机床中的旋转轴旋转速度变动监视方法和监视装置、机床的制作方法.docx

机床中的旋转轴旋转速度变动监视方法和监视装置、机床的制作方法专利名称：机床中的旋转轴旋转速度变动监视方法和监视装置、机床的制作方法技术领域：本发明涉及监视机床中旋转轴的旋转速度变动状态的监视方法和监视装置、以及机床，该机床具有安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴，该旋转轴的旋转速度可按照任意的模式连续地变动在借助具有安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴的机床来进行切削加工的情况下，若工具或工件的刚性低，则往往会产生所谓的“颤振”如果产生颤振，则会产生工具缺损、或使工件的表面精度恶化等问题就该颤振而言，通过在加工面上所产生的转 1圈前的起伏与因当前的切削而引起的振动之间产生相位延迟，由此使工件的切取厚度变动，振动扩大作为抑制该颤振的技术，提出专利文献1和专利文献2的对策专利文献1和专利文献2记载的技术为按照预定的变动振幅和变动周期来使旋转轴的旋转速度变动，使切取厚度的变动的力的输入不规则，从而抑制颤振在先技术文献专利文献专利文献1 JP特开昭49-105277号公报专利文献2 JP实公昭61-3522号公报发明要解决的课题但是，对于专利文献1和专利文献2记载的方法，为了使旋转速度变动，需要设定变动振幅和变动周期这两个参数(下面，在不区分两个参数的情况下，统称为“变动值”)， 因此存在如下问题对于不清楚改变哪个参数比较好的、经验少的操作人员来说，难以判断。

另外，存在即使要使旋转轴的旋转速度变动，仍无法通过已输入的振幅、周期而实现的情况这是因为，将旋转速度的振幅除以设定旋转速度而得到的值作为变动振幅Q，将该变动振幅Q除以周期R而获得的旋转速度的变动率如下述式(1)所表示的，通过旋转部的惯性J(根据旋转轴本身、卡盘(Chuck)、被加工物等确定)、旋转轴转矩T、被加工物的切削所需的切削转矩Tc、以及旋转速度S的函数来表示^ = ... (1) R nSJ另外，如果使允许量以上的电流流向用于使旋转轴旋转的马达，则马达会发热而损坏，因此规定了输入电力的上限，与此伴随地，限制了旋转轴转矩另外，根据上述式(1) 还可知，仅仅从主轴转矩减去切削转矩Tc而得到的转矩才能够对旋转速度的变动产生作用因此，即使为了增加旋转速度的变动率Q/R而将振幅设定得大将周期设定得小，旋转轴转矩也必然超过限制值，其结果是，会产生成为不可能实现的状态的情况另外，由于被加工物的形状针对每个制品而不同，因此惯性J为变量即，由于旋转速度的变动率的上限也未唯一地确定而是不清楚的，因此难以明确地示出可设定的振幅和周期的范围因此，根据通过将振幅和周期设定为参数而使旋转速度变动的上述现有技术，存在作业者无法容易地实现对颤振的抑制有效的旋转速度的变动的问题。

发明内容因此，本发明是针对上述问题而作出的，其目的在于提供机床中的旋转轴旋转速度的监视方法和监视装置、以及机床，在该机床中，按照任意模式(pattern)使旋转轴旋转速度连续地变动，可容易地选择用于使旋转速度变动的变动值，可发现最适合于颤振的抑制的加工条件用于解决课题的技术方案为了实现上述目的，技术方案1的发明为一种监视方法，其中，机床具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；和按照任意的模式使该旋转轴的旋转速度连续地变动的旋转速度变动单元，上述监视方法在上述机床中通过显示部对上述旋转速度变动单元所进行的上述旋转速度的变动状态进行监视，其特征在于，上述监视方法执行如下步骤作图步骤，将表示上述旋转速度的变动振幅和变动周期的关系的变动图显示于上述显示部；第1显示步骤，在上述变动图中显示当前的变动位置；电力临界线显示步骤，根据下述式(2)作成上述马达的变动周期的电力临界线，并将其显示到上述变动图上权利要求1.一种机床的旋转轴旋转速度的监视方法，其中，上述机床具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；和按照任意的模式使该旋转轴的旋转速度连续地变动的旋转速度变动单元，上述机床的旋转轴旋转速度的监视方法是在上述机床中通过显示部对上述旋转速度变动单元所进行的上述旋转速度的变动状态进行监视的监视方法，其特征在于，上述机床的旋转轴旋转速度的监视方法执行如下步骤作图步骤，将表示上述旋转速度的变动振幅和变动周期的关系的变动图显示于上述显示部；第1显示步骤，在上述变动图中显示当前的变动位置；和电力临界线显示步骤，根据下式作成上述马达的变动周期的电力临界线，并将其显示到上述变动图上，2.根据权利要求1所述的机床的旋转轴旋转速度的监视方法，其特征在于， 上述机床的旋转轴旋转速度的监视方法还执行如下步骤变动位置计算步骤，在上述电力临界线以下的范围内，计算与当前的变动位置相比上述变动振幅变大、和/或上述变动周期变短的新的变动位置；和第2显示步骤，将上述新的变动位置、与对相对于上述当前的变动位置的变更进行引导的引导显示一起显示于上述变动图。

