本發明涉及能夠進行例如螺紋切削加工的車床等機床。

背景技術：

作為抑制在通過能夠在軸狀工件的徑向和軸向上移動的刀具對該工件進行螺紋切削加工時顫振的機床，已知下述專利文獻1所記載的機床。在該機床中，針對繞軸線旋轉的工件重復使刀具在徑向上切入而沿軸向移動后沿徑向退出的刀具路徑，按照每個刀具路徑，以規定的高速旋轉速度(變更最大速度)和規定的低速旋轉速度(變更最小速度)來變更工件的旋轉速度，以使得以高速旋轉速度進行第特定次(最終)的刀具路徑的方式來決定第1次的刀具路徑中的旋轉速度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-87888號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

在專利文獻1的機床中，用于有效地對各種工件抑制顫振的高速旋轉速度與低速旋轉速度之差(變更幅度)未必明確，作業者按照每個工件尋找適當的變更幅度來進行設定是比較困難的。并且，即使按照每個刀具路徑來設定了旋轉速度的變更幅度也無法抑制顫振的情況下的應對也不明確。并且，能夠進行超過工件的旋轉速度的上限(旋轉上限速度)的變更幅度的指令，指令所涉及的旋轉速度(比旋轉上限速度快的速度的指令)與實際的旋轉速度(旋轉上限速度)之間可能不同。

因此，第1方面所記載的發明的目的在于，提供能夠容易地設定可有效抑制顫振的旋轉速度及其變更幅度等的機床。

用于解決問題的手段

為了實現上述目的，第1方面的發明是機床，該機床具有：把持單元，其把持軸狀的工件；刀具，其能夠相對于所述工件沿所述工件的徑向和軸向移動；加工控制單元，其一邊使所述工件和所述刀具相對地繞所述工件的軸線旋轉，一邊重復下述刀具路徑來進行螺紋切削加工，上述刀具路徑是：在使所述刀具相對于所述工件沿徑向切入并在所述軸向上移動后使所述刀具沿徑向退出；旋轉速度控制單元，其能夠以所述刀具路徑單位對所述工件和所述刀具的相對旋轉速度進行變更；以及旋轉速度運算單元，其計算每個所述刀具路徑的所述旋轉速度，其特征在于，所述旋轉速度控制單元利用變更最大速度和變更最小速度對所述旋轉速度進行變更，或者將所述旋轉速度變更為多個旋轉速度候選值中的任意一個值，并且，參照作為抑制顫振的信息而預先存儲的表示所述基準旋轉速度及所述變更幅度或者所述旋轉速度候選值的條件的速度條件信息，在所述基準旋轉速度設定值和所述變更幅度設定值中的至少一方或所述旋轉速度候選值不滿足所述條件的情況下，進行所述基準旋轉速度設定值和所述變更幅度設定值中的至少一方的變更、或者所述旋轉速度候選值的變更，或者在顯示部中進行催促變更的顯示，以使得滿足所述條件，其中，該變更最大速度是比基準旋轉速度的設定值即基準旋轉速度設定值高出變更幅度的設定值即變更幅度設定值的量的速度，該變更最小速度是比基準旋轉速度設定值低所述變更幅度設定值的量的速度。

第2方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述速度條件信息表示使得所述變更最大速度不超過預先決定的旋轉速度的上限值即旋轉上限速度這樣的所述基準旋轉速度和所述變更幅度的所述條件、或者所述旋轉速度候選值的所述條件。

第3方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述旋轉速度控制單元進行所述基準旋轉速度設定值的變更或所述旋轉速度候選值的變更，或者進行催促變更的顯示，使得所述變更最大速度或所述旋轉速度候選值與所述旋轉上限速度一致。

第4方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述速度條件信息包含作為抑制顫振的信息而預先決定的所述變更幅度的推薦值即推薦變更幅度，所述旋轉速度控制單元進行所述變更幅度設定值的變更，或者進行催促變更的顯示，使得與所述推薦變更幅度一致。

第5方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述速度條件信息表示使得所述變更最小速度或所述旋轉速度候選值成為預先決定的旋轉速度的下限值即旋轉下限速度以上這樣的所述基準旋轉速度和所述變更幅度的所述條件、或者所述旋轉速度候選值的所述條件。

