DE102014117733A1

DE102014117733A1 - Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung mit einer Funktion zur Unterstützung der Parametereinstellung

Info

Publication number: DE102014117733A1
Application number: DE102014117733.9A
Authority: DE
Inventors: c/o FANUC Corporation Tezuka Junichi; c/o FANUC CORPORATION Ogawa Hajime
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-06-11
Also published as: JP2015114821A; US20150160647A1; US9436178B2; JP5800885B2; CN104714486B; CN104714486A

Abstract

Eine Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung, welche konfiguriert ist, um wirksam einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter einer Antriebsachse anzupassen, auch wenn eine Bedienperson dazu unerfahren ist. Die Unterstützungsvorrichtung umfasst: einen das tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien erhaltenden Teil, welcher eine tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf eine Drehzahl und eine Beschleunigung der Antriebsachse von der numerischen Steuerung oder von einer externen Speichervorrichtung erhält; einen Parametereinstellteil, welcher den Parameter auf der Grundlage einer externen Eingabe einstellt oder verändert; einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil, welcher die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse auf der Grundlage des eingestellten oder aktualisierten Parameters erzeugt und die erhaltene tatsächliche Kurve und die erzeugte Kurve sich voneinander abhebend darstellt; und einen Einstellungsinformationsausgabeteil, welcher den eingestellten oder aktualisierten Parameter an die numerische Steuerung ausgibt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorgelegte Erfindung betrifft eine Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung mit einer Funktion zur Unterstützung der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters für einen Motor, welcher eine Antriebsachse einer Werkzeugmaschine, usw. antreibt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Gemäß dem Stand der Technik wird in einer numerischen Steuerung zum Steuern einer Antriebsachse einer Werkzeugmaschine üblicherweise ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuervorgang in Bezug auf einen Bewegungsbefehl ausgeführt, welcher in einem NC-Programm gegeben ist. Im Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuervorgang wird ein Bewegungsbefehl für die Antriebsachse erzeugt, so dass die Antriebsachse gemäß einer angeordneten Beschleunigungs-Kennlinie, welche durch einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter erhalten wird, beschleunigt oder verzögert wird.
In dieser Hinsicht muss eine befohlene Beschleunigung entsprechend bestimmt sein, so dass der Bewegungsbefehl für die Antriebsachse nicht die Kapazität der Antriebsachse (oder des Motors zum Antreiben der Antriebsachse) übersteigt. Zum Beispiel offenbart JP 2002-132349 A ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verfahren, welches auf eine automatisierte Maschine mit einer Hochgeschwindigkeitspositionierfunktion anwendbar ist. In diesem Verfahren wird ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Vorgang ausgeführt, wobei eine Bedingung, dass die Beziehungen zwischen der Drehzahl und der Beschleunigung in einem Niedergeschwindigkeitsabschnitt und in einem Hochgeschwindigkeitsabschnitt symmetrisch sind, ausgeschlossen ist, so dass eine tatsächliche Beschleunigungskurve einer begrenzten Beschleunigungskurve so gut wie möglich folgt.
Um den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Vorgang entsprechend der tatsächlichen Beschleunigungscharakteristik der Antriebsachse auszuführen, ist es notwendig den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter so einzustellen, um eine befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie nahe an einer idealen Charakteristik zu erzielen. Jedoch muss, wenn gemäß dem Stand der Technik eine solche Einstellung durchgeführt wird, eine Bedienperson wiederholt eine Mehrzahl von Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parametern unter Verwendung eines Handbuchs anpassen, was einen großen Aufwand an Zeit und Arbeit bedeutet. Daher können die Parameter nicht angepasst werden, außer die Bedienperson besitzt Fertigkeit und Wissen.
Außerdem kann, wenn der Bewegungsbefehl die Kapazität der Antriebsachse übersteigt (oder des Motors zum Antreiben der Antriebsachse), der Motor dem Bewegungsbefehl nicht folgen. Daher muss die befohlene Beschleunigung entsprechend innerhalb der Motorkapazität bestimmt sein. In JP 2002-132349 A kann, wenn die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Eigenschaft begrenzt ist, um zu einem Hochgeschwindigkeitsbereich zu passen, die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Eigenschaft nicht ausreichend in einem Niedergeschwindigkeitsbereich abgeliefert werden und folglich wird der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Vorgang auf der Grundlage einer begrenzten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kurve (oder einer befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie) ausgeführt. Jedoch unterstützt die Technik in JP 2002-132349 A nicht die Anpassung des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters zum Bereitstellen der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung bereitzustellen, welche konfiguriert ist, um wirksam einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter einer Antriebsachse einzustellen, auch wenn eine Bedienperson unerfahren ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung für die Unterstützung der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters bereitgestellt, welche mit einer numerischen Steuerung eingesetzt wird, die einen Bewegungsbefehl für eine Antriebsachse unter Verwendung einer befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie, welche