DE102007029892B4

DE102007029892B4 - Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine sowie Werkzeugmaschine zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102007029892B4
Application number: DE102007029892.9A
Authority: DE
Inventors: Sadatsune Ammi
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: JP2008006543A; DE102007029892A1; US20080042682A1; JP4822956B2; US7461439B2

Abstract

Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks (27) in einer Werkzeugmaschine, die umfasst:ein Paar von Spindelstöcken (19, 20), die Klemmmechanismen (23, 24) zum Klemmen beider Enden des Werkstücks (27) umfassen, undein Paar von Servomotoren (33, 34), die die Hauptspindeln (21, 22) der Spindelstöcke (19, 20) synchron zusammen mit dem Werkstück (27) drehen, um das Werkstück (27) zu bearbeiten,wobei das Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion folgende Schritte umfasst:Klemmen der beiden Enden des Werkstücks (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24) der beiden Spindelstöcke (19, 20),Ausgeben eines Befehls für eine Drehung um einen kleinen Winkel (α) an nur einen der Servomotoren (33, 34), während eine Servosteuerung an den Servomotoren (33, 34) ausgeführt wird,Erfassen eines Stroms (I, I, I) oder Drehmoments (T1, T2), der bzw. das in den Servomotoren (33, 34) erzeugt wird, undBestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom (I, I, I) oder das erfasste Drehmoment (T1, T2) in einem der beiden Servomotoren (33, 34) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Erfindungsfeld
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine sowie eine Werkzeugmaschine zum Durchführen des Verfahrens.
Beschreibung des Standes der Technik
Aus dem Stand der Technik nach DE 35 46 252 A1 und EP 0 547 388 A2 sind Verfahren zur Sicherstellung einer konkreten Spann- bzw. Klemmkraft eines Werkstückes im Betrieb im Sinne einer Spann- bzw. Klemmkraftkontrolle vorbekannt.
So bezieht sich DE 35 46 252 A1 auf ein Betriebsverfahren für eine Werkzeugmaschine mit einer Arbeitsspindel, die ein elektrisch kraftbetätigtes Spannaggregat trägt. Als Antrieb dient ein Asynchrondrehstrom-Kurzschlussläufermotor mit stationärem Stator. Der Motor wird aus einem mit Frequenzumrichter arbeitenden Steuergerät gespeist, das alternierend auch zum Ansteuern eines Spindelantriebsmotors eingesetzt wird.
Aus EP 0 547 388 A2 geht eine Mittenantriebslünette zum Abstützen einer Kurbelwelle während ihrer Bearbeitung hervor. Bei dieser Mittenantriebslünette wird eine Spannkraft über mechanische Mittel kontrolliert aufrechterhalten. Hierzu wird die Antriebswelle eines Spannmotors gegen das anstehende Drehmoment mitgedreht, wodurch Spannelemente während der Bearbeitung der Kurbelwelle in Spannrichtung belastet werden.
In einer Schleifmaschine, die ein Werkstück mit einer länglichen Stangenform wie etwa eine Kurbelwelle schleift, werden beide Enden des Werkstücks durch Klemmmechanismen an einem rechten und einem linken Spindelstock festgeklemmt, wobei das Werkstück bearbeitet wird, indem Hauptspindeln des Paares von Spindelstöcken durch Servomotoren angetrieben werden, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP2002-239873 A beschrieben. Die Klemmmechanismen verwenden hydraulische Futter, die das Werkstück von dem Außenumfang des Werkstücks her durch Spannklauen einspannen, die durch hydraulische Futterzylinder angetrieben werden. Dabei wird unter Verwendung eines Druckschalters, der prüft, ob ein bestimmter Druck des zu dem Futterzylinder zugeführten Betriebsfluids erreicht wurde oder nicht, geprüft, ob die Klemmmechanismen das Werkstück korrekt geklemmt haben.
Wenn jedoch eine Anormalität in den Antriebsmechanismen der Futterklauen auftritt, wobei sich die Futterklauen etwa schlecht bewegen können, weil Späne in die Gleitbereiche der Futterklauen eingedrungen sind, klemmen die Futterklauen das Werkstück nicht mit der vorbestimmten Klemmkraft, obwohl der Druck des zu dem Futterzylinder zugeführten Betriebsfluids normal ist. Wenn die Schleifarbeit in diesem Zustand gestartet wird, kann das Werkstück durch die Schleifkraft in dem Futter verschoben werden, wodurch ein Schleiffehler verursacht wird. Wenn die Futterklauen in einem Zustand, in dem Verunreinigungen an denselben haften, oder in einem Verschleißzustand verwendet werden, kann ebenfalls ein Rutschen des Werkstücks und damit ein Schleiffehler verursacht werden. Das heißt, nur durch das Erfassen des Drucks des zu dem Futterzylinder zugeführten Hydrauliköls kann eine Klemmfehlfunktion nicht immer erfasst werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Angesichts der vorstehend erläuterten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Klemmfehlfunktions-Erfassungsverfahren, das eine genaue und einfache Erfassung einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks gestattet, sowie eine das Verfahren ausführende Werkzeugmaschine anzugeben.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine angegeben, die umfasst:

