用于機床的動態(tài)特性計算設(shè)備和動態(tài)特性計算方法
【專利摘要】一種用于機床的動態(tài)特性計算設(shè)備(100)，所述機床通過使旋轉(zhuǎn)刀具(6)相對于工件(W)移動而執(zhí)行斷續(xù)的加工。所述設(shè)備(100)包括：檢測器(102)，在所述旋轉(zhuǎn)刀具(6)被激發(fā)而振動的情況下，所述檢測器(102)檢測由所述旋轉(zhuǎn)刀具(6)的振動產(chǎn)生的聲波或者檢測能夠由所述旋轉(zhuǎn)刀具(6)的振動改變的磁性性能；以及計算部(103)，所述計算部(103)基于所述檢測器(102)檢測出的值計算振動系統(tǒng)中的一個或多個刀刃部(6a，6b)的固有頻率，在所述振動系統(tǒng)中，所述旋轉(zhuǎn)刀具(6)的所述一個或多個刀刃部(6a，6b)為振動體。
【專利說明】用于機床的動態(tài)特性計算設(shè)備和動態(tài)特性計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動態(tài)特性計算設(shè)備和ー種動態(tài)特性計算方法，在通過端銑刀的旋轉(zhuǎn)刀具等執(zhí)行加工的機床中，所述動態(tài)特性計算設(shè)備和動態(tài)特性計算方法計算振動系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)刀具的刀刃部的動態(tài)特性，在該振動系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)刀具的刀刃部是振動體。
【背景技術(shù)】
[0002]決定適當加工條件以識別機床的動態(tài)特性從而通過端銑刀的旋轉(zhuǎn)刀具等進行高精度加工是重要的。在US2010/0305898A1的現(xiàn)有技術(shù)中，公開了通過檢測裝備在心軸上的不平衡物體的偏轉(zhuǎn)量來進行心軸的動態(tài)剛性計算。在日本特開申請Tokka1-Heill-19850的另ー現(xiàn)有技術(shù)中，公開了借助磁體的磁性引力激發(fā)以使心軸、安裝在心軸上的刀具或假刀具等的被測量目標振動，從而通過測量被測量目標的位移進行心軸的動態(tài)剛性測量。公開了位移傳感器為以下傳感器:渦電流位移傳感器、電感位移傳感器、光學(xué)位移傳感器、電容位移傳感器等等。
[0003]另ー方面，由于試圖使用具有較大的旋轉(zhuǎn)刀具突出量的較小旋轉(zhuǎn)刀具用于較高精度加工，所以旋轉(zhuǎn)刀具的偏轉(zhuǎn)量變得較大。因此，需要測量包括旋轉(zhuǎn)刀具的振動系統(tǒng)中的動態(tài)特性，因為如現(xiàn)有技術(shù)中所示那樣測量心軸本身的動態(tài)剛性是不夠的。在現(xiàn)有技術(shù)中，在架刀具安裝在心軸上的狀態(tài)下很難獲得動態(tài)特性。電渦流位移傳感器應(yīng)當精確地安裝，因而增加了安裝時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于前面提到的情況，本發(fā)明的目的是提供一種機床的動態(tài)特性計算設(shè)備和機床的動態(tài)特性計算方法，所述動態(tài)特性計算設(shè)備和動態(tài)特性計算方法容易且精確地測量包括用于實際加工的旋轉(zhuǎn)刀具的振動系統(tǒng)中的動態(tài)特性。
[0005]需要指出的是，聲波檢測器或磁性性能檢測器能夠用來檢測旋轉(zhuǎn)刀具的振動狀態(tài)——即使旋轉(zhuǎn)刀具的振動的量小且持續(xù)時間短。
[0006]為了實現(xiàn)上述和其它目的，本發(fā)明的ー個方面提供了一種計算機床的動態(tài)特性的動態(tài)特性計算設(shè)備，所述機床通過使具有ー個或多個刀刃部的旋轉(zhuǎn)刀具相對于エ件移動而執(zhí)行斷續(xù)的加工，所述動態(tài)特性計算設(shè)備包括:檢測器，在所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動的情況下，所述檢測器檢測由所述旋轉(zhuǎn)刀具的振動產(chǎn)生的聲波或者檢測能夠由所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述振動改變的磁性性能；以及計算部，所述計算部基于所述檢測器檢測出的值計算振動系統(tǒng)中的所述ー個或多個刀刃部的固有頻率，在所述振動系統(tǒng)中，所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述ー個或多個刀刃部為振動體。通過檢測聲波或磁性性能，本發(fā)明能夠通過基于由于斷續(xù)的加エ導(dǎo)致的刀刃部向底部的偏轉(zhuǎn)和振動時刀刃部的固有頻率來決定加工條件而實現(xiàn)較高精度加工。由干與需要精確定位的現(xiàn)有技術(shù)的電容位移傳感器相比，檢測器可以相對自由地定位，使用可以不需要任何熟練的技術(shù)并且可以減少安裝時間。
