DE102010015221B4

DE102010015221B4 - Steuerungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102010015221B4
Application number: DE102010015221A
Authority: DE
Inventors: Yasusuke Iwashita; Tadashi Okita; Junichi Tezuka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2030-04-17
Also published as: CN101866166A; US20100264867A1; CN101866166B; JP2010250697A; DE102010015221A1; US8026689B2; JP4643725B2

Abstract

Steuerungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine, umfassend: eine erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung (25), die die Leistungsaufnahme eines Vorschubachsenantriebsmotors oder eines Spindelantriebsmotors unter Verwendung einer Zeitkonstante berechnet, die mit der Beschleunigungszeit oder der Verzögerungszeit des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors als Parameter korreliert; eine Zykluszeit-Berechnungseinrichtung (24), die eine Zykluszeit zum Bearbeiten eines Werkstückes berechnet, wobei die Zykluszeit nach Maßgabe der Zeitkonstante variiert; eine zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung (26), die die Leistungsaufnahme eines an der Werkzeugmaschine vorgesehenen Geräts berechnet, das dazu ausgebildet ist, mit einer konstanten Leistung auf Grundlage der Zykluszeit, die von der Zykluszeit-Berechnungseinrichtung berechnet wurde, betrieben zu werden; und eine Motorsteuerungseinrichtung (27; 28; 29), die eine Soll-Zeitkonstante auf Grundlage einer Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme ermittelt, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und die den Vorschubachsenantriebsmotor auf Grundlage der Soll-Zeitkonstante steuert; dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung die Beschleunigung und/oder die Verzögerung des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors so steuert, dass die Zykluszeit, die durch die Zykluszeit-Berechnungseinrichtung berechnet wird, ein Minimalwert in einem Bereich ist, in dem die Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, gleich oder niedriger als ein voreingestellter Wert ist, wenn das Werkstück durch Bedienen der durch die konstante Leistung angetriebenen Ausrüstung und Antreiben des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors bearbeitet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, beispielsweise eines Maschinenzentrums etc.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Einrichtung zum Reduzieren der Leistungsaufnahme während des Bearbeitens eines Werkstückes ist wohl bekannt. Die in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) 6-161535 ( JP 6-161535 A ) beschriebene Einrichtung ist dazu ausgestaltet, die Beschleunigungszeit eines Vorschubachsenservomotors zu verlängern, um einen Maximalwert des erforderlichen Stroms zu reduzieren, und reduziert folglich die Leistungsaufnahme.
In einer solchen Werkzeugmaschine werden nicht nur der Vorschubachsenmotor sondern auch Geräte, die mit einer konstanten Leistung arbeiten, beispielsweise eine Ölpumpe zum Zuführen von Schneidöl etc., während der Bearbeitung des Werkstückes gleichzeitig angetrieben. Daher ist es bei der in der JP 6-161535 A beschriebenen Einrichtung, bei der die Beschleunigungszeit des Servomotors verlängert wird, schwierig, die Gesamtleistungsaufnahme optimal zu reduzieren, die durch die Werkzeugmaschine aufgenommen wird, weil die Zykluszeit zunimmt und dadurch die Leistungsaufnahme des zuvor beschriebenen Gerätes zunimmt.
JP 2009-012092 A ist auf eine Steuerungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine ge- richtet. Die Steuerungseinrichtung umfasst eine erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung, die die Leistungsaufnahme eines Vorschubachsenantriebsmotors oder eines Spindelantriebsmotors berechnet, sowie eine zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung, die die Leistungsaufnahme eines an der Werkzeugmaschine vorgesehenen Geräts berechnet, das dazu ausgebildet ist, mit einer konstanten Leistung betrieben zu werden. Ferner umfasst die Steuerungseinrichtung eine Motorsteuerungseinrichtung, die auf Grundlage einer Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, den Vorschubachsenantriebsmotor steuert.
Aus US 2009/0021205 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Berechnung von Bewegungsprofilen bekannt. Diese umfasst eine erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung, die zur Berechnung eine Zeitkonstante verwendet, die mit der Beschleunigungszeit oder der Verzögerungszeit eines Vorschubachsenantriebsmotors oder eines Spindelantriebsmotors als Parameter korreliert, sowie eine Zykluszeit-Berechnungseinrichtung, wobei die Zykluszeit nach Maßgabe der Zeitkonstante variiert. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Motorsteuerungseinrichtung, die den Vorschubachsenantriebsmotor auf Grundlage einer Soll-Zeitkonstante steuert.
