DE102016008995A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und Vorschubachse zu Steuern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und Vorschubachse zu Steuern Download PDF

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Abstract

Eine Steuereinheit zum Steuern eines synchronisierten Betriebs von Spindel- und Vorschubachsen. Ein Spindelachsensteuerabschnitt beinhaltet einen Ausgangsbewegungssteuerabschnitt zum Veranlassen einer Spindelachse, eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von einer Prozessausgangsposition durchzuführen; einen Abschnitt zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung der Spindelachse; einen Abschnitt zum Erkennen einer Drehresthöhe zum Erkennen einer Drehresthöhe der Spindelachse; einen Abschnitt zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit der Spindelachse; einen Positionierungsbewegungssteuerabschnitt, um die Spindelachse zu veranlassen, eine entschleunigte Drehung durchzuführen, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung; und einen Überschreitungserkennungsabschnitt zum Erkennen einer Überschreitung der Spindelachse während der entschleunigten Drehung.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse zu steuern. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse zu steuern.
  • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Bei einer Werkzeugmaschine, die in der Lage ist, einen Gewindebohrprozess durch einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse (oder einer Hauptachse) und einer Vorschubachse durchzuführen, wurden diverse Arten von Konfigurationen zum Verbessern der Bearbeitungsgenauigkeit und zum Verringern der Zykluszeit vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart das japanische Patent Nr. 2629729 ( JP 2629729 B ) ein Gewindebildungsgerät, das einen Gewindebohrprozess durch Betreiben einer Vorschubachse durchführt, so dass diese der Drehung einer Spindelachse folgt, wobei ein Vorschubbefehlswert für die Vorschubachse auf Basis der Drehgeschwindigkeit und Drehbeschleunigung der Spindelachse und einer Gewindeteilung berechnet wird, und wobei der Vorschubbefehlswert gemäß der tatsächlichen Drehposition der Spindelachse korrigiert wird, um die Gewindebohrgenauigkeit zu verbessern. Das japanische Patent Nr. 3553741 ( JP 3553741 B1 ) hingegen offenbart ein Verfahren zum Steuern der Beschleunigung und Entschleunigung eines Spindelmotors, das von einer numerischen Steuereinheit durchgeführt wird, die eine Synchronisationssteuerung einer Spindelachse und einer Vorschubachse für einen Gewindebohrprozess durchführt, wobei die numerische Steuereinheit einen Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehl gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse erzeugt und die Spindelachse auf Basis des Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehls steuert, um die Reaktion auf die Spindelachse zu verbessern, so dass die Zykluszeit verringert wird.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Bei einer Werkzeugmaschine, die in der Lage ist, einen Gewindebohrprozess durch einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse durchzuführen, wird die Zykluszeit im Allgemeinen je nach Beschleunigungskapazität der Spindelachse bestimmt. Es ist wünschenswert, die Zykluszeit durch Steuern der Spindelachse so zu verringern, dass die Beschleunigungskapazität davon mit einer einfachen Konfiguration maximiert wird, ohne dass eine Vorarbeit durchgeführt wird, die großes Fachwissen erfordert, z. B. Parametereinstellung oder -anpassung usw., die für eine numerische Steuereinheit erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Ausgabecharakteristika der Spindelachse zu erzeugen.
  • Ein Aspekt der Erfindung stellt eine Steuereinheit einer Werkzeugmaschine bereit, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse steuert, wobei die Steuereinheit einen numerischen Steuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er einen Spindelachsenbefehl und einen Vorschubachsenbefehl auf Basis eines Gewindebohrprogramms erzeugt; einen Spindelachsensteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehbewegung der Spindelachse gemäß dem Spindelachsenbefehl steuert; einen Dreherkennungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehposition der Spindelachse erkennt; und einen Vorschubachsensteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Vorschubbewegung der Vorschubachse gemäß dem Vorschubachsenbefehl auf Basis der Drehposition der Spindelachse steuert, umfasst. Der numerische Steuerabschnitt umfasst einen Spindelachsenbefehlausgabeabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er vom Gewindebohrprogramm eine Drehgesamthöhe und eine maximale Drehgeschwindigkeit der Spindelachse während eines Zeitraums erhält, wenn die Spindelachse von einer Prozessausgangsposition in eine Zielgewindetiefe arbeitet, und dass er die Drehgesamthöhe und die maximale Drehgeschwindigkeit als Spindelachsenbefehl an den Spindelachsensteuerabschnitt sendet. Der Spindelachsensteuerabschnitt umfasst einen Ausgangsbewegungssteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er die Spindelachse veranlasst, eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von der Prozessausgangsposition durch eine Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, wobei die maximale Drehgeschwindigkeit als Zielwert festgelegt ist; einen Abschnitt zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung der Spindelachse, der so konfiguriert ist, dass er eine maximale Beschleunigung während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis der Drehposition erkennt; einen Abschnitt zum Erkennen einer Drehresthöhe, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehresthöhe der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Zielgewindetiefe arbeitet, auf Basis der Drehgesamthöhe und der Drehposition der Spindelachse erkennt; einen Abschnitt zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit, der so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Geschwindigkeit der Spindelachse auf Basis der Drehposition der Spindelachse erkennt; einen Positionierungsbewegungssteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Positionssteuerung ausführt, so dass die Spindelachse eine entschleunigte Drehung durchführt, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis der maximalen Beschleunigung, der Drehresthöhe und der aktuellen Geschwindigkeit durchzuführen; und eine Überschreitungserkennungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Zielgewindetiefe während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe erkennt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt eine Steuereinheit einer Werkzeugmaschine bereit, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse steuert, wobei die Steuereinheit einen numerischen Steuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er einen Spindelachsenbefehl und einen Vorschubachsenbefehl auf Basis eines Gewindebohrprogramms erzeugt; einen Spindelachsensteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehbewegung der Spindelachse gemäß dem Spindelachsenbefehl steuert; einen Dreherkennungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehposition der Spindelachse erkennt; und einen Vorschubachsensteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Vorschubbewegung der Vorschubachse gemäß dem Vorschubachsenbefehl auf Basis der Drehposition steuert, umfasst. Der numerische Steuerabschnitt umfasst einen Spindelachsenbefehlausgabeabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er vom Gewindebohrprogramm eine Rückdrehgesamthöhe und eine maximale Rückdrehgeschwindigkeit der Spindelachse während eines Zeitraums erhält, wenn die Spindelachse von einer Zielgewindetiefe zu einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, und dass er die Rückdrehgesamthöhe und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit als Spindelachsenbefehl an den Spindelachsensteuerabschnitt sendet. Der Spindelachsensteuerabschnitt umfasst einen Ausgangsbewegungssteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er die Spindelachse veranlasst, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe oder einer Ausgangsrückkehrposition, in der die Spindelachse um eine vorab festgelegte Drehzahl von der Zielgewindetiefe zurückgekehrt ist, durch eine Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit als Zielwert festgelegt ist; einen Abschnitt zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung, der so konfiguriert ist, dass er eine maximale Beschleunigung einer Umkehrdrehung der Spindelachse während eines Zeitraums erkennt, wenn die Spindelachse die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchführt; einen Abschnitt zum Erkennen einer Drehresthöhe, der so konfiguriert ist, dass er eine Rückdrehresthöhe der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe und der Drehposition erkennt; einen Abschnitt zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit, der so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Geschwindigkeit einer Umkehrdrehung der Spindelachse auf Basis der Drehposition erkennt; einen Positionsbewegungssteuerabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Positionssteuerung ausführt, um die Spindelachse zu veranlassen, eine entschleunigte Umkehrdrehung durchzuführen und in der Fertigrückstellungsposition zu stoppen, nach der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität, auf Basis der maximalen Beschleunigung einer Umkehrdrehung, der Rückdrehresthöhe und der aktuellen Geschwindigkeit einer Umkehrdrehung; und einen Überschreitungserkennungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition während der entschleunigten Umkehrdrehung auf das Der Rückdrehresthöhe erkennt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine bereit, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse steuert, wobei das Verfahren die von einer Steuereinheit durchgeführten Schritte des Erhaltens einer Drehgesamthöhe und einer maximalen Drehgeschwindigkeit der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Prozessausgangsposition in eine Zielgewindetiefe arbeitet, von einem Gewindebohrprogramm; des Veranlassens der Spindelachse, eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von der Prozessausgangsposition hin zur Zielgewindetiefe durchzuführen, wobei die maximale Drehgeschwindigkeit als Zielwert festgelegt ist; des Erkennens einer maximalen Beschleunigung während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis eines Drehpositionsfeedbacks der Spindelachse; des Erkennens einer Drehresthöhe der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Zielgewindetiefe arbeitet, auf Basis der Drehgesamthöhe und des Drehpositionsfeedbacks; des Erkennens einer aktuellen Geschwindigkeit der Spindelachse auf Basis des Drehpositionsfeedbacks; des Ausführens einer Positionssteuerung, um die Spindelachse zu veranlassen, eine entschleunigte Drehung durchzuführen, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung bei maximaler Geschwindigkeit, auf Basis der Drehresthöhe und der aktuellen Geschwindigkeit; und des Erkennens einer Überschreitung der Zielgewindetiefe während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe umfasst.
  • Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine bereit, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse steuert, wobei das Verfahren die von einer Steuereinheit durchgeführten Schritte des Erhaltens einer Rückdrehgesamthöhe und einer maximalen Rückdrehgeschwindigkeit der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Zielgewindetiefe zu einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, von einem Gewindebohrprogramm; des Veranlassens der Spindelachse, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe oder von einer Ausgangsrückkehrposition, in der die Spindelachse um eine vorab festgelegte Drehzahl von der Zielgewindetiefe rückgekehrt ist, durch eine Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit als Zielwert festgelegt ist; des Erkennens oder Erhaltens einer maximalen Beschleunigung einer Umkehrdrehung der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchgeführt; des Erkennens einer Rückdrehresthöhe der Spindelachse während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe und des Drehpositionsfeedbacks der Spindelachse; des Erkennens einer aktuellen Geschwindigkeit einer Umkehrdrehung der Spindelachse auf Basis des Drehpositionsfeedbacks; des Ausführens einer Positionssteuerung, um die Spindelachse zu veranlassen, eine entschleunigte Umkehrdrehung durchzuführen und in der Fertigrückstellungsposition zu stoppen, nach der beschleunigten Umkehrdrehung, auf Basis der maximalen Beschleunigung einer Umkehrdrehung, der Rückdrehresthöhe und der aktuellen Geschwindigkeit einer Umkehrdrehung; und des Erkennens einer Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe umfasst.
  • Die Steuereinheit gemäß einem Aspekt weist eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse veranlasst wird, eine Schneidbewegung von der Prozessausgangsposition in die Zielgewindetiefe durchzuführen, der numerische Steuerabschnitt nur die Drehgesamthöhe und die maximale Drehgeschwindigkeit der Spindelachse als Spindelachsenbefehl an den Spindelachsensteuerabschnitt anweist; und der Spindelachsensteuerabschnitt die Schneidbewegung gemäß dem Spindelachsenbefehl durch Beschleunigen der Spindelachse bei maximaler Leistung unter Verwendung eines maximal zulässigen Stroms unter Abzielen auf die maximale Drehgeschwindigkeit durchführt und auf Basis der maximalen Beschleunigung während des Beschleunigungsschritts und der Drehresthöhe und aktuellen Geschwindigkeit der Spindelachse die Schneidbewegung kontinuierlich bis zur Zielgewindetiefe in der kürzesten Zeit während eines Entschleunigens der Spindelachse bei maximaler Entschleunigung durchführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Zielgewindetiefe erreicht. Demgemäß ist es nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. vorzunehmen, die für den numerischen Steuerabschnitt erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse zu erzeugen, und ist es möglich, die Zykluszeit eines Gewindebohrprozesses mit einer einfachen Konfiguration durch Durchführen einer Beschleunigungs- und Entschleunigungssteuerung zu verringern, um die Beschleunigungskapazität der Spindelachse zu maximieren. Des Weiteren weist die Steuereinheit eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse die Zielgewindetiefe erreicht, der Überschreitungserkennungsabschnitt des Spindelachsensteuerabschnitts die Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Zielgewindetiefe auf Basis der Drehresthöhe erkennt. Demgemäß ist es möglich, schnell zu beurteilen, ob die Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Zielgewindetiefe anomal ist, und schnell dringende Gegenmaßnahmen wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse durchzuführen, wenn die anomale Überschreitung auftritt, so dass es möglich ist, eine für den Gewindebohrprozess erforderliche Dimensionsgenauigkeit zu gewährleisten.
  • Die Steuereinheit gemäß dem anderen Aspekt weist eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse veranlasst wird, eine Rückbewegung von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition durchzuführen, der numerische Steuerabschnitt nur die Rückdrehgesamthöhe und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit der Spindelachse als Spindelachsenbefehl an den Spindelachsensteuerabschnitt anweist; und der Spindelachsensteuerabschnitt die Rückbewegung gemäß dem Spindelachsenbefehl durch Beschleunigen der Spindelachse bei maximaler Leistung unter Verwendung eines maximal zulässigen Stroms unter Abzielen auf die maximale Rückdrehgeschwindigkeit durchführt und auf Basis der maximalen Beschleunigung während des Beschleunigungsschritts und der Rückdrehresthöhe und aktuellen Geschwindigkeit der Spindelachse die Rückbewegung kontinuierlich bis zur Fertigrückstellungsposition in der kürzesten Zeit während eines Entschleunigens der Spindelachse bei maximaler Entschleunigung durchführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse in der Fertigrückstellungsposition stoppt. Demgemäß ist es nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. vorzunehmen, die für den numerischen Steuerabschnitt erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse zu erzeugen, und ist es möglich, die Zykluszeit eines Gewindebohrprozesses mit einer einfachen Konfiguration durch Durchführen einer Beschleunigungs- und Entschleunigungssteuerung zu verringern, um die Beschleunigungskapazität der Spindelachse zu maximieren. Des Weiteren weist die Steuereinheit eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse die Fertigrückstellungsposition erreicht, der Überschreitungserkennungsabschnitt des Spindelachsensteuerabschnitts die Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition auf Basis der Drehresthöhe erkennt. Demgemäß ist es möglich, schnell zu beurteilen, ob die Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition anomal ist, und schnell dringende Gegenmaßnahmen wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse durchzuführen, wenn die anomale Überschreitung auftritt, so dass es möglich ist, z. B. zu verhindern, dass eine Interferenz unerwarteterweise zwischen einer mechanischen Komponente, die eine Umkehrschubbewegung durch die Vorschubachse durchführt, und einem nahegelegenen Objekt auftritt.