[0007]本發(fā)明的第二方面主要提供這樣的激發(fā)方式:通過由人操作的錘構(gòu)件使所述旋轉(zhuǎn)刀具振動。由此，此方法容易在沒有設(shè)備的額外設(shè)定的情況下執(zhí)行。人的敲擊幅度和方向不會很大程度地影響檢測精度，從而敲擊操作可以在不需要任何人為關(guān)注的情況下完成。由于執(zhí)行敲擊操作以激發(fā)實際旋轉(zhuǎn)刀具本身，所以產(chǎn)生了高度精確的動態(tài)特性。
[0008]本發(fā)明的第三方面主要提供這樣的激發(fā)方式:通過驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具與安裝在所述機床上的目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具振動。由此，這可以在沒有人力錘擊的情況下使旋轉(zhuǎn)刀具在旋轉(zhuǎn)過程中自動振動。由于自動振動執(zhí)行為敲擊實際旋轉(zhuǎn)刀具，所以可以產(chǎn)生高精度動態(tài)特性。由于在沒有人力的情況下完成敲擊，這是在實際加工即將開始之前執(zhí)行的，由此在實際加工即將開始之前提供了動態(tài)特性。由于使旋轉(zhuǎn)刀具振動的激發(fā)カ的值被精確設(shè)定，所以可以確保使旋轉(zhuǎn)刀具振動而被檢測器檢測到。
[0009]本發(fā)明的第四方面主要提供這樣的激發(fā)方式:通過在所述旋轉(zhuǎn)刀具沿與加工時的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的過程中驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具與所述目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具振動。由此，由于旋轉(zhuǎn)刀具沿與加工時的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，所以與旋轉(zhuǎn)刀具接觸的目標構(gòu)件不能被加工，由此減小了目標構(gòu)件的磨損。
[0010]本發(fā)明的第五方面主要提供這樣的激發(fā)方式:通過驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具的非刀刃部部分與所述目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具振動。由此，由于所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述非刀刃部部分與目標構(gòu)件接觸，所以刀刃部不會損壞，因此增加了刀刃部的壽命。
[0011]本發(fā)明的第六方面主要提供這樣的激發(fā)方式:通過在所述旋轉(zhuǎn)刀具沿與加工時的旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的過程中驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述非刀刃部部分與所述目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具振動。由此，由于振動執(zhí)行為敲擊旋轉(zhuǎn)中的實際旋轉(zhuǎn)刀具，所以可以產(chǎn)生類似于加工中的旋轉(zhuǎn)刀具的實際動態(tài)特性的高精度動態(tài)特性。
[0012]本發(fā)明的第七方面主要提供:所述ー個或多個刀刃部的所述動態(tài)特性包括所述振動系統(tǒng)中的所述固有頻率和質(zhì)量系數(shù)，并且有限単元法(FEM)分析部通過執(zhí)行基于所述機床的構(gòu)造信息的有限単元法分析而獲得所述質(zhì)量系數(shù)。通過有限単元法分析能夠容易地獲得動態(tài)特性并且通過有限単元法分析部能夠容易地獲得質(zhì)量系數(shù)。因為操作人員的可能的定位移位，旋轉(zhuǎn)刀具在刀架上的實際安裝位置與由有限単元法分析部具體設(shè)計的安裝位置變得稍微不同。因此，通過有限単元法分析部的有限単元法分析與安裝在刀架上的旋轉(zhuǎn)刀具的實際位置的分析并不完全相同。另ー方面，由于由檢測器檢測到的聲波或磁性性能是由旋轉(zhuǎn)刀具的實際振動所產(chǎn)生的，所以聲波或磁性性能基于旋轉(zhuǎn)刀具在刀架上的實際位置。由有限単元法分析部獲得的固有頻率不同于由計算部計算出的固有頻率。因此，基于聲波或磁性性能計算固有頻率作為實際固有頻率而不使用由有限単元法分析獲得的固有頻率。