Kurzer Abriss der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reduktion der Gesamtleistungsaufnahme einer Werkzeugmaschine zu optimieren.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Steuerungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine, die eine erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung, die die Leistungsaufnahme eines Vorschubachsenantriebsmotors oder eines Spindelantriebsmotors unter Verwendung einer Zeitkonstante berechnet, die mit der Beschleunigungszeit oder der Verzögerungszeit des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors als Parameter korreliert, eine Zykluszeit-Berechnungseinrichtung, die eine Zykluszeit zum Bearbeiten eines Werkstücks berechnet, wobei die Zykluszeit nach Maßgabe der Zeitkonstante variiert, eine zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung, die die Leistungsaufnahme eines Gerätes berechnet, das dazu ausgebildet ist, mit einer konstanten Leistung auf Grundlage der Zykluszeit, die von der Zykluszeitberechnungs-Einrichtung berechnet wurde, betrieben zu werden, und eine Motorsteuerungseinrichtung umfasst, die eine Soll-Zeitkonstante auf Grundlage einer Summe aus der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme ermittelt, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und die den Vorschubachsenantriebsmotor auf Grundlage der Soll-Zeitkonstante steuert. Die Motorsteuerungseinrichtung steuert die Beschleunigung und/oder die Verzögerung des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors so, dass die Zykluszeit, die durch die Zykluszeit-Berechnungseinrichtung berechnet wird, ein Minimalwert in einem Bereich ist, in dem die Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, gleich oder niedriger als ein voreingestellter Wert ist, wenn das Werkstück durch Bedienen der durch die konstante Leistung angetriebenen Ausrüstung und Antreiben des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors bearbeitet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich, wobei:
1 eine schematische Ansicht ist, die allgemein eine Werkzeugmaschine zeigt, bei der eine Steuerungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 ein Blockdiagramm ist, das die Konstruktion der Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Bearbeitungsprogramms der Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4A ein Zeitdiagramm ist, das ein Muster des Bearbeitungsprogramms zeigt;
4B ein Zeitdiagramm ist, das ein Muster des Bearbeitungsprogramms zeigt, das sich von demjenigen von 4A unterscheidet;
5 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante und einer Zykluszeit zu einer Gesamtleistungsaufnahme zeigt, die durch die Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird;
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel der Verarbeitung zeigt, die durch die in 1 gezeigte Steuerungseinrichtung ausgeführt wird;
7 ein Diagramm ist, das eine Variante von 5 zeigt; und
8 eine Tabelle ist, die eine Beziehung zwischen Koeffizienten zeigt, die zum Bestimmen einer Zeitkonstante in der Variante verwendet werden.
Detaillierte Beschreibung
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben. 1 stellt schematisch die Gesamtstruktur einer Werkzeugmaschine dar, bei der die Ausführungsform der Erfindung angewendet wird.
Die in 1 gezeigte Werkzeugmaschine ist ein so genanntes Bearbeitungszentrum vom Vertikaltyp, bei dem sich eine Spindel in der vertikalen Richtung erstreckt. Die Spindel wird durch einen Spindelmotor 10s gedreht, und ein Werkzeug 11 wird durch die Drehung des Spindelmotors 10s gedreht. Das Werkzeug 11 ist ein Schneidwerkzeug, beispielsweise ein Stirnfräser, eine Schneideinrichtung oder ein Bohrer etc. oder ein Schleifwerkzeug, und ist abnehmbar an einem Spindelkopf 12 angebracht. Ein Tisch 13 liegt unter dem Werkzeug 11, und ein Werkzeug 14 ist auf dem Tisch 13 angebracht.
Eine Kugelgewindespindel 16 ist mittels einer Mutter 15 im Tisch 13 durch ein Gewinde festgelegt. Die Kugelgewindespindel 16 wird durch einen Vorschubachsenmotor 10f gedreht, so dass der Tisch 13 in einer horizontalen Richtung (beispielsweise in X/Y-Richtungen) bewegt wird. Der gleiche Vorschubmechanismus (nicht gezeigt) ist auch spindelseitig vorgesehen, so dass der Spindelkopf 12 in die vertikale Richtung (Z-Richtung) durch den Vorschubachsenmotor 10f bewegt wird. Insbesondere ist eine Mehrzahl von Vorschubachsenmotoren 10f vorgesehen, die den Richtungen der drei orthogonalen Vorschubachsen (X/Y/Z-Richtungen) in der Werkzeugmaschine entsprechen, so dass das Werkstück 14 durch die Vorschubachsenmotoren 10f relativ zum Werkzeug 11 bewegt wird.
Der Spindelmotor 10s umfasst einen Wechselstrom-Spindelmotor, und der Vorschubachsenmotor 10f umfasst einen Wechselstrom-Servomotor, die durch Strom betrieben werden, der von einer Stromquelle über einen Verstärker geliefert wird. Der Spindelantriebsmotor 10s und der Vorschubachsenantriebsmotor 10f sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der von der Stromquelle gelieferte Strom wird auch an ein peripheres Gerät 17, beispielsweise eine Ölpumpe zum Zuführen von Schneidöl etc., geliefert. Das periphere Gerät 17 arbeitet mit einem konstanten Strom, während das Werkstück bearbeitet wird.
