抑制被加工物的振動的振動抑制方法及機械加工系統與流程
2023-04-30 08:46:06
本發明涉及抑制被加工物在機械加工中所發生的振動的方法以及具備抑制該振動的功能的機械加工系統。
背景技術：
在由工具機進行的機械加工處理中，為了縮短加工時間，期望增大切削工具的轉速、進給速度。然而，若這些加工條件不合適，則有時在機械組件、被加工物發生振動，該振動使被加工物的機械加工的品質降低。
作為抑制在機械加工處理中發生的振動的方法，通常，降低工具機的主軸的轉速、進給速度等、將加工條件放緩。另外，也常使用在固定被加工物的夾具設置輔助被加工物的剛性的部件。作為與此相關的現有技術，在例如日本特表2009-517228號公報中提出了以下方法，對機械組件及加工物中的至少一方自動地安裝附加物，使機械組件、加工物的固有頻率進行變化，從而使振動降低。
通常，放緩加工條件導致加工時間的延長。另外，在被加工物的固定夾具上追加輔助剛性的部件會使加工夾具變複雜，產生加工夾具和切削工具容易幹擾等不良現象。對於追加日本特表2009-517228號公報所記載的附加物，存在由於附加物而帶來的機械組件、被加工物的變形影響加工精度的可能性。另外，由於額外需要用於將附加物固定於機械組件、加工物的部件，成為成本提高的重要原因。
技術實現要素：
因此，本發明的目的在於提供一種振動抑制方法及機械加工系統，無需在被加工物的固定夾具設置特別的裝置，能夠適當地抑制被加工物的加工中的振動。
為了實現上述目的，本發明的一個方式提供一種振動抑制方法，其對在通過工具機對由固定夾具保持的被加工物進行機械加工時產生的上述被加工物的振動進行抑制，上述振動抑制方法的特徵在於，在上述機械加工中，通過機器 人對上述被加工物的與由上述固定夾具保持的部分不同的部位進行保持。
在優選的實施方式中，在上述機器人設置把持部，通過利用該把持部對上述部位進行把持而保持上述被加工物。
在優選的實施方式中，在上述機器人設置抵靠部，通過利用該抵靠部對上述部位進行抵靠而保持上述被加工物。
在優選的實施方式中，在上述機器人設置嵌合部，通過使上述嵌合部與上述被加工物的被嵌合部嵌合而保持上述被加工物。
另外，本發明的其它方式提供一種機械加工系統，其特徵在於，具備：工具機，對由固定夾具保持的被加工物進行機械加工；以及機器人，在上述機械加工中，對上述被加工物的與由上述固定夾具保持的部分不同的部位進行保持。
在優選的實施方式中，上述機器人具備通過把持上述部位而保持上述被加工物的把持部。
在優選的實施方式中，上述機器人具備通過與上述部位抵靠而保持上述被加工物的抵靠部。
在優選的實施方式中，上述機器人具備通過與上述被加工物的被嵌合部嵌合而保持上述被加工物的嵌合部。
在優選的實施方式中，上述機器人構成為除了保持上述被加工物以外，與上述工具機進行協同作業。
附圖說明
參照附圖對以下優選的實施方式進行說明，從而將更清楚本發明的上述或其它的目的、特徵以及優點。
圖1是表示本發明的機械加工系統的第一實施方式的示意圖。
圖2是表示本發明的機械加工系統的第二實施方式的示意圖。
圖3是表示本發明的機械加工系統的第三實施方式的示意圖。
具體實施方式
圖1是表示本發明的第一實施方式的機械加工系統10的示意圖。機械加工系統10具有NC工具機等工具機12和機器人14，對於工具機12，僅示出了固定夾具18，其對在該工具機12進行機械加工的被加工物(工件16)進行固定。在圖示例中，工件16為側面觀察具有大致コ字形的部件，在通過工具機12的工具 對工件16進行加工時，通過固定夾具18保持工件16的下部20。