zuvor durch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter angeben wurde, erzeugt, wobei die Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung umfasst: einen das tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien erhaltenden Teil, welcher eine tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf eine Drehzahl und eine Beschleunigung der Antriebsachse von der numerischen Steuerung oder einer externen Speichervorrichtung erhält; einen Parametereinstellteil, welcher den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter auf der Grundlage einer externen Eingabe einstellt oder verändert; einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil, welcher die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse auf der Grundlage des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters, welcher durch den Parametereinstellteil eingestellt oder aktualisiert ist, erzeugt und die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie sich voneinander abhebend darstellt; und einen Einstellungsinformationsausgabeteil, welcher den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter, der durch den Parametereinstellteil eingestellt oder aktualisiert ist, an die numerische Steuerung ausgibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform stellt der Parametereinstellteil wenigstens zwei bezeichnete Koordinaten auf einem Graph in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse als den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter ein oder aktualisiert sie; und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil stellt die wenigstens zwei bezeichneten Koordinaten auf dem Graph dar und zeigt die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie als eine Linie durch die wenigstens zwei dargestellten Koordinaten.
In diesem Fall kann der Parametereinstellteil eine Beschleunigung in Bezug auf eine vorbestimmte Drehzahl als den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter einstellen oder aktualisieren; und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil kann wenigstens zwei eingestellte oder aktualisierte Koordinaten der Beschleunigung in Bezug auf die vorbestimmte Drehzahl auf einem Graph in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse auftragen und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie als eine Linie durch die wenigstens zwei aufgetragenen Koordinaten darstellen.
Ferner kann der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil konfiguriert sein, um eine zweite tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie darzustellen, in welcher ein vorbestimmter Abstand zur tatsächlichen Beschleunigungs-Verzögerungs-Kennlinie hinzugefügt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform stellt der Parametereinstellteil eine mathematische Formel ein oder aktualisiert sie, welche die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie darstellt; und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil erzeugt und stellt die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auf der Grundlage der mathematischen Formel dar.
In einer bevorzugten Ausführungsform aktualisiert der Parametereinstellteil automatisch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter auf der Grundlage einer Position eines dargestellten Punktes der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie oder einer Position eines Liniensegments durch die dargestellten Punkte, wobei die Position des dargestellten Punktes oder die Position des Liniensegments durch Verwenden eines externen Eingabegeräts verändert wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein interaktives Bedienfeld, eine Maus und eine Tastatur umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Parametereinstellteil konfiguriert, um unterschiedliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter in Bezug auf die Antriebsachse einzustellen, wenn diese beschleunigt wird bzw. wenn sie verzögert wird, oder Bezug auf die Antriebsachse, welche sich in unterschiedliche Richtungen bewegt; und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil stellt die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf die Antriebsachse, wenn sie beschleunigt bzw. wenn sie verzögert wird oder in Bezug auf die Antriebsachse, welche sich in unterschiedliche Richtungen bewegt, sich voneinander abhebend dar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden augenscheinlich durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen derselben mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm ist, welches eine Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gemeinsam mit einer Werkzeugmaschine und einer numerischen Steuerung zeigt;
2 ein Ablaufdiagramm ist, welches ein Beispiel des Vorgangs unter Verwendung der Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung aus 1 zeigt;
3 ein Graph ist, welcher ein erstes Beispiel der Einstellung eines Beschleunigungs-Verzögerungs-Parameters zeigt;
4 ein Graph ist, welcher ein zweites Beispiel der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters zeigt;
5 ein Graph ist, welcher ein drittes Beispiel der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters zeigt;
6 ein Graph ist, welcher ein viertes Beispiel der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters zeigt;
7a ein Graph ist, welcher ein fünftes Beispiel der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters zeigt, wobei eine Antriebsachse eine Ausstanzhandlung ausführt; und