[0013]本發(fā)明的第八方面主要提供:所述有限単元法分析部通過執(zhí)行有限単元法分析而獲得所述固有頻率，并且所述檢測器在基于由所述有限単元法分析部獲得的所述固有頻率所決定的檢測條件下檢測所述聲波或所述磁性性能。檢測器包括多個頻帶并且檢測特定頻帶設(shè)定在頻帶的范圍內(nèi)的聲波。作為檢測器的檢測條件的頻帶的范圍被設(shè)定為包括由有限単元法分析部獲得的固有頻率的檢測頻帶的范圍。由此，檢測器能夠確定地且精準地獲得包括實際固有頻率的聲波或磁性性能。
[0014]本發(fā)明的第九方面主要提供包括所述振動系統(tǒng)中的阻尼比率的所述動態(tài)特性，并且所述計算部基于所述檢測器檢測出的所述值計算所述阻尼比率。由于旋轉(zhuǎn)刀具的安裝的位置不同，阻尼比率不同于由有限単元法分析獲得的阻尼比率。因此，基于由檢測器檢測到的聲波或磁性性能計算阻尼比率以用檢測到聲波或磁性性能來決定加工條件，由此獲得所需的加工精度。
[0015]本發(fā)明的第十方面主要提供包括所述振動系統(tǒng)中的阻尼比率的所述ー個或多個刀刃部的所述動態(tài)特性，所述有限単元法分析部通過執(zhí)行有限単元法分析獲得所述阻尼比率。通過有限単元法分析容易獲得阻尼比率。阻尼比率的偏移比固有頻率的偏移對加工精度的破壞小。因此，通過有限単元法分析容易地獲得了阻尼比率，由此獲得了足夠的加工精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的多種其他方面、特征和很多隨之而來的優(yōu)點將容易地被認識到，因為當結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面對優(yōu)選實施例的詳細描述，這些方面、特征和優(yōu)點變得能夠更好地理解，在附圖中:
[0017]圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式中的機床的構(gòu)造圖；
[0018]圖2為示出旋轉(zhuǎn)刀具對エ件的加工條件從而示出旋轉(zhuǎn)刀具的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的示圖；
[0019]圖3為示出在旋轉(zhuǎn)刀具中產(chǎn)生的阻力和旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)中心的偏移量兩者與經(jīng)過的時間的關(guān)系的視圖；
[0020]圖4A為示出在tl時刻旋轉(zhuǎn)刀具與エ件之間的位置關(guān)系的視圖；
[0021]圖4B為示出在t2時刻旋轉(zhuǎn)刀具與エ件之間的位置關(guān)系的視圖；
[0022]圖4C為示出在t3時刻旋轉(zhuǎn)刀具與エ件之間的位置關(guān)系的視圖；
[0023]圖4D為示出在t4時刻旋轉(zhuǎn)刀具與エ件之間的位置關(guān)系的視圖；
[0024]圖4E為示出在t5時刻旋轉(zhuǎn)刀具與エ件之間的位置關(guān)系的視圖；
[0025]圖5為包括根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的機床的動態(tài)特性計算設(shè)備的加工條件判斷設(shè)備的功能框圖；
[0026]圖6A為示出當圖5所示的檢測器檢測到聲波時激發(fā)旋轉(zhuǎn)刀具振動的第一示例的視圖；
[0027]圖6B為示出激發(fā)旋轉(zhuǎn)刀具振動的第二示例的視圖；
[0028]圖6C為示出激發(fā)旋轉(zhuǎn)刀具振動的第三示例的視圖；
[0029]圖7為示出通過圖5中示出的檢測器的檢測過程的流程圖；
[0030]圖8為示出加工誤差與旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的視圖；以及
[0031]圖9為示出旋轉(zhuǎn)刀具的最大振幅與旋轉(zhuǎn)刀具的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系的視圖。
【具體實施方式】
[0032]在下文中論述根據(jù)本發(fā)明的用于機床的動態(tài)特性計算設(shè)備的實施方式。
[0033]“機床的機械構(gòu)造”
[0034]對于本發(fā)明而言可應(yīng)用的機床的ー個示例為參照圖1的臥式加工中心。盡管示例是臥式加工中心作為機床，但機床也可以是另一加工中心或者具有旋轉(zhuǎn)刀具的另ー機床。
[0035]機床包括相互垂直的三個線性軸線——X軸線、Y軸線以及Z軸線——作為驅(qū)動軸線。如圖1中所示,機床包括床體1、能夠在床體I上沿X軸線移動的柱2、能夠在柱2的前表面上沿Y軸線移動的刀座鞍3、安裝在刀座鞍3上并且具有可旋轉(zhuǎn)的心軸4a的心軸裝置