  • Beim Steuerverfahren gemäß dem weiteren Aspekt können Wirkungen erhalten werden, die jenen entsprechen, die mit der oben beschriebenen Steuereinheit erzielt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser hervor, in denen:
  • 1 ein Funktionsblockschaubild ist, das eine Konfiguration einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschinensteuereinheit zeigt;
  • 2 ein Ablaufplan ist, der ein Schneidbewegungssteuerverfahren für einen Gewindebohrprozess zeigt, das eine Ausführungsform eines Werkzeugmaschinensteuerverfahrens ist;
  • 3 ein Schaubild ist, das ein Beispiel für die Bewegung einer Spindelachse bei der Ausführungsform von 2 zeigt;
  • 4 ein Schaubild ist, das ein weiteres Beispiel für die Bewegung der Spindelachse bei der Ausführungsform von 2 zeigt;
  • 5A ein Ablaufplan ist, der ein Beispiel für einen Überschreitungsüberwachungsablauf nach dem Schneidbewegungssteuerablauf von 2 zeigt;
  • 5B ein Ablaufplan ist, der ein weiteres Beispiel für einen Überschreitungsüberwachungsablauf nach dem Schneidbewegungssteuerablauf von 2 zeigt;
  • 6 ein Ablaufplan ist, der ein Rückbewegungssteuerverfahren für einen Gewindebohrprozess zeigt, das eine Ausführungsform eines Werkzeugmaschinensteuerverfahrens ist;
  • 7A ein Ablaufplan ist, der ein Beispiel für einen Überschreitungsüberwachungsablauf nach dem Rückbewegungssteuerablauf von 6 zeigt;
  • 7B ein Ablaufplan ist, der ein weiteres Beispiel für einen Überschreitungsüberwachungsablauf nach dem Rückbewegungssteuerablauf von 6 zeigt;
  • 8 ein Ablaufplan ist, der ein Schneid- und Rückbewegungssteuerverfahren für einen Gewindebohrprozess zeigt, das eine weitere Ausführungsform eines Werkzeugmaschinensteuerverfahrens ist;
  • 9 ein Schaubild ist, das ein Beispiel für die Bewegung der Spindelachse bei der Ausführungsform von 8 zeigt;
  • 10 ein Schaubild ist, das ein weiteres Beispiel für die Bewegung der Spindelachse bei der Ausführungsform von 8 zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den gesamten Zeichnungen sind entsprechende Komponenten durch gemeinsame Bezugszeichen ausgewiesen.
  • 1 ist ein Funktionsschaubild, das eine Konfiguration einer Vorrichtung 10 zum Steuern (d. h. eine Steuereinheit 10 einer) Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform zeigt. Die Steuereinheit 10 weist eine Konfiguration zum Steuern eines synchronisierten Betriebs (eine sogenannte Master-Slave-Synchronisation) einer Spindelachse 12 und einer Vorschubachse 14 in einer Werkzeugmaschine (z. B. einer Drehbank, einer Bohrmaschine, einem maschinellen Bearbeitungszentrum usw.) auf, die in der Lage ist, einen Gewindebohrprozess durch den synchronisierten Betrieb durchzuführen, wobei die Vorschubachse 14 so arbeitet, dass sie der Drehbewegung der Spindelachse 12 unter Berücksichtigung der Gewindesteigung folgt, die von einem Gewindebohrprogramm P ausgewiesen wird. Auch wenn dies nicht veranschaulicht ist, ist die Spindelachse 12 eine Steuerachse, die für eine Antriebseinheit bereitgestellt ist, z. B. einen Spindelmotor, die eine Halteeinheit zum Halten eines Werkstücks oder eines Werkzeugs in einer zur Bearbeitung erforderlichen Geschwindigkeit dreht. Auch wenn dies nicht veranschaulicht ist, ist die Vorschubachse 14 eine Steuerachse, die für eine Antriebseinheit bereitgestellt ist, z. B. einen Servomotor, die eine Trägereinheit zum Tragen eines Werkstücks oder ein Werkzeug in einer für die Bearbeitung erforderlichen Geschwindigkeit speist. Bei einer Drehbank beispielsweise kann das Werkzeug in Bezug auf das Werkstück, das von der Spindelachse 12 gedreht wird, durch die Vorschubachse 14 linear zugeführt werden, oder alternativ kann das von der Spindelachse 12 gedrehte Werkstück durch die Vorschubachse 14 in Bezug auf das Werkzeug linear zugeführt werden. Bei einer Bohrmaschine hingegen kann das von der Spindelachse 12 gedrehte Werkzeug durch die Vorschubachse 14 in Bezug auf das Werkstück linear zugeführt werden, oder alternativ kann das Werkstück durch die Vorschubachse 14 in Bezug auf das von der Spindelachse 12 gedrehte Werkzeug linear zugeführt werden. Jedenfalls wird die Vorschubachse 14, die während des Betriebs einen relativ großen Beschleunigungs-/Entschleunigungsdrehmomentspielraum hat, so betrieben, dass sie der Spindelachse 12 folgt, die während des Betriebs einen relativ geringen Beschleunigungs-/Entschleunigungsdrehmomentspielraum hat, wodurch möglich wird, Synchronisationsfehler zu verringern und die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern. Es sei angemerkt, dass die Konfiguration der Werkzeugmaschine bei der vorliegenden Erfindung keinen besonderen Beschränkungen unterliegt.
  • Die Steuereinheit 10 beinhaltet einen numerischen Steuerabschnitt 16, der so konfiguriert ist, dass er einen Spindelachsenbefehl CS und einen Vorschubachsenbefehl CF auf Basis eines Gewindebohrprogramms P erzeugt; einen Spindelachsensteuerabschnitt 18, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehbewegung der Spindelachse 12 gemäß dem Spindelachsenbefehl CS steuert; einen Dreherkennungsabschnitt 20, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehposition der Spindelachse 12 erkennt; und einen Vorschubachsensteuerabschnitt 22, der so konfiguriert ist, dass er eine Vorschubbewegung der Vorschubachse 14 gemäß dem Vorschubachsenbefehl CF auf Basis der vom Dreherkennungsabschnitt 20 erkannten Drehposition steuert. Der numerische Steuerabschnitt 16 beinhaltet einen Programminterpretationsabschnitt 24, der so konfiguriert ist, dass er das Gewindebohrprogramm P interpretiert; einen Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt 26, der so konfiguriert ist, dass er den Spindelachsenbefehl CS gemäß der Interpretation des Programminterpretationsabschnitts 24 erzeugt und den Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 sendet; und einen Vorschubachsenbefehlsausgabeabschnitt 28, der so konfiguriert ist, dass er einen Vorschubachsenbefehl CF gemäß der Interpretation des Programminterpretationsabschnitts 24 erzeugt und den Vorschubachsenbefehl CF an den Vorschubachsensteuerabschnitt 22 sendet. Der numerische Steuerabschnitt 16 kann eine Hardwarekonfiguration einer herkömmlichen CNC-Einheit beinhalten.
  • Vor Beginn eines Gewindebohrprozesses erhält der Spindelachsenbefehlausgabeabschnitt 26 aus einem Befehlswert, der im Gewindebohrprogramm P bereitgestellt wird, der vom Programminterpretationsabschnitt 24 interpretiert wird, eine Drehgesamthöhe S0 und eine maximale Drehgeschwindigkeit V0 der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Prozessausgangsposition (einer Drehposition) in eine Zielgewindetiefe (einer Drehposition) arbeitet, und sendet die Drehgesamthöhe S0 und die maximale Drehgeschwindigkeit V0 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18. Beispielsweise wenn das Gewindebohrprogramm P Anweisungen zum Bearbeiten eines Innengewindes mit einer Gewindesteigung von 1,25 mm und einer Gewindetiefe von 30 mm mit der maximalen Drehgeschwindigkeit (bei diesem Beispiel maximale Umdrehungen pro Minute) V0 der Spindelachse 12 beinhaltet, die auf 3000 U/min festgelegt ist, wird die Drehgesamthöhe S0 der Spindelachse 12 von der Prozessausgangsposition in die Zielgewindetiefe mit 30 ÷ 1,25 = 24 (U) berechnet. Demgemäß gibt der Spindelachsenbefehlausgabeabschnitt 26 dem Spindelachsensteuerabschnitt 18 V0 = 3000 (U/min) und S0 = 24 (U) bekannt. Auf diese Weise beinhaltet der Spindelachsenbefehl CS keinen Positionsbefehl und/oder Beschleunigungs-/Entschleunigungsbefehl, der die Spindelachse 12 veranlasst, eine Drehbewegung bis zur Zielgewindetiefe durchzuführen.
  • Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 steuert die Drehbewegung der Spindelachse 12 durch eine herkömmliche Feedbacksteuerung unter Verwendung einer Drehposition FBS (d. h. eines Feedbackwerts) der Spindelachse 12), die vom Dreherkennungsabschnitt 20 erkannt wird. Der Spindelachsensteuerabschnitt 22 steuert die Vorschubbewegung der Vorschubachse 14, die der Bewegung der Spindelachse 12 folgt, durch eine Feedbacksteuerung unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 zusätzlich zum Feedbackwert der Vorschubposition der Vorschubachse 14. Der Dreherkennungsabschnitt 20 kann die Drehposition FBS von der Ausgabe einer Positionserkennungseinheit (nicht gezeigt) wie z. B. eines Codierers oder dergleichen erhalten, um die Betriebsposition der Antriebseinheit der Spindelachse 12 zu erkennen.
  • Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 beinhaltet einen Ausgangsbewegungssteuerabschnitt 30, der so konfiguriert ist, dass er die Spindelachse 12 veranlasst, eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von der Prozessausgangsposition durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Drehgeschwindigkeit V0, die vom Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt 26 gesendet wird, als Zielwert festgelegt ist; einen Abschnitt 32 zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung, der so konfiguriert ist, dass er eine maximale Beschleunigung A0 (Einheit kann z. B. als U/min2 dargestellt sein) der Spindelachse 12 während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis der Drehposition FBS erkennt; einen Abschnitt 34 zum Erkennen einer Drehresthöhe, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehresthöhe der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position (einer Drehposition) zur Zielgewindetiefe arbeitet, auf Basis der Drehgesamthöhe S0, die vom Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt 26 gesendet wird, und der Drehposition FBS erkennt; einen Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit, der so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 auf Basis der Drehposition FBS erkennt; einen Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38, der so konfiguriert ist, dass er eine Positionssteuerung ausführt, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine entschleunigte Drehung durchzuführen, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität, auf Basis der maximalen Beschleunigung A0, der Drehresthöhe Sr und der aktuellen Geschwindigkeit Vc; und einen Überschreitungserkennungsabschnitt 40, der so konfiguriert ist, dass er eine Überschreitung (eine Drehhöhe) Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe Sr erkennt. Der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38 kann so konfiguriert sein, dass er die Spindelachse 12 veranlasst, in der Zielgewindetiefe zu stoppen. Der Positionsbewegungssteuerabschnitt 38 kann alternativ so konfiguriert sein, dass er die Spindelachse 12 nicht veranlasst, in der Zielgewindetiefe zu stoppen.
  • Die Steuereinheit 10 ist in der Lage, in einem Gewindebohrprozess unter Verwendung einer Werkzeugmaschine eine Bewegung der Spindelachse 12 zum Schneiden einer Pilotbohrung eines Werkstücks mit einem Werkzeug bis zu einer Zielgewindetiefe (bei dieser Anmeldung als Schneidbewegung bezeichnet) zu steuern. Die Steuereinheit 10 ist außerdem in der Lage, in einem Gewindebohrprozess unter Verwendung einer Werkzeugmaschine eine Bewegung der Spindelachse 12 zum Herausziehen eines Werkzeugs aus einem Werkstück nach Schneiden einer Pilotbohrung des Werkstücks bis zu einer Zielgewindetiefe (bei dieser Anmeldung als Rückbewegung bezeichnet) zu steuern.
  • 2 zeigt ein Schneidbewegungssteuerverfahren, das so ausgelegt ist, dass es für die Spindelachse 12 in einem Gewindebohrprozess durchgeführt wird, als eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer Werkzeugmaschine, das von der Steuereinheit 10 durchgeführt wird. Die Konfiguration der Steuereinheit 10 wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Beispiel für einen Schneidbewegungssteuerablaufplan ausführlicher beschrieben, der in 2 und in 1 veranschaulicht ist. Zunächst weist der numerische Steuerabschnitt 16 (Spindelachsenbefehlausgabeabschnitt 26) in Schritt S1 die Drehgesamthöhe S0 und die maximale Drehgeschwindigkeit V0 der Spindelachse 12 an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 an. In Schritt S2 veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Ausgangsbewegungssteuerabschnitt 30, der Abschnitt 32 zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung und der Abschnitt 34 zum Erkennen einer Drehresthöhe) die Spindelachse 12, die beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität unter Verwendung des maximal zulässigen Stroms der Antriebsquelle durchzuführen, um die Schneidbewegung von der Prozessausgangsposition mit der maximalen Drehgeschwindigkeit V0, die als Zielgeschwindigkeit festgelegt ist, durchzuführen, erkennt die maximale Beschleunigung A0 während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität und erkennt sequentiell die Drehresthöhe Sr anhand der aktuellen Position. Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 gibt dem numerischen Steuerabschnitt 16 die erkannte Drehresthöhe Sr jedes Mal bekannt, wenn sie erkannt wird.
  • Danach erkennt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit) in Schritt S3 sequentiell die aktuelle Geschwindigkeit Vc während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität und beurteilt, ob die aktuelle Geschwindigkeit Vc die maximale Drehgeschwindigkeit V0 nicht erreicht hat, und zwar jedes Mal, wenn diese erkannt wird. Wenn die Vc die V0 noch nicht erreicht hat, beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt S4, ob die Drehresthöhe Sr einer Hälfte der Drehgesamthöhe S0 entspricht oder geringer als diese ist. Wenn Sr der Hälfte von S0 entspricht oder geringer als eine Hälfte von S0 ist, veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12 in Schritt S5, die entschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität unter Verwendung des maximal zulässigen Stroms der Antriebsquelle durchzuführen, um die Schneidbewegung kontinuierlich durchzuführen. Wenn Sr nicht der Hälfte von S0 entspricht oder nicht geringer als diese ist, kehrt der Steuerablauf zu Schritt S3 zurück.
  • Es wird nun auf 3 Bezug genommen, wobei ein Beispiel der Schneidbewegung der Spindelachse 12, wenn die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht, bevor die aktuelle Geschwindigkeit Vc die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in den jeweiligen Schritten S3 und S4 JA lautet), anhand einer Geschwindigkeit-Zeit-Kurve gezeigt ist (der Kurve über einer Zeitachse). In 3 wird eine Drehgeschwindigkeit Vb (z. B. die Grundgeschwindigkeit des Spindelmotors) vorab für die Spindelachse 12 ermittelt, so dass eine Beschleunigung mit einem konstanten Drehmoment (d. h. einer konstanten Beschleunigung) vom Beginn des Betriebs zur Geschwindigkeit Vb durchgeführt werden kann und als einer der Steuerparameter in einem Speicher (nicht gezeigt) der Steuereinheit 10 gespeichert werden kann. In der Praxis kann die Geschwindigkeit Vb einen beliebigen Wert annehmen, der der Grundgeschwindigkeit des Spindelmotors entspricht oder geringer als diese ist (oder einer Geschwindigkeit, die unter Berücksichtigung eines ggf. vorhandenen Reduktionsverhältnisses zwischen dem Spindelmotor und der Spindelachse 12 ermittelt wird).
  • Die beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität der Spindelachse 12 in Schritt S2 wird während Zeiträumen T1 und T2 durchgeführt, die in 3 gezeigt sind, und die maximale Beschleunigung A0 wird während der konstanten Beschleunigung im Zeitraum T1 (d. h. einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse in der Prozessausgangsposition startet, zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die Geschwindigkeit Vb erreicht) erkannt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Spindelachse 12 Vb übersteigt, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 schrittweise von der maximalen Beschleunigung A0 aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors ab. An einem Zeitpunkt A, an dem die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht (d. h. wenn die Drehhöhe vom Beginn der Verarbeitung eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht) (oder wenn die Beurteilung in Schritt S4 JA lautet), ändert sich die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Drehung zur entschleunigten Drehung, und im Zeitraum T3 führt die Spindelachse 12 die entschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität in Schritt S5 durch.
  • Während des Zeitraums T3 (Schritt S5) veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12, die entschleunigte Drehung von Punkt A durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die Geschwindigkeit als Zielwert festgelegt ist, und wobei die Entschleunigung der Spindelachse 12 aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors schrittweise erhöht wird. Während der entschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität erkennt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Abschnitt 34 zum Erkennen einer Drehresthöhe und der Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit) außerdem sequentiell die Drehresthöhe Sr anhand der aktuellen Position und der aktuellen Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12. Auf diese Weise führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 während der Zeiträume T1, T2 und T3 eine Geschwindigkeitssteuerung für die Spindelachse 12 aus (ein schrittweiser Geschwindigkeitsbefehl ist durch eine strichlierte Linie in 3 veranschaulicht).