7b ein Graph ist, welcher ein erstes Beispiel der Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters zeigt, wobei eine Antriebsachse eine Rückzugshandlung ausführt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches eine Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung (hierin im Folgenden auch als bloß eine Unterstützungsvorrichtung bezeichnet) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Unterstützungsvorrichtung 10 wird mit einer numerischen Steuerung (NC) 16 verwendet, welche wenigstens eine Antriebsachse 14 einer Maschine 12 wie einer Werkzeugmaschine oder einen Mehrgelenksroboter (mechanische Einheit) steuert. Die numerische Steuerung 16 steuert den Beschleunigungs-/Verzögerungsvorgang in Bezug auf einen Bewegungsbefehl, welcher durch ein NC-Programm usw. vorgegeben ist, und erzeugt einen Bewegungsbefehl (oder einem Positionsbefehl) für die Antriebsachse 14 gemäß einer befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie, welche zuvor durch einen Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter vorgegeben ist.
Die Unterstützungsvorrichtung 10 wird mit der numerische Steuerung 16 verwendet und ist konfiguriert, um die Einstellung des Beschleunigungs-/Verzögerungsparameters durch eine Bedienperson zu unterstützen. Die Unterstützungsvorrichtung 10 umfasst: einen die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie erhaltenden Teil 20, welcher eine tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf eine Drehzahl und eine Beschleunigung der Antriebsachse 14 von der numerischen Steuerung 16 oder einer externen Speichervorrichtung 18 erhält; einen Parametereinstellteil 22, welcher den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter auf der Grundlage einer externen Eingabe einstellt oder verändert (normalerweise durch die Bedienperson); einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil 24, welcher die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse 14 auf der Grundlage des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters, welcher durch den Parametereinstellteil 22 eingestellt oder aktualisiert ist, erzeugt und die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie sich voneinander abhebend darstellt; und einen Einstellungsinformationsausgabeteil 26, welcher den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter, der durch den Parametereinstellteil 22 eingestellt oder aktualisiert ist, an die numerische Steuerung 16 ausgibt.
In den obigen Ausführungsformen ist die Unterstützungsvorrichtung 10 als eine Vorrichtung dargestellt und erklärt, welche von der numerischen Steuerung 16 getrennt ist. Jedoch kann eine Vorrichtung mit einer Funktion, welche im Wesentlichen gleichwertig der Unterstützungsvorrichtung 10 ist, in der numerischen Steuerung 16 eingebaut sein und eine solche Vorrichtung ist ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
Hierin bedeutet die ”tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie” eine Kurve, welche die Grenze eines Beschleunigungsmerkmals darstellt, dass die Antriebsachse (oder ein Motor, wie ein Servomotor zum Antreiben der Antriebsachse) tatsächlich ausführen kann. Allgemein ist die obere Grenze der Beschleunigung durch das maximale Ausgangsdrehmoment und die Massenträgheit des Motors bestimmt. Normalerweise kann, da ein Parameter in Bezug auf das Ausgangsdrehmoment (Ausgangsmerkmal) des Motors ein feststehender Wert ist, die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auch konstant sein. Zusätzlich kann die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auf Grundlage von Messwerten erzeugt werden, welche durch tatsächliches Antreiben der Antriebsachse erhalten werden anderenfalls kann die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie als eine ideale Kennlinie auf Grundlage des Motorausgangsmerkmals, usw. ohne Verwenden des tatsächlich gemessenen Wert erzeugt (berechnet) werden.
Hierin bedeutet die ”befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie” eine Kurve, welche das Beschleunigungsmerkmal darstellt, welches für den Motor befohlen ist. Die befohlene Beschleunigung, welche der Drehzahl entspricht, wird durch den Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter bestimmt. Daher kann die befohlene Beschleunigung (oder die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie) auf Grundlage des Beschleunigungs-/Verzögerungsparameters in der vorliegenden Erfindung bestimmt werden.
Hierin im Folgenden wird die Funktion der Unterstützungsvorrichtung 10 mit Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm aus 2 erklärt.
Zuerst erhält in Schritt S1 der die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie erhaltende Teil 20 eine tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie der Antriebsachse 14, dargestellt durch die Drehzahl und die Beschleunigung, welche zuvor in der numerische Steuerung oder in der externen Speichervorrichtung 18 gespeichert ist. Die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie stellt die Beschleunigungsleistung der Antriebsachse 14 dar, d. h. die maximale Beschleunigung bei jeder Drehzahl, wenn die Antriebsachse 14 tatsächlich angetrieben ist. In dieser Hinsicht kann, da das tatsächliche Drehmomentausgangsmerkmal durch Multiplizieren der Beschleunigungsleistung mit der Trägheit erhalten wird, die tatsächliche Drehmomentausgangs-Kennlinie anstelle der tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie verwendet werden.
Als Nächstes stellt in Schritt S2 der Parametereinstellteil 22 den Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter der Antriebsachse aufgrund von Information, die durch externe Eingabe (normalerweise ein Eingabevorgang durch die Bedienperson mittels einer numerischen Tastatur usw.) ein oder verändert ihn (aktualisiert ihn). Tabelle 1 und 3 kennzeichnen ein erstes Beispiel zum Einstellen des Beschleunigungs-/Verzögerungsparameters, wobei wenigstens zwei Koordinaten (in diesem Beispiel fünf Koordinaten P0 bis P4), welcher bei dem Graph in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse 14 bezeichnet sind, als der Beschleunigungs-/Verzögerungsparameter eingestellt sind. Tabelle 1

