CN111857050A - 机床的数值控制系统 - Google Patents

机床的数值控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种机床的数值控制系统，能够检查需要按主轴、电动机的各个体调整的参数。该机床的数值控制系统具备用于检查主轴的驱动控制参数的参数检查功能部(5)，参数检查功能部(5)具备：加速减速时间测量部(6)，其测量从主轴接收到加速指令和/或减速指令起直到加速完成和/或减速完成为止的加速/减速时间；加速减速时间规定值存储部(7)，其存储针对机床(2)的各规格预先决定的加速/减速时间的规定值；以及判定部(8)，其将由加速减速时间测量部(6)测量出的加速/减速时间与存储于加速减速时间规定值存储部(7)的规定值进行比较，来判定主轴的驱动控制的参数是否适当。

Description

机床的数值控制系统
技术领域
本发明涉及一种机床的数值控制系统。
背景技术
如众所周知的那样，在机械工作的领域中，应用CNC(计算机数值控制：Computerized Numerical Control)技术，通过计算机对移动量、移动速度等进行数值控制，由此使同一动作的重复、复杂的动作等高度自动化。另外，将通过CAD、CAM生成的数据获取到CNC，并且输入任选(option)、参数、NC程序、宏程序、宏变量、工件原点偏置、工具偏置、工具形状数据、工具管理数据等各种数据来进行控制，从而还使NC车床、加工中心等NC机床从设计到制造为止自始至终地进行自动化。
另一方面，如果没有根据所安装的主轴、主轴电动机(spindle motor)的规格进行正确的参数的设定，则机床的主轴不正常地进行动作。
因此，将预先记录的各规格的参数组(参数列表)与当前的参数进行比较，来检查参数的错误。
此外，在专利文献1中公开了以下内容：“一种机床的诊断方法，其特征在于，包括以下工序：初始获取工序，一边使机床以规定的运转模式运转，一边测定所述机床的多个参数并获取初始测定数据；生成工序，将所述初始测定数据使用为训练数据，来生成单类支持向量机(one-class support vector machine)法的映射空间内的正常区域；再次获取工序，在所述机床运转后，一边使所述机床再次以所述规定的运转模式运转，一边测定所述多个参数并获取再次测定数据；以及诊断工序，将所述再次测定数据使用为测试数据，基于所述测试数据是否包含于单类支持向量机法的所述映射空间内的所述正常区域，来进行所述机床的诊断。”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-203646号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此，存在根据电动机的固有的值、主轴的固有的值等而必须按各个体调整参数的情况，但是在这种情况中，通过上述以往的参数检查功能甚至无法检查需要按主轴、电动机的各个体调整的参数。
更具体地说，例如，表示同步主轴电动机的旋转基准位置与磁极位置的位置关系的参数为各电动机所固有的值，在进行了电动机更换的情况下，需要变更该参数，但是由于通过上述的参数检查功能无法检查该参数，因此结果为在该参数错误的情况下，主轴不正常地进行旋转动作。
用于解决问题的方案
本公开的机床的数值控制系统的一个方式为一种机床的数值控制系统，具有主轴，在该主轴上安装工具，通过对该主轴进行旋转驱动来进行加工，在所述机床的数值控制系统中，具备参数检查功能部，所述参数检查功能部用于检查所述主轴的驱动控制参数，所述参数检查功能部具备：加速减速时间测量部，其测量从所述主轴接收到加速指令和/或减速指令起直到加速完成和/或减速完成为止的加速/减速时间；加速减速时间规定值存储部，其存储针对所述机床的各规格预先决定的加速/减速时间的规定值；以及判定部，其将由所述加速减速时间测量部测量出的加速/减速时间与存储于所述加速减速时间规定值存储部的规定值进行比较，来判定所述主轴的驱动控制的参数是否适当。