3.一种机床的旋转轴旋转速度的监视方法，其中，上述机床具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；和按照任意的模式使该旋转轴的旋转速度连续地变动的旋转速度变动单元，上述机床的旋转轴旋转速度的监视方法是在上述机床中通过显示部对上述旋转速度变动单元所进行的上述旋转速度的变动状态进行监视的监视方法，其特征在于，上述机床的旋转轴旋转速度的监视方法执行如下步骤作图步骤，将表示上述旋转速度的变动振幅和角加速度的关系的变动图显示于上述显示部；第1显示步骤，在上述变动图中显示当前的变动位置；和电力临界线显示步骤，根据下式作成上述马达的变动周期的电力临界线，并将其显示到上述变动图上， 304.根据权利要求3所述的机床的旋转轴旋转速度的监视方法，其特征在于， 上述机床的旋转轴旋转速度的监视方法还执行如下步骤变动位置计算步骤，在上述电力临界线以下的范围内，计算与当前的变动位置相比上述变动振幅变大、和/或上述角加速度变大的新的变动位置；和第2显示步骤，将上述新的变动位置、与对相对于上述当前的变动位置的变更进行引导的引导显示一起显示于上述变动图5.根据权利要求2所述的机床的旋转轴旋转速度的监视方法，其特征在于，使上述新的变动位置为变动振幅与上述当前的变动位置相同的上述电力临界线上的位置。

6.根据权利要求2所述的机床的旋转轴旋转速度的监视方法，其特征在于， 使上述新的变动位置为在上述电力临界线上上述变动振幅为最大的位置7.一种机床的旋转轴旋转速度的监视装置，其中，上述机床具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；和按照任意的模式使该旋转轴的旋转速度连续地变动的旋转速度变动单元，上述机床的旋转轴旋转速度的监视装置是在上述机床中具备显示部以对上述旋转速度变动单元所进行的上述旋转速度的变动状态进行监视的监视装置，其特征在于，上述机床的旋转轴旋转速度的监视装置具备作图单元，其将表示上述旋转速度的变动振幅和变动周期的关系的变动图显示于上述显示部；第1显示单元，其在上述变动图中显示当前的变动位置；和电力临界线显示单元，其根据下式作成上述马达的变动周期的电力临界线，并将其显示到上述变动图上，8.根据权利要求7所述的机床的旋转轴旋转速度的监视装置，其特征在于， 上述机床的旋转轴旋转速度的监视装置还具备变动位置计算单元，其在上述电力临界线以下的范围内，计算与当前的变动位置相比上述变动振幅变大、和/或上述变动周期变短的新的变动位置；和第2显示单元，其将上述新的变动位置、与对相对于上述当前的变动位置的变更进行引导的引导显示一起显示于上述变动图。