  • Nach Schritt S5 überwacht der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Drehresthöhe Sr und die aktuelle Geschwindigkeit Vc, die sequentiell erkannt werden. und bestimmt die Position eines Zeitpunkts B (3), an dem erwartet wird, dass Sr gleich null wird und Vc gleich null wird (d. h., die Spindelachse erreicht die Zielgewindetiefe), wenn die Spindelachse 12 von der aktuellen Geschwindigkeit Vc (im Folgenden als Drehzahl pro Sekunde beschrieben (wobei die Einheit davon als U/s dargestellt ist)) diese Zeitpunkts bei maximaler Beschleunigung A0 (negativer Wert) entschleunigt wird, die der maximalen Beschleunigung A0 (U/s2) entspricht, die in Schritt S2 erkannt wurde. Die Position des Punkts B wird als absoluter Wert der Drehresthöhe Sr (negativer Wert) von Punkt von Sr = 0 aus gesehen bestimmt, und zwar mit der folgenden Gleichung: |Sr| = Vc2/(2 × |A0|) auf Basis der Formel: Vc2 = 2 × |A0| × |Sr|
  • Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, dass die Spindelachse 12 bei der konstanten maximalen Entschleunigung A0 vom Punkt B entschleunigt wird, um eine Berechnung für eine Positionssteuerung vom Punkt B bis zur Zielgewindetiefe zu erleichtern. Demgemäß wird davon ausgegangen, dass die aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 Vb am Punkt B erreicht hat. Folglich kann die Position |Sr| des Punkts B wie folgt ermittelt werden: |Sr| = Vb2/(2 × |A0|)
  • Es wird außerdem angenommen, dass ein für die Beschleunigung der Spindelachse 12 erforderliche Drehmoment (im Folgenden als Beschleunigungsdrehmoment bezeichnet) einem für die Entschleunigung der Spindelachse 12 erforderlichen Drehmoment (im Folgenden als Entschleunigungsdrehmoment bezeichnet) entspricht. Im Allgemeinen steigt die mechanische Last (oder der mechanische Widerstand) während der Drehung der Spindelachse 12 und somit wird das Beschleunigungsdrehmoment größer als das Entschleunigungsdrehmoment. Aus diesem Grund wird, wenn das Beschleunigungsdrehmoment dem Entschleunigungsdrehmoment entspricht, ein für die Beschleunigung bei maximaler Kapazität erforderlicher Zeitpunkt länger als ein für die Entschleunigung bei maximaler Kapazität erforderlicher Zeitpunkt, mit der Maßgabe, dass die Änderungen der Geschwindigkeit dieser einander entsprechen. Demgemäß erreicht die Spindelachse 12, die von Punkt A entschleunigt, in der Praxis die Geschwindigkeit Vb in einem kürzeren Zeitraum als Zeitraum T2 und ist die Position |Sr| dargestellt durch: |Sr| > Vc2/(2 × |A0|) und danach dreht sich die Spindelachse 12 für eine sehr kurze Zeit in der konstanten Geschwindigkeit Vb, um Punkt B zu erreichen, der dargestellt ist durch: |Sr| = Vb2/(2 × |A0|) (siehe 3).
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 2 beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) in Schritt S6, ob der absolute Wert |Sr| der Drehresthöhe Sr der Spindelachse 12 die Gleichung erfüllt: |Sr| = Vb2/(2 × |A0|) (im Folgenden als Gleichung 1 bezeichnet) (d. h. ob die Drehposition der Spindelachse 12 Punkt B erreicht hat). Wenn die Gleichung 1 erfüllt ist, erzeugt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) in Schritt S7 einen Befehl zum Veranlassen der Spindelachse 12, die entschleunigte Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 durchzuführen und den Punkt von Sr = 0 (d. h. die Zielgewindetiefe) zu erreichen (im Bewegungsbeispiel von 3 einen Befehl zum Stoppen der Spindelachse 12 in der Zielgewindetiefe), und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 unter Verwendung des erzeugten Befehls durch. Wenn die Gleichung 1 nicht erfüllt ist, wird die Beurteilung in Schritt S6 wiederholt, bis die Gleichung 1 erfüllt ist. Die Spindelachse 12 führt gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Schneidbewegung von Punkt B hin zur Zielgewindetiefe durch Durchführen der entschleunigten Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 durch und erreicht die Zielgewindetiefe, wenn Sr null wird (im Bewegungsbeispiel von 3 wird die Spindelachse in der Zielgewindetiefe gestoppt). Auf diese Weise führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 im Zeitraum T4 (3), in dem die Spindelachse vom Punkt B arbeitet, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 durch (ein Geschwindigkeitsbefehl bei konstanter Beschleunigung, der anhand eines Positionsbefehls erhalten wird, ist durch eine unterbrochene Linie gezeigt).
  • Wenn die aktuelle Geschwindigkeit Vc in Schritt S3 als die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht habend beurteilt wird, speichert der Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt S8 eine Drehhöhe (d. h. eine Drehposition FBS) der Spindelachse 12 von der Prozessausgangsposition in dem Augenblick, wenn die Spindelachse die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht, als Beschleunigungsdrehhöhe Sa. Danach beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt S9, ob die Drehresthöhe Sr der Beschleunigungsdrehhöhe Sa entspricht oder geringer als diese ist. Wenn Sr der Sa entspricht oder geringer als diese ist, geht der Steuerablauf zu Schritt S5 über und führt danach Schritt S6 und S7 aus, um die Schneidbewegung bis zur Zielgewindetiefe durchzuführen. Wenn Sr nicht der Sa entspricht oder nicht geringer als Sa ist, wird die Beurteilung in Schritt S9 wiederholt, bis Sr der Sa entspricht oder geringer als Sa ist.
  • Es wird nun auf 4 Bezug genommen, wobei ein Beispiel für die Schneidbewegung der Spindelachse 12, wenn die Drehgeschwindigkeit Vc die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht, bevor die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S3 Nein lautet), durch eine Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse) gezeigt ist. Wie in 4 gezeigt, wird die beschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität in Schritt S2 während Zeiträumen T1 und T2 durchgeführt, und wird die maximale Beschleunigung A0 während der konstanten Beschleunigung im Zeitraum T1 (d. h. einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse in der Prozessausgangsposition startet, zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die Geschwindigkeit Vb erreicht) erkannt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Spindelachse 12 Vb übersteigt, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 schrittweise von der maximalen Beschleunigung A0 aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors ab. Die aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 erreicht die maximale Drehgeschwindigkeit V0, bevor die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht. Danach dreht sich die Spindelachse 12 in der konstanten Geschwindigkeit V0 (d. h. keine Beschleunigung) über den Zeitraum T5 hinweg, um die Schneidbewegung fortzusetzen. Zu einem Zeitpunkt A, wenn die Drehresthöhe Sr der Beschleunigungsdrehhöhe Sa entspricht (d. h. wenn die Beurteilung in S9 JA lautet), ändert sich die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Drehung zu der entschleunigten Drehung. Im Zeitraum T3 (Schritt S5) führt die Spindelachse 12 sodann die entschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität durch (durch die Geschwindigkeitssteuerung), und im Zeitraum T4 (Schritt S7) führt die Spindelachse 12 die entschleunigte Drehung (durch die Positionssteuerung) bei maximaler Entschleunigung A0 durch. Die Spindelachse 12 erreicht die Zielgewindetiefe, wenn Sr gleich null wird (im Bewegungsbeispiel von 4 wird die Spindelachse in der Zielgewindetiefe gestoppt). In den Zeiträumen T1, T2, T3 und T4 arbeitet die Spindelachse 12 auf die gleiche Weise wie die Bewegung, die in 3 gezeigt ist.