第6方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述顯示部顯示使得所述變更最大速度或所述旋轉速度候選值成為所述旋轉上限速度以下這樣的所述變更幅度與所述基準旋轉速度之間的關系或所述旋轉速度候選值。

第7方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述顯示部顯示滿足所述變更最大速度或所述旋轉速度候選值與所述旋轉上限速度相等的所述條件的所述變更幅度及所述基準旋轉速度或者所述旋轉速度候選值。

第8方面的發明的特征在于，在上述發明中，還具有對顫振進行檢測的振動檢測部，當所述振動檢測部檢測到的振動為預先存儲的閾值以上時，所述旋轉速度控制單元進行減小所述基準旋轉速度設定值的變更和使所述變更幅度設定值接近推薦變更幅度的變更中的至少一方、或者所述旋轉速度候選值的變更，或者進行催促變更的顯示。

第9方面的發明的特征在于，在上述發明中，所述旋轉速度控制單元針對所述變更幅度和所述基準旋轉速度，在所述變更最大速度和所述旋轉上限速度成為相等的狀態下進行變更。

發明的效果

根據本發明，具有能夠提供如下機床的效果，該機床能夠容易地設定可有效抑制顫振的旋轉速度及其變更幅度等。

附圖說明

圖1是本發明的機床的概略圖。

圖2是示出圖1的機床所涉及的、以刀具路徑(路徑)單位對主軸旋轉速度進行變更的情況下的主軸旋轉速度與路徑之間的關系的例子的說明圖。

圖3是示出圖1的機床所涉及的、變更最大速度未超過旋轉上限速度的變更幅度與基準旋轉速度之間的關系的顯示例的說明圖。

圖4是示出引導圖1的機床所涉及的、更容易抑制顫振的變更幅度設定值和基準旋轉速度設定值的顯示例的說明圖，(a)是基準旋轉速度設定值S₀為推薦旋轉速度S₁以下(S₀≦S₁)的情況下的圖，(b)是基準旋轉速度設定值S₀超過推薦旋轉速度S₁且小于旋轉上限速度S_max(S₁＜S₀＜S_max)的情況下的圖，(c)是基準旋轉速度設定值S₀為旋轉上限速度S_max以上(S₀≧S_max)的情況下的圖。

標號說明

1：主軸，2：卡盤，3：工件，4：主軸臺，5：馬達，6：編碼器，7：刀具臺，8：刀具，9：主軸控制部，10：機床控制部，11：輸入部，12：存儲部，13：運算部，14：顯示部，15：參數自動調整部，16：振動檢測部，17：機床

具體實施方式

以下，適當根據附圖來說明本發明的實施方式的例子。另外，本發明的實施方式不限于以下的例子。

圖1是該例子所涉及的機床17的概略圖。機床17在主軸1的前端具有作為把持單元的卡盤2，能夠通過卡盤2來把持軸狀的工件3。在將主軸1支承為旋轉自如的主軸臺4內，內置有用于使主軸1旋轉的馬達5，以及用于檢測主軸1的旋轉速度的編碼器6。作為旋轉速度控制單元的主軸控制部9通過編碼器6來監視主軸1的旋轉速度，并且控制主軸1的旋轉速度。刀具8被固定在能夠在工件3的徑向和長度方向上進行動作的刀具臺7上。

此外，機床17具有控制機床17整體的動作的機床控制部10。機床控制部10與作為旋轉速度控制單元的主軸控制部9、以及對刀具臺7的動作進行控制的未圖示的進給軸控制部(加工控制單元)連接。此外，在機床控制部10上分別連接著輸入部11、存儲部12、運算部13、顯示部14、參數自動調整部15、振動檢測部16。機床控制部10能夠根據來自振動檢測部16的信息判斷有無顫振。機床17經由機床控制部10對支承在主軸1上的工件3的旋轉速度進行控制(旋轉速度運算單元)，并且，通過公知的結構來控制使刀具8在工件3的徑向上切入并在長度方向上進給這樣的加工動作(加工控制單元的控制手段)。另外，可以將單獨的機床控制部10或者機床控制部10與進給軸控制部的組合理解為加工控制單元。