Drehzahl Beschleunigung

P0 0 rpm 90%

P1 1500 rpm 90%

P2 2000 rpm 72%

P3 3000 rpm 43%

P4 6000 rpm 23%
Als Nächstes erzeugt in Schritt S3, wie in 3 beispielhaft dargestellt, der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil 24 eine befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 auf der Grundlage des Beschleunigungs-/Verzögerungsparameters, welcher durch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parametereinstellteil 22 eingestellt oder aktualisiert ist, und zeigt die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 und die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30, welche durch den die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie erhaltenden Teil 20 erhalten wird, auf einem Graph 32 an, welcher die Beziehung zwischen der Drehzahl und der Beschleunigung der Antriebsachse darstellt, indem eine geeignete Anzeige Verwendung findet, so dass die Bedienperson die zwei Kurven leicht miteinander vergleichen kann. In dieser Hinsicht wird bevorzugt, dass, wenn die tatsächliche Drehmomentausgangs-Kennlinie anstelle der tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Schritt S1 Verwendung findet, ebenfalls in Schritt S3 eine befohlene Drehmomentausgangs-Kennlinie, welche durch Multiplizieren der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie mit der Trägheit erhalten wird, anstelle der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie Verwendung findet. Wenn die tatsächlichen und die befohlenen Drehmomentausgangs-Kennlinien anstelle der tatsächlichen und befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien zur Anwendung kommen, wird im Wesentlichen die gleiche Wirkung in der vorliegenden Erfindung erzielt. Daher ist solch ein Fall im Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
Als Nächstes wird in Schritt S4 beurteilt, ob die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28, welche durch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil 24 optimal ist oder nicht. Konkret beurteilt die Bedienperson, ob die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 einen Abschnitt aufweist, welcher höher oder unmäßig niederer ist als die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 oder nicht, usw. Wenn beurteilt wird, dass die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 nicht optimiert ist (zum Beispiel, die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 übersteigt teilweise die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 oder ein Abschnitt der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 ist deutlich niedriger als die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30), wird der Vorgang auf Schritt S2 zurückgeführt, so dass der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter geändert oder aktualisiert wird. In diesem Fall erzeugt der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil 24 die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auf Grund des aktualisierten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters erneut und zeigt sie erneut an.
Wenn andererseits beurteilt wird, dass die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 optimiert ist, überträgt der Einstellungsinformationsausgabeteil 26 den neuesten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter an die numerische Steuerung 16 (Schritt S5). Diese Übertragung kann automatisch ausgeführt werden. Die numerische Steuerung 16 erzeugt die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auf der Grundlage des neuesten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters vom Einstellungsinformationsausgabeteil 26 und erzeugt einen entsprechenden Bewegungsbefehl für die Antriebsachse 14. Außerdem kann der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter, welcher vom Einstellungsinformationsausgabeteil 26 ausgegeben wird, in einen Wert, usw. umgewandelt werden, welcher für den Vorgang der numerischen Steuerung 16 ausgelegt ist, bevor er an die numerische Steuerung 16 übermittelt wird, und ein solcher Fall ist ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
Im Beispiel von Tabelle 1 und 3 sind die Koordinaten der dargestellten Punkte P0 bis P4 auf Graph 32, wobei die horizontale und die vertikale Achse jeweils entsprechend die Drehzahl und die Beschleunigung darstellen, als der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter bezeichnet und es wird die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 angezeigt. Die Bedienperson kann den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter so einstellen, dass die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 eine erwünschte Form aufweist, während er die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 mit der tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 auf der Anzeige vergleicht. Wie oben beschrieben, wird, wenn die Koordinaten von wenigstens zwei dargestellten Punkten bezeichnet sind, die Information in Bezug auf die Koordinaten als der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter eingestellt. Im Graph 32 aus 3 sind Einheiten der Drehzahl (die horizontale Achse) und der Beschleunigung (die vertikale Achse) jeweils entsprechend durch ”rpm” und ”%” dargestellt und ”100%” in Bezug auf die Beschleunigung (gekennzeichnet durch eine gestrichelte Linie 34) bedeutet die maximale Beschleunigung, welche im Vorhinein auf Grund anderer einschränkender Bedingungen wie der maximal zulässige Stromwert und/oder ein Nenndrehmoment des Motors, usw. eingestellt ist. Jedoch können andere Einheiten als horizontale und vertikale Achsen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein allgemeines Beschleunigungsmaß wie ”m/s²” als die Einheit der Beschleunigung eingesetzt werden.
