(57)【要約】本発明は、工作機械、生産機械ないしロボットとして形成された機械（１）における機械加工処理中に発生する機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方の振動を低下させるための方法に関し、本発明においては付加物質（９a、９b、９c）が自動化式に機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方に取り付けられ、付加物質（９a、９b、９c）の質量が加工処理に整合させられる。さらに本発明はそれに関連する機械に関する。本発明は、機械加工処理中に発生する機械（１）の機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方の振動を低下させることを可能にする。
2009517228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械、生産機械ないしロボットとして形成された機械（１）における機械加工処理中に発生する機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方の振動を低下させるための方法において、前記機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方に付加物質（９a、９b、９c）が自動化式に取り付けられ、かつ、付加物質（９a、９b、９c）の質量が加工処理に整合させられることを特徴とする機械における機械加工処理中に発生する振動の低下方法。
【請求項２】
前記付加物質（９a、９b、９c）が前記機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方における加工処理個所の近くに取り付けられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記付加物質（９a、９b、９c）が前記機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方に対称的に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記機械（１）の加工処理のための調節パラメータが付加物質（９a、９b、９c）の質量に整合させせられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記付加物質（９a、９b、９c）を取り付けるために、前記機械要素及び加工物の少なくとも一方がつかみ部、固定装置及び磁気式止め具の少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記付加物質（９a、９b、９c）の取り付けが、異なる質量を持った複数の付加物質（９a、９b、９c）の選択が可能な自動式交換装置（１０）を用いて行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
加工処理のために必要な加工力が上昇すると共に、ないし加工物（５）及び工具（６）の少なくとも一方の供給が上昇すると共に、前記付加物質（９a、９b、９c）の質量が増加するように付加物質（９a、９b、９c）の質量が加工処理に整合させられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
振動が発生したとき、加工処理が自動的に遮断され、付加物質が取り付けられ、それに続いて加工処理が自動的に継続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
振動が発生したとき、加工処理の進行中に付加物質が取り付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記付加物質（９a、９b、９c）の質量が振動の優勢な周波数に依存して選択されるように、前記付加物質（９a、９b、９c）の質量が加工処理に整合させられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
工作機械としての機械、生産機械としての機械、ないしロボットとして形成された機械であって、前記機械（１）は機械要素（７、８）を備え、この機械（１）は付加物質（９a、９b、９c）が機械要素（７、８）及び加工物（５）の少なくとも一方に自動化式に取り付けられるように形成され、しかも前記付加物質（９a、９b、９c）の質量が機械加工処理に整合させられていることを特徴とする機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、生産機械やロボットとして形成された機械における機械加工処理中に発生する機械要素や加工物の振動を低下させるための方法に関する。さらに本発明は、それに関連する機械に関する。
【０００２】
工作機械、生産機械やロボットにおいては、しばしば機械加工処理中に、特に大きな力が加工処理中に発生するとき、機械の機械要素や加工物に振動が発生する。