圖2是示出在螺紋切削加工中，以刀具路徑(路徑)單位對主軸1的旋轉速度即主軸旋轉速度進行變更的例子的說明圖。1個路徑是指，在使刀具8針對通過主軸1(卡盤2)而旋轉的工件3在徑向上切入而向工件3的軸向移動后，沿徑向退出這樣的路徑，在機床17中適當重復這樣的路徑。在圖2中，最初的(從加工開始起數的第1次的)路徑顯示為1，接下來的路徑顯示為2，同樣地示出其以后的路徑。運算部13根據主軸旋轉速度的基準旋轉速度S的當前設定值即基準旋轉速度設定值S₀、以及表示從基準旋轉速度設定值S₀起的變更程度的變更幅度W(％)的當前設定值即變更幅度設定值W₀這樣的參數，參照存儲部12中存儲的下述[數式1]，來計算變更了主軸旋轉速度的情況下的主軸旋轉速度的最大值即變更最大速度S_H，以及主軸旋轉速度的最小值即變更最小速度S_L。然后，機床控制部10對主軸控制部9發送指令，使得以路徑為單位將主軸旋轉速度變更為所計算出的變更最大速度S_H和變更最小速度S_L中的任意一方。

【數式1】

接著，對作為本發明的主要部分的、變更最大速度S_H未超過主軸旋轉速度的上限(旋轉上限速度S_max)的變更幅度W與基準旋轉速度S之間的關系的顯示例，以及引導更容易抑制顫振的變更幅度W和基準旋轉速度S的顯示例進行說明。圖3是示出前者的顯示例的說明圖。在圖3所示的例中，參數被設為變更幅度W和基準旋轉速度S，從運算部13接收到運算結果的機床控制部10進行控制，以使得在顯示部14中顯示在縱軸取變更幅度W、橫軸取基準旋轉速度S的平面上描繪基準旋轉速度設定值S₀得到的圖案。這里，變更幅度W的上限值即變更幅度上限值W_max是預先確定的值并存儲在存儲部12中，旋轉下限速度S_min是表示螺紋切削加工中的(以不產生顫振的方式根據經驗而決定的)主軸旋轉速度的下限的預先確定的值并被存儲在存儲部12中，旋轉上限速度S_max是表示主軸旋轉速度的上限的值并被存儲在存儲部12中。此處，橫軸被設定為從旋轉下限速度S_min開始，并在中央附近包含旋轉上限速度S_max。此外，線A、線B是分別根據如下的[數式2]、[數式3]由運算部13運算而描繪的線。并且，由線A、B和縱軸、橫軸包圍的(圖3、4中由陰影(陰影線)表示)區域C表示變更最大速度S_H未超過旋轉上限速度S_max的變更幅度W與基準旋轉速度S之間的關系，滿足如下的[數式4]、[數式5]。

【數式2】

W＝W_max

【數式3】

S_H＝S_max

【數式4】

W≤W_max

【數式5】

S_H≤S_max

圖4是示出引導更容易抑制顫振的變更幅度W和基準旋轉速度S的顯示例的說明圖。在圖4中，推薦變更幅度W_r是根據經驗等預先設定的推薦的變更幅度W，根據如下的[數式6]來顯示線R。此外，推薦旋轉速度S₁是表示為線R與線B的交點的旋轉速度。圖4的(a)、(b)、(c)是基準旋轉速度設定值S₀相對于推薦旋轉速度S₁或旋轉上限速度S_max分別滿足如下的[數式7]、[數式8]、[數式9]的關系的情況下的顯示例。

【數式6】

W=W_r

【數式7】

S₀≤S₁

【數式8】

S₁＜S₀＜S_max

【數式9】

S_max≤S₀

機床控制部10判斷是滿足[數式7]～[數式9]中的那個關系的情況，顯示部14根據機床控制部10的控制，與各個情況對應地，如圖4的(a)、(b)、(c)所示，顯示催促在區域C的范圍內使變更幅度設定值W₀朝向推薦變更幅度W_r而進行提高的引導。如圖4的(a)所示，在滿足[數式7]的關系，能夠將變更幅度設定值W₀維持在與推薦變更幅度W_r相同的值(滿足(基準旋轉速度設定值S₀，推薦變更幅度W_r)的點位于區域C內的條件)的情況下，通過如下的箭頭組D1來進行使參數維持在當前的(基準旋轉速度設定值S₀，推薦變更幅度W_r)的引導，其中，該箭頭組D1由從(基準旋轉速度設定值S₀，0)的點起在與縱軸平行的方向上延伸至(基準旋轉速度設定值S₀，推薦變更幅度W_r)的點為止的箭頭、以及從(基準旋轉速度設定值S₀，推薦變更幅度W_r)的點起延伸至(0，推薦變更幅度W_r)的點的箭頭的組構成。