ein Paar von Spindelstöcken, die Klemmmechanismen zum Klemmen beider Enden eines Werkstücks umfassen, und
ein Paar von Servomotoren, die die Hauptspindeln der Spindelstöcke synchron zusammen mit dem Werkstück drehen, um das Werkstück zu bearbeiten,
wobei das Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion folgende Schritte umfasst:
- Klemmen der beiden Enden des Werkstücks durch die Klemmmechanismen der beiden Spindelstöcke,
- Ausgeben eines Befehls für eine Drehung um einen kleinen Winkel an nur einen der Servomotoren, während eine Servosteuerung an den Servomotoren ausgeführt wird,
- Erfassen eines Stroms oder Drehmoments, der bzw. das in den Servomotoren erzeugt wird, und

Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom oder das erfasste Drehmoment in einem der beiden Servomotoren kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine angegeben, die umfasst:

ein Paar von Spindelstöcken, die Klemmmechanismen zum Klemmen beider Enden eines Werkstücks umfassen, und
ein Paar von Servomotoren, die die Hauptspindeln der Spindelstöcke synchron zusammen mit dem Werkstück drehen, um das Werkstück zu bearbeiten,
wobei das Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion folgende Schritte umfasst:
- Klemmen der beiden Enden des Werkstücks durch die Klemmmechanismen der beiden Spindelstöcke, während eine Servosteuerung an den Servomotoren ausgeführt wird,
- Erfassen eines Stroms oder Drehmoments, der bzw. das in den Servomotoren erzeugt wird, und

Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom oder das erfasste Drehmoment in einem der beiden Servomotoren nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine angegeben, die umfasst:

ein Paar von Spindelstöcken,
ein Paar von Klemmmechanismen, die auf Hauptspindeln der entsprechenden Spindelstöcke vorgesehen sind,
ein Paar von Servomotoren, die die Hauptspindeln der entsprechenden Spindelstöcke drehen,
eine Erfassungseinheit, die einen Strom oder ein Drehmoment der entsprechenden Servomotoren erfasst,
eine Bearbeitungseinheit, die beweglich vorgesehen ist, um sich einem durch die Klemmmechanismen geklemmten Werkstück zu nähern oder sich von demselben zu entfernen, und
eine Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit,
wobei die Werkzeugmaschine das Werkstück durch die Klemmmechanismen klemmt und das Werkstück bearbeitet, indem es das Werkstück zusammen mit den Hauptspindeln durch die Servomotoren dreht,
wobei die Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit eine Fehlfunktion beim Klemmen wie folgt erfasst:
- Klemmen beider Enden des Werkstücks durch die Klemmmechanismen,
- Ausgeben eines Befehls für eine Drehung um einen kleinen Winkel an nur einen der Servomotoren, während eine Servosteuerung an den Servomotoren ausgeführt wird,
- Erfassen eines Stroms oder Drehmoments, der bzw. das in den Servomotoren erzeugt wird, und

Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom oder das erfasste Drehmoment in einem der beiden Servomotoren kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine angegeben, die umfasst:

ein Paar von Spindelstöcken,
ein Paar von Klemmmechanismen, die auf Hauptspindeln der entsprechenden Spindelstöcke vorgesehen sind,
ein Paar von Servomotoren, die die Hauptspindeln der entsprechenden Spindelstöcke drehen,
eine Erfassungseinheit, die einen Strom oder ein Drehmoment der entsprechenden Servomotoren erfasst,
eine Bearbeitungseinheit, die beweglich vorgesehen ist, um sich einem durch die Klemmmechanismen geklemmten Werkstück zu nähern oder sich von demselben zu entfernen, und
eine Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit,
wobei die Werkzeugmaschine das Werkstück durch die Klemmmechanismen klemmt und das Werkstück bearbeitet, indem es das Werkstück zusammen mit den Hauptspindeln durch die Servomotoren dreht,
wobei die Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit eine Fehlfunktion beim Klemmen wie folgt erfasst:
- Klemmen beider Enden des Werkstücks durch die Klemmmechanismen der beiden Spindelstöcke, während eine Servosteuerung an den Servomotoren ausgeführt wird,
- Erfassen eines Stroms oder Drehmoments, der bzw. das in den Servomotoren erzeugt wird, und

Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom oder das erfasste Drehmoment in einem der beiden Servomotoren nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird nach dem Klemmen des Werkstücks durch die Klemmmechanismen der beiden Spindelstöcke ein Befehl für eine Drehung um einen kleinen Winkel an nur einen der Servomotoren der Spindelstöcke ausgegeben, während eine Servosteuerung an dem Servomotor ausgeführt wird, sodass nur der eine Servomotor eine Drehung um diesen kleinen Winkel versucht, während der andere Servomotor versucht, in der aktuellen Position zu bleiben und sich nicht zu drehen, wodurch ein Stromfluss in beiden Servomotoren zum Erzeugen des Drehmoments erzeugt wird. Wenn eine Klemmfehlfunktion vorhanden ist, rutscht das Werkstück an den Futtern der Klemmmechanismen, wodurch verursacht wird, dass der Strom und das Drehmoment der Servomotoren kleiner sind als bei einem normalen Klemmen. Indem also eine Klemmfehlfunktion festgestellt wird, wenn der Strom oder das Drehmoment, der bzw. das in dem einen Servomotor der Spindelstöcke erzeugt wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, kann eine Klemmfehlfunktion präzise erfasst werden. Das Verfahren der Erfindung kann auf einfache Weise implementiert werden, ohne dass hierfür eine zusätzliche spezielle Vorrichtung hinzugefügt werden muss, solange der Strom oder das Drehmoment des Servomotors erfasst werden können.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Klemmstück an beiden Enden durch die Klemmmechanismen der entsprechenden Spindelstöcke geklemmt, während eine Servosteuerung an den Servomotoren der beiden Spindelstöcke durchgeführt wird, wobei eine Klemmfehlfunktion bestimmt wird, wenn der Strom oder das Drehmoment, der bzw. das in dem Servomotor eines der Spindelstöcke erzeugt wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Dementsprechend wird eine Klemmfehlfunktion einfach und präzise während des Klemmens des Werkstücks erfasst.
Bei der Werkzeugmaschine gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann eine Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks präzise und einfach erfasst werden, indem das Klemmfehlfunktions-Erfassungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt wird. Ein Schleiffehler aufgrund einer Klemmfehlfunktion kann also effektiv verhindert werden.
Die Werkzeugmaschine gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ermöglicht das präzise und einfache Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks während des Klemmens eines Werkstücks, indem das Klemmfehlfunktions-Erfassungsverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung durchgeführt wird. Ein Schleiffehler aufgrund einer Klemmfehlfunktion kann also effektiv verhindert werden.
Figurenliste

1A zeigt wesentliche Glieder einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einer Kurbelwellen-Schleifmaschine implementiert ist.
1B ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B von 1A.
1C ist eine Querschnittansicht entlang der Linie C-von 1A.
2 zeigt eine Schleifmaschine.
3 ist ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung der Schleifmaschine.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Sequenz der Operationen der Schleifmaschine zeigt.