Die Koordinaten, welche durch die Bedienperson bezeichnet werden, werden als der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter gespeichert und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil 24 erzeugt die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 durch Verbinden der bezeichneten Koordinaten mittels einer Linie oder Kurve und zeigt sie an. Gleichzeitig wird, wie in 3 gezeigt, die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30, welche durch den die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie erhaltenden Teil 20 erhalten wird, so angezeigt, um mit der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 (normalerweise im selben Graph) verglichen zu werden. Daher kann die Bedienperson den optimalen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter bestimmen oder den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter optimieren, während sie die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 und die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 vergleicht. Des Weiteren kann die Bedienperson willkürlich die Koordinaten auf dem Graph einstellen und kann auch nur die Beschleunigung in Bezug auf die vorbestimmte (feststehende) Drehzahl einstellen oder verändern.
In vielen Fällen ist die Antriebsachse 14 Last- und Reibungskräften während Maschinbearbeitungen wie spanabhebenden Vorgängen unterworfen. Daher kann, wenn das Drehmoment (oder die Beschleunigung), welches der Belastung oder der Reibungskraft entspricht, im Vorhinein bekannt ist, die Bedienperson leicht den optimalen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter durch Einsetzen einer zweiten tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie bestimmen, in welcher das obige Drehmoment oder die obige Beschleunigung als ein Abstand berücksichtigt ist, ohne wiederholt den Parameter einstellen zu müssen. Konkret zeigt 4 ein zweites Beispiel zum Einstellen des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters, während der obige Abstand berücksichtigt wird. Wie durch einen Graph 36 in 4 gekennzeichnet, ist ein Abstand, welcher in Bezug zur Spanbelastung und Reibungskraft der Antriebsachse 14 steht, als ein Verhältnis (20% in diesem Beispiel) relativ zur maximalen Beschleunigung (100%) eingestellt und die zweite Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 38 wird in Bezug auf die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 erzeugt und angezeigt, wie oben beschrieben. Daher kann die Bedienperson den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter so bestimmen, dass die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 an die zweite tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 38 angepasst ist. In diesem Fall stellt die Bedienperson die Beschleunigung in Bezug zur gegebenen Drehzahl ein oder aktualisiert sie, während sie den Abstand berücksichtigt.
In dieser Hinsicht umfasst, wenn die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 auf der Grundlage eines Ergebnisses, wobei die Antriebsachse 14 tatsächlich angetrieben ist, erhalten wird, die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 eine Komponente, welche in Bezug mit der Reibungskraft steht, und folglich ist es nicht notwendig die Reibungskraft beim Einstellen des Abstands zu berücksichtigen. Andererseits wird, wenn die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 30 eine ideale Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie ist, welche auf der Grundlage des Motorausgangsmerkmals usw. erzeugt (berechnet) ist, bevorzugt, dass die Reibungskraft als der Abstand berücksichtigt wird.
Tabelle 2 und 5 kennzeichnen ein drittes Beispiel für das Einstellen des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters. Im dritten Beispiel wird anstatt des Bezeichnens der Koordinaten der aufgebrachten Punkte auf dem Graph 40, wobei die horizontale und die vertikale Achse die Drehzahl beziehungsweise die Beschleunigung darstellen, eine mathematische Formel, welche eine befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie, die erzeugt werden soll, darstellt, als der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter bezeichnet, wie in Tabelle 2 gezeigt. Im Beispiel von Tabelle 2 ist eine befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 42 in zwei Segmente 42a und 42b auf Grundlage des Drehzahlwertes (V) geteilt und es werden in jedem Segment eine Flanke und ein Schnittpunkt bestimmt, wodurch die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 42, wie in 5 gezeigt, erzeugt und angezeigt werden kann. Tabelle 2