一方面，如圖4的(b)所示，在滿足[數式8]的關系，在將變更幅度設定值W₀提高至推薦變更幅度W_r之前到達線B的情況下，顯示箭頭組D2，作為催促使基準旋轉速度設定值S₀降低至推薦旋轉速度S₁，并使變更幅度設定值W₀朝向推薦變更幅度W_r進行提高的引導(滿足基準旋轉速度設定值S₀與推薦旋轉速度S₁相等這一條件，且滿足變更幅度設定值W₀與推薦變更幅度W_r相等這一條件的引導)。另外，機床控制部10針對要降低的基準旋轉速度設定值S₀的值，運算為在能夠將變更幅度設定值W₀設定為推薦變更幅度W_r的范圍內加工效率最高的推薦旋轉速度S₁的值。

另一方面，如圖4的(c)所示，在滿足[數式9]的關系，基準旋轉速度設定值S₀位于區域C的范圍外的情況下，顯示部14首先通過箭頭組D3來顯示使基準旋轉速度設定值S₀下降至區域C的范圍內而成為推薦旋轉速度S₁的引導(為了滿足基準旋轉速度設定值S₀與推薦旋轉速度S₁相等這一條件的引導)。

此外，由于是顫振沒有得到抑制的情況，顯示部14還顯示催促在使變更幅度設定值W₀朝向推薦變更幅度W_r提高后降低基準旋轉速度設定值S₀的引導。即，機床控制部10在根據來自振動檢測部16的信息而掌握到顫振的產生后(當振動檢測部16檢測到的振動為預先確定的所存儲的閾值以上時)，在變更幅度W未成為推薦變更幅度W_r的情況下，通過朝上的箭頭的描繪來顯示催促使變更幅度W成為推薦變更幅度W_r的引導。此外，即使變更幅度W是推薦變更幅度W_r，也通過在顯示部14中描繪例如當前的基準旋轉速度設定值S₀向左的箭頭，來顯示催促進一步降低基準旋轉速度設定值S₀的引導。在變更幅度W被設為推薦變更幅度W_r，或者基準旋轉速度設定值S₀被降低的情況下，當振動檢測部16所檢測到的振動小于預先決定的閾值時，機床控制部10能夠停止基準旋轉速度設定值S₀的下降。

通過存儲部12來保持圖3所示的旋轉上限速度S_max與變更幅度W之間的關系的信息，以及圖4所示的參數的變更所相關的信息，作為速度條件信息。操作者能夠根據顯示部14所顯示的內容，經由輸入部11對變更幅度設定值W₀、基準旋轉速度設定值S₀進行變更。

上述機床17具有：主軸1的卡盤2，其把持軸狀的工件3；刀具8，其能夠相對于工件3沿工件3的徑向和軸向移動；進給軸控制部，其使工件3和刀具8相對地繞工件3的軸線旋轉，并且重復在針對工件3使刀具8在徑向上切入并在工件3的軸向上移動后使刀具8沿徑向退出的刀具路徑，從而進行螺紋切削加工；主軸控制部9，其能夠以刀具路徑單位對主軸旋轉速度進行變更，該主軸旋轉速度相當于工件3和刀具8的相對旋轉速度；以及機床控制部10，其計算每個刀具路徑的主軸旋轉速度，主軸控制部9利用變更最大速度S_H和變更最小速度S_L對主軸旋轉速度進行變更，其中，所述變更最大速度S_H是比基準旋轉速度S的設定值即基準旋轉速度設定值S₀高出變更幅度W的設定值即變更幅度設定值W₀的量的速度，所述變更最小速度S_L是比基準旋轉速度設定值S₀低變更幅度設定值W₀的量的速度，并且，參照作為抑制顫振的信息而預先存儲的表示基準旋轉速度S和變更幅度W的條件的速度條件信息，在基準旋轉速度設定值S₀和所述變更幅度設定值W₀中的至少一方不滿足速度條件信息的條件的情況下，在顯示部14中進行催促基準旋轉速度設定值S₀和變更幅度設定值W₀中的至少一方的變更的顯示，以使得滿足條件。因此，能夠提供如下的機床17，該機床17能夠容易地設定能夠有效抑制顫振的旋轉速度及其變更幅度等。