4、通過刀架5安裝在心軸4a的端側(cè)中的旋轉(zhuǎn)刀具6、以及工作臺7，工作臺7能夠在床體I上沿Z軸線移動并且安裝有エ件W。機床裝備了控制每ー個驅(qū)動軸線的未示出的控制器。
[0036]“旋轉(zhuǎn)刀具在加工時的狀態(tài)”
[0037]在下文中論述在通過旋轉(zhuǎn)刀具6對エ件W進行加工期間旋轉(zhuǎn)刀具6的狀態(tài)。如圖2中所示，旋轉(zhuǎn)刀具6包括在旋轉(zhuǎn)刀具6的頂端上的多個刀刃部6a、6b和在其相反的底部上的非刀刃部部分6c。旋轉(zhuǎn)刀具6的多個刀刃部是兩個刀刃部6a、6b，但是也可以是ー個、三個或者其它數(shù)量的刀刃部。
[0038]當?shù)度胁?a、6b在旋轉(zhuǎn)刀具6的加工期間接收來自エ件W的加工阻力Fy時，刀刃部6a、6b具有向非刀刃部部分6c偏轉(zhuǎn)的趨勢。特別是在刀刃部6a、6b從非刀刃部部分6c的底部的懸伸量L與刀具直徑D之比——即旋轉(zhuǎn)刀具6的L/D——大的情況下，容易使由加エ阻カFy導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)刀具6的頂端的偏轉(zhuǎn)量大，這是因為旋轉(zhuǎn)刀具6由于其窄而長的形狀而剛性較低。
[0039]如果旋轉(zhuǎn)刀具6中產(chǎn)生的加工阻力Fy是恒定的，則旋轉(zhuǎn)刀具6的頂端的偏轉(zhuǎn)量也是恒定的。但是，實際上，加工阻力Fy能夠根據(jù)通過旋轉(zhuǎn)刀具6的兩個刀刃部6a、6b的斷續(xù)加工而變化，這是因為加工不連續(xù)而是被不具有旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部的部分中斷。因此，刀刃部6a、6b的偏轉(zhuǎn)變形量能夠沿由如圖2中的雙方向箭頭示出的Y方向變化。
[0040]加工阻力Fy和旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b的旋轉(zhuǎn)中心C的偏轉(zhuǎn)變形量取決于振動系統(tǒng)中的動態(tài)特性，在該振動系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b是振動系統(tǒng)的振動體。下文中，動態(tài)特性稱為“旋轉(zhuǎn)刀具的刀刃部的動態(tài)特性”。旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b的動態(tài)特性表現(xiàn)了對施加至刀刃部6a、6b的力的偏轉(zhuǎn)運動或行為。動態(tài)特性用傳遞函數(shù)表示或者用根據(jù)傳遞函數(shù)計算的質(zhì)量系數(shù)M、固有頻率f、阻尼比率(等表示。傳遞函數(shù)是柔量和相位延遲。動態(tài)特性的ー個示例為粘性阻尼系數(shù)C和彈簧系數(shù)K，并且這些C和K根據(jù)上文定義的M、f、(計算。
[0041]接下來，參照圖3、4A至4E，將對旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b對由旋轉(zhuǎn)刀具6產(chǎn)生的加工阻力Fy以及對旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b的旋轉(zhuǎn)中心C的偏轉(zhuǎn)量Ya的推移時間t的行為進行描述，其中，旋轉(zhuǎn)刀具6旋轉(zhuǎn)并且被進給從而斷續(xù)地加工エ件W。這里描述了沿著Y方向的反切割方向的加工阻力Fy和偏轉(zhuǎn)量Ya。這里描述反切割方向是因為反切割方向提供對加工誤差的最有影響的因素。
[0042]如圖3中所示，加工阻力Fy在時刻tl從零變?yōu)檩^大值并且在時刻t2再次變?yōu)榱恪D4A和圖4B分別對應(yīng)于圖3中的時刻tl和時刻t2。如圖4A中所示，時刻tl是ー個刀刃部6a開始與エ件W接觸的瞬間。換言之，時刻tl是刀刃部6a開始加工的瞬間。如圖4B中所示，時刻t2為完成エ件W的加工的瞬間。因此，ー個刀刃部6a在時刻tl與時刻t2之間加工エ件W。
[0043]在這之后，如圖3中所示，加工阻力Fy在時刻t2與時刻t4之間保持幾乎為零。如與時刻t3對應(yīng)的圖4C中示出，在從時刻t2至?xí)r刻t3的此時段中，刀刃部6a、6b兩者都不與エ件W接觸。旋轉(zhuǎn)刀具6如空轉(zhuǎn)ー樣旋轉(zhuǎn)從而使加工中斷。
[0044]然后，如圖3中所示，加工阻力Fy在時刻t4再次跳至較大量并且在時刻t5再次變?yōu)榱恪Ｈ鐖D4D中所示，另ー刀刃部6b在圖3中的時刻t4開始與刀具W接觸。這意味著此時開始由另一刀刃部6b進行加工。如與時刻t5對應(yīng)的圖4E中所示，加工在圖3中的時刻t5完成。因此，另ー刀刃部6b在時刻t4與時刻t5之間加工エ件W。
