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公開番号2024136846
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023048130
出願日2023-03-24
発明の名称切削加工に用いる振動特性データベース、切削加工の安定性評価装置、切削加工プログラム生成装置、切削加工の安定性評価方法、および切削加工プログラム生成方法
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人
主分類B23Q 15/12 20060101AFI20240927BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】びびり振動の発生を抑止しつつ効率の良い切削加工を実行するための加工プログラム生成に用いる切削加工プログラム生成装置を提供する。
【解決手段】切削加工プログラム生成装置1は、結合データベース生成部31と加工プログラム生成部32と安定性評価部34と加工プログラム修正部35とを有する。結合データベース生成部31は切削加工を行う工作機械と工具との組み合わせごとに該当する工作機械の振動特性データと工具の振動特性データとを結合した振動特性データを格納した結合データベースを生成する。加工プログラム生成部32は切削加工に関する加工条件の情報を含む加工プログラムを生成する。安定性評価部34は切削加工に用いる工作機械と工具との組み合わせに対応する結合データベース内の振動特性データに基づいて切削加工処理の安定性を評価する。加工プログラム修正部35は安定性の評価結果に基づいて加工プログラムを修正する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
切削加工を行う工作機械と前記切削加工に用いる工具との組み合わせごとに、該当する工作機械の振動特性データと該当する工具の振動特性データとを解析的に結合して生成された、所定の工作機械に所定の工具を設置して行う切削加工処理の安定性評価に用いる振動特性データを格納した、切削加工に用いる振動特性データベース。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記工作機械の振動特性データは、前記工作機械の本体と、前記工作機械の本体の主軸に設置されて前記工具を保持する保持部材との組み合わせごとの振動特性データである、請求項１に記載の切削加工に用いる振動特性データベース。
【請求項３】
前記工具の振動特性データは、所定形状の工具に関して取得した振動特性データと、取得した振動特性データから生成した、任意の形状の工具に関する振動特性データとを含む、請求項１に記載の切削加工に用いる振動特性データベース。
【請求項４】
切削加工を行う工作機械と前記切削加工に用いる工具との組み合わせごとに生成された、振動特性データを格納した振動特性データベースに通信可能に接続され、
処理対象の切削加工に用いる工作機械と工具との組み合わせに対応する前記振動特性データベース内の振動特性データに基づいて、前記処理対象の切削加工処理の安定性を評価する安定性評価部を備えた、切削加工の安定性評価装置。
【請求項５】
処理対象の切削加工内の処理単位ごとの加工条件の情報を取得する加工条件取得部をさらに備え、
前記安定性評価部は、前記振動特性データベースに格納された情報のうち、前記処理単位ごとの加工条件に対応する振動特性データに基づいて、前記処理単位ごとの加工処理の安定性を評価する、請求項４に記載の切削加工の安定性評価装置。
【請求項６】
請求項４に記載の切削加工の安定性評価装置に通信可能に接続され、
前記処理対象の切削加工に関する加工条件の情報を含む加工プログラムを取得する加工プログラム取得部と、
前記安定性評価部による前記切削加工処理の安定性の評価結果に基づいて、前記加工プログラムの修正が必要と判定すると、前記加工プログラム取得部が取得した加工プログラムを修正する加工プログラム修正部と、を備える切削加工プログラム生成装置。
【請求項７】
切削加工を行う工作機械と前記切削加工に用いる工具との組み合わせごとに生成された、振動特性データを格納した振動特性データベースに通信可能に接続された切削加工の安定性評価方法であって、
処理対象の切削加工に用いる工作機械と工具との組み合わせに対応する前記振動特性データベース内の振動特性データに基づいて、前記処理対象の切削加工処理の安定性を評価する、切削加工の安定性評価方法。
【請求項８】
請求項４に記載の切削加工の安定性評価装置を用いた切削加工プログラム生成方法であって、
切削加工プログラム生成装置が、
前記処理対象の切削加工に関する加工条件の情報を含む加工プログラムを取得し、
前記安定性評価部による前記切削加工処理の安定性の評価結果に基づいて、前記加工プログラムの修正が必要と判定すると、取得した加工プログラムを修正する、切削加工プログラム生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、切削加工に用いる振動特性データベース、切削加工の安定性評価装置、切削加工プログラム生成装置、切削加工の安定性評価方法、および切削加工プログラム生成方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
工作機械による切削加工中に、工作機械側の工具と被加工材との間で継続的な振動が発生することがある。この振動は、びびり振動と称される。切削加工中にびびり振動が発生すると加工精度や生産性の低下につながるため、これを抑止するための対策が必要となる。
【０００３】
びびり振動の発生を抑止するために、オペレータが、びびり振動が発生する加工条件を予め把握しておき、把握した内容に基づいてびびり振動が発生しないように、オペレータが加工条件を調整することが行われている。
【０００４】
びびり振動のうち、自励振動である再生型びびり振動が発生する加工条件を示す情報として、安定限界線図がある。安定限界線図では、工作機械の主軸回転数ごとの限界の切込み量が示されている。
【０００５】
この安定限界線図を用いることで、オペレータは、びびり振動が発生しない加工条件を選択して精度良く切削加工を行うことができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－１２６８３７号公報
特許第４４３３４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した安定限界線図は、切削加工に関する既知のパラメータ、具体的には、工具形状、工具の径方向または軸方向の切込み量、工作機械の主軸回転数、比切削抵抗、工具および被加工物の振動特性を示す周波数応答関数等の解析に基づいて生成される。
【０００８】
しかし、この解析処理にはパラメータごとの膨大な試験データを必要とするため、加工条件ごとに安定限界線図を生成するためには多大な時間および労力を要するという問題があった。
【０００９】
そこで、安定限界線図を直接的に求めずに、処理対象の切削加工について試し加工を行い、加工中に発生した振動をセンサ等で検知したうえで分析することで、びびり振動が発生しないように加工条件を検討する手法が提案されている（特許文献２）。
【００１０】
この手法では、既に作成された切削加工プログラムに基づいて試し加工を行い、振動センサ等によって検知した加工中の振動の情報に基づいて工作機械の主軸回転数を調整する。そのため、予め切削加工のパラメータに関する試験データの取得は不要であるが、試し加工を行う必要があるため工程設計のリードタイムが増加するという問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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