Ausführliche Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben, die in einer Schleifmaschine für Kurbelwellen implementiert ist. Wie in der Ansicht der Schleifmaschine von 2 gezeigt, ist über einer oberen Fläche eines Betts 11 ein Paar aus einem linken und einem rechten Tisch 12 und 13 derart vorgesehen, dass diese sich unabhängig voneinander in derselben Richtung nach hinten und nach vorne auf Schienen 14 bewegen können, die parallel in einer horizontalen Richtung ausgelegt sind. An den linken und rechten Enden des Betts 11 sind Tischträgermotoren 15 und 16 vorgesehen, die konfiguriert sind, um die Tische 12 und 13 durch Antriebsschnecken 17 und 18 zu bewegen.
Über den oberen Flächen der Tische 12 und 13 sind ein erster Spindelstock 19 und ein zweiter Spindelstock 20 vorgesehen, wobei an deren erster und zweiter Hauptspindel wie in 1A bis 1C gezeigt jeweils ein erster und ein zweiter Klemmmechanismus 23 und 24 befestigt ist. An dem ersten und dem zweiten Klemmmechanismus 23 und 34 sind ein erstes und ein zweites hydraulisches Futter 25 und 26 vorgesehen. Beide Enden der Futter 25 und 26 sind mit drei Futterklauen versehen, die eine Kurbelwelle 27 vom Außenumfang her klemmen.
Die Kurbelwelle 27 umfasst eine Vielzahl von Lagerabschnitten 28 und eine Vielzahl von Kurbelzapfen 29, die exzentrisch zwischen den entsprechenden Lagerabschnitten 28 verbunden sind. Unter den Lagerabschnitten 28 sind ein ganz links angeordneter Lagerabschnitt 28a und ein ganz rechts angeordneter Lagerabschnitt 28b an dem linken und an dem rechten Ende derart konfiguriert, dass sie durch das erste und das zweite Futter 25, 26 geklemmt werden. An den zentralen Abschnitten des ersten und des zweiten Klemmmechanismus 23, 24 sind die zweiten Zentren 31, 32 derart platziert, das sie in der Axialrichtung nach hinten und nach vorne bewegt werden können, wobei sie gleichzeitig gegen den linken und den rechten Lagerabschnitt 28a und 28b durch hydraulische Mechanismen gedrückt werden, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind. Indem sich verjüngende Flächen 31a, 32a an den Enden des ersten und des zweiten Zentrums 31, 32 mit den Zentrumslöchern 28c, 28d an den linken und rechten Lagerabschnitten 28a, 28b verbunden werden, wird die Kurbelwelle 27 zentriert und auf einer Achsenlinie O der ersten und der zweiten Hauptspindel 21, 22 gehalten.
An den Basisendabschnitten des ersten und des zweiten Spindelstocks 19 und 20 sind ein erster und ein zweiter Servomotor 33, 34 befestigt. Die Drehachsen des ersten und des zweiten Servomotors 33, 34 sind mit der ersten und der zweiten Hauptspindel 21, 22 verbunden, um eine synchrone Drehung des ersten und des zweiten Klemmmechanismus 23, 24 durch die Servomotoren 33, 34 zu gestatten.
Über der oberen Fläche des Bettes 11 sind ein erster und ein zweiter Schleifkopf 37, 38 mit daran befestigten Schleifrädern 35, 36 derart vorgesehen, dass sie steuerbar nach links und rechts sowie nach hinten und nach vorne bewegt werden können, um die Kurbelzapfen 29 der Kurbelwelle 27 durch die Schleifräder 35, 36 zu schleifen.
