JP5631758B2 - Vibration suppression device - Google Patents

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Description

本発明は、工具又はワークを回転させながら加工を行う工作機械において、加工中に発生するびびり振動を抑制するための振動抑制装置に関するものである。   The present invention relates to a vibration suppressing device for suppressing chatter vibration generated during machining in a machine tool that performs machining while rotating a tool or a workpiece.

従来、回転軸を有するような工作機械では、工具の種類や切り込み量等の加工条件によっては、加工中にびびり振動が発生することがある。そして、びびり振動が発生すると、ワークの表面にびびりマークが生じて加工面精度が悪化したり、工具がダメージをうけて工具寿命が低下するといった問題が生じる。そこで、そのようなびびり振動を抑制するための装置及び方法としては、たとえば特許文献１や非特許文献１に記載の装置や方法が知られている。   Conventionally, in a machine tool having a rotating shaft, chatter vibration may occur during machining depending on machining conditions such as the type of tool and the amount of cutting. When chatter vibration occurs, chatter marks are generated on the surface of the workpiece, resulting in a problem that the machined surface accuracy is deteriorated, or the tool is damaged and the tool life is reduced. Then, as an apparatus and method for suppressing such chatter vibration, the apparatus and method described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, for example, are known.

つまり、特許文献１に記載の振動抑制装置では、主にエンドミル加工において、回転軸ハウジングに設置された振動センサによりびびり振動を検出すると、該びびり振動のびびり周波数（周波数軸上での振動加速度が最大値をとる周波数）を求め、そのびびり周波数を用いてびびり振動を抑制可能な安定回転速度を算出し、回転軸の回転速度を安定回転速度へと変更することにより、びびり振動の抑制を図っている。一方、非特許文献１に記載の振動抑制方法では、主に旋削工具による加工において、回転軸の回転速度を所定の周期及び振幅で変動させることにより、びびり振動の抑制を図っている。   In other words, in the vibration suppression device described in Patent Document 1, when chatter vibration is detected by a vibration sensor installed in the rotary shaft housing mainly in end milling, the chatter vibration frequency (vibration acceleration on the frequency axis is reduced). By calculating the stable rotation speed that can suppress chatter vibration using the chatter frequency and changing the rotation speed of the rotary shaft to the stable rotation speed, the chatter vibration is suppressed. ing. On the other hand, in the vibration suppressing method described in Non-Patent Document 1, chatter vibration is suppressed by changing the rotational speed of the rotating shaft with a predetermined period and amplitude mainly in machining with a turning tool.

特開２００８−２９０１８８号公報JP 2008-290188 A

日本機械学会 ４４巻３７９号ｐｐ．１０８５−１０９３「変動速度切削によるびびり抑制の実用化に関する研究」The Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 44, 379 pp. 1085-1093 "Study on practical application of chatter suppression by variable speed cutting"

上述したようにびびり振動を効果的に抑制するための抑制方法は、工具の種類は勿論、回転軸の回転速度等といった加工条件に応じても異なる。また、特許文献１に記載の方法によりびびり振動を抑制しようとする場合、振動センサの検出値と閾値とを比較してびびり振動が発生しているか否かを判断しているが、この閾値についても工具の種類等により変わる。したがって、常に同じ態様で対応していたのでは、びびり振動を効果的に抑制できないという問題がある。そのため、従来では、工具や加工条件が変わる度に、どのような方法で振動抑制を図るかといった旨や閾値等を設定し直さなければならず、非常に面倒であった。また、加工中に工具を変更するような場合には、対応できないこともあった。   As described above, the suppression method for effectively suppressing chatter vibration differs depending on the machining conditions such as the rotational speed of the rotary shaft as well as the type of tool. In addition, when chatter vibration is to be suppressed by the method described in Patent Document 1, it is determined whether chatter vibration has occurred by comparing the detection value of the vibration sensor with a threshold value. Varies depending on the type of tool. Therefore, there is a problem that chatter vibration cannot be effectively suppressed if the same mode is always used. For this reason, conventionally, every time the tool or machining condition changes, it has been necessary to reset the threshold value and the like as to how to suppress vibration, which is very troublesome. Moreover, when changing a tool during a process, it might not be able to respond.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、工具や加工条件が変わる度に各種条件を設定し直したりする必要がない上、加工中に工具を変更するような場合にも対応することができ、びびり振動を一層効果的に抑制することができる振動抑制装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and it is not necessary to reset various conditions each time the tool or machining conditions change, and also when the tool is changed during machining. It is an object of the present invention to provide a vibration suppressing device that can cope with chatter vibration and can more effectively suppress chatter vibration.