发明的效果
在本公开的机床的数值控制系统的一个方式中，能够无遗漏地检查需要按主轴、电动机的各个体调整的参数，从而能够可靠地消除主轴因参数错误而不正常地进行旋转动作的问题。
附图说明
图1是示出本公开的一个实施方式所涉及的机床的数值控制系统的框图。
图2A是说明本公开的一个实施方式所涉及的机床的数值控制系统的参数检查功能所使用的图。
图2B是说明本公开的一个实施方式所涉及的机床的数值控制系统的参数检查功能所使用的图。
附图标记说明
1：CNC(指令部)；2：机床；3：驱动部(主轴、电动机)；4：控制部；5：参数检查功能部；6：加速减速时间测量部(加减速时间测量部、主轴速度数据记录部)；7：加速减速时间规定值存储部(加减速时间规定值存储部、速度基准数据存储部)；8：判定部；9：显示部；10：警告部；11：参数组存储部；A：机床的数值控制系统。
具体实施方式
下面，参照图1、图2A以及图2B来说明一个实施方式所涉及的机床的数值控制系统。本实施方式是关于如下的机床的数值控制系统的方式，该机床的数值控制系统具备参数检查功能，该参数检查功能用于检查安装有工具的机床的主轴(电动机)的驱动控制参数是否适当。
具体地说，如图1所示，本实施方式的机床的数值控制系统A具备：指令部即CNC 1；以及控制部4，其基于来自CNC 1的指令，对机床2的各轴(X轴、Y轴、Z轴)的驱动部3进行控制。驱动部3的主要的结构要素例如为伺服电动机、步进电动机等电动机、主轴等，作为控制部4，列举伺服放大器等。此外，CNC 1与控制部4可以一体地构成。
另一方面，在控制部4中具备参数检查功能部5，该参数检查功能部5用于检查机床的主轴(电动机)的驱动控制参数。
本实施方式的参数检查功能部5具备：加速减速时间测量部(加减速时间测量部)6，其测量从机床2的主轴接收到加速指令和/或减速指令起直到加速完成和/或减速完成为止的加速/减速时间，在该主轴上安装工具，通过对该主轴进行旋转驱动来进行加工；加速减速时间规定值存储部(加减速时间规定值存储部)7，其存储针对机床2的各规格预先决定的加速/减速时间的规定值(从接收到指令起直到加速/减速完成为止的正常状态中的时间)；判定部8，其将加速减速时间测量部6测量出的加速/减速时间与存储于加速减速时间规定值存储部7的规定值进行比较，来判定主轴旋转是否正常；显示部9，其在由判定部8判定为主轴旋转异常的情况下，显示该异常的意思；以及警告部10，其在由判定部8判定为主轴旋转异常的情况下，发出警告。
在此，本实施方式的判定部8将加速减速时间测量部6测量出的加速/减速时间与存储于加速减速时间规定值存储部7的规定值进行比较，来判定参数是否适当(适当/不适当)，并判定主轴旋转的正常/异常。
此外，在本实施方式的参数检查功能部5中，构成为使机床2的主轴自然减速而不是通过控制来减速，判定部8例如根据自然减速时的声音、振动、自然减速时间等自然减速时的状态，来判定有无主轴、电动机的故障等机械异常。
另外，本实施方式的参数检查功能部5具备作为以往的参数检查功能的存储预先记录的各规格的参数组(参数列表)的参数组存储部11。而且，判定部8构成为也能够将参数组存储部所存储的参数组与当前的参数进行比较来检查参数的错误。
在由上述结构构成的本实施方式的机床的数值控制系统A中，在使用控制部4的参数检查功能部5进行参数的检查时，发出加速指令，例如图2A所示那样对主轴(电动机)进行加速控制，来强制将主轴(电动机)加速到规定的转速(最高转速等)。以及/或者，发出减速指令，如图2B所示那样对主轴(电动机)进行减速控制，来强制将主轴(电动机)从规定的高转速减速到规定的低转速。