  • In den Bewegungsbeispielen, die in den 3 und 4 gezeigt sind, während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Drehbewegung der Spindelachse 12 von der Prozessausgangsposition zur Zielgewindetiefe steuert, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 (1) die Vorschubachse 14, um eine Vorschubbewegung durchzuführen, während er der Bewegung der Spindelachse 12 unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 folgt. Während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Prozesse von Schritt S1 bis Schritt S9 durchführt, überwacht der numerische Steuerabschnitt 16 die Drehresthöhe Sr, die vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, und beurteilt, dass der Gewindebohrprozess die Zielgewindetiefe erreicht hat, wenn die Drehresthöhe Sr einem ersten vorab festgelegten Wert (einem sehr kleinen Wert nahe null) entspricht oder geringer als dieser ist.
  • Wenn die Positionssteuerung so ausgeführt wird, dass die Spindelachse 12 veranlasst wird, die Zielgewindetiefe zu erreichen, wie oben beschrieben, ist es wünschenswert, eine Überschreitung der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe zu überwachen, die aus strukturellen Faktoren der Werkzeugmaschine stammen kann. Die übermäßige Überschreitung der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe ist mit einer übermäßigen Spindelachse 12 der Vorschubachse 14 assoziiert, die so arbeitet, dass sie der Spindelachse 12 folgt, wodurch es schwierig sein kann, eine erforderliche Dimensionsgenauigkeit zu gewährleisten, insbesondere einer unteren Innengewindes, das ein Arbeitsstück nicht durchdringt. Eine herkömmliche Steuereinheit zum Gewindebohren weist im Allgemeinen eine Konfiguration auf, wobei ein numerischer Steuerabschnitt eine Überschreitung einer Spindelachse in Bezug auf eine Zielgewindetiefe auf Basis von Daten wie z. B. einer Drehresthöhe, die von einem Spindelachsensteuerabschnitt bekanntgegeben wird, überwacht, und wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung übermäßig ist, gibt der numerische Steuerabschnitt einen dringenden Befehl wie z. B. einen erzwungenen Ausfall der Spindelachse an den Spindelachsensteuerabschnitt aus. Im Gegensatz dazu weist die Steuereinheit 10 eine Konfiguration auf, wobei der Überschreitungserkennungsabschnitt 40 des Spindelachsensteuerabschnitts 18 die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe auf Basis der Drehresthöhe Sr erkennt, die im Drehresthöhenerkennungsabschnitt 34 sequentiell erkannt wird, und damit ist es möglich, dringende Gegenmaßnahmen durchzuführen, wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse 12, falls erwünscht. Beispiele für Prozesse zum Überwachen einer Überschreitung, die vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 ausgeführt werden, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschrieben, die mehrere Schritte nach dem Schneidbewegungssteuerprozess von 2 zeigen. Man bemerke, dass die in den 5A und 5B gezeigten beispielhaften Prozesse auf ein beliebiges der Bewegungsbeispiele der 3 und 4 angewandt werden können.
  • Bei einem Beispiel für den Überschreitungsüberwachungsprozess, wie in 5A gezeigt, erkennt zunächst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) bei Schritt S10 die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe zu einem Zeitpunkt, wenn die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht (d. h. Vc zu null wird), als tatsächlicher Messwert für die Drehresthöhe Sr auf Basis der sequentiell erkannten Drehresthöhe Sr und der aktuellen Geschwindigkeit Vc. Danach überwacht der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Überschreitung Ov kontinuierlich und beurteilt bei Schritt S11, ob die Überschreitung Ov einen vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet. Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, legt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Positionsbefehl für die Spindelachse 12 bei null (oder Nullbefehl) fest und stoppt die Spindelachse 12 in Schritt S12 somit unmittelbar, um den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden. Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, wird ein Positionsbefehl für die Spindelachse 12 aufrechterhalten und der Schneidbewegungssteuerablauf wird in einem Zustand beendet, indem er in eine Rückbewegungssteuerablauf der Spindelachse 12 verschiebbar ist, wie später beschrieben, ohne den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden.
  • Bei dem anderen Beispiel für den Überschreitungsüberwachungsprozess, wie in 5B gezeigt, werden die Schritte S10 und S11 ausgeführt, die mit den Schritten S10 und S11 von 5A identisch sind. Wenn in Schritt S11 beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, gibt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Befehl an die Spindelachse 12 aus, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zur Zielgewindetiefe durchzuführen, oder alternativ einen Befehl, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zu einer Position zu dem Zeitpunkt der Beurteilung durchzuführen, an dem die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, und stoppt damit die Spindelachse 12, wenn die Rückbewegung gemäß dem Befehl abgeschlossen ist, in Schritt S12', um den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden. Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, wird ein Positionsbefehl für die Spindelachse 12 aufrechterhalten und der Schneidbewegungssteuerablauf wird in einem Zustand beendet, indem er in eine Rückbewegungssteuerablauf der Spindelachse 12 verschiebbar ist, wie später beschrieben, ohne den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden.
  • In den Prozessbeispielen, die in den 5A und 5B gezeigt sind, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) beurteilt, dass die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38 die Spindelachse 12 stoppt, (1) die Vorschubbewegung der Vorschubachse 14, um der Bewegung der Spindelachse 12 zu folgen, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 und stoppt somit die Vorschubachse 14 synchron mit der Spindelachse 12.
  • Auch in den Prozessbeispielen, die in den 5A und 5B gezeigt sind, kann der numerische Steuerabschnitt 16, nachdem der Spindelachsensteuerabschnitt 18 den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise beendet hat, beispielsweise so konfiguriert sein, dass er ein Alarmsignal auf Basis der Beenden-Erzwingen-Signals, das vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, ausgeben und damit einen Benutzer über die erzwungene Beendigung der Schneidbewegung (d. h. die Anomalie der Überschreitung Ov der Spindelachse 12) zu informieren.
  • Bei einem Gewindebohrprozess unter Verwendung einer Werkzeugmaschine ist es erforderlich, eine Rückbewegung der Spindelachse 12 zum Herausziehen eines Werkzeugs aus einem Werkstück nach dem Schneiden einer Pilotbohrung im Werkstück bis zu einer Zielgewindetiefe durchzuführen. Wenn die oben genannte Ausführungsform eine Konfiguration aufweist, wobei der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38 die Spindelachse 12 veranlasst, in der Zielgewindetiefe zu stoppen, ist die Steuereinheit 10 in der Lage, die Rückbewegung ähnlich der oben genannten Steuerung der Schneidbewegung von der Prozessausgangsposition zur Zielgewindetiefe zu steuern. 6 zeigt ein Rückbewegungssteuerverfahren, das so ausgelegt ist, dass es für die Spindelachse 12 in einem Gewindebohrprozess durchgeführt wird, als eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer Werkzeugmaschine, das von der Steuereinheit 10 durchgeführt wird. Die 3 und 4 zeigen neben der Schneidbewegung ein Beispiel für eine Rückbewegung der Spindelachse 12, die der oben genannten Schneidbewegung der Spindelachse 12 entspricht, anhand einer Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse). Unter Bezugnahme auf die 3, 4 und 6, neben 1, wird ein Beispiel für einen Steuerablauf der Rückbewegung, die durch die Steuereinheit 10 ausgeführt wird, nachstehend beschrieben.