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１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振動検出手段と、前記回転軸の回転速度を制御する回転速度制御手段とを備えており、前記回転軸に生じるびびり振動を抑制するための振動抑制装置であって、前記回転軸に装着する工具又はワークの種類毎に、前記回転速度制御手段による制御のもと、前記回転速度を安定回転速度へ変更することにより前記びびり振動を抑制するか、若しくは、前記回転速度を所定の振幅及び周期で変動させることにより前記びびり振動を抑制するかを記憶した記憶手段を備えており、前記回転速度制御手段は、前記回転軸に装着されている工具又はワークの種類を判断し、その工具又はワークの種類に対応する前記記憶手段に記憶されている制御を実行することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記記憶手段は、前記安定回転速度や前記振幅及び前記周期を、前記回転軸の回転を開始させるに際して指令される指令回転速度に対応づけて記憶していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is a vibration detection for detecting chatter vibration generated on a rotating shaft in a machine tool having a rotating shaft for rotating a tool or a workpiece. And a rotation speed control means for controlling the rotation speed of the rotating shaft, and a vibration suppressing device for suppressing chatter vibration generated on the rotating shaft, the tool or work mounted on the rotating shaft For each type, the chatter vibration is suppressed by changing the rotation speed to a stable rotation speed under the control of the rotation speed control means, or the rotation speed is varied with a predetermined amplitude and cycle. Storage means for storing whether to suppress chatter vibration, and the rotational speed control means determines the type of tool or workpiece mounted on the rotary shaft. And executes a control stored in the storage means corresponding to the type of the tool or workpiece.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the storage means is a command rotational speed that is commanded when starting the rotation of the rotating shaft with the stable rotational speed, the amplitude, and the period. It is characterized by being stored in association with.

本発明によれば、回転軸に装着する工具又はワークの種類毎に、回転速度制御手段による制御のもと、回転速度を安定回転速度へ変更することによりびびり振動を抑制するか、若しくは、回転速度を所定の振幅及び周期で変動させることによりびびり振動を抑制するかを記憶した記憶手段を備えているため、加工を行う度に振動抑制制御そのものや安定回転速度等を設定し直さずとも適切な振動抑制制御を実行することができ、使い勝手が良いし、加工中の工具交換にも対応することができ、びびり振動を従来以上に精度良く抑制することができる。
また、特に請求項２に記載の発明によれば、記憶手段は、安定回転速度や振幅及び周期を、回転軸の回転を開始させるに際して指令される指令回転速度に対応づけて記憶しているため、一層適切な振動抑制制御を実行することができる。 According to the present invention, chatter vibration is suppressed by changing the rotation speed to a stable rotation speed under the control of the rotation speed control means for each type of tool or workpiece mounted on the rotation shaft, or rotation Since it is equipped with a storage means that memorizes whether chatter vibration is suppressed by changing the speed with a predetermined amplitude and cycle, it is appropriate without resetting vibration suppression control itself or stable rotation speed every time processing is performed. Vibration suppression control can be executed, it is easy to use, and it is possible to cope with tool change during machining, and chatter vibration can be suppressed more accurately than before.
In particular, according to the invention described in claim 2, the storage means stores the stable rotational speed, the amplitude and the period in association with the command rotational speed commanded when starting the rotation of the rotary shaft. Thus, more appropriate vibration suppression control can be executed.