Der Spindelmotor 10s und der Vorschubachsenmotor 10f werden unter der Steuerung einer Steuerungseinrichtung 20 betrieben. Die Steuerungseinrichtung 20 umfasst eine arithmetische Verarbeitungseinheit mit einer CPU, einem ROM (Festwertspeicher), einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und andere periphere Schaltungen etc. Eine Eingabeeinrichtung 31 zum Eingeben verschiedener Anweisungen, die das Bearbeiten des Werkstückes 14 betreffen, und eine Anzeigeeinrichtung 32 zum Anzeigen verschiedener Informationen auf Grundlage der durch die Steuerungseinrichtung 20 ausgeführten Verfahren sind an die Steuerungseinrichtung 20 angeschlossen. Die Eingabeeinrichtung 31 kann eine Tastatur oder ein Berührungsfeld etc. umfassen.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und hauptsächlich den internen Aufbau der Steuerungseinrichtung 20 zeigt. Gemäß den Anweisungen von der Eingabeeinrichtung 31 gibt ein Datenvorgabeabschnitt 21 verschiedene Daten vor, beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit vf der Vorschubwelle (eine Soll-Vorschubachsengeschwindigkeit), den Soll-Versatz X, die Drehzahl vs der Spindel (Soll-Spindelgeschwindigkeit), eine anfängliche Zeitkonstante, motorspezifische physikalische Eigenschaften, Reibungsmomente der Spindel und der Vorschubwelle, die Leistung P0 pro Zeiteinheit, die durch das periphere Gerät 17 aufgenommen wird, etc. sowie im Bearbeitungsprogramm enthaltene Daten. Die Geschwindigkeit, der Versatz, die Zeitkonstante etc. können als ein Bearbeitungsprogramm festgelegt werden. Die Soll-Vorschubachsengeschwindigkeit vf und die Soll-Spindelgeschwindigkeit vs werden auch entsprechend als vorgegebene Geschwindigkeiten bezeichnet.
3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Bearbeitungsprogramms zeigt, das durch den Dateneinstellabschnitt 21 vorgegeben ist. In 3 ist eine Zykluszeit T vom Anfang des Bearbeitungsprogramms bis zu dessen Ende in t1 bis t13 unterteilt gezeichnet. Insbesondere wird in 3 die Spindel nach dem Zeitpunkt t1 vom Anfang des Bearbeitungsprogramms angetrieben und die Spindelgeschwindigkeit erreicht die vorgegebene Geschwindigkeit vs nach dem Ablauf des Zeitpunktes t2. Die Vorschubwelle wird in eine Richtung nach dem Ablauf des Zeitpunktes t3 angetrieben und die Vorschubachsengeschwindigkeit erreicht die vorgegebene Geschwindigkeit vf nach dem Ablauf des Zeitpunktes t4. Danach wird die Vorschubwelle verzögert, nach dem sie bis zum Zeitpunkt t5 mit der vorgegebenen Geschwindigkeit vf angetrieben wurde, und wird nach dem Ablauf des Zeitpunktes t6 angehalten. Nach dem Zeitpunkt t7 wird die Vorschubwelle in der umgekehrten Richtung angetrieben und die Vorschubachsengeschwindigkeit erreicht die vorgegebene Geschwindigkeit –vf nach dem Ablauf des Zeitpunktes t8. Danach wird die Vorschubwelle verzögert, nachdem sie bis zum Zeitpunkt t9 mit der vorgegebenen Geschwindigkeit –vf angetrieben wurde und sie wird nach dem Ablauf des Zeitpunktes t10 angehalten. Andererseits wird die Spindel verzögert, nachdem sie bis zum Zeitpunkt t11 angetrieben wurde, und nach dem Ablauf des Zeitpunktes t12 angehalten, und das Bearbeitungsprogramm endet nach dem Ablauf des Zeitpunktes t13.
Bei dieser Ausführungsform werden die Beschleunigungszeiten t4 und t8 und die Verzögerungszeiten t6 und t10 der Vorschubwelle so vorgegeben, dass sie gleich sind, und die Zeiträume t5 und t9 bei denen die Vorschubwelle jeweils mit der vorgegebenen Geschwindigkeit vf und –vf (Zeitraum mit konstanter Geschwindigkeit) angetrieben wird, sind so vorgegeben, dass sie zueinander gleich sind. Der Beschleunigungszeitraum t2 und der Verzögerungszeitraum t12 der Spindel sind auch so vorgegeben, dass sie zueinander gleich sind.
Hierin nachstehend wird der Zeitraum, der erforderlich ist, damit die Vorschubachsengeschwindigkeit die vorgegebene Geschwindigkeit vf erreicht, als eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante tf berechnet und der Zeitraum, der erforderlich ist, damit die Spindelgeschwindigkeit die vorgegebene Geschwindigkeit vs erreicht, als eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante ts bezeichnet. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante tf gleich den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten t4, t6, t8 und t10, und die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante ts ist gleich den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten t2 und t12. Die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts können hierin nachstehend einfach als Zeitkonstanten bezeichnet werden. Die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts werden unter Berücksichtigung der Gesamtleistungsaufnahme, die durch die Werkzeugmaschine aufgenommen wird, bestimmt, wie hierin nachstehend beschrieben ist.
Unter Verwendung der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts wird die Beschleunigung af der Vorschubachse durch vf/tf und eine Beschleunigung as der Spindel durch vs/ts dargestellt. Die Beschleunigung af ist nämlich eine Variable, die die Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstante tf als Parameter verwendet, und die Beschleunigung as ist eine Variable, die die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante ts als Parameter verwendet. Die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten t2, t4, t6, t8, t10 und t12 und die Zeiträume t5 und t9 konstanter Geschwindigkeit, die in 3 dargestellt sind, werden entsprechend den Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstanten tf und ts bestimmt, wohingegen die anderen Zeitpunkte t1, t3, t7, t11 und t13 als vorbestimmte festgelegte Zeitpunkte vorgegeben werden.