此外，速度條件信息表示變更最大速度S_H不超過預先決定的主軸旋轉速度的上限值即旋轉上限速度S_max這樣的基準旋轉速度S和變更幅度W的條件。因此，能夠可靠地抑制顫振。此外，主軸控制部9進行催促基準旋轉速度設定值S₀的變更的顯示，以使得變更最大速度S_H與旋轉上限速度S_max一致，因此，能夠抑制顫振并確保充分的加工效率。

并且，速度條件信息包含作為抑制顫振的信息而預先決定的變更幅度W的推薦值即推薦變更幅度W_r，主軸控制部9進行催促變更幅度設定值W₀的變更的顯示，以使得與推薦變更幅度W_r一致。因此，能夠更有效地抑制顫振。

此外，顯示部14顯示變更最大速度S_H成為旋轉上限速度S_max以下這樣的變更幅度W與基準旋轉速度S之間的關系(區域C)，因此，容易得知為了抑制顫振而應該變更的基準旋轉速度設定值S₀和變更幅度設定值W₀，通過顯示滿足變更最大速度S_H和旋轉上限速度S_max成為相等這一條件的變更幅度W和基準旋轉速度S(線B)，能夠容易得知為了抑制顫振并確保優良的加工效率而應該變更的基準旋轉速度設定值S₀和變更幅度設定值W₀。

另外，本發明的機床不受上述實施方式的形態所限定，能夠在不脫離本發明的主旨的范圍內，根據需要而適當變更顯示部和機床整體的結構等。例如，代替操作者根據顯示部所顯示的信息手動地變更參數，還能夠根據存儲部所保持的信息，由參數自動調整部(也可以是機床控制部、主軸控制部、或它們的組合)自動地如上述那樣連續變更參數，在通過振動檢測部檢測到的振動低于預先設定的閾值的情況下完成參數變更。此外，在上述實施方式中，通過連續線的箭頭組進行了變更幅度設定值、基準旋轉速度設定值的維持和變更的引導，但是，也可以是單獨的箭頭，可以使用其他種類的線，可以使用從箭頭的根部向前端依次發送閃爍的方式，還可以在維持的情況下和變更的情況下改變顯示方式。此外，也可以省略對區域C賦予的陰影(陰影線或涂色等)。

并且，在上述實施方式中，將變更幅度設為了旋轉速度差與基準旋轉速度之比，但是。也可以將變更幅度設為旋轉速度差，還可以代替基準旋轉速度而使用主軸倍率。并且，在上述實施方式中，在圖4的(b)的情況下，以如下方式進行引導，即，在提高變更幅度設定值而到達線B后，在降低基準旋轉速度設定值后提高變更幅度設定值，但是，也可以在到達線B后，沿著線B調整基準旋轉速度設定值和變更幅度設定值的方式進行引導，還可以在到達線B之前，在降低基準旋轉速度設定值后提高變更幅度設定值的方式進行引導。此外，在上述實施方式中，針對按照每個路徑對高速側和低速側這2個旋轉速度(變更最大速度和變更最小速度)進行變更的情況進行了說明，但是，針對按照每個路徑對更多的旋轉速度進行變更的情況，通過使用最大的旋轉速度(變更最大速度)與最小的旋轉速度(變更最小速度)之差來定義變更幅度，也能夠同樣地進行實施。此外，在上述實施方式中，以使得變更最大速度不超過旋轉上限速度的方式來引導變更幅度設定值和基準旋轉速度設定值的調整，但是，也可以運算變更最小速度成為主軸旋轉速度的下限值(旋轉下限速度)的變更幅度設定值和基準旋轉速度設定值，以使得實際的主軸旋轉速度不小于預先決定的旋轉下限速度的方式來引導變更幅度設定值和基準旋轉速度設定值的調整。此外，在上述實施方式中，使用變更幅度和基準旋轉速度作為用于變更主軸旋轉速度的參數，但是，也可以使用直接指定變更前后的主軸旋轉速度的多個旋轉速度候選值。