振動抑制装置のブロック構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the block structure of the vibration suppression apparatus. 振動抑制の対象となる回転軸ハウジングを側方から示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the rotating shaft housing used as the object of vibration suppression from the side. 回転軸ハウジングを軸方向から示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the rotating shaft housing from the axial direction. 振動抑制装置によるびびり振動の振動抑制制御を示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed vibration suppression control of chatter vibration by the vibration suppression device.

以下、本発明の一実施形態となる振動抑制装置について、図面にもとづき詳細に説明する。   Hereinafter, a vibration suppression device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、振動抑制装置１０のブロック構成を示した説明図である。図２は、振動抑制の対象となる回転軸ハウジング１を側方から示した説明図であり、図３は、回転軸ハウジング１を軸方向から示した説明図である。
振動抑制装置１０は、回転軸ハウジング１にＣ軸周りで回転可能に備えられた回転軸３に生じる「びびり振動」を抑制するためのものであって、回転中の回転軸３に生じる振動に伴う特性値である時間領域の振動加速度（時間軸上の振動加速度を意味する）を検出するための振動センサ２ａ〜２ｃと、該振動センサ２ａ〜２ｃによる検出値を解析して「びびり振動」の発生の有無を判断し、その判断結果に基づいて回転軸３の回転速度を制御する制御装置５とを備えてなる。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a block configuration of the vibration suppressing device 10. FIG. 2 is an explanatory view showing the rotary shaft housing 1 to be subjected to vibration suppression from the side, and FIG. 3 is an explanatory view showing the rotary shaft housing 1 from the axial direction.
The vibration suppressing device 10 is for suppressing “chatter vibration” generated in the rotating shaft 3 provided in the rotating shaft housing 1 so as to be rotatable around the C axis. "Vibration vibration" by analyzing vibration sensors 2a to 2c for detecting vibration acceleration in the time domain (meaning vibration acceleration on the time axis), which is a characteristic value, and detection values by the vibration sensors 2a to 2c. And a control device 5 that controls the rotational speed of the rotary shaft 3 based on the determination result.

振動センサ２ａ〜２ｃは、図２及び図３に示す如く回転軸ハウジング１に取り付けられており、一の振動センサは、他の振動センサに対して直角方向への時間領域の振動加速度を検出するようになっている（たとえば、振動センサ２ａ〜２ｃにて、それぞれ直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向での時間領域の振動加速度を検出するように取り付ける）。   The vibration sensors 2a to 2c are attached to the rotary shaft housing 1 as shown in FIGS. 2 and 3, and one vibration sensor detects vibration acceleration in the time domain in a direction perpendicular to the other vibration sensors. (For example, the vibration sensors 2a to 2c are attached so as to detect vibration acceleration in the time domain in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions orthogonal to each other).

一方、制御装置５は、振動センサ２ａ〜２ｃから検出される時間領域の振動加速度をもとにした解析を行うＦＦＴ演算装置１１と、作業者により入力されるデータや後述の如くして算出される安定回転速度等を記憶するための記憶装置１３と、ＦＦＴ演算装置１１にて解析された値や記憶装置１３に記憶されている各種の値から安定回転速度の算出等を行う演算装置１２と、回転軸３の回転等といった回転軸ハウジング１における加工を制御するＮＣ装置１４とを備えており、ＮＣ装置１４には、加工プログラムや機械の現在位置、後述の如く算出される安定回転速度等を表示するためのモニタ１５が設けられている。   On the other hand, the control device 5 calculates the FFT arithmetic unit 11 that performs analysis based on vibration acceleration in the time domain detected from the vibration sensors 2a to 2c, data input by the operator, and calculation as described later. A storage device 13 for storing a stable rotation speed and the like, a calculation device 12 for calculating a stable rotation speed from values analyzed by the FFT calculation device 11 and various values stored in the storage device 13, and the like. And an NC device 14 that controls machining in the rotary shaft housing 1 such as rotation of the rotary shaft 3. The NC device 14 includes a machining program, the current position of the machine, a stable rotational speed calculated as described later, and the like. A monitor 15 is provided for displaying.