Ein Beschleunigungs-/Verzögerungszeit-Berechnungsabschnitt 22 in 2 berechnet eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit tf1 der Vorschubwelle und eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit ts1 der Spindel unter Verwendung der Daten von dem Datenvorgabeabschnitt 21 wie folgt. Ein Konstantdrehzahlzeit-Berechnungsabschnitt 23 berechnet einen Zeitraum tf2 konstanter Geschwindigkeit der Vorschubwelle und einen Zeitraum ts2 konstanter Geschwindigkeit der Spindel unter Verwendung der Daten vom Datenvorgabeabschnitt 21 und vom Beschleunigungs-/Verzögerungszeit-Berechnungsabschnitt 22.
Unter Verwendung der Beschleunigung af (mm/sec²), des Versatzes X (mm) der vorgegebenen Geschwindigkeit vf (mm/sec) der Vorschubwelle, wenn die Vorschubachsengeschwindigkeit die vorgegebene Geschwindigkeit vf erreicht hat, wie in 4A gezeigt ist, nämlich wenn der Versatz X groß ist und X > vf²/af ist, werden der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit tf1 und den Zeitraum tf2 konstanter Geschwindigkeit der Vorschubwelle durch folgende Formeln (I) berechnet. tf1 = vf/af tf2 = X/vf – vf/af (I)
Andererseits, wenn die Vorschubachsengeschwindigkeit nicht die vorgegebene Geschwindigkeit vf erreicht hat, wie in 4B gezeigt ist, nämlich wenn der Versatz X klein ist und X < vf²/af ist, werden die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit tf1 und die maximale Geschwindigkeit vf1 der Vorschubwelle durch folgende Formeln (II) berechnet. tf1 = sqrt(X/af) vf1 = sqrt(X·af) (II)
Unter Verwendung der Beschleunigung as (rad/sec²) und der vorgegebenen Geschwindigkeit vs (rad/sec) der Spindel wird die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit ts1 der Spindel mittels folgender Formel (III) berechnet. ts1 = vs/as (III)
Der Zeitraum ts2 konstanter Geschwindigkeit der Spindel wird durch Addieren der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit tf1 und des Zeitraumes tf2 konstanter Geschwindigkeit der Vorschubwelle und der vorbestimmten festgelegten Zeiträume (t3, t7 und t11 in 3) in der Zykluszeit T berechnet.
Ein Zykluszeit-Berechnungsabschnitt 24 in 2 berechnet die Bearbeitungszykluszeit T (t1 bis t13 in 3) auf Grundlage der Signale von dem Beschleunigungs/Verzögerunszeit-Berechnungsabschnitt 22 und den Konstantdrehzahlzeit-Berechnungsabschnitt 23. Die Zykluszeit T wird berechnet, indem sie in dem vorbestimmten Bearbeitungsprogramm berücksichtigt wird. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel wird die Zykluszeit T berechnet, indem die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit tf1 der Vorschubwelle und die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit ts1 der Spindel, der Zeitraum tf2 konstanter Geschwindigkeit der Vorschubwelle und die festgelegten Zeiträume (t1, t3, t7, t11 und t13) addiert werden oder indem die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit ts1 der Spindel, der Zeitraum t2 konstanter Geschwindigkeit der Spindel, und die festgelegten Zeiträume (t1 und t13) addiert werden.
Ein erster Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 25 sagt die Leistungsaufnahmen der Motoren 10f und 10s auf Grundlage der Signale von dem Datenvorgabeabschnitt 21, dem Beschleunigungs-/Verzögerungszeit-Berechnungsabschnitt 22 und dem Konstantdrehzahl-Berechnungsabschnitt 23 wie folgt voraus. Als motorspezifische physikalische Eigenschaften ist der Wicklungswiderstand (für eine Phase) des Vorschubachsenmotors 10fR (Ω), die Drehmomentkonstante Kt (Nm/A), die Lastträgheit J (kgm²), die Anzahl von Drehungen des Vorschubachsenmotors 10f bei der festgelegten Geschwindigkeit vf ω (rad/sec) und das Reibungsmoment der Förderwelle Tf (Nm). Der Strom I (A) des Vorschubachsenmotors 10f beim Beschleunigen wird dann durch die folgende Formel (IV) berechnet. I = (J × a)/Kt (IV)
Wenn die Motorverluste lediglich die Kupferverluste sind, wird die Leistungsaufnahme Ea (Ws) des Förderachsenmotors 10f bei der Beschleunigung durch die folgende Formel (V) unter Verwendung der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit tf1 berechnet. Ea = 1/2 × J × ω² + 3 × R × I² × tf1 = J·ω²/2 + (3R·J²·ω/Kt²) × a (V)
Die Leistungsaufnahme Ed (Ws) des Förderachsenmotors 10f beim Verzögern wird durch die folgende Formel (VI) berechnet, bei der die Rückgewinnungsrate der kinetischen Energie als Koeffizient Kr ausgedrückt wird. Ed = –1/2 × J × ω² × Kr + 3 × R × I² × tf1 = –J·KT·ω²/2 + (3R·J²·ω/Kt²) × a (VI)
Wenn sich der Vorschubachsenmotor 10f mit einer konstanten Drehzahl dreht, wird die Leistungsaufnahme Ec durch die folgende Formel (VII) unter Verwendung des Zeitraumes tf2 konstanter Geschwindigkeit berechnet. Ec = Tf × ω × tf2 + 3 × R × (Tf/Kt)² × tf2 = Tf·ω·tf2 + 3R·tf2 × (Tf/Kt)² (VII)
Wenn eine Mehrzahl von Beschleunigungszeiträumen, Verzögerungszeiträumen und Zeiträumen konstanter Geschwindigkeit in der Zykluszeit T vorhanden sind, werden die Leistungsaufnahmen in den entsprechenden Zeiträumen addiert und dann wird die Leistungsaufnahme Em des Vorschubachsenmotors 10f durch folgende Formel (VIII) berechnet. Em = ΣEa + ΣEd + Σec (VIII)
Die Leistungsaufnahme Em des Spindelmotors 10s wird auf gleiche Weise berechnet.