Abschnitt Schnittpunkt Flanke

0 rpm ≤ V ≤ 1500 rpm 80% 0%/rpm

1500 rpm < V ≤ 6000 rpm 100% –0,013%/rpm
Tabelle 3 und 6 bezeichnen ein viertes Beispiel für das Einstellen des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters. Im ersten Einstellbeispiel, wie gekennzeichnet durch Tabelle 1 und 3, wird die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auf der Grundlage der Information (des Informationswertes) erzeugt und angezeigt, welche durch den Parametereinstellteil 20 eingestellt ist. Jedoch im vierten Einstellbeispiel werden auf einem Graph 44, wobei die horizontale und die vertikale Achse die Drehzahl und die Beschleunigung darstellen, die aufgebrachten Punkte und/oder eine Linie oder Kurve durch die aufgebrachten Punkte mittels einer externen Eingabevorrichtung 46 (schematisch gezeigt in 1) wie ein interaktives Bedienfeld, eine Maus oder eine Tastatur usw. bewegt, wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter verändert werden kann.
Tabelle 3
Zum Beispiel, wie in 6 gezeigt, wird, wenn zwei Punkte P0 und P1 auf der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 28 zu entsprechend P0' und P1' mittels externer Eingabevorrichtungen 46 bewegt werden, wie oben beschrieben, die Information des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters automatisch aktualisiert, wie in Tabelle 3 gezeigt. Dementsprechend, wie in 6, gezeigt, wird die aktualisierte befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie 48 angezeigt. Dergestalt kann, auch wenn die Bedienperson keine konkreten Werte eingibt, die optimale Parameteranpassung visuell ausgeführt werden.