Im Folgenden wird die Steuereinrichtung 41 der Schleifmaschine mit Bezug auf 3 erläutert. Die Steuereinrichtung 41 umfasst einen Steuerabschnitt 42, der einen Mikroprozessor 43 umfasst, um verschiedene Steueroperationen auf der Basis eines Steuerprogramms durchzuführen. Mit dem Mikroprozessor 43 sind verbunden: eine Hilfsspeichereinrichtung 44, in der Steuerprogramme usw. gespeichert sind; und ein RAM 45 für den schnellen Zugriff auf verschiedene Daten. Mit dem Steuerabschnitt 42 sind der erste und der zweite Klemmmechanismus 23, 24, das erste und das zweite Zentrum 31 und 32 und der erste und der zweite Servomotor 33 und 34 über Ansteuerschaltungen 46a, 46b, 46c, 46e und 46f verbunden. Die Ansteuerschaltungen 46e, 46f für den ersten und den zweiten Servomotor 33, 34 umfassen eine elektrische Stromerfassungseinheit 49a, 49b zum Erfassen der elektrischen Ströme, die durch den ersten und den zweiten Servomotor 33 und 34 fließen, wobei die elektrischen Stromerfassungseinheiten 49a und 49b jeweils den elektrischen Strom in dem ersten und dem zweiten Servomotor 33 und 34 erfassen und entsprechende Stromwertsignale an den Steuerabschnitt 42 ausgeben. Weiterhin sind die Codierer 47 und 48 in dem ersten und in dem zweiten Servomotor 33 und 34 mit dem Steuerabschnitt 42 verbunden, um an den Steuerabschnitt 42 eine Rückmeldung zu den Drehwinkelsignalen der ersten und der zweiten Hauptspindel 21, 22 als Pulsdaten auszugeben.
Im Folgenden wird der Betrieb der Kurbelwellen-Schleifmaschine mit der oben beschriebenen Konfiguration mit Bezug auf 1A bis 1C und das Flussdiagramm von 4 erläutert. Um die Kurbelwelle 27 zu klemmen, werden zuerst die Tischträgermotoren 15, 16 angetrieben, um die Tische 12, 13 in den Richtungen zu bewegen, in denen sie voneinander getrennt werden, wobei der erste und der zweite Klemmmechanismus 23, 24 an den Ladepositionen stoppen.
Dann wird die Kurbelwelle 27 zwischen dem ersten und dem zweiten Zentrum 31, 32 durch eine Werkstückzuführeinrichtung (nicht gezeigt) platziert. Indem die Tischträgermotoren 15, 16 angetrieben werden, um die Tische 12, 13 nach vorne zu bewegen, werden die Zentrumslöcher 28c, 28d der Kurbelwelle 27 mit den sich verjüngenden Flächen 31a, 32a an den Enden des ersten und des zweiten Zentrums 31, 31 verbunden. Indem weiterhin das erste und das zweite Zentrum 31, 32 durch hydraulische Mechanismen (nicht gezeigt) nach vorne bewegt werden, wird die Kurbelwelle 27 auf der Drehachse O der Hauptspindeln positioniert (Schritt S1).
Während eine Servosteuerung an dem ersten und dem zweiten Servomotor ausgeführt wird, werden dann der erste und der zweite Klemmmechanismus 23, 24 betätigt, um den linken und den rechten Lagerabschnitt 28a, 28b mit dem ersten und dem zweiten Futter 25, 26 zu klemmen (Schritt S2).
Während dann die Kurbelwelle 27 durch den ersten und den zweiten Klemmmechanismus 23, 24 an beiden Enden wie oben erläutert geklemmt wird, werden ein durch den ersten Servomotor 33 fließender elektrischer Strom I_1a und ein durch den zweiten Servomotor 34 fließender elektrischer Strom I_2a unter Verwendung von Signalen aus der Stromerfassungseinheit 49a, 49b gemessen, wobei die erhaltenen Stromwerte I_1a, I_2a in dem RAM 45 gespeichert werden (Schritt S3).
Die in Schritt S3 erhaltenen Stromwerte I_1a, I_2a des ersten Servomotors 33 und des zweiten Servomotors 34 sollten beinahe gleich 0 sein, wenn der Klemmzustand korrekt ist und keine Verdrehung in der Kurbelwelle 27 erzeugt wird. Wenn dagegen ein Verschleiß in den Futterklauen oder eine Fehlfunktion der Futterklauen vorhanden sind, wird beim Klemmen eine Verdrehung in der Kurbelwelle erzeugt, sodass Haltedrehmomente in dem ersten und dem zweiten Servomotor 33, 34 auftreten und elektrische Ströme in Entsprechung zu diesen Haltedrehmomenten durch den ersten und den zweiten Servomotor 33, 34 fließen. Die Steuereinrichtung 41 vergleicht diese Stromwerte I_1a, I_2a des ersten und des zweiten Servomotors 33, 34 während des Klemmens mit vorbestimmten Werten (Schritt S4). Wenn die Stromwerte I_1a, I_2a gleich oder größer als die spezifizierten Werte sind, bestimmt die Steuereinrichtung 41, dass eine Klemmfehlfunktion vorliegt (Schritt S5), und hält weitere Schleifoperationen an. Die vorbestimmten Werte müssen auf eine Höhe nahe der oberen Grenze eines Bereichs gesetzt werden, in dem eine Verdrehung der Kurbelwelle 27 so klein ist, dass kein Problem verursacht wird, wenn die Schleifoperation fortgesetzt wird.