  • Nachdem beurteilt in dem in 2 gezeigten Prozessablauf wurde, dass der Gewindebohrprozess die Zielgewindetiefe erreicht hat, und nachdem der Spindelachsensteuerabschnitt 18 beurteilt hat, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, z. B. im Prozessbeispiel von 5A oder 5B, erhält der numerische Steuerabschnitt 16 (der Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt 26) in Schritt S13 eine Rückdrehgesamthöhe S0' und eine maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, anhand eines Befehlswerts, der im Gewindebohrprogramm P bereitgestellt wird, der vom Programminterpretationsabschnitt 24 interpretiert wird, und sendet die Rückdrehgesamthöhe S0' und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18. Der Spindelachsenbefehl CS für die Rückbewegung beinhaltet auch keinen Positionsbefehl und/oder Beschleunigungs-/Entschleunigungsbefehl, der die Spindelachse 12 veranlasst, eine Drehbewegung bis zur Fertigrückstellungsposition durchzuführen. Man bemerke, dass die Fertigrückstellungsposition gleich wie die Prozessausgangsposition sein kann oder sich von der Prozessausgangsposition unterscheiden kann. Wenn die Fertigrückstellungsposition mit der Prozessausgangsposition zusammenfällt, entspricht die Rückdrehgesamthöhe S0' der Drehgesamthöhe S0 während der Schneidbewegung, die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' entspricht jedoch nicht immer der maximalen Drehgeschwindigkeit V0 während der Schneidbewegung zusammen. Außerdem, wenn die Gesamtrückdrehhöhe S0' und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' gleich der Drehgesamthöhe S0 und der maximalen Drehgeschwindigkeit V0 in der Schneidbewegung sind, wird die Rückbewegung durch im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit-Zeit-Kurve wie jene der Schneidbewegung gezeigt, wenn die Rückdrehgesamthöhe S0' und die maximale Rückdrehhöhe V0' sich jedoch von der Drehgesamthöhe S0 und der maximalen Drehgeschwindigkeit V0 in der Schneidbewegung unterscheiden, wird die Rückbewegung nicht immer durch die gleiche Geschwindigkeit-Zeit-Kurve wie jene der Schneidbewegung gezeigt.
  • In Schritt S14 führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Ausgangsbewegungssteuerabschnitt 30, der Abschnitt 32 zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung und der Abschnitt 34 zum Erkennen einer Drehresthöhe) die folgenden Prozesse durch. Der Ausgangsbewegungssteuerabschnitt 30 veranlasst die Spindelachse 12, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität unter Verwendung des maximal zulässigen Stroms der Antriebsquelle von der Zielgewindetiefe (d. h. Nullgeschwindigkeit) durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' als Zielwert festgelegt ist, um die Rückbewegung durchzuführen. Der Abschnitt 32 zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung erkennt eine maximale Umkehrdrehbeschleunigung A0' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 während der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe auf Basis der Drehposition FBS. Der Drehresthöhenerkennungsabschnitt 34 erkennt sequentiell eine Rückdrehresthöhe Sr' der Spindelachse 12 während des Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe S0' und der Drehposition FBS. Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 gibt dem numerischen Steuerabschnitt 16 die erkannte Rückdrehresthöhe Sr jedes Mal bekannt, wenn sie erkannt wird.
  • Danach erkennt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit) in Schritt S15 sequentiell eine aktuelle Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 auf Basis der Drehposition FBS während der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität und beurteilt, ob die aktuelle Vc' die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' nicht erreicht hat, und zwar jedes Mal, wenn diese erkannt wird. Wenn die Vc' die V0' nicht erreicht hat, beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt S16, ob die Rückdrehresthöhe Sr einer Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0 entspricht oder geringer als diese ist. Wenn Sr' der Hälfte von S0 entspricht oder geringer als eine Hälfte von S0 ist, veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12 in Schritt S17, eine entschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität unter Verwendung des maximal zulässigen Stroms der Antriebsquelle durchzuführen, um die Rückbewegung kontinuierlich durchzuführen. Wenn Sr' nicht der Hälfte von S0' entspricht oder nicht geringer als diese ist, kehrt der Steuerablauf zu Schritt S15 zurück.
  • Es wird nun auf 3 Bezug genommen, wobei ein Beispiel der Rückbewegung der Spindelachse 12, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht, bevor die aktuelle Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in den jeweiligen Schritten S15 und S16 JA lautet), anhand einer Geschwindigkeit-Zeit-Kurve gezeigt ist (der Kurve unter einer Zeitachse). Die beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität der Spindelachse 12 in Schritt S14 wird während Zeiträumen T6 und T7 durchgeführt, die in 3 gezeigt sind, und die maximale Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung wird während der konstanten Beschleunigung im Zeitraum T6 (d. h. einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse in der Zielgewindetiefe startet, zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die oben genannte Geschwindigkeit Vb (der Umkehrdrehung) erreicht) erkannt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Spindelachse 12 Vb übersteigt, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 schrittweise von der maximalen Beschleunigung A0' aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors ab. An einem Zeitpunkt C, an dem die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht (d. h. wenn die Drehhöhe vom Beginn der Rückbewegung eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht) (oder wenn die Beurteilung in Schritt S16 JA lautet), ändert sich die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Umkehrdrehung zur entschleunigten Umkehrdrehung, und im Zeitraum T8 führt die Spindelachse 12 die entschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität in Schritt S17 durch.
  • Während des Zeitraums T8 (Schritt S17) veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12, die entschleunigte Umkehrdrehung von Punkt C durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die Geschwindigkeit als Zielwert festgelegt ist, und wobei die Entschleunigung der Umkehrdrehung der Spindelachse 12 aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors schrittweise erhöht wird. Während der entschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität erkennt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Abschnitt 34 zum Erkennen einer Drehresthöhe und der Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit) außerdem sequentiell die Umkehrdrehresthöhe Sr' anhand der aktuellen Position und der aktuellen Geschwindigkeit Vc' der Umkehrdrehung der Spindelachse 12. Auf diese Weise führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 während der Zeiträume T6, T7 und T8 eine Geschwindigkeitssteuerung für die Spindelachse 12 aus (ein schrittweiser Geschwindigkeitsbefehl ist durch eine strichlierte Linie in 3 veranschaulicht).
  • Nach Schritt S17 überwacht der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Umkehrdrehresthöhe Sr' und die aktuelle Geschwindigkeit Vc' der Umkehrdrehung, die sequentiell erkannt werden. und bestimmt die Position eines Zeitpunkts D (3), an dem erwartet wird, dass Sr' gleich null wird und Vc' gleich null wird (d. h., die Spindelachse erreicht die Fertigrückstellungsposition), wenn die Spindelachse 12 von der aktuellen Geschwindigkeit Vc' (im Folgenden als Drehzahl pro Sekunde beschrieben (wobei die Einheit davon als U/s dargestellt ist)) diese Zeitpunkts bei maximaler Beschleunigung A0' (negativer Wert) entschleunigt wird, die der maximalen Beschleunigung A0 (U/s2) entspricht, die in Schritt S14 erkannt wurde. Die Position von Punkt D wird analog zu der oben erwähnten Ermittlung der Position von Punkt B unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt: |Sr'| = Vb2/(2 × (A0'|)
  • Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, dass die Spindelachse 12 bei der konstanten maximalen Entschleunigung A0' (negativer Wert) (entspricht der maximalen Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung) vom Punkt D entschleunigt wird, um eine Berechnung für eine Positionssteuerung vom Punkt D bis zur Fertigrückstellungsposition zu erleichtern. Demgemäß wird davon ausgegangen, dass die aktuelle Geschwindigkeit Vc' der Spindelachse 12 Vb am Punkt D erreicht hat.
  • Es wird außerdem angenommen, dass ein für die Beschleunigung der Spindelachse 12 erforderliche Drehmoment (im Folgenden als Beschleunigungsdrehmoment bezeichnet) einem für die Entschleunigung der Spindelachse 12 erforderlichen Drehmoment (im Folgenden als Entschleunigungsdrehmoment bezeichnet) entspricht. Demgemäß erreicht die Spindelachse 12, die von Punkt C entschleunigt, in der Praxis die Geschwindigkeit Vb in einem kürzeren Zeitraum als Zeitraum T7 analog zu der oben erwähnten Bewegung kurz vor Punkt B, und ist die Position |Sr'| dargestellt durch: |Sr'| > Vc'2/(2 × |A0'|) und danach dreht sich die Spindelachse 12 für eine sehr kurze Zeit in der konstanten Geschwindigkeit Vb, um Punkt D zu erreichen, der dargestellt ist durch: |Sr'| = Vb2/(2 × |A0'|) (siehe 3 veranschaulicht).
