JP2012137327A - 振動検出装置及び振動検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】種々の周波数の音を出力可能な発音装置8を備え、当該発音装置8から、設定された検出範囲内において最大音圧となる信号成分に相当する周波数の音を出力し、作業者に振動音と出力音との比較を行わせるようにした。したがって、マイク2では回転中の回転軸3から発生する振動音を含む回転軸ハウジング1周辺に生じている音の音圧を検出してしまうものの、作業者は、その中から種々のノイズを除き、びびり振動に起因する振動音のびびり周波数を正確に捉えることができる。そして、該びびり周波数にもとづいて安定回転速度を算出することにより、従来よりもびびり振動の抑制効果の高い安定回転速度を求めることができる。
【選択図】図2
Description
安定回転速度={60×びびり周波数/工具刃数×(k値+1)} ・・・(1)
k値=60×びびり周波数/(現在の回転速度×工具刃数)の整数部分 ・・・(2)
尚、工具刃数は、たとえば回転軸としての主軸に装着されている工具の刃数である。
また、上記目的を達成するために、本発明のうち請求項2に記載の発明は、工具又はワークを回転させるための回転軸を備えた工作機械において、前記回転軸に生じるびびり振動を検出するための振動検出方法であって、周波数軸上で検出範囲を任意に設定する第1工程と、前記回転軸に生じる時間軸上での振動を検出する第2工程と、前記時間軸上での振動をFFT解析して周波数軸上での振動を求める第3工程と、前記周波数軸上での振動のうち、前記検出範囲内において振動が最大となる周波数の音を出力する第4工程と、前記回転軸から発生しているびびり振動に起因する振動音と出力された音とが一致するか否かを判断し、一致している場合には出力された音の周波数を前記びびり振動に係るびびり周波数として特定する第5工程とを実行することを特徴とする。
振動検出装置4は、回転軸ハウジング1に上下方向を軸として回転可能に備えられた回転軸3に生じる「びびり振動」を検出するためのものであって、回転中の回転軸3から発生する振動音を含む回転軸ハウジング1周辺に生じている音の音圧を検出するためのマイク2と、マイク2が接続され、該マイク2により検出される音のFFT解析を行い、回転軸ハウジング1周辺に生じている音の音圧と振動周波数との関係を求める演算装置5と、演算装置5において求められた音圧と振動周波数との関係を、たとえば図3に示すような態様で表示する表示装置6と、演算装置5に対して各種数値を入力したり、演算装置5を設定したりするための入力装置7と、演算装置5による制御のもと所定の振動音を発生させる発音装置8とを備えてなる。尚、9は、回転軸3の回転速度を変更したりして回転軸ハウジング1における加工を制御するNC装置であり、10は、該NC装置9を操作するための操作装置である。
まず、加工を開始するよりも前に、作業者は、演算装置5においてマイク2で検出される振動音をFFT解析した後で後述の如くして発音装置8から発音させる際に参照する周波数の検出範囲を任意に設定する(S1)。その後、加工を開始し(S2)、びびり振動に起因する振動音の発生を認識すると、作業者は入力装置7を操作して、発音装置8から1kHzの音を出力させる(S3)。そして、作業者は、振動音と1kHzの出力音とを比較し(S4)、振動音が出力音よりも高い場合(S4でYES)、入力装置7を操作して検出範囲の下限を1kHzに変更する(S5)。一方、振動音が出力音よりも低い場合(S4でNO)、入力装置7を操作して検出範囲の下限を0.1kHzに変更する(S6)。
また、上記実施形態では、S3で1kHzの音を発音装置8から出力するように構成しているが、作業者が熟練者であるような場合を考えて、1kHzの音を出力することなく検出範囲の下限を設定するようにしてもよく、1kHzの音を出力させるための操作ボタンを設ける等することにより、1kHzの音を出力させるか否かは作業者により選択可能に構成することも可能である。尚、S3で出力させる音が1kHzに拘らないことは言うまでもないし、S5やS6において検出範囲の下限を何kHzとするか等についても適宜変更可能である。
さらにまた、発音装置8から出力する音に関しては、単一音である必要はなく、バンドパスフィルタを用いて、最大音圧となる信号成分を中心に、その前後の周波数範囲外の音を除去した音を発音装置8から出力させるように構成してもよい。
またさらに、S3〜S6までの処理を省略し、作業者が予め設定した検出範囲をもとに音圧が最大となる信号成分を判定するように構成してもよい(すなわち、所定の周波数での音を出力して、検出範囲の下限を変更するという処理を省略してもよい)。
加えて、上記振動検出制御を実加工中に行う必要はなく、試験加工等を行って予めデータを取得し、実加工に活かしたりしても何ら問題はない。
Claims (2)
- 工具又はワークを回転させるための回転軸を備えた工作機械において、前記回転軸に生じる時間軸上での振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検出される前記時間軸上での振動をFFT解析して周波数軸上での振動を求める振動演算装置と、前記演算装置を操作するための入力装置とを備えた振動検出装置であって、
前記周波数軸上において検出範囲を任意に設定可能な範囲設定装置と、
前記周波数軸上での振動のうち、前記検出範囲内において振動が最大となる周波数の音を出力する発音制御装置とを備えたことを特徴とする振動検出装置。 - 工具又はワークを回転させるための回転軸を備えた工作機械において、前記回転軸に生じるびびり振動を検出するための振動検出方法であって、
周波数軸上で検出範囲を任意に設定する第1工程と、
前記回転軸に生じる時間軸上での振動を検出する第2工程と、
前記時間軸上での振動をFFT解析して周波数軸上での振動を求める第3工程と、
前記周波数軸上での振動のうち、前記検出範囲内において振動が最大となる周波数の音を出力する第4工程と、
前記回転軸から発生しているびびり振動に起因する振動音と出力された音とが一致するか否かを判断し、一致している場合には出力された音の周波数を前記びびり振動に係るびびり周波数として特定する第5工程と
を実行することを特徴とする振動検出方法。
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