機器人14為例如六軸的多關節機器人，並且具有可動部(機械臂)22和安裝於可動部的前端的手等把持部(把持部件)24。把持部24構成為在工具機12進行的工件16的機械加工中，把持工件16中的與保持於固定夾具18的被保持部(在此為下部20)不同的部位(在此為上部26)。從而，通過使用機器人14來保持加工中的工件16，能夠防止工件16的相對於加工反作用力的變形，並且抑制在加工時發生的振動。
圖2是表示本發明的第二實施方式的機械加工系統10a的示意圖。第二實施方式與第一實施方式的不同點在於，將第一實施方式中的機器人14的把持部24置換成抵靠部28，其它構成組件可以與第一實施方式相同。因此，在第二實施方式中，僅進行與抵靠部28相關的說明，對於其它部分，添加與第一實施方式相同的參考符號，並省略詳細的說明。
機器人14為例如六軸的多關節機器人，並且具有可動部(機械臂)22和安裝於可動部的前端的抵靠部(抵靠部件)28。抵靠部28構成為在工具機12進行的工件16的機械加工中，在預定方向(在此為右側方向)上與工件16中的與保持於固定夾具18的被保持部(在此為下部20)不同的部位(在此為上部26)進行抵接來保持工件16。
另外，固定夾具18構成為以在至少抵靠部28的抵靠方向(在此為右側方向)上不使工件16移動的方式保持工件16。從而，通過使用機器人14對加工中的工件16進行保持，能夠與第一實施方式同樣地，防止工件16的相對於加工反作用力的變形，抑制加工時發生的振動。
圖3是表示本發明的第三實施方式的機械加工系統10b的示意圖。第三實施方式與第一實施方式的不同點在於，將第一實施方式中的機器人14的把持部24置換成嵌合部30，其它構成組件可以與第一實施方式相同。因此，在第三實施方式中，僅進行與嵌合部30相關的說明，對於其它部分，添加與第一實施方式相同的參考符號，並省略詳細的說明。
機器人14為例如六軸的多關節機器人，並且具有可動部(機械臂)22和安裝於可動部的前端的嵌合部(嵌合部件)30。嵌合部30構成為在工具機12進行的工件16的機械加工中，與工件16中的與保持於固定夾具18的被保持 部(在此為下部20)不同的部位(在此為上部26)進行嵌合來保持工件16。
更具體而言，在工件16的上部26預先形成有被嵌合部(嵌合孔)32，另一方面，嵌合部30具有能夠與工件16的嵌合孔32進行卡合的形狀(凸部)。或者，也可以在工件16的上部26形成凸部作為被嵌合部，並且在嵌合部30設置能夠與該凸部進行卡合的嵌合孔作為嵌合部。從而，通過使用機器人14來保持加工中的工件16，能夠與第一實施方式同樣地，防止工件16的相對於加工反作用力的變形，抑制在加工時發生的振動。
在上述的實施方式中，機器人14可以僅用於對加工中的工件16進行保持的目的，但是，也可以構成為進行與工具機12協同作業等、保持工件以外的作業，例如，也可以構成為能夠供給工具機12要加工的工件和排出工具機12加工後的工件。從而，通過使本來用於工件保持以外的目的的機器人也能夠用於加工中的工件保持，能夠組建更低成本且高效的機械加工系統。
上述的實施方式均通過使機器人的可動部與工件的、保持於工具機的固定夾具的部分以外的部分進行抵接來保持該工件，能夠防止被加工物的相對於加工時的加工反作用力的變形，而且抑制在加工中產生的被加工物的振動。
根據本發明，為了抑制被加工物的振動，無需對被加工物、其固定夾具設置特別的部件、裝置。另外，由於在被加工物的保持中使用機器人，因此，即使在根據被加工物的形狀、種類而要保持的部位不同的情況下也能夠容易地對應。而且，機器人能夠進行靈活的運行，即，僅在被加工物的加工中對該被加工物進行保持，在非加工時從工具機退避。