在进行像这样的加速控制、减速控制的同时，由加速减速时间测量部测量从接收到指令起直到加速完成或减速完成为止的加速/减速时间。
另外，由判定部8将存储于加速减速时间规定值存储部7的规定值与所测量出的加速/减速时间进行比较。此时，预先设定以规定值为基准的上限容许值(上阈值)和下限容许值(下阈值)，如果所测量出的加速/减速时间进入到上限容许值与下限容许值之间的正常的范围(容许范围、正常范围)内，则判定部8判定为参数正常，是适当的，如果偏离了正常的范围，则判定为参数不适当。
在由判定部8判定为参数不适当的情况下，由显示部9显示该不适当的意思，并且，警告部10发出警告，使操作员等认识到该情况。
例如，显示部9、警告部10与参数的适当/不适当一致地通过合格(OK)/不合格(NG)等文字来进行显示，或者与相对于容许范围的状态相应地用蓝色、黄色、红色等颜色来显示该状态。如果为蓝色，则参数充分地处于容许范围内，为适当的状态，如果为黄色，则为参数有可能偏离容许范围的状态，通过消息等来进行提醒，如果为红色，则参数偏离了容许范围，发出警报并停止。
因而，在本实施方式的机床的数值控制系统A中，在参数设定存在错误的情况下，加速时间、减速时间为规定值以外的值，因此能够可靠地检测出参数的错误。另外，进行加速控制、减速控制，能够根据相对于正常时的仅加速时的偏移、仅减速时的偏移、加速时或减速时的偏移量等测量值的偏移的状态，来对原因缩小范围。即，能够确定驱动控制参数中的哪个参数不适当。
并且，此时，与加速/减速时间相应地，获取并记录电动机的负荷信息，确认最大负荷是否处于规定值的容许范围内，通过将该最大负荷添加到判定要素中，由此能够进一步缩小范围并确定驱动控制参数中的哪个参数不适当。
另外，也可以为，由判定部8与以往同样地将参数组与当前的参数进行比较，来检查需要按主轴、电动机的各个体调整的参数以外的参数。通过像这样将参数组与当前的参数进行比较，由此能够针对是否为需要按主轴、电动机的各个体调整的参数的错误缩小检查范围。
并且，也可以为，使机床2的主轴自然减速而不是通过控制来减速，例如根据自然减速时的声音、振动、自然减速时间等自然减速时的状态来判定有无主轴、电动机的故障等机械异常。通过像这样事先确认有无主轴、电动机的机械异常，由此能够针对是否为需要按主轴、电动机的各个体调整的参数的错误缩小检查范围，并且还能够检测主轴、电动机的机械异常。
另外，在本实施方式的机床的数值控制系统A中，能够进行加速控制、减速控制，来针对是否为需要按主轴、电动机的各个体调整的参数的错误缩小检查范围。因此，例如能够嵌入于在工厂中进行加工作业时、加工作业的中途等量产加工中的动作中，并且在进行电动机等的维护检查时等，确认并检查有无需要按主轴、电动机的各个体调整的参数的错误，并能够可靠地设为适当的调整值的参数。
因而，根据本实施方式的机床的数值控制系统A，能够无遗漏地检查需要按主轴、主轴电动机的各个体调整的参数，从而能够可靠地消除主轴因参数错误而不正常地进行旋转动作的问题。
另外，在本实施方式的机床的数值控制系统A中，与基于自然减速的判定相比，能够在短时间内进行异常的检查。
在此，也可以将机床的数值控制系统A构成为，参数检查功能部5具备主轴速度数据记录部来替代加速减速时间测量部6，该主轴速度数据记录部记录从主轴接收到加速指令和/或减速指令起直到加速完成和/或减速完成为止的主轴速度的时间序列数据，参数检查功能部5具备速度基准数据存储部来替代加速减速时间规定值存储部7，该速度基准数据存储部存储针对机床的各规格预先设定的主轴速度基准数据，判定部8如图2A、图2B所示那样将由主轴速度数据记录部测量出的主轴速度的时间序列数据与存储于速度基准数据存储部的主轴速度基准数据进行比较，来判定参数的适当/不适当，并判定主轴旋转的正常/异常。