ここで、振動抑制装置１０による「びびり振動」の振動抑制制御について、図４のフローチャートにしたがい説明する。
まず、加工を開始する前に、工具毎に、びびり振動の抑制制御を実行するか否か、及び、抑制制御を実行する場合には、回転速度を安定回転速度へと変更する方法によりびびり振動を抑制するか、若しくは、回転速度を所定の振幅及び周期で変動させる方法によりびびり振動を抑制するかを予め設定し、記憶装置１３に記憶させておく。また、回転速度を安定回転速度へと変更する方法を採用する工具に関しては、安定回転速度が既知の場合、その安定回転速度を工具及び指令回転速度（後述するようにして安定回転速度を求めた際の指令回転速度）に対応づけ、記憶装置１３に予め記憶させておく。さらに、同方法を採用する工具に関しては、工具毎に工具刃数とびびり振動の発生の判断に係る閾値とを予め記憶させておく。一方、回転速度を所定の振幅及び周期で変動させる方法を採用する工具に関しては、振幅や周期が既知である場合、その振幅及び周期を工具及び指令回転速度に対応づけて記憶させておく。 Here, vibration suppression control of “chatter vibration” by the vibration suppression apparatus 10 will be described according to the flowchart of FIG. 4.
First, before starting machining, whether or not chatter vibration suppression control is executed for each tool, and when suppression control is executed, chatter vibration is performed by changing the rotation speed to a stable rotation speed. Whether to suppress chatter vibration by a method of changing the rotation speed with a predetermined amplitude and cycle is set in advance and stored in the storage device 13. In addition, regarding a tool that adopts a method of changing the rotational speed to a stable rotational speed, if the stable rotational speed is known, the stable rotational speed is calculated using the tool and the command rotational speed (the stable rotational speed is obtained as described later). And stored in the storage device 13 in advance. Furthermore, for a tool that employs the same method, the number of tool blades and a threshold for determining the occurrence of chatter vibration are stored in advance for each tool. On the other hand, regarding a tool that employs a method of changing the rotation speed with a predetermined amplitude and cycle, if the amplitude and cycle are known, the amplitude and cycle are stored in association with the tool and the command rotation speed.