Wenn die Maschine 12, an welcher die Unterstützungsvorrichtung 10 der Erfindung angewendet wird, eine Werkzeugmaschine zum Ausführen eines Gewindeschneidvorgangs ist, wobei eine Gewindebohrung durch Beschleunigen/Verzögern einer Spindel ausgebildet wird, ist die Schneidebelastung, welche an der Spindel (oder der Antriebswelle) anliegt, unterschiedlich zwischen Gewindeschneiden oder Bohren und Zurückziehen nach dem Gewindeschneiden. Des Weiteren kann das Beschleunigungs-/Verzögerungs-Merkmal unterschiedlich zwischen Beschleunigen und Verzögern sein. Daher sollten die unterschiedlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter in Bezug auf Beschleunigen der Antriebswelle beziehungsweise Verzögern der Antriebswelle eingestellt sein oder der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter kann in Bezug darauf, wenn die Antriebswelle in die unterschiedlichen Richtungen bewegt wird, in Bezug auf jede Bedingung eingestellt sein und es kann ein Graph in Hinsicht auf jede Bedingung dargestellt werden, wie in einem fünften Einstellbeispiel gezeigt, gekennzeichnet durch Tabelle 4, 7a und 7b. Tabelle 4

	Geschwindigkeit	+ Richtung		– Richtung
	Geschwindigkeit	Verzögerung	Beschleunigung	Verzögerung	Beschleunigung
P0	0 rpm	89%	90%	87%	88%
P1	1500 rpm	89%	90%	87%	88%
P2	2000 rpm	71%	72%	69%	70%
P3	3000 rpm	42%	43%	40%	41%
P4	6000 rpm	22%	23%	20%	21%

Konkret kann, wie in Tabelle 4 gezeigt, in Bezug auf jeden der fünf ausgezeichneten Punkte P0 bis P4, welche den vorbestimmten Drehzahlwerten entsprechen, die Beschleunigung der Antriebsachse in Bezug auf vier Bedingungen eingestellt werden, d. h., wenn die Bewegungsrichtung der Antriebsachse unterschiedlich ist (beim Gewindeschneiden (+ Richtung) und beim Zurückziehen (– Richtung)), und weiter, wenn die Antriebsachse in jeder Bewegungsrichtung verzögert oder beschleunigt wird.
In diesem Fall, wie durch einen Graph 50, in 7a dargestellt, angezeigt ist, werden die tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien 52a und 52b in Bezug auf den verzögerten Zustand beziehungsweise den beschleunigten Zustand beim Gewindeschneiden (oder wenn die Antriebsachse in die + Richtung bewegt wird) dargestellt. Gleichzeitig werden sich abhebend die befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien 54a und 54b, welche den tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien 52a und 52b entsprechen, dargestellt. In ähnlicher Weise, wie durch den Graph 56, wie in 7b gezeigt, angezeigt, werden die tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien 58a und 58b in Bezug auf den verzögerten Zustand beziehungsweise den beschleunigten Zustand beim Zurückziehen (oder wenn die Antriebsachse in die – Richtung bewegt wird) dargestellt und gleichzeitig werden sich voneinander abhebend die befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien 60a und 60b, welche den tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinien 58a und 58b entsprechen, dargestellt. Außerdem werden die unterschiedlichen Beschleunigungswerte in Bezug auf die Drehzahlwerte in jeder Bedingung in Tabelle 4 eingestellt, wohingegen der Drehzahlwert in jeder Bedingung verändert werden kann.
Ähnlich zu 3 sind in 4 bis 7b Einheiten der Drehzahl (die horizontale Achse) und der Beschleunigung (die vertikale Achse) jeweils entsprechend durch ”rpm” beziehungsweise ”%” dargestellt (wobei ”100%” die maximale Beschleunigung bedeutet, welche im Vorhinein auf Grund anderer einschränkender Bedingungen eingestellt ist). Jedoch können andere Einheiten als horizontale und vertikale Achsen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein allgemeines Beschleunigungsmaß wie ”m/s²” als die Einheit der Beschleunigung eingesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie der Antriebsachse sich voneinander abhebend dargestellt. Daher kann, auch wenn die Bedienperson kein ausreichendes Wissen und keine ausreichende Fertigkeit besitzt, die Bedienperson den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter zum Bestimmen der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie mit weniger Aufwand und wenig Zeiterfordernis leicht einstellen. Des Weiteren kann der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter, welcher durch die Bedienperson angepasst worden ist, automatisch an die numerische Steuerung übertragen werden, wobei die Beschleunigung/Verzögerung der Antriebsachse wirkungsvoll auf Grundlage des angepassten Parameters gesteuert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-132349 A [0003, 0005, 0005]