Ein zweiter Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 26 sagt die Leistungsaufnahme E0 (Ws) des peripheren Gerätes 17 in der Zykluszeit T auf Grundlage der Signale von dem Datenvorgabeabschnitt 21 und dem Zykluszeit-Berechnungsabschnitt 24 voraus. Die Leistungsaufnahme E0 wird durch die folgende Formel (IX) berechnet, bei der die Leistungsaufnahme des peripheren Gerätes 17 als P0 (W) ausgedrückt wird. E0 = P0 × T (IX)
Ein Gesamtleistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 27 berechnet die Gesamtleistungsaufnahme E der Werkzeugmaschine als Ganzes in der Zykluszeit T auf Grundlage der Signale von dem ersten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 25 und vom zweiten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 26. Wenn eine Mehrzahl von Motoren wie in der Ausführungsform vorgesehen sind, werden die Leistungsaufnahmen Em der entsprechenden Motoren 10f und 10s addiert und dann wird die Gesamtleistungsaufnahme E durch die folgende Formel (X) berechnet. E = ΣEm + E0 (X)
In einem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten-Auswahlabschnitt 28 wird eine Soll-Zeitkonstante ta zum Minimieren der Gesamtleistungsaufnahme E bestimmt. 5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante tf des Vorschubachsenmotors 10f, der Zykluszeit T und der Gesamtleistungsaufnahme E zeigt. Diese Beziehung wird durch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten-Auswahlabschnitt 28 erhalten, der die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante tf in vorbestimmten Intervallen Δt von einem unteren Grenzwert tmin zu einem oberen Grenzwert tmax variiert, die in dem Datenvorgabeabschnitt 21 vorbestimmt sind, und der die Gesamtleistungsaufnahme E und die Zykluszeit T für jede Zeitkonstante tf berechnet, wie zuvor beschrieben wurde. Die Werte für tmin, tmax und Δt werden dann beispielsweise experimentell gemäß den Bearbeitungszuständen etc. bestimmt. Wie im Diagramm gezeigt ist, wird die Gesamtleistungsaufnahme E durch eine nach unten konvexe Kurve angezeigt und die Zykluszeit T wird durch eine Linie dargestellt, die gemäß der Zunahme der Zeitkonstante nach oben geneigt ist. Die Soll-Zeitkonstante ta zum Minimieren der Gesamtleistungsaufnahme E wird aus dem Diagramm ermittelt. Für den Spindelmotor 10s wird die Soll-Zeitkonstante auf die gleiche Weise ermittelt.
Ein Motorsteuerungsabschnitt 29 in 2 steuert jeden Motor auf Grundlage der Soll-Zeitkonstante ta, die durch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten-Auswahlabschnitt 28 bestimmt wird. Insbesondere gibt der Motorsteuerungsabschnitt 29 die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten tf1 und ts1 und die Zeiten tf2 und ts2 konstanter Geschwindigkeit unter Verwendung der Soll-Zeitkonstante ta vor, um ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster zu berechnen. Dann gibt der Motorsteuerungsabschnitt 29 Steuerungssignale an die entsprechenden Motoren 10f und 10s auf Grundlage des berechneten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters aus, um die Motoren 10f und 10s während der Bearbeitung des Werkstückes zu steuern.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Verarbeitung zeigt, die durch die CPU der Steuerungseinrichtung 20, insbesondere die Verarbeitung zum Vorgeben der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts, ausgeführt wird. Die im Flussdiagramm gezeigte Verarbeitung wird vor dem Bearbeitungsvorgang des Werkstückes 14 ausgeführt. Wenn beispielsweise eine Zeitkonstante-Vorgabeanweisung von der Eingabevorrichtung 31 eingegeben wird, wird die Verarbeitung begonnen. Im Anfangszustand werden die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts auf die unteren Grenzwerte tmin voreingestellt.
Beim Schritt S1 werden verschiedene Daten, die zum Vorgeben der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts erforderlich sind, vorgegeben. Diese Verarbeitung wird durch den Datenvorgabeabschnitt 21 ausgeführt und die vorgegebenen Daten umfassen eine Soll-Vorschubwellengeschwindigkeit vf, den Soll-Versatz X, die Soll-Spindelgeschwindigkeit vs, die motorspezifischen physikalischen Eigenschaften (den Wicklungswiderstand R, die Drehmomentkonstante Kt, die Lastträgheit J des Motors etc.), das Reibungsmoment Tf der Spindel und der Vorschubwelle, die Leistung P0, die von dem peripheren Gerät 17 pro Zeiteinheit verbraucht wird, etc.
Beim Schritt S2 wird das Bearbeitungsprogramm (3) analysiert, um das Veränderungsmuster (Bearbeitungsmuster) der zu bestimmenden Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten tf1 und ts1 und der Zeiten tf2 und ts2 konstanter Geschwindigkeit zu erhalten, mit anderen Worten die Sequenz der Bearbeitung, der vorgegebenen Geschwindigkeiten etc.