Wenn die Stromwerte I_1a, I_2a des ersten und des zweiten Servomotors 33, 34 kleiner als der vorbestimmte Wert sind, gibt die Steuereinrichtung 41 einen Befehl aus, dass nur der zweite Servomotor 34 um einen kleinen Winkel α gedreht wird (Schritt S6).
Aufgrund dieses Befehls versucht sich der zweite Servomotor 34 wie in 1A bis 1C gezeigt in einer Richtung um den kleinen Winkel α zu drehen, um ein Drehmoment T2 zu erzeugen, während der erste Servomotor 33 in der aktuellen Position zu bleiben versucht, sodass, wenn kein Rutschen an den Futterabschnitten der Kurbelwelle 27 gegeben ist, das Drehmoment T2 über die Kurbelwelle 27 zu dem ersten Servomotor 33 übertragen wird und der erste Servomotor 33 ein Gegendrehmoment T1 in einer zu der Richtung des Drehmoments T2 des zweiten Servomotors 34 entgegen gesetzten Richtung erzeugt. In dem ersten Servomotor 33 und dem zweiten Servomotor 34 fließen die Ströme in Übereinstimmung mit den Drehmomenten T1, T2. Dabei wird der Stromwert I_1b des ersten Servomotors 33 durch ein Signal der Stromerfassungseinheit 49a gemessen (Schritt S7).
Die erforderliche Größe des kleinen Winkels α wird bestimmt, indem die Kurbelwelle zuvor in Übereinstimmung mit dem Typ getestet wird und ein kleiner Winkel gesetzt wird, der innerhalb eines Bereichs liegt, der ein Lastdrehmoment in dem ersten und in dem zweiten Servomotor 33, 34 erzeugt, ohne die Kurbelwelle 27 durch das auf die Kurbelwelle 27 ausgeübte Drehmoment zu beschädigen, und gleichzeitig eine Höhe aufweist, mit der sich bestätigen lässt, dass kein Rutschen an den Futterabschnitten aufgrund der Schleifkraft beim Schleifen der Kurbelwelle 27 verursacht wird. Wenn der kleine Winkel α auf diese Weise bestimmt wird, wird die Größe des durch den ersten Servomotor 33 fließenden elektrischen Stroms in einem korrekten Klemmzustand in dem Fall gemessen, dass der Befehl für eine Drehung um einen kleinen Winkel nur an den zweiten Servomotor 34 ausgegeben wird, wobei auf der Basis des Messergebnisses die weiter unten beschriebenen Werte bestimmt werden.
Danach wird die Änderungsgröße |I_1b-I_1a| in dem Stromwert des ersten Servomotors 33 zwischen den Werten vor und nach der Ausgabe des Drehbefehls an den zweiten Servomotor 34 berechnet, wobei das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Klemmanomalie bestimmt wird, indem geprüft wird, ob dieser Wert gleich oder größer als ein zuvor bestimmter Wert ist (Schritt S8).
Wenn die Änderungsgröße in dem Stromwert des ersten Servomotors 33 |I_1b- I_1a| gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wirkt ein bestimmtes Gegendrehmoment T2 auf den ersten Servomotor 33, wobei bestimmt werden kann, dass kein Rutschen in den Futterabschnitten verursacht wird, sodass der Klemmzustand als korrekt bestimmt werden kann. Wenn danach der zweite Servomotor 34 zurück zu dem ursprünglichen Winkel zurückgebracht wird (Schritt S9), werden der erste Servomotor 33 und der zweite Servomotors 34 synchron gedreht, um die Kurbelwelle 27 zu drehen, während die Kurbelzapfen 29 um die Drehachsenlinie O gedreht werden, sodass die Kurbelzapfen 29 durch die Schleifräder 35, 36 geschliffen werden (Schritt S10) .