【０００３】
特に工作機械においては、機械加工すべき加工物の短い加工時間を保証するためしばしば要求される強力なチップ除去の結果として、いわゆるチャタリング（がたがた振動）が機械要素や加工物に発生する。この振動は加工物の機械加工の質の良さに不利な結果を生む。
【０００４】
本発明は、加工処理中に発生する機械の機械要素や加工物の振動を低下させるという課題に基くものである。
【０００５】
この課題は、工作機械、生産機械ないしロボットとして形成された機械における機械加工処理中に発生する機械要素及び加工物の少なくとも一方の振動を低下させるための方法において、付加物質が自動化式に機械要素及び加工物の少なくとも一方に取り付けられ、その付加物質の質量が加工処理に整合させられることによって解決される。
【０００６】
さらにこの課題は、機械が工作機械、生産機械ないしロボットとして形成され、機械は機械要素を備え、付加物質が自動化式に機械要素及び加工物の少なく共一方に取り付けられ、その付加物質の質量は加工処理に整合させられることによって解決される。
【０００７】
本発明の有利な形態は従属請求項から明らかである。
【０００８】
方法の有利な形態は機械の有利な形態に対応して生じ、またその逆に機械の有利な形態は方法の有利な形態に対応して生じる。
【０００９】
付加物質は機械要素及び加工物の少なくとも一方の近傍に取り付けると、機械要素の振動が特に有効に低下され得るので、有利であることが明らかである。
【００１０】
さらに、付加物質が機械要素及び加工物の少なくとも一方に対称的に取り付けられると有利であることが明らかである。この措置によって、場合によって機械要素に付加物質により引き起こされる横揺れトルクを回避することができる。
【００１１】
さらに、付加物質を取り付けるために、機械要素及び加工物の少なくとも一方がつかみ部、固定装置及び磁気式止め具の少なくとも１つを備えると有利であることが明らかである。このつかみ部、固定装置ないし磁気式止め具は付加物質の簡単な取り付けを可能にする。
【００１２】
さらに、付加物質の取り付けが、異なる質量を持った複数の付加物質の選択を可能にする自動式の交換装置を使用して行うと有利であることが明らかである。交換装置を用いると、異なる質量を持った複数の付加物質を簡単なやり方で選択することができ、したがって各加工処理に対し最適化された付加物質を機械要素に取り付けることができる。
【００１３】
さらに、機械加工処理に対する機械の調節パラメータが付加物質の質量に整合させられると有利であることが明らかである。この措置によって、特に良好な機械加工の質の良さが達成される。
【００１４】
さらに、加工処理に対し必要な加工力が増加すると共に、或は加工物及び工具の少なくとも一方の供給が増加すると共に、付加物質の質量が増加するように、付加物質の質量が加工処理に整合させられると有利であることが明らかである。この措置によって、振動の最善の低下が達成される。
【００１５】
さらに、振動が発生すると加工処理が自動的に中断され、付加物質が取り付けられ、引き続き加工処理が自動的に継続されるようにすると有利であることが明らかである。この措置は、振動が発生したときの機械の自動的な反応を可能にする。
【００１６】
さらに、振動が発生すると付加物質が加工処理の進行中に取り付けられると有利であることが明らかである。この措置により全加工時間が短縮される。
【００１７】
さらに、付加物質の質量が振動の優勢な周波数（例えば削り干渉周波数）に依存して選択されるように、付加物質の質量が加工処理に整合させられるようにすると有利であることが明らかである。この措置によって振動の最善の低下が達成される。
【００１８】
本発明の一実施例が図面に示され、以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、工作機械１が単純化した形で示されている。工作機械１は制御装置及び調節装置の少なくとも一方よりなる装置２を備え、この装置を用いて工作機械１は制御され、制御装置及び調節装置の少なくとも一方はそのため工作機械の駆動部と関連しており、そのことは結合部１１で示されている。機械１はフライス６を駆動する駆動部８を備える。駆動部８は、図を見易くするため図１には図示されていない駆動機構を用いて垂直方向に作動せしめられ、そのことは矢印４で示されている。さらに機械１は加工物固定装置７を備え、その中に加工物５がはめ込まれている。加工物固定装置７は、図を見易くするため図１には図示されていない駆動機構を用いて水平方向に作動せしめられ、そのことは矢印３で示されている。さらに機械１は交換装置１０を備え、この交換装置にはそれぞれ違った質量を持った異なる付加物質が固定されている。実施例ではこれは付加物質９b及び９cである。
【００２０】