[0045]從圖4A至圖4E中示出的加工區(qū)域可以理解，在時刻tl與t2之間以及時刻t4與t5之間，每個時刻的實際加工量是不同的。這是因為實際加工量是每一次加工的瞬時加工量并且不同于加工量的指令值。實際加工量是指瞬時加工量并且不同于加工量的指令值。實際加工量從加工的開始跳至較大量并且在達到峰值之后逐漸減小。具體地，實際加工量在前次未加工部分與前次加工過的部分之間的邊界之前和之后變化。加工阻力Fy的軌跡為大致三角形并且根據(jù)實際加工量而變化，如跳至圖3的較大量的部分中示出的。
[0046]如上文所述，在時刻tl至t2和t4至t5的間隔中執(zhí)行加工并且在時刻t2至t4的空轉(zhuǎn)中不執(zhí)行加工。因此，旋轉(zhuǎn)刀具6通過間隔加工接收間隔力。通過此間隔力，即，由間隔加エ產(chǎn)生的加工阻力，旋轉(zhuǎn)刀具6的旋轉(zhuǎn)中心C在頂端處沿Y方向的反切割方向振動。
[0047]圖3示出隨著根據(jù)旋轉(zhuǎn)刀具6的固有頻率的振動，旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b的旋轉(zhuǎn)中心C的位移量Ya。特別地，在加工阻力Fy剛剛產(chǎn)生之后，旋轉(zhuǎn)中心C的位移量Ya跳至最大值，然后衰減從而重復(fù)跳動和衰減。
[0048]“動態(tài)特性計算設(shè)備”
[0049]加工阻力Fy和旋轉(zhuǎn)中心C的位移量取決于旋轉(zhuǎn)刀具6的刀刃部6a、6b的動態(tài)特性。因此，確定動態(tài)特性是重要的。接下來，參照圖5、圖6A至6C以及圖7對動態(tài)特性的計算設(shè)備進行描述。
[0050]如圖5中所示，動態(tài)特性計算設(shè)備100包括有限単元法(FEM)分析部101、檢測器102、計算部103、以及存儲器104。有限単元法分析部101通過使用基于機床的構(gòu)造信息的已知的有限単元法分析獲得固有頻率f、阻尼比率(以及質(zhì)量系數(shù)M。能夠通過有限単元法分析容易地獲得動態(tài)特性。機床的構(gòu)造信息包括每ー個構(gòu)造部分的形狀、材料等等的信息。有限単元法分析部101將獲得的固有頻率f、質(zhì)量系數(shù)M以及阻尼比率(儲存在存儲器104中。如下文所述，存儲器104還接收由計算部103根據(jù)檢測器102的結(jié)果基于來自有限単元法分析部101的粗略的固有頻率f計算出的精準的固有頻率f。
[0051]其中，固有頻率f由下列公式(I)表示。由于阻尼比率4相對于公式(I)中的數(shù)
字I足夠小，所以公式
【權(quán)利要求】
1.一種計算機床的動態(tài)特性的動態(tài)特性計算設(shè)備，所述機床通過使具有一個或多個刀刃部的旋轉(zhuǎn)刀具相對于工件移動而執(zhí)行斷續(xù)的加工，所述動態(tài)特性計算設(shè)備包括: 檢測器，在所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動的情況下，所述檢測器檢測由所述旋轉(zhuǎn)刀具的振動產(chǎn)生的聲波或者檢測能夠由所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述振動改變的磁性性能；以及 計算部，所述計算部基于所述檢測器檢測出的值計算振動系統(tǒng)中的所述一個或多個刀刃部的固有頻率，在所述振動系統(tǒng)中，所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述一個或多個刀刃部為振動體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中，通過由人操作的錘構(gòu)件使所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中，通過在無人情況下用自動操作的目標構(gòu)件進行敲擊使所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中: 所述機床包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置使所述旋轉(zhuǎn)刀具相對于所述工件移動；以及通過驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具與安裝在所述機床上的目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中，通過在所述旋轉(zhuǎn)刀具沿與加工時的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的過程中驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具與所述目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中: 