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 6 beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) in Schritt S18, ob der absolute Wert |Sr'| der Rückdrehresthöhe Sr der Spindelachse 12 die Gleichung erfüllt: |Sr'| = Vb2/(2 × |A0'|) (im Folgenden als Gleichung 2 bezeichnet) (d. h. ob die Drehposition der Spindelachse 12 Punkt D erreicht hat). Wenn die Gleichung 2 erfüllt ist, erzeugt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) in Schritt S19 einen Befehl zum Veranlassen der Spindelachse 12, die entschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Entschleunigung A0' durchzuführen und am Punkt von Sr' = 0 (d. h. die Fertigrückstellungsposition) zu stoppen, und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 unter Verwendung des erzeugten Befehls durch. Wenn die Gleichung 2 nicht erfüllt ist, wird die Beurteilung in Schritt S18 wiederholt, bis die Gleichung 2 erfüllt ist. Die Spindelachse 12 führt gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Rückbewegung von Punkt D hin zur Fertigrückstellungsposition durch Durchführen der entschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Entschleunigung A0' durch und erreicht und stoppt in der Fertigrückstellungsposition, wenn Sr' null wird. Auf diese Weise führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 im Zeitraum T9 (3), in dem die Spindelachse vom Punkt D arbeitet, um die Fertigrückstellungsposition zu erreichen, eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 durch (ein Geschwindigkeitsbefehl bei konstanter Beschleunigung, der anhand eines Positionsbefehls erhalten wird, ist durch eine unterbrochene Linie gezeigt).
  • Wenn die aktuelle Geschwindigkeit Vc' in Schritt S15 als die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht habend beurteilt wird, speichert der Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt S20 eine Drehhöhe der Spindelachse 12 von der Zielgewindetiefe (d. h. einer Drehposition FBS) in dem Augenblick, wenn die Spindelachse die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht, als eine Beschleunigungsdrehhöhe Sa' der Rückbewegung. Danach beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt S21, ob die Rückdrehresthöhe Sr' der Beschleunigungsdrehhöhe Sa' entspricht oder geringer als diese ist. Wenn Sr' der Sa' entspricht oder geringer als diese ist, geht der Steuerablauf zu Schritt S17 über und führt danach Schritt S18 und S19 aus, um eine Rückbewegung zur Fertigrückstellungsposition durchzuführen. Wenn Sr' nicht der Sa' entspricht oder nicht geringer als Sa' ist, wird die Beurteilung in Schritt S21 wiederholt, bis Sr' der Sa' entspricht oder geringer als Sa' ist.
  • Es wird nun auf 4 Bezug genommen, wobei ein Beispiel für die Rückbewegung der Spindelachse 12, wenn die Drehgeschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht, bevor die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S15 Nein lautet), durch eine Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve unter einer Zeitachse) gezeigt ist. Wie in 4 gezeigt, wird die beschleunigte Umkehrdrehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität in Schritt S14 während Zeiträumen T6 und T7 durchgeführt, und wird die maximale Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung während einer konstanten Beschleunigung im Zeitraum T6 (d. h. einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse in der Zielgewindetiefe startet, zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die oben genannte Geschwindigkeit Vb (der Umkehrdrehung) erreicht) erkannt. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Spindelachse 12 Vb übersteigt, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 schrittweise von der maximalen Beschleunigung A0' aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors ab. Die aktuelle Geschwindigkeit Vc' der Spindelachse 12 erreicht die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0', bevor die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht, und danach dreht die Spindelachse 12 in der konstanten Geschwindigkeit V0' (d. h. keine Beschleunigung) über einen Zeitraum T10 hinweg umgekehrt, um die Rückbewegung fortzusetzen. Zu einem Zeitpunkt C, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' der Beschleunigungsdrehhöhe Sa' entspricht (d. h. wenn die Beurteilung in S21 JA lautet), ändert sich die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Umkehrdrehung zu der entschleunigten Umkehrdrehung. Im Zeitraum T8 (Schritt S17) führt die Spindelachse 12 sodann die entschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität durch (durch die Geschwindigkeitssteuerung), und im Zeitraum T9 (Schritt S19) führt die Spindelachse 12 die entschleunigte Umkehrdrehung (durch die Positionssteuerung) bei maximaler Entschleunigung A0' durch. In den Zeiträumen T6, T7, T8 und T9 arbeitet die Spindelachse 12 auf die gleiche Weise wie die Bewegung, die in 3 gezeigt.
  • In den Bewegungsbeispielen, die in den 3 und 4 gezeigt sind, während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Umkehrdrehbewegung der Spindelachse 12 von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition steuert, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 (1) die Vorschubachse 14, um eine Umkehrschubbewegung durchzuführen, während er der Bewegung der Spindelachse 12 unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 folgt. Während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Prozesse von Schritt S13 bis Schritt S21 durchführt, überwacht der numerische Steuerabschnitt 16 die Rückdrehresthöhe Sr', die vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, und beurteilt, dass die Rückbewegung fertiggestellt ist und das Werkzeug aus dem Werkstück herausgezogen wurde, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' einem zweiten vordefinierten Wert (einem sehr kleinen Wert nahe null) entspricht oder geringer als dieser ist.
  • Wenn die Positionssteuerung so ausgeführt wird, dass die Spindelachse 12 veranlasst wird, die Fertigrückstellungsposition zu erreichen, wie oben beschrieben, ist es wünschenswert, eine Überschreitung der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition zu überwachen, die aus strukturellen Faktoren der Werkzeugmaschine stammen kann. Die übermäßige Überschreitung der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition ist mit einer übermäßigen Spindelachse 12 der Vorschubachse 14 assoziiert, die so arbeitet, dass sie der Spindelachse 12 folgt, wodurch es z. B. zu einer unerwarteten Interferenz zwischen einer mechanischen Komponente, die eine Umkehrschubbewegung durch die Vorschubachse durchführt, und einem nahegelegenen Objekt kommen kann. Eine herkömmliche Steuereinheit zum Gewindebohren weist im Allgemeinen eine Konfiguration auf, wobei ein numerischer Steuerabschnitt eine Überschreitung einer Spindelachse in Bezug auf eine Fertigrückstellungsposition auf Basis von Daten wie z. B. einer Drehresthöhe, die von einem Spindelachsensteuerabschnitt bekanntgegeben wird, überwacht, und wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung übermäßig ist, gibt der numerische Steuerabschnitt einen dringenden Befehl wie z. B. einen erzwungenen Ausfall der Spindelachse an den Spindelachsensteuerabschnitt aus. Im Gegensatz dazu weist die Steuereinheit 10 eine Konfiguration auf, wobei der Überschreitungserkennungsabschnitt 40 des Spindelachsensteuerabschnitts 18 die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition auf Basis der Rückdrehresthöhe Sr' erkennt, die im Drehresthöhenerkennungsabschnitt 34 sequentiell erkannt wird, und damit ist es möglich, dringende Gegenmaßnahmen durchzuführen, wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse 12, falls erwünscht. Beispiele für Prozesse zum Überwachen einer Überschreitung, die vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 ausgeführt werden, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 7A und 7B beschrieben, die mehrere Schritte nach dem Rückbewegungssteuerprozess von 6 zeigt. Man bemerke, dass die in den 7A und 7B gezeigten beispielhaften Prozesse auf ein beliebiges der Bewegungsbeispiele der 3 und 4 angewandt werden können.
  • Bei einem Beispiel für den Überschreitungsüberwachungsprozess, wie in 7A gezeigt, erkennt zunächst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) bei Schritt S22 die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition zu einem Zeitpunkt, wenn die Spindelachse 12 die Fertigrückstellungsposition erreicht (d. h. Vc' zu null wird), als tatsächlicher Messwert für die Rückdrehresthöhe