Schließlich gehen der erste Spindelstock 19 und der zweite Spindelstock 20 zurück zu den Ladepositionen, um den Klemmzustand des ersten und des zweiten Klemmmechanismus 23, 24 zu lösen und das erste und das zweite Zentrum 31, 32 zurückzuziehen, wobei dann die Kurbelwelle 27 entnommen werden kann (Schritt S11).
Wenn dagegen die Änderungsgröße in dem Stromwert des ersten Servomotors 33 |I_1b-I_1a| kleiner als der vorbestimmte Wert ist, weist dies darauf hin, dass das bestimmte Gegendrehmoment T2 nicht auf den ersten Servomotor 33 wirkt. Es wird also bestimmt, dass ein Rutschen in dem Futterabschnitt des ersten Klemmmechanismus 23 oder des zweiten Klemmmechanismus 24 vorliegt, sodass eine Klemmfehlfunktion bestimmt wird (Schritt S12) und die Schleifoperation angehalten wird.
Wie zuvor erläutert, kann die Schleifmaschine durch die Schritte S3 und S4 prüfen, ob eine Klemmfehlfunktion während des Klemmens vorliegt, und kann in den schritten S6 bis S8 prüfen, ob ein Rutschen an den Futterabschnitten zwischen der Kurbelwelle 27 und dem ersten und dem zweiten Klemmmechanismus 23, 24 vorhanden ist, um die Klemmfehlfunktion korrekt zu erfassen. Weil die Schleifoperation angehalten wird, wenn eine Klemmfehlfunktion festgestellt wird, wird ein Schleiffehler verhindert. Dies alles kann einfach implementiert werden, ohne dass hierfür eine zusätzliche spezielle Vorrichtung erforderlich ist, solang die Stromwerte des ersten und des zweiten Servomotors 33, 34 erfasst werden können.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. In der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Klemmfehlfunktion in zwei Stufen, nämlich in den Schritten S4 und S7 erfasst, wobei jedoch auch eine Implementierung mit nur einer Stufe vorgesehen werden kann. Weiterhin wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Klemmfehlfunktion erfasst, indem die Stromwerte des ersten Servomotors 33 vor und nach der Ausgabe des Befehls für eine Drehung um einem kleinen Winkel α an den zweiten Servomotor 34 gemessen werden und die Änderungsgröße des Stromwerts mit dem vorbestimmten Wert verglichen wird. Die Fehlfunktion kann jedoch auch erfasst werden, indem der Stromwert des ersten Servomotors 33, der nach der Ausgabe des Befehls für eine Drehung um einem kleinen Winkel α an den zweiten Servomotor 34 gelesen wird, mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, ohne dass der Stromwert des ersten Servomotors 33 erfasst wird, bevor der Befehl für eine Drehung um einen kleinen Winkel α an den zweiten Servomotor 34 ausgegeben wird.
Weiterhin kann eine Klemmfehlfunktion auch erfasst werden, indem ein vorbestimmter Wert mit der Änderungsgröße in dem Stromwert vor und nach der Ausgabe des Drehbefehls oder mit dem Stromwert nach der Ausgabe des Drehbefehls an den Servomotor, an den der Drehbefehl für eine Drehung um einen kleinen Winkel α ausgegeben wird (an dem zweiten Servomotor 34), verglichen wird.
Indem weiterhin eine Einrichtung zum Wandeln des Stromwerts des Servomotors zu einem Drehmomentwert vorgesehen wird, kann die Steuereinrichtung eine Klemmfehlfunktion auf der Basis des aus dem Stromwert gewandelten Drehmomentwerts bestimmen.
Das Klemmfehlfunktions-Erfassungsverfahren der Erfindung kann effektiv in einer beliebigen Werkzeugmaschine implementiert werden, die ein Werkstück verarbeitet, während beide Enden des Werkstücks gedreht werden, indem Hauptspindeln durch Servomotoren synchron gedreht werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist also nicht auf Schleifmaschinen begrenzt und kann auch in einer Drehbank usw. implementiert werden. Die Konfiguration der Klemmmechanismen kann beliebig gewählt werden, wobei nicht nur hydraulische Klemmmechanismen, sondern auch elektrische Klemmmechanismen verwendet werden können.