所述旋轉(zhuǎn)刀具安裝在刀架 上，所述刀架固定在所述機床的心軸上； 所述旋轉(zhuǎn)刀具包括在頂側(cè)的所述一個或多個刀刃部以及在底側(cè)的非刀刃部部分；以及通過驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述非刀刃部部分與所述目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中，通過在所述旋轉(zhuǎn)刀具沿與加工時的旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的過程中驅(qū)動所述驅(qū)動裝置而使所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述非刀刃部部分與所述目標構(gòu)件接觸，使所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中: 所述一個或多個刀刃部的所述動態(tài)特性包括所述振動系統(tǒng)中的所述固有頻率和質(zhì)量系數(shù)；以及 所述動態(tài)特性計算設(shè)備包括有限單元法分析部，所述有限單元法分析部通過執(zhí)行基于所述機床的構(gòu)造信息的有限單元法分析而獲得所述質(zhì)量系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中: 所述有限單元法分析部通過執(zhí)行有限單元法分析而獲得所述固有頻率； 所述檢測器在基于由所述有限單元法分析部獲得的所述固有頻率所決定的檢測條件下檢測所述聲波或所述磁性性能；以及 所述計算部基于所述檢測器檢測出的所述值計算所述固有頻率、將由所述有限單元法分析部獲得的所述固有頻率替代為基于所述檢測器檢測出的所述值計算出的所述固有頻率、并且記錄替代后的所述固有頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中: 所述動態(tài)特性包括所述振動系統(tǒng)中的阻尼比率；以及所述計算部基于所述檢測器檢測出的所述值計算所述阻尼比率。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動態(tài)特性計算設(shè)備，其中: 所述一個或多個刀刃部的所述動態(tài)特性包括所述振動系統(tǒng)中的阻尼比率；以及 所述有限單元法分析部通過執(zhí)行有限單元法分析而獲得所述阻尼比率。
12.—種計算機床的動態(tài)特性的動態(tài)特性計算方法，所述機床通過使具有一個或多個刀刃部的旋轉(zhuǎn)刀具相對于工件移動而執(zhí)行斷續(xù)的加工，所述方法包括以下步驟: 在所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動的情況下，檢測由所述旋轉(zhuǎn)刀具的振動產(chǎn)生的聲波或者檢測能夠由所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述振動改變的磁性性能；以及 基于在所述檢測步驟中檢測出的值計算振動系統(tǒng)中的所述一個或多個刀刃部的固有頻率，在所述振動系統(tǒng)中，所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述一個或多個刀刃部為振動體。
13.—種計算機床的動態(tài)特性的動態(tài)特性計算方法,所述機床通過使具有一個或多個刀刃部的旋轉(zhuǎn)刀具相對于工件移動而執(zhí)行斷續(xù)的加工，所述方法包括以下步驟: 所述一個或多個刀刃部的所述動態(tài)特性包括振動系統(tǒng)中的質(zhì)量系數(shù)和固有頻率，在所述振動系統(tǒng)中，所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述一個或多個刀刃部為振動體； 通過執(zhí)行基于所述機床的構(gòu)造信息的有限單元法分析而獲得所述質(zhì)量系數(shù)； 在所述旋轉(zhuǎn)刀具被激發(fā)而振動的情況下，檢測由所述旋轉(zhuǎn)刀具的振動產(chǎn)生的聲波或者檢測能夠由所述旋轉(zhuǎn)刀具的所述振動改變的磁性性能；以及 基于在所述檢測步驟中檢測出的值`計算所述固有頻率。
【文檔編號】B23Q17/12GK103522125SQ201310282095
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】山田良彥, 渡邊浩史, 東孝幸, 濱田賢治 申請人:株式會社捷太格特