9.一种机床的旋转轴旋转速度的监视装置，其中，上述机床具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；和按照任意的模式使该旋转轴的旋转速度连续地变动的旋转速度变动单元，上述机床的旋转轴旋转速度的监视装置是在上述机床中具备显示部以对上述旋转速度变动单元所进行的上述旋转速度的变动状态进行监视的监视装置，其特征在于， 上述机床的旋转轴旋转速度的监视装置具备作图单元，其将表示上述旋转速度的变动振幅和角加速度的关系的变动图显示于上述显示部；第1显示单元，其在上述变动图中显示当前的变动位置；和电力临界线显示单元，其根据下式作成上述马达的变动周期的电力临界线，并将其显示到上述变动图上， 3010.根据权利要求9所述的机床的旋转轴旋转速度的监视装置，其特征在于，上述机床的旋转轴旋转速度的监视装置还具备变动位置计算单元，其在上述电力临界线以下的范围内，计算与当前的变动位置相比上述变动振幅变大、和/或上述角加速度变大的新的变动位置；和第2显示单元，其将上述新的变动位置、与对相对于上述当前的变动位置的变更进行引导的引导显示一起显示于上述变动图11.根据权利要求8所述的机床的旋转轴旋转速度的监视装置，其特征在于， 上述新的变动位置为变动振幅与上述当前的变动位置相同的上述电力临界线上的位置。

12.根据权利要求8所述的机床的旋转轴旋转速度的监视装置，其特征在于， 上述新的变动位置为在上述电力临界线上上述变动振幅为最大的位置13.一种机床，其具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；和按照任意的模式使该旋转轴的旋转速度连续地变动的旋转速度变动单元，其特征在于，上述机床具备权利要求7所述的旋转轴旋转速度的监视装置14.一种机床，其具备安装有工具或工件并通过马达驱动的旋转轴；对该旋转轴的旋转速度的变动振幅和变动周期进行设定的变动值设定单元；和根据该变动值设定单元所设定的变动振幅和变动周期对上述旋转轴的旋转速度进行控制的旋转速度变动单元，其特征在于，上述变动值设定单元设定上述变动振幅和变动周期的比率，并根据该比率同时设定上述变动振幅和变动周期15.根据权利要求14所述的机床，其特征在于，上述变动值设定单元根据上述马达的额定输出、切削输出、相对于上述马达的额定输出的使用比例、上述旋转速度的平均值、和上述旋转轴的惯性，设定上述变动振幅和变动周期的比率16.根据权利要求15所述的机床，其特征在于，上述变动值设定单元根据下式设定上述变动振幅和变动周期的比率，17.根据权利要求14的任意一项所述的机床，其特征在于，上述变动值设定单元具备对表示上述变动振幅和变动周期的关系的曲线图进行显示的显示单元，在上述曲线图上分别显示当前的上述变动振幅和变动周期的位置、和上述变动振幅和变动周期的比率所涉及的直线。

18.一种机床，其具备用于使工具或工件旋转的旋转轴，并具备能使旋转轴的旋转速度按照预定的振幅和周期变动的旋转速度变动单元，其特征在于，上述机床具备设定单元，上述设定单元将上述振幅或上述周期中的任意一方、和上述旋转轴的旋转轴转矩或对用于使上述旋转轴旋转的马达输入的输入电力中的任意一方作为参数，并能设定各参数的值，上述旋转速度变动单元根据上述设定单元所设定的上述参数的值使上述旋转轴的旋转速度变动19.根据权利要求18所述的机床，其特征在于，上述旋转速度变动单元一边使根据设定的上述参数的值来使上述旋转轴的旋转速度加速的情况下的角加速度的绝对值与使其减速的情况下的角加速度的绝对值一致，一边使旋转速度变动20.根据权利要求18所述的机床，其特征在于，上述机床具备显示单元，在该显示单元中，在分别以各上述参数为轴的平面上显示各上述参数的可设定区域和/或当前值21.根据权利要求18所述的机床，其特征在于，上述机床具备第1选择单元，其对将上述振幅或上述周期中的哪一方用作上述参数进行选择；和/或第2选择单元，其对将上述旋转轴的旋转轴转矩或对用于使上述旋转轴旋转的马达输入的输入电力中的哪一方用作上述参数进行选择。

22.根据权利要求18所述的机床，其特征在于，上述机床具备对通过上述设定单元设定的上述参数的值进行存储的存储单元全文摘要本发明提供机床中的旋转轴旋转速度变动监视方法和监视装置、机床，可容易地选择用于使旋转轴的旋转速度变动的设定值，可发现最适合于颤振的抑制的加工条件在监视装置中，在变动值设定部的监视器中对表示旋转速度的变动振幅和变动周期的关系的曲线图进行显示，在该曲线图中，通过黑圆点标记显示当前的变动位置(第1点)。