以上のような状態において、作業者により、指令回転速度及び工具の種類を含んだ加工プログラムが入力されて加工が開始されると（Ｓ１）、演算装置１２は、加工プログラムから回転軸３に装着されている工具を判断するとともに、記憶装置１３の当該工具に係る記憶内容を参照して、抑制制御を実行するか否か、及び、実行する場合にはどのような抑制制御を実行するかを判断する（Ｓ２）。そして、びびり振動の抑制制御が必要でない工具を用いた加工である場合には、Ｓ１０へと進み、加工の途中で工具の交換がない（Ｓ１１でＹＥＳとならない）限り、加工終了まで回転軸３の回転速度を指令回転速度としたまま加工を継続する。また、回転速度を所定の振幅及び周期で変動させる方法によりびびり振動を抑制する工具である場合、演算装置１２は更に記憶装置１３の当該工具における指令回転速度に係る記憶内容を参照して、振幅及び周期が記憶されているか否かを判断し（Ｓ８）、振幅及び周期が加工前に予め記憶装置１３に記憶されていると、その振幅及び周期で回転速度を変動させる（Ｓ９）。一方、指令回転速度に対応する振幅及び周期が記憶されていない場合（工具は同じでも、他の指令回転速度に対応する振幅及び周期は記憶されているものの、入力された指令回転速度に対応する振幅及び周期は記憶されていない場合がある）には、回転速度を変動させることができないため、指令回転速度のまま加工を継続する。そして、加工の途中で工具の交換がない（Ｓ１１でＹＥＳとならない）限り、加工終了まで回転軸３の回転速度を所定の振幅及び周期で変動させたまま、若しくは、指令回転速度のまま加工を継続する。   In the state as described above, when the machining program including the command rotational speed and the tool type is input by the operator and machining is started (S1), the arithmetic unit 12 is attached to the rotary shaft 3 from the machining program. In addition to determining which tool is being used, referring to the stored contents of the tool in the storage device 13, whether or not to execute the suppression control and, if so, what type of suppression control to execute Judgment is made (S2). When the machining is performed using a tool that does not require chatter vibration suppression control, the process proceeds to S10, and unless the tool is changed during the machining (YES in S11), the rotary shaft 3 is until the machining is completed. Machining is continued with the rotation speed at the command rotation speed. In the case of a tool that suppresses chatter vibration by a method of changing the rotational speed with a predetermined amplitude and cycle, the arithmetic unit 12 further refers to the stored content related to the command rotational speed of the tool in the storage device 13 to determine the amplitude. Then, it is determined whether or not the period is stored (S8). If the amplitude and period are stored in the storage device 13 in advance before processing, the rotational speed is varied with the amplitude and period (S9). On the other hand, when the amplitude and the period corresponding to the command rotational speed are not stored (even though the tools are the same, the amplitude and the period corresponding to the other command rotational speed are stored, but it corresponds to the input command rotational speed. If the amplitude and period may not be stored), the rotation speed cannot be changed, and therefore the machining is continued at the command rotation speed. Then, as long as there is no tool change in the middle of machining (YES in S11), machining is performed while changing the rotational speed of the rotary shaft 3 with a predetermined amplitude and cycle until the end of machining or at the commanded rotational speed. continue.

一方、回転速度を安定回転速度へと変更する方法によりびびり振動を抑制する工具である場合、演算装置１２は更に記憶装置１３の当該工具における指令回転速度に係る記憶内容を参照して、工具及び指令回転速度に対応する安定回転速度が記憶されているか否かを判断し（Ｓ３）、安定回転速度が加工前に予め記憶装置１３に記憶されていると、回転軸３の回転速度を指令回転速度から安定回転速度へと変更する（Ｓ４）。また、指令回転速度に対応する安定回転速度が記憶されていない場合（工具は同じでも、他の指令回転速度に対応する安定回転速度は記憶されているものの、入力された指令回転速度に対応する安定回転速度は記憶されていない場合がある）、指令回転速度のままとし、Ｓ５において回転軸３にびびり振動が発生しているか否かを判断する。   On the other hand, in the case of a tool that suppresses chatter vibration by a method of changing the rotational speed to a stable rotational speed, the arithmetic device 12 further refers to the stored content related to the command rotational speed of the tool in the storage device 13, It is determined whether or not a stable rotational speed corresponding to the command rotational speed is stored (S3). If the stable rotational speed is stored in the storage device 13 in advance before processing, the rotational speed of the rotary shaft 3 is commanded to rotate. The speed is changed to the stable rotation speed (S4). In addition, when the stable rotational speed corresponding to the command rotational speed is not stored (even though the tools are the same, the stable rotational speed corresponding to the other command rotational speed is stored, but it corresponds to the input command rotational speed. The stable rotational speed may not be stored), and the command rotational speed remains as it is, and it is determined in S5 whether chatter vibration has occurred on the rotary shaft 3 or not.