Beim Schritt S3 werden die Beschleunigungs-/Verzögerungszeit tf1 des Motors 10f entsprechend der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante tf und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit ts1 des Motors 10s gemäß der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstante ts durch die zuvor erwähnte Verarbeitung berechnet, die in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitberechnungsabschnitt 22 ausgeführt wird. In diesem Fall werden die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten tf1 und ts2 berechnet, indem berücksichtigt wird, ob der Versatz X größer als vf²/af ist oder nicht, wie zuvor beschrieben wurde.
Beim Schritt S4 werden die Zeiten tf2 und ts2 konstanter Geschwindigkeit der entsprechenden Motoren 10f, 10s gemäß den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts berechnet, indem die zuvor erwähnte Verarbeitung in dem Konstantdrehzahlzeit-Berechnungsabschnitt 23 ausgeführt wird.
Beim Schritt S5 wird die Zykluszeit t, die zum Bearbeiten des Werkstückes 14 erforderlich ist, gemäß dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts berechnet, indem die zuvor erwähnte Verarbeitung in dem Zykluszeit-Berechnungsabschnitt 24 ausgeführt wird. Die berechnete Zykluszeit T wird im Speicher gespeichert.
Beim Schritt S6 werden die Leistungsaufnahmen Em (die erste Leistungsaufnahme) der entsprechenden Motoren 10f, 10s in der Zykluszeit T berechnet, indem die zuvor erwähnte Verarbeitung im ersten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 25 ausgeführt wird.
Beim Schritt S7 wird die Leistungsaufnahme E0 (die zweite Leistungsaufnahme) des peripheren Gerätes 17 in der Zykluszeit T berechnet, indem die zuvor erwähnte Verarbeitung im zweiten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 26 berechnet werden.
Beim Schritt S8 wird die Gesamtleistungsaufnahme E der Werkzeugmaschine als Ganzes in der Zykluszeit T berechnet, indem die zuvor erwähnte Verarbeitung im Gesamtleistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 27 ausgeführt wird. Die berechnete Gesamtleistungsaufnahme E wird im Speicher gespeichert.
Beim Schritt S9 wird geprüft, ob die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts gleich dem oberen Grenzwert tmax sind oder nicht. Falls tf und ts nicht gleich dem oberen Grenzwert tmax sind, fährt die Steuerung zum Schritt S10 fort.
Beim Schritt S10 wird das vorbestimmte Zeitkonstanteninkrement Δt zu den Ist-Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts addiert und die erhaltenen Werte werden als neue Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf bzw. ts vorgegeben, und danach kehrt die Steuerung zum Schritt S3 zurück. Die Verarbeitung von Schritt S3 bis Schritt S8 wird unter Verwendung der neuen Zeitkonstanten tf und ts wiederholt.
Falls beurteilt wird, dass die Zeitkonstanten tf und ts gleich dem oberen Grenzwert tmax im Schritt S9 sind, fährt die Steuerung zum Schritt S11 fort. Beim Schritt S11 werden die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts zum Minimieren der Gesamtleistungsaufnahme E unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Gesamtleistungsaufnahme E durch Ausführen der zuvor beschriebenen Verarbeitung in dem Beschleunigungs-/Verzögeruns-Zeitkonstanten-Auswahlabschnitt 28 bestimmt. Danach werden die bestimmten Zeitkonstanten tf und ts als Soll-Zeitkonstanten ta vorgegeben und die Routine wird beendet. Das Beenden der Routine kann angezeigt werden, beispielsweise durch Aufleuchten einer Lampe etc. Folglich kann ein Bediener die Bearbeitung des Werkstückes 14 zu einem geeigneten Zeitpunkt beginnen.
Die Arbeitsweise der Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform wird wie folgt zusammengefasst. Falls beispielsweise die Soll-Zeitkonstante ta auf Grundlage des in 3 gezeigten Bearbeitungsprogramms vorgegeben wird, werden zuerst die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten tf1, 1s1 und die Zeiten tf2 und ts2 konstanter Geschwindigkeit unter Verwendung der Zeitkonstanten tf und ts als Parameter berechnet, und die Zykluszeit T wird berechnet (Schritt S3 bis Schritt S5). Dann werden unter Verwendung dieser berechneten Werte die Leistungsaufnahmen Em der Motoren 10f, 10s berechnet (Schritt S6). Darüber hinaus wird die Leistungsaufnahme E0 des peripheren Gerätes 17 berechnet (Schritt S7).
Diese Berechnungen werden jedes Mal durchgeführt, wenn die Zeitkonstanten tf und ts durch das vorbestimmte Inkrement Δt von dem unteren Grenzwert tmin zum oberen Grenzwert tmax verändert werden und dann werden spezifische charakteristischen Kurven (5), die die Beziehung zwischen den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts zeigen, sowie die Gesamtleistungsaufnahme E und die Zykluszeit T erhalten. Aus den charakteristischen Kurven werden die Zeitkonstanten tf und ts zum Minimieren der Gesamtleistungsaufnahme E bestimmt und werden als Soll-Zeitkonstante ta vorgegeben (Schritt S11). Unter Verwendung dieser Soll-Zeitkonstante ta werden die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten tf1 und ts1 und die Zeiten tf2 und ts2 konstanter Geschwindigkeit, wenn die Bearbeitung gemäß dem Bearbeitungsprogramm durchgeführt wird, bestimmt. Die Motoren 10f, 10s werden auf Grundlage der bestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeiten tf1 und ts1 bzw. den Zeiten tf2 und ts2 konstanter Geschwindigkeit zum Bearbeiten des Werkstückes 14 gesteuert.