Claims

Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung (10) zur Unterstützung einer Einstellung eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters, welche mit einer numerischen Steuerung (16) eingesetzt wird, die einen Bewegungsbefehl für eine Antriebsachse (14) unter Verwendung einer befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie, welche zuvor durch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter angeben wurde, erzeugt, wobei die Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung umfasst: einen die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie erhaltenden Teil (20), welcher eine tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf eine Drehzahl und eine Beschleunigung der Antriebsachse von der numerischen Steuerung oder einer externen Speichervorrichtung (18) erhält; einen Parametereinstellteil (22), welcher den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter auf der Grundlage einer externen Eingabe einstellt oder verändert; einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil (24), welcher die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse auf der Grundlage des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameters, welcher durch den Parametereinstellteil eingestellt oder aktualisiert ist, erzeugt und die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie sich voneinander abhebend darstellt; und einen Einstellungsinformationsausgabeteil (26), welcher den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter, der durch den Parametereinstellteil eingestellt oder aktualisiert ist, an die numerische Steuerung ausgibt.
Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parametereinstellteil (22) wenigstens zwei bezeichnete Koordinaten auf einem Graph in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse als den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter einstellt oder aktualisiert; und wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil (24) die wenigstens zwei bezeichneten Koordinaten auf dem Graph darstellt und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie als eine Linie durch die wenigstens zwei dargestellten Koordinaten anzeigt.
Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Parametereinstellteil (22) eine Beschleunigung in Bezug auf eine vorbestimmte Drehzahl als den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter einstellt oder aktualisiert; und wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil (24) wenigstens zwei eingestellte oder aktualisierte Koordinaten der Beschleunigung in Bezug auf die vorbestimmte Drehzahl auf einem Graph in Bezug auf die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebsachse aufträgt und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie als eine Linie durch die wenigstens zwei aufgetragenen Koordinaten darstellt.
Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil (24) konfiguriert ist, um eine zweite tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie darzustellen, in welcher ein vorbestimmter Abstand zur tatsächlichen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie hinzugefügt ist.
Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parametereinstellteil (22) eine mathematische Formel einstellt oder sie aktualisiert, welche die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie als den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter darstellt; und wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil (24) die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie auf der Grundlage der mathematischen Formel erzeugt und darstellt.
Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Parametereinstellteil (22) automatisch den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter auf der Grundlage einer Position eines dargestellten Punktes der befohlenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie oder einer Position eines Liniensegments durch die dargestellten Punkte aktualisiert, wobei die Position des dargestellten Punktes oder die Position des Liniensegments durch Verwenden eines externen Eingabegeräts (46) verändert wird, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein interaktives Bedienfeld, eine Maus und eine Tastatur umfasst.
Parametereinstellungsunterstützungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Parametereinstellteil (22) konfiguriert ist, um unterschiedliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Parameter in Bezug auf die Antriebsachse einzustellen, wenn diese beschleunigt wird beziehungsweise wenn sie verzögert wird, oder in Bezug auf die Antriebsachse, welche sich in unterschiedliche Richtungen bewegt; und wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennliniendarstellungsteil (24) die tatsächliche Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie und die befohlene Beschleunigungs-/Verzögerungs-Kennlinie in Bezug auf die Antriebsachse, wenn sie beschleunigt beziehungsweise wenn sie verzögert wird, oder in Bezug auf die Antriebsachse, welche sich in unterschiedliche Richtungen bewegt, sich voneinander abhebend darstellt.