Ｓ５におけるびびり振動の発生の検出に係る制御は、たとえば特開２００８−２９０１８８号公報にも記載されているような公知の制御でよく、ＦＦＴ演算装置１１にて振動センサ２ａ〜２ｃにより検出される時間領域の振動加速度のフーリエ解析を行い、周波数領域の振動加速度の最大値（最大加速度）とその周波数（びびり周波数）とを取得すると共に、演算装置１２において、その最大加速度と記憶装置１３に予め記憶されている閾値とを比較し、最大加速度が閾値を超えていると、回転軸３に抑制すべき「びびり振動」が発生していると判断するものである。   The control relating to the detection of chatter vibration occurrence in S5 may be a known control as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-290188, and is detected by the FFT arithmetic unit 11 by the vibration sensors 2a to 2c. Fourier analysis of vibration acceleration in the time domain is performed to obtain the maximum value (maximum acceleration) of vibration acceleration in the frequency domain and its frequency (chatter frequency), and the arithmetic device 12 stores the maximum acceleration and the storage device 13 in advance. The stored threshold value is compared, and if the maximum acceleration exceeds the threshold value, it is determined that “chatter vibration” to be suppressed occurs on the rotation shaft 3.

そして、回転軸３にびびり振動が発生していると（Ｓ５でＹＥＳ）、演算装置１２では、以下の演算式（１）〜（３）により安定回転速度を演算する（Ｓ６）。また、算出した安定回転速度をＮＣ装置１４へ出力し、回転軸３の回転速度を算出した安定回転速度へと変更するとともに、算出した安定回転速度を工具及び指令回転速度に対応づけ、記憶装置１３に記憶する（Ｓ７）。尚、既に安定回転速度が記憶されている場合には、今回Ｓ６において算出した安定回転速度へと更新する。そして、加工の途中で工具の交換がない（Ｓ１１でＹＥＳとならない）限り、加工終了まで回転軸３の回転速度を安定回転速度としたまま加工を継続する。   When chatter vibration is generated on the rotating shaft 3 (YES in S5), the arithmetic unit 12 calculates a stable rotational speed by the following arithmetic expressions (1) to (3) (S6). Further, the calculated stable rotational speed is output to the NC device 14, the rotational speed of the rotary shaft 3 is changed to the calculated stable rotational speed, the calculated stable rotational speed is associated with the tool and the command rotational speed, and the storage device 13 (S7). If the stable rotational speed is already stored, the stable rotational speed calculated in S6 is updated. Then, as long as there is no tool change in the middle of machining (YES in S11), machining is continued with the rotational speed of the rotary shaft 3 kept at a stable rotational speed until machining is completed.

ｋ’値＝６０×びびり周波数／（工具刃数×回転速度） ・・・（１）
ｋ値＝ｋ’値の整数部 ・・・（２）
安定回転速度＝６０×びびり周波数／｛工具刃数×（ｋ値＋１）｝ ・・（３）
ここで、演算式（１）、（３）における「工具刃数」は、作業者により予め入力されている。また、演算式（１）における「回転速度」とは、「びびり振動」が発生している状態での回転速度（変更前の回転速度であり、指令回転速度、若しくは、記憶装置１３に記憶されていた安定回転速度）のことである。さらに、演算式（１）、（３）における「びびり周波数」とは、Ｓ５で取得されるものである。 k ′ value = 60 × chat frequency / (number of tool blades × rotational speed) (1)
k value = integer part of k ′ value (2)
Stable rotational speed = 60 × chat frequency / {number of tool blades × (k value + 1)} (3)
Here, the “tool blade number” in the arithmetic expressions (1) and (3) is input in advance by the operator. The “rotation speed” in the calculation formula (1) is the rotation speed in the state where “chatter vibration” is occurring (the rotation speed before the change, and is stored in the command rotation speed or the storage device 13. Stable rotation speed). Furthermore, the “chatter frequency” in the arithmetic expressions (1) and (3) is acquired in S5.