Gemäß der Ausführungsform kann die folgende Arbeitsweise und der folgende Effekt erzielt werden.

(1) Die Leistungsaufnahmen Em der Motoren 10f, 10s werden vorhergesagt und unter Verwendung der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf und ts als Parameter berechnet, und die Leistungsaufnahme E0 des peripheren Gerätes 17 wird vorhergesagt und durch Multiplizieren der Leistung P0 des peripheren Gerätes 17 pro Zeiteinheit mit der Zykluszeit T berechnet. Die Soll-Zeitkonstante ta wird so vorgegeben, dass die Gesamtleistungsaufnahme E, die die Summe der Leistungsaufnahmen Em und E0 ist, minimiert wird, und die Beschleunigung/Verzögerung der Motoren 10f, 10s wird auf Grundlage der Soll-Zeitkonstante ta gesteuert. Folglich kann das Ansteuern der Motoren 10f und 10s optimal gesteuert werden, indem die gesamte Leistungsaufnahme Em der Werkzeugmaschine berücksichtigt wird.
(2) Die Motoren 10f und 10s werden so gesteuert, dass die Gesamtleistungsaufnahme E minimiert wird und folglich wird die Leistungsaufnahme E minimiert, was in der höchst effizienten Leistungseinsparung resultiert.

In der zuvor erwähnten Ausführungsform wird die Soll-Zeitkonstante ta im Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten-Auswahlabschnitt 28 so vorgegeben, dass die Gesamtleistungsaufnahme E minimiert wird. Das Vorgeben der Zeitkonstante ta ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise wird ein Grenzwert Ea der Gesamtleistungsaufnahme E, wie in 7 gezeigt ist, vorgegeben, und eine Zeitkonstante zum Minimieren der Zykluszeit T kann als die Soll-Zeitkonstante ta aus den Zeitkonstanten Δta innerhalb des Grenzwertes Ea ausgewählt werden. Folglich ist es möglich, den Bearbeitungsbetrieb innerhalb einer kurzen Zykluszeit T durchzuführen, während die Leistungsaufnahme E beschränkt wird, und folglich kann das Werkstück effizienter bearbeitet werden.
Wenn angenommen wird, dass eine Funktion zum Ausdrücken der Beziehung zwischen der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf, ts und der Gesamtleistungsaufnahme E f(t) ist, eine Funktion zum Ausdrücken der Beziehung zwischen den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf, ts und der Zykluszeit T g(t) ist und eine Funktion zum Addieren dieser Funktionen P(t) ist, kann es möglich sein, die Zeitkonstanten tf und ts so vorzugeben, dass P(t) als die Soll-Zeitkonstante ta minimiert wird. In einem solchen Fall kann P(t) durch die folgende Formel (XI) unter Verwendung der Koeffizienten K1, K2 (> 0) berechnet werden. P(t) = k1 × f(t) + k2 × g(t) (XI)
Die Koeffizienten k1, k2 in der zuvor erwähnten Formel (XI) können beispielsweise entsprechend dem Zweck aus verschiedenen Kombinationen der in 8 gezeigten Koeffizienten ausgewählt werden. Folglich ist es möglich, die Gewichtung der Gesamtleistungsaufnahme E und der Zykluszeit T variabel durchzuführen, um einen Optimalwert für P(t) zu erhalten. Alternativ hierzu kann die Zeitkonstante aus ta, wie in 5 gezeigt ist, und ta wie in 7 gezeigt ist, durch den Bediener ausgewählt werden.
Der Anteil der Zeit ts2 konstanter Rotation gegenüber der Zykluszeit T ist beim Spindelmotor 10s größer als beim Vorschubachsenmotor 10f. Angesichts dieser Tatsache kann, falls die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeit ts1 kurz genug ist, so dass sie verglichen mit dem Zeitraum ts2 konstanter Rotation vernachlässigt werden kann, der Spindelmotor 10s als ein Gerät betrachtet werden, das mit einer konstanten Leistung arbeitet und es ist demgemäß möglich, lediglich die Leistungsaufnahme Em des Vorschubachsenmotors 10f im ersten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 25 als den ersten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt zu berechnen. Folglich ist es möglich, die Leistungsaufnahme Em des Spindelmotors 10s in dem zweiten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt 26 als den zweiten Leistungsaufnahme-Berechnungsabschnitt zu berechnen und die berechnete Leistungsaufnahme Em in die Leistungsaufnahme E0 des peripheren Gerätes einzuschließen. Nicht nur die Ölpumpe und der Spindelmotor 10s sondern auch andere Einrichtungen, die mit einer konstanten Leistung betrieben werden (beispielsweise ein Sensor, ein Licht etc.), können vom peripheren Gerät 17 umfasst werden. Es ist festzustellen, dass der Vorschubachsenmotor bei der vorliegenden Erfindung nicht nur den Vorschubachsenmotor 10f umfasst, bei dem die Vorschubachsengeschwindigkeit in der axialen Richtung variiert, sondern auch den Spindelmotor 10s umfasst, bei dem die Vorschubdrehzahl variiert.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Beschleunigung-/Verzögerung der Motoren 10f, 10s so gesteuert, dass die Gesamtleistungsaufnahme E (5) minimiert wird oder die Zykluszeit T in dem Bereich minimiert wird, in dem sich die Gesamtleistungsaufnahme E unter dem vorgegebenen Wert Ea (7) befindet. Der Aufbau des Motorsteuerungsabschnittes ist jedoch nicht darauf beschränkt, solange die Soll-Zeitkonstante ta auf Grundlage der Summe E der ersten Leistungsaufnahme Em und der zweiten Leistungsaufnahme E0 bestimmt wird und die Motoren 10f, 10s auf Grundlage dieser Zeitkonstante ta gesteuert werden. Es kann lediglich das Beschleunigen oder lediglich das Verzögern der Motore 10f, 10s gesteuert werden.
