УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ФРЕЗЕРОВАНИЕМ И БУРЕНИЕМ

1. Устройство для механической обработки материалов фрезерованием и/или бурением, в частности для удаления скальных пород, бетона, минералов или угля, содержащее инструментальный барабан (10), который установлен на несущем устройстве (2A, 2B) для барабана с возможностью вращения вокруг оси (T) барабана и в котором установлено несколько приводимых во вращение инструментальных валов (9) с закрепленными на их концах механообрабатывающими инструментами (7), выступающими из инструментального барабана (10), при этом, по меньшей мере, два инструментальных вала (9) являются приводимыми в движение общим зубчатым приводом, который имеет выходные приводные шестерни (11), установленные с возможностью поворота на инструментальных валах (9), и общий приводной элемент (12), взаимодействующий с выходными приводными шестернями (11), причем приводной элемент (12) и инструментальный барабан (10) имеют возможность вращения относительно друг друга, при этом устройство для механической обработки содержит устройство (6, 7) перемещения для перемещения несущего устройства для барабана относительно подлежащего механической обработке материала и управляющее устройство (50), предназначенное для изменения скорости перемещения несущего устройства (2) для инструмента относительно материала и частоты вращения инструментального барабана (10), отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одним измерительным датчиком (30) для измерения поступательного колебания устройства и/или, по меньшей мере, одним измерительным датчиком (32; 34) для определения угловых колебаний инструментального барабана (10), при этом управляющее устройство (50) содержит, по меньшей мере, один модуль (51) анализа колебаний, выполненный с возможностью, во время анализа колебания (колебаний), определения спектра колебаний, и, по меньшей мере, один модуль контроллера, выполненный с возможностью регулирования или регулирования, как функции колебаний, определяемых модулем (51) анализа, частоты вращения и/или относительной скорости.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инструментальный барабан (10) имеет барабанный привод (21), который отделен от зубчатого привода (17) для инструментальных валов (9), при этом регулирующее устройство (51) выполнено с возможностью регулирования отношения частот вращения в качестве дополнительного параметра управления.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инструментальный барабан и инструментальные валы имеют общий вращательный привод.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль (51) анализа колебаний использует FFT-алгоритм.
5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что модуль (51) анализа колебаний использует FFT-алгоритм.
6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что модуль (51) анализа колебаний использует FFT-алгоритм.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что модуль анализа колебаний использует преобразование элементарных волн.
8. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что устройство перемещения содержит поворотное плечо, скорость поворота которого является изменяемой в качестве параметра управления.
9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что устройство перемещения содержит поворотное плечо, скорость поворота которого является изменяемой в качестве параметра управления.
10. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, отличающееся тем, что устройство перемещения содержит цевочную рейку (5) или зубчатую рейку и, по меньшей мере, одну шестерню (6), входящую в зацепление с рейкой, причем частота вращения шестерни является изменяемой в качестве параметра управления.
11. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что устройство перемещения содержит цевочную рейку (5) или зубчатую рейку и, по меньшей мере, одну шестерню (6), входящую в зацепление с рейкой, причем частота вращения шестерни является изменяемой в качестве параметра управления.
12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство перемещения содержит цевочную рейку (5) или зубчатую рейку и, по меньшей мере, одну шестерню (6), входящую в зацепление с рейкой, причем частота вращения шестерни является изменяемой в качестве параметра управления.
13. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что барабанный привод и/или зубчатый привод содержат предпочтительно плавно регулируемые приводы.
14. Устройство по любому из пп. 3-6, 9, 11, 12, отличающееся тем, что инструментальный барабан (10) имеет барабанный привод (21), который отделен от зубчатого привода (17) для инструментальных валов (9), при этом регулирующее устройство (51) выполнено с возможностью регулирования отношения частот вращения в качестве дополнительного параметра управления, при этом барабанный привод и/или зубчатый привод содержат предпочтительно плавно регулируемые приводы.
15. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что инструментальный барабан (10) имеет барабанный привод (21), который отделен от зубчатого привода (17) для инструментальных валов (9), при этом регулирующее устройство (51) выполнено с возможностью регулирования отношения частот вращения в качестве дополнительного параметра управления, при этом барабанный привод и/или зубчатый привод содержат предпочтительно плавно регулируемые приводы.
16. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, 11-13, 15, отличающееся тем, что частота вращения и/или относительная скорость являются регулируемыми таким образом, что гармонические колебания достигают требуемого значения по отношению к основному колебанию.
17. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, 11-13, 15, отличающееся тем, что субгармонические колебания определяются из анализа колебаний или частота вращения и/или относительная скорость являются регулируемыми таким образом, чтобы субгармонические колебания принимали заданное значение по отношению к основному колебанию.
18. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, 11-13, 15, отличающееся тем, что субгармонические колебания являются определяемыми из анализа колебаний, при этом управляющее устройство снабжено модулем контроллера, который выполнен с возможностью регулирования скорости устройства перемещения или глубины проникновения в материал таким образом, что субгармонические колебания достигают заданного значения.
19. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, 11-13, 15, отличающееся тем, что измерительный датчик (30) для измерения естественных поступательных колебаний содержит датчик ускорений, в частности пространственный датчик ускорений.
20. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, 11-13, 15, отличающееся тем, что измерительный датчик (32; 34) для определения угловых колебаний является абсолютным энкодером для непосредственных измерений, предназначенным для инструментального барабана, в частности индуктивным датчиком и/или датчиком Холла.
21. Устройство по любому из пп. 1-6, 9, 11-13, 15, отличающееся тем, что измерительный датчик для определения угловых колебаний содержит датчики момента, предназначенные для инструментальных валов.
22. Способ механической обработки материалов фрезерованием и/или бурением, в частности для удаления скальных пород, минералов или угля с помощью устройства, содержащего инструментальный барабан (10), который установлен на несущем устройстве (2) для барабана с возможностью вращения вокруг оси (T) барабана и в котором установлено несколько инструментальных валов (9), приводимых во вращение приводным элементом общего зубчатого привода, при этом на концах инструментальных валов, выступающих из инструментального барабана (10), установлены механообрабатывающие инструменты (7), причем инструментальные валы (9) имеют возможность вращения с первой частотой вращения, а инструментальный барабан (10) имеет возможность вращения со второй частотой вращения, при этом несущее устройство (2) для инструмента имеет возможность перемещения относительно материала, подлежащего механической обработке, с помощью устройства для перемещения, причем скорость перемещения несущего устройства для инструмента относительно материала и частоту вращения инструментального барабана и/или инструментальных валов изменяют с помощью регулирующего устройства (50), отличающийся тем, что с помощью измерительного датчика (30) измеряют поступательные колебания устройства и/или с помощью измерительного датчика (32; 34) определяют угловые колебания инструментального барабана (10), причем спектр колебаний определяют с помощью анализа колебаний определенных колебаний, при этом частоту вращения и/или относительную скорость регулируют как функцию колебаний, определенных с помощью модуля анализа.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что частоту вращения и/или относительную скорость регулируют таким образом, что гармонические колебания достигают требуемого значения по отношению к основному колебанию.
24. Способ по любому из пп. 22 или 23, отличающийся тем, что нелинейные субгармонические колебания определяют из анализа колебаний или спектра колебаний, при этом частоту вращения и/или относительную скорость регулируют таким образом, что субгармонические колебания достигают требуемого значения по отношению к основному колебанию.
25. Способ по любому из пп. 22 или 23, отличающийся тем, что субгармонические колебания определяют из анализа колебаний и/или спектра колебаний, при этом управляющее устройство снабжено модулем контроллера, с помощью которого скорость устройства перемещения или глубину проникновения в материал регулируют таким образом, что уменьшаются субгармонические колебания.