さらに、加工終了までに工具を交換する加工も考えられる。したがって、そのような場合、演算装置１２は、加工プログラムをもとにＳ１１において工具の交換を判断すると、Ｓ２へ戻り、交換後の工具が抑制制御を実行するか否か、及び、実行する場合にはどのような抑制制御を実行するかを判断し、交換後の工具に対応する抑制制御を実行する。そして、加工の終了（Ｓ１０でＹＥＳ）に伴い、当該加工におけるびびり振動の振動抑制制御は終了となる。   Furthermore, the process which changes a tool by the end of a process is also considered. Therefore, in such a case, when the arithmetic unit 12 determines to replace the tool in S11 based on the machining program, the processing unit 12 returns to S2, and whether or not the replaced tool executes suppression control. Therefore, it is determined what suppression control is to be executed, and the suppression control corresponding to the tool after replacement is executed. And with the completion | finish of a process (it is YES at S10), the vibration suppression control of the chatter vibration in the said process is complete | finished.

以上のような振動抑制装置１０によれば、工具毎に、びびり振動の抑制制御を実行するか否か、及び、抑制制御を実行する場合には、回転速度を安定回転速度へと変更する方法によりびびり振動を抑制するか、若しくは、回転速度を所定の振幅及び周期で変動させる方法によりびびり振動を抑制するかを記憶するとともに、安定回転速度や振幅及び周期を指令回転速度に対応づけて記憶した記憶装置１３を備えており、演算装置１２は、加工が開始されたり、工具が交換されたりすると、記憶装置１３を参照して工具及び加工条件（ここでは指令回転速度）に対応するびびり振動の抑制制御を実行するため、常時適切な振動抑制制御を実行することができる。したがって、加工を行う度に振動抑制制御そのものや閾値、安定回転速度等を設定し直す必要がなく、使い勝手が良いし、加工中の工具交換にも対応することができ、びびり振動を従来以上に精度良く抑制することができる。   According to the vibration suppression device 10 as described above, whether to perform chatter vibration suppression control for each tool, and a method of changing the rotation speed to a stable rotation speed when performing the suppression control. Whether to suppress chatter vibration or to suppress chatter vibration by a method of changing the rotation speed with a predetermined amplitude and period, and store the stable rotation speed, amplitude and period in association with the command rotation speed. When the machining is started or the tool is changed, the arithmetic unit 12 refers to the storage device 13 and chatter vibration corresponding to the tool and machining conditions (here, the command rotational speed). Therefore, the appropriate vibration suppression control can always be executed. Therefore, it is not necessary to reset vibration suppression control itself, threshold value, stable rotation speed, etc. every time machining is performed, and it is easy to use and can be used for tool change during machining. It can be suppressed with high accuracy.

なお、本発明に係る振動抑制装置は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、振動検出手段、回転速度制御手段、及び記憶手段等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。   Note that the vibration suppressing device according to the present invention is not limited to the aspect of the embodiment described above, and the configurations related to the vibration detecting means, the rotation speed control means, the storage means, and the like do not depart from the gist of the present invention. The range can be appropriately changed as necessary.