Bei der zuvor erwähnten Ausführungsform wird die erste Leistungsaufnahme Em unter Verwendung des Zeitraumes, der erforderlich ist, damit die Vorschubwellengeschwindigkeit und die Spindelgeschwindigkeit die vorgegebenen Werte vf und vs erreichen, als die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Zeitkonstanten tf bzw. ts berechnet. Die erste Leistungsaufnahme Em kann jedoch unter Verwendung anderer Zeitkonstanten berechnet werden, die mit der Beschleunigungszeit und/oder der Verzögerungszeit des Vorschubachsenmotors 10f korrelieren. Die zweite Leistungsaufnahme E0 wird auf Grundlage der Zykluszeit T berechnet. Die Berechnung der Zykluszeit T variiert in Abhängigkeit vom Bearbeitungsprogramm. Daher ist der Aufbau des Zykluszeitberechnungsabschnittes 24 nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform werden die Gesamtleistungsaufnahme und die Zykluszeit entsprechend der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstanten tf und ts berechnet und unter Verwendung verschiedener Daten, die in dem Datenvorgabeabschnitt 21 voreingestellt sind, vorhergesagt. Es können jedoch die Ist-Daten, die erhalten werden, wenn das Bearbeitungsprogramm tatsächlich ausgeführt wird, zur Berechnung der Gesamtleistungsaufnahme und der Zykluszeit verwendet werden.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Steuerungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem Bearbeitungszentrum angewendet. Die Steuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch bei anderen Werkzeugmaschinen mit einem Vorschubachsenmotor angewendet werden.
Erfindungsgemäß wird die Gesamtleistungsaufnahme der Werkzeugmaschine optimal reduziert, weil die Soll-Zeitkonstante, die mit der Beschleunigungszeit und/oder der Verzögerungszeit des Vorschubachsenmotors korreliert, auf Grundlage der Summe der Leistungsaufnahme des Vorschubachsenmotors und der Leistungsaufnahme des bei einer konstanten Leistung betriebenen Gerätes bestimmt wird und der Vorschubachsenmotors auf Grundlage der Soll-Zeitkonstante gesteuert wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für Fachleute ersichtlich, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen hieran gemacht werden können, ohne den Bereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

Steuerungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine, umfassend: eine erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung (25), die die Leistungsaufnahme eines Vorschubachsenantriebsmotors oder eines Spindelantriebsmotors unter Verwendung einer Zeitkonstante berechnet, die mit der Beschleunigungszeit oder der Verzögerungszeit des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors als Parameter korreliert; eine Zykluszeit-Berechnungseinrichtung (24), die eine Zykluszeit zum Bearbeiten eines Werkstückes berechnet, wobei die Zykluszeit nach Maßgabe der Zeitkonstante variiert; eine zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung (26), die die Leistungsaufnahme eines an der Werkzeugmaschine vorgesehenen Geräts berechnet, das dazu ausgebildet ist, mit einer konstanten Leistung auf Grundlage der Zykluszeit, die von der Zykluszeit-Berechnungseinrichtung berechnet wurde, betrieben zu werden; und eine Motorsteuerungseinrichtung (27; 28; 29), die eine Soll-Zeitkonstante auf Grundlage einer Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme ermittelt, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und die den Vorschubachsenantriebsmotor auf Grundlage der Soll-Zeitkonstante steuert; dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinrichtung die Beschleunigung und/oder die Verzögerung des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors so steuert, dass die Zykluszeit, die durch die Zykluszeit-Berechnungseinrichtung berechnet wird, ein Minimalwert in einem Bereich ist, in dem die Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Leistungsaufnahme, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, gleich oder niedriger als ein voreingestellter Wert ist, wenn das Werkstück durch Bedienen der durch die konstante Leistung angetriebenen Ausrüstung und Antreiben des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors bearbeitet wird.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Motorsteuerungseinrichtung die Beschleunigung und/oder die Verzögerung des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors so steuert, dass die Summe der Leistungsaufnahme, die durch die erste Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und die Leistungsaufnahme, die durch die zweite Leistungsaufnahme-Berechnungseinrichtung berechnet wird, ein Minimalwert ist, wenn das Werkstück durch Bedienung der bei konstanter Leistung arbeitenden Ausrüstung und durch Antreiben des Vorschubachsenantriebsmotors oder des Spindelantriebsmotors bearbeitet wird.