及后述的具有顯示單元9的參數(shù)顯示控制部11等連接。并且，標(biāo)號(hào)12是用于向機(jī)床控制部8發(fā)出旋轉(zhuǎn)速度的變更等指令的輸入單元。并且，在上述機(jī)床1中，當(dāng)通過輸入單元12向機(jī)床控制部8發(fā)出加工開始的指令時(shí)，讀取存儲(chǔ)部10所存儲(chǔ)的加工程序，在主軸控制部7的控制下向電動(dòng)機(jī)4供給電力，從而使主軸2開始旋轉(zhuǎn)，并且，旋轉(zhuǎn)速度以預(yù)定的平均旋轉(zhuǎn)速度(圖4中的旋轉(zhuǎn)速度幻為基準(zhǔn)而以預(yù)定的振幅及周期進(jìn)行變動(dòng)，對(duì)工件W的表面等進(jìn)行切削加工。另外，如果產(chǎn)生顫振， 作業(yè)人員只要根據(jù)顯示單元9顯示的、后述那樣的涉及參數(shù)的信息，通過輸入單元12變更預(yù)定的參數(shù)(此處為振幅及周期)，從而變更主軸2的旋轉(zhuǎn)速度的振幅及周期即可。這樣， 主軸2的旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)以與變更后的參數(shù)的值對(duì)應(yīng)的振幅及周期進(jìn)行變動(dòng)，使顫振得到抑制。另外，機(jī)床控制部8將抑制了顫振的參數(shù)的值、與該參數(shù)的值對(duì)應(yīng)的振幅及周期存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部10。并且，在從下次開始的加工時(shí)，就會(huì)以當(dāng)初加工時(shí)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部10的振幅及周期(在僅存儲(chǔ)參數(shù)的值的情況下，可以根據(jù)所存儲(chǔ)的參數(shù)的值算出振幅及周期)使主軸2 的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行變動(dòng)。此外，作為上述主軸控制部7對(duì)主軸2的旋轉(zhuǎn)速度的變動(dòng)的例子，例如如圖2所示，考慮了以振幅Q及周期R的變動(dòng)。此時(shí)，也可以不是如圖2以三角波表示地進(jìn)行變動(dòng)， 而是以正弦波表示地進(jìn)行變動(dòng)，還可以以梯形波表示地進(jìn)行變動(dòng)。另外，作為用于對(duì)主軸2 的旋轉(zhuǎn)速度的振幅Q及周期R進(jìn)行變更的參數(shù)，采用振幅Q和周期R當(dāng)然也是可以的，還可以將其他要素作為參數(shù)采用。即，如果設(shè)將發(fā)生變動(dòng)的旋轉(zhuǎn)速度的振幅除以平均旋轉(zhuǎn)速度所得的值為Q，設(shè)變動(dòng)的周期為R，振幅Q及周期R的關(guān)系就可以用下述式(1)的一次式表示。因此，也可以構(gòu)成為不采用周期R而一起采用主軸轉(zhuǎn)矩T和振幅Q作為參數(shù)，即通過輸入單元12變更振幅Q及主軸轉(zhuǎn)矩T，從而改變加工中心1中的主軸2的旋轉(zhuǎn)速度的振幅Q 及周期R。另外，下述算式1中的慣量J是由主軸2、夾具13、刀具14的種類等所確定(同定)的值。算式權(quán)利要求
1.一種機(jī)床，該機(jī)床包括旋轉(zhuǎn)軸控制單元，該旋轉(zhuǎn)軸控制單元具有用于使刀具或工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸以及用于使所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)單元，并且，該旋轉(zhuǎn)軸控制單元能夠使所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度以預(yù)定的平均旋轉(zhuǎn)速度為基準(zhǔn)而以預(yù)定的振幅及周期進(jìn)行變動(dòng)；和機(jī)床控制單元，當(dāng)發(fā)生顫振時(shí)，該機(jī)床控制單元通過變更預(yù)定的參數(shù)來對(duì)所述平均旋轉(zhuǎn)速度、所述振幅及所述周期中的至少任意一個(gè)進(jìn)行變更，其特征在于，所述機(jī)床包括顯示單元；禾口參數(shù)顯示控制部，該參數(shù)顯示控制部將涉及所述參數(shù)的信息顯示于所述顯示單元，能夠根據(jù)所述顯示單元所顯示的涉及所述參數(shù)的信息變更所述參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，所述參數(shù)顯示控制部將對(duì)再生型顫振有效果的參數(shù)的值或其范圍、和/或?qū)υ偕皖澱駴]有效果的參數(shù)的值或其范圍作為涉及所述參數(shù)的信息而顯示于所述顯示單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，所述參數(shù)顯示控制部將所述驅(qū)動(dòng)單元無法實(shí)現(xiàn)的參數(shù)的值的范圍作為涉及所述參數(shù)的信息而顯示于所述顯示單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)床，其特征在于，所述參數(shù)顯示控制部將所述驅(qū)動(dòng)單元無法實(shí)現(xiàn)的參數(shù)的值的范圍作為涉及所述參數(shù)的信息而顯示于所述顯示單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，采用所述振幅及所述周期作為所述參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的機(jī)床，其特征在于，采用所述振幅或所述周期中的任意一個(gè)、以及在所述旋轉(zhuǎn)軸的角加速度、所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩、向所述驅(qū)動(dòng)單元供給的電力、將所述振幅除以所述周期所求得的變動(dòng)率和所述平均旋轉(zhuǎn)速度中的任意一個(gè)作為所述參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)床，即便是經(jīng)驗(yàn)尚淺的作業(yè)人員也能夠容易地抑制顫振，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成品率的提高。在發(fā)生顫振時(shí)通過變更預(yù)定的參數(shù)來以與變更后的參數(shù)的值對(duì)應(yīng)的振幅(Q)及周期(R)使主軸(2)的旋轉(zhuǎn)速度變動(dòng)的機(jī)床中，參數(shù)顯示控制部(11)將涉及該參數(shù)的信息顯示到顯示單元(9)。因此，作業(yè)人員能夠參考顯示單元(9)中的顯示來變更參數(shù)，從而變更主軸(2)的旋轉(zhuǎn)速度的振幅(Q)及周期(R)。因此，即使是經(jīng)驗(yàn)尚淺的作業(yè)人員，與以往相比也能夠容易地使顫振受到抑制，進(jìn)而還能夠?qū)崿F(xiàn)成品率的提高。
文檔編號(hào)B23Q15/08GK102528556SQ20111033218
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者吉野清, 浜口顯秀, 石井肇, 社本英二, 西村浩平, 鈴木教和 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人名古屋大學(xué), 大隈株式會(huì)社