在该情况下，如图2A、图2B所示，针对图中的实线所表示的主轴速度基准数据预先设定了图中的虚线所表示的上限容许值(上阈值)和下限容许值(下阈值)，如果所测量出的主轴速度的时间序列数据进入到了上限容许值与下限容许值之间的正常的范围(容许范围、正常范围)内，则判定部8判定为参数正常，是适当的，如果偏离了正常的范围，则判定为参数不适当。
由此，能够获得与上述的本实施方式同样的作用效果。
另外，在该情况下，进行加速控制、减速控制，并将主轴速度的时间序列数据与正常的数据、容许范围进行比较，因此能够按时间序列、即按每个经过时刻掌握相对于正常时的仅加速时的偏移、仅减速时的偏移、加速时或减速时的偏移量等偏移(每个经过时间的偏移)。由此，能够掌握偏移状态的特性等，从而能够更高精度地对原因缩小范围并确定驱动控制参数中的哪个参数是不适当的。
以上对机床的数值控制系统的一个实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述的一个实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内适当地进行变更。
例如，本发明还能够应用于将工件而非工具安装于主轴的车床方式的机床。
另外，通过测定进给轴的加速时间而不是主轴的加速时间，从而还能够将本发明应用于进给轴的参数检查。

Claims (6)

1.一种机床的数值控制系统，具有主轴，在该主轴上安装工具，通过对该主轴进行旋转驱动来进行加工，在所述机床的数值控制系统中，
具备参数检查功能部，所述参数检查功能部用于检查所述主轴的驱动控制参数，
所述参数检查功能部具备：
加速减速时间测量部，其测量从所述主轴接收到加速指令和/或减速指令起直到加速完成和/或减速完成为止的加速/减速时间；
加速减速时间规定值存储部，其存储针对所述机床的各规格预先决定的加速/减速时间的规定值；以及
判定部，其将由所述加速减速时间测量部测量出的加速/减速时间与存储于所述加速减速时间规定值存储部的规定值进行比较，来判定所述主轴的驱动控制的参数是否适当。
2.根据权利要求1所述的机床的数值控制系统，其中，
所述机床的数值控制系统具备显示部，在由所述判定部判定为所述主轴的驱动控制的参数不适当的情况下，所述显示部显示该不适当的意思。
3.根据权利要求1或2所述的机床的数值控制系统，其中，
所述判定部除了获取所述加速/减速时间之外，还获取对所述主轴进行旋转驱动的电动机的负荷信息，通过所述电动机的最大负荷是否处于容许范围内，来判定所述主轴的驱动控制的参数是否适当。
4.一种机床的数值控制系统，具有主轴，在该主轴上安装工具，通过对该主轴进行旋转驱动来进行加工，在所述机床的数值控制系统中，
具备参数检查功能部，所述参数检查功能部用于检查所述主轴的驱动控制参数，
所述参数检查功能部具备：
主轴速度数据记录部，其记录从所述主轴接收到加速指令和/或减速指令起直到加速完成和/或减速完成为止的主轴速度的时间序列数据；
速度基准数据存储部，其存储针对所述机床的各规格预先决定的主轴速度基准数据；以及
判定部，其将由所述主轴速度数据记录部测量出的主轴速度的时间序列数据与存储于所述速度基准数据存储部的主轴速度基准数据进行比较，来判定所述主轴的驱动控制的参数是否适当。
5.根据权利要求4所述的机床的数值控制系统，其中，
所述机床的数值控制系统具备显示部，在由所述判定部判定为所述主轴的驱动控制的参数不适当的情况下，所述显示部显示该不适当的意思。
6.根据权利要求4或5所述的机床的数值控制系统，其中，
所述判定部除了获取所述主轴速度的时间序列数据之外，还获取对所述主轴进行旋转驱动的电动机的负荷信息，通过所述电动机的最大负荷是否处于容许范围内来判定所述主轴的驱动控制的参数是否适当。
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