Claims

Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks (27) in einer Werkzeugmaschine, die umfasst: ein Paar von Spindelstöcken (19, 20), die Klemmmechanismen (23, 24) zum Klemmen beider Enden des Werkstücks (27) umfassen, und ein Paar von Servomotoren (33, 34), die die Hauptspindeln (21, 22) der Spindelstöcke (19, 20) synchron zusammen mit dem Werkstück (27) drehen, um das Werkstück (27) zu bearbeiten, wobei das Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion folgende Schritte umfasst: Klemmen der beiden Enden des Werkstücks (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24) der beiden Spindelstöcke (19, 20), Ausgeben eines Befehls für eine Drehung um einen kleinen Winkel (α) an nur einen der Servomotoren (33, 34), während eine Servosteuerung an den Servomotoren (33, 34) ausgeführt wird, Erfassen eines Stroms (I_1a, I_2a, I_1b) oder Drehmoments (T1, T2), der bzw. das in den Servomotoren (33, 34) erzeugt wird, und Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom (I_1a, I_1b, I_2a) oder das erfasste Drehmoment (T1, T2) in einem der beiden Servomotoren (33, 34) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion beim Klemmen eines Werkstücks (27) in einer Werkzeugmaschine, die umfasst: ein Paar von Spindelstöcken (19, 20), die Klemmmechanismen (23, 24) zum Klemmen beider Enden eines Werkstücks (27) umfassen, und ein Paar von Servomotoren (33, 34), die die Hauptspindeln (21, 22) der Spindelstöcke (19, 20) synchron zusammen mit dem Werkstück (27) drehen, um das Werkstück (27) zu bearbeiten, wobei das Verfahren zum Erfassen einer Fehlfunktion folgende Schritte umfasst: Klemmen der beiden Enden des Werkstücks (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24) der beiden Spindelstöcke (19, 20), während eine Servosteuerung an den Servomotoren (33, 34) ausgeführt wird, Erfassen eines Stroms (I_1a, I_1b, I_2a) oder Drehmoments (T1, T2), der bzw. das in den Servomotoren (33, 34) erzeugt wird, und Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom (I_1a, I_1b, I_2a) oder das erfasste Drehmoment (T1, T2) in einem der beiden Servomotoren (33, 34) nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Werkzeugmaschine, die umfasst: ein Paar von Spindelstöcken (19, 20), ein Paar von Klemmmechanismen (23, 24), die auf Hauptspindeln (21, 22) der entsprechenden Spindelstöcke (23, 24) vorgesehen sind, ein Paar von Servomotoren (33, 34), die die Hauptspindeln (21, 22) der entsprechenden Spindelstöcke (19, 20) drehen, eine Erfassungseinheit (49a, 49b), die einen Strom (I_1a, I_2a) oder ein Drehmoment (T1, T2) der entsprechenden Servomotoren (33, 34) erfasst, eine Bearbeitungseinheit, die beweglich vorgesehen ist, um sich einem durch die Klemmmechanismen (23, 24) geklemmten Werkstück (27) zu nähern oder sich von demselben zu entfernen, und eine Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit (41), wobei die Werkzeugmaschine das Werkstück (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24) klemmt und das Werkstück (27) bearbeitet, indem es das Werkstück (27) zusammen mit den Hauptspindeln (21, 22) durch die Servomotoren (33, 34) dreht, wobei die Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit (41) eine Fehlfunktion beim Klemmen wie folgt erfasst: Klemmen beider Enden des Werkstücks (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24), Ausgeben eines Befehls für eine Drehung um einen kleinen Winkel (α) an nur einen der Servomotoren (33, 34), während eine Servosteuerung an den Servomotoren (33, 34) ausgeführt wird, Erfassen eines Stroms (I_1a, I_1b, I_2a) oder Drehmoments (T1, T2), der bzw. das in den Servomotoren (33, 34) erzeugt wird, und Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom (I_1a, I_1b, I_2a) oder das erfasste Drehmoment (T1, T2) in einem der beiden Servomotoren (33, 34) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Werkzeugmaschine, die umfasst: ein Paar von Spindelstöcken (19, 20), ein Paar von Klemmmechanismen (23, 24), die auf Hauptspindeln (21, 22) der entsprechenden Spindelstöcke (19, 20) vorgesehen sind, ein Paar von Servomotoren (33, 34), die die Hauptspindeln (21, 22) der entsprechenden Spindelstöcke (19, 20) drehen, eine Erfassungseinheit (49a, 49b), die einen Strom oder ein Drehmoment der entsprechenden Servomotoren (33, 34) erfasst, eine Bearbeitungseinheit (37, 38), die beweglich vorgesehen ist, um sich einem durch die Klemmmechanismen (23, 24) geklemmten Werkstück (27) zu nähern oder sich von demselben zu entfernen, und eine Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit (41), wobei die Werkzeugmaschine das Werkstück (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24) klemmt und das Werkstück (27) bearbeitet, indem es das Werkstück (27) zusammen mit den Hauptspindeln (21, 22) durch die Servomotoren (33, 34) dreht, wobei die Klemmfehlfunktions-Erfassungseinheit (41) eine Fehlfunktion beim Klemmen wie folgt erfasst: Klemmen beider Enden des Werkstücks (27) durch die Klemmmechanismen (23, 24) der beiden Spindelstöcke (19, 20), während eine Servosteuerung an den Servomotoren (33, 34) ausgeführt wird, Erfassen eines Stroms (I_1a, I_1b, I_2a) oder Drehmoments (T1, T2), der bzw. das in den Servomotoren (33, 34) erzeugt wird, und Bestimmen einer Fehlfunktion beim Klemmen, wenn der erfasste Strom (I_1a, I_1b, I_2a) oder das erfasste Drehmoment (T1, T2) in einem der beiden Servomotoren (33, 34) nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.