たとえば、回転速度の変更については作業者が行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、振動センサにより回転軸の振動加速度を検出するよう構成しているが、振動による回転軸の変位や音圧を検出し、当該変位や音圧にもとづいて安定回転速度を算出するように構成することも可能である。
加えて、上記実施形態では、工作機械の回転軸における振動を検出する構成としているが、回転しない側（固定側）の振動を検出し、安定回転速度を算出するように構成してもよい。また、工具を回転させるマシニングセンタに限らず、ワークを回転させる旋盤等といった工作機械にも適用可能であり、その場合にはワークの種類毎に、どのような振動抑制制御を実行するかや、安定回転速度へと変更するものについては安定回転速度を、所定の振幅及び周期で変動させるものについてはその振幅及び周期を記憶手段に記憶しておけばよい。さらに、入力される指令回転速度に大きな違いがないような工具又はワークについては、安定回転速度や振幅及び周期を必ずしも指令回転速度に対応づけて記憶させる必要はない。尚、振動検出手段の設置位置や設置数等を、工作機械の種類、大きさ等に応じて適宜変更してもよいことは言うまでもない。 For example, the operator may change the rotation speed.
In the above embodiment, the vibration acceleration of the rotating shaft is detected by the vibration sensor. However, the displacement and sound pressure of the rotating shaft due to vibration are detected, and the stable rotation speed is determined based on the displacement and sound pressure. It can also be configured to calculate.
In addition, in the above-described embodiment, the vibration on the rotation axis of the machine tool is detected. However, the vibration on the non-rotating side (fixed side) may be detected and the stable rotation speed may be calculated. Moreover, the present invention can be applied not only to a machining center that rotates a tool but also to a machine tool such as a lathe that rotates a workpiece. In that case, what kind of vibration suppression control is executed for each type of workpiece, What is necessary is just to memorize | store the amplitude and period in a memory | storage means about what changes a stable rotational speed with a predetermined | prescribed amplitude and a period about what changes to a rotational speed. Furthermore, for a tool or workpiece that does not have a large difference in the input command rotational speed, it is not always necessary to store the stable rotational speed, amplitude, and period in association with the command rotational speed. Needless to say, the installation position and the number of installation of the vibration detecting means may be changed as appropriate according to the type and size of the machine tool.

１・・回転軸ハウジング、２ａ、２ｂ、２ｃ・・振動センサ（振動検出手段）、３・・回転軸、５・・制御装置、１０・・振動抑制装置、１１・・ＦＦＴ演算装置（振動検出手段）、１２・・演算装置（回転速度制御手段）、１３・・記憶装置（記憶手段）、１４・・ＮＣ装置（回転速度制御手段）、１５・・モニタ。   Rotating shaft housing, 2a, 2b, 2c, vibration sensor (vibration detecting means), 3, rotating shaft, 5, control device, 10 vibration suppression device, 11 FFT operation device (vibration detection) Means), 12 .... arithmetic unit (rotational speed control means), 13 .... storage device (storage means), 14 .... NC device (rotational speed control means), 15 .... monitor.

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びびり振動を検出する振動検出手段と、前記回転軸の回転速度を制御する回転速度制御手段とを備えており、前記回転軸に生じるびびり振動を抑制するための振動抑制装置であって、
前記回転軸に装着する工具又はワークの種類毎に、前記回転速度制御手段による制御のもと、前記回転速度を安定回転速度へ変更することにより前記びびり振動を抑制するか、若しくは、前記回転速度を所定の振幅及び周期で変動させることにより前記びびり振動を抑制するかを記憶した記憶手段を備えており、
前記回転速度制御手段は、前記回転軸に装着されている工具又はワークの種類を判断し、その工具又はワークの種類に対応する前記記憶手段に記憶されている制御を実行することを特徴とする振動抑制装置。 A machine tool having a rotating shaft for rotating a tool or a workpiece, comprising: vibration detecting means for detecting chatter vibration generated on the rotating shaft; and rotation speed control means for controlling the rotation speed of the rotating shaft. , A vibration suppressing device for suppressing chatter vibration generated in the rotating shaft,
The chatter vibration is suppressed by changing the rotation speed to a stable rotation speed under the control of the rotation speed control means for each type of tool or workpiece mounted on the rotation shaft, or the rotation speed Storage means for storing whether to suppress the chatter vibration by changing the frequency with a predetermined amplitude and period,
The rotation speed control means determines the type of a tool or a work attached to the rotation shaft, and executes control stored in the storage means corresponding to the type of the tool or work. Vibration suppression device. 前記記憶手段は、前記安定回転速度や前記振幅及び前記周期を、前記回転軸の回転を開始させるに際して指令される指令回転速度に対応づけて記憶していることを特徴とする請求項１に記載の振動抑制装置。   2. The storage unit stores the stable rotation speed, the amplitude, and the cycle in association with a command rotation speed that is commanded when rotation of the rotation shaft is started. Vibration suppression device.
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