いま機械加工処理が実施されようとする、即ち本実施例ではフライス加工が実施されようとし、強力なチップ除去が望まれ、また振動、特に加工処理の際発生する高い加工力に基くがたがた振動が見込まれる場合には、本発明により、実施例の枠内では駆動部８の形で存在する機械要素の振動の低下のため、付加物質９aが加工処理の前に駆動部８に自動化式に取り付けられる。付加物質の取り付けのため、駆動部８は垂直方向に自動化式に下方へ作動せしめられ、交換装置１０を介して自動化式に付加物質を受け取る。図１による表示では既に付加物質９aがモータ８に取り付けられている。付加物質（９a、９b、９c）を取り付けるために機械要素及び加工物の少なくとも一方はつかみ部、固定装置及び磁気式止め具の少なくとも１つを備えることができ、それらは図１及び図２には図を見易くするため示されていない。
【００２１】
付加物質９aの取り付けにより機械要素８の慣性のマスモーメントが増大するため、駆動部８に発生する振動は周波数に依存することなく著しく低減される。
【００２２】
それに代えて又はそれに付加して、その付加物質又は別の付加物質が他の機械要素、例えば加工物固定装置７に自動化式に取り付けられたり、加工物５に自動化式に直接取り付けられたり、又はそれら両者に取り付けられることも可能である。これは例えば、図１には図を見易くするため示されていない別の交換装置を介して行うことができる。付加物質は加工処理の近くで機械要素及び加工物の少なくとも一方に取り付けられるのが好ましく、というのは機械要素又は加工物の振動の低下に関して加工処理に近い取り付けが最も有効に作用するからである。
【００２３】
付加物質の質量はそれぞれ加工処理に整合させられ、振動の低下を可能にするための十分な大きさを持たなければならない。それ故その利点を得るため付加物質の質量は、加工処理に必要な加工力が上昇するにつれて付加物質の質量が増大するように加工処理に整合させられるのが好ましい。
【００２４】
強力なチップ除去と結び付く加工処理が終了した後、例えば層加工処理が続き得る。この加工処理においては一般にただ小さな加工力だけが生じ、またそれと結び付いて機械要素ないし加工物のごく小さな振動が生じるだけである。しかし層加工処理は通例できるだけ速く実施されるべきであり、その結果機械の機械軸、即ち実施例においては加工物固定装置７及び駆動部８は、できるだけ高い動特性で加工処理の間作動されるべきである。その際、比較的大きな質量を有する付加物質９aは妨害するものとして明確に現れることになる。というのはその付加物質は機械の動特性を制限するからである。それ故層加工処理の前に、付加物質９aは交換装置１０を用いて、より小さな質量を持った付加物質によって交換されるか、又は新しい付加物質が自動化式に駆動部８に取り付けられることなく、付加物質９aは交換装置１０によって取り上げられ除かれる。
【００２５】
既に述べたように、付加物質はその質量に応じて機械１の機械軸の動き操作の動特性に影響を及ぼす。付加物質９aの質量が大きいほど、駆動部８は垂直方向に緩慢に作動せしめられる。それ故、最適の加工処理を保障するためには、加工処理に対する機械の調節パラメータが付加物質の質量に整合させられることが有効である。そうであるから、付加物質９aの動きを操作する権限のある制御及び調節装置2内の調節器（例えば位置調節器、速度調節器）の増幅度が、付加物質の質量の増大と共に下げられるのが有利である。
【００２６】
図２には付加物質９aが取り付けられた駆動部８の平面図が示されている。付加物質９aは図２による実施例においては駆動部８に左右対称に取り付けられ、その対称線は一点鎖線で示されている。機械要素に対し付加物質を対称的に取り付けることにより、例えば横揺れトルクを回避することができる。その際図２に破線で示されているが、付加物質９aを２つの部分質量１２a及び１２bに分割し、それらを駆動部８の左と右に対称的に取り付けることも可能である。
【００２７】
もちろん付加物質は必ずしも加工処理の前に取り付けられなければならないものではなく、例えば振動センサ１３を用いて、或は駆動部８の駆動電流の評価を用いて、制御ないし調節装置２により振動が検出され、それから制御ないし調節装置２が加工処理を中断し、付加物質の取り付けに導く。それに続いて加工処理が継続される。しかしまた、付加物質の取り付けは加工処理の進行中に実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による工作機械の構成配置図である。
【図２】機械要素に本発明による付加物質を取り付ける一つの可能性を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  工作機械
２  制御ないし調節装置
３、４  矢印
５  加工物
６  フライス
７  加工物固定装置
８  駆動部
９a、９b、９c  付加物質
１０  交換装置
１１  結合部
１２a、１２b  部分質量
１３  振動センサ
【図１】
2009517228.tif 000003
【図２】
2009517228.tif 000004
【国際調査報告】
2009517228.tif 000005
2009517228.tif 000006
2009517228.tif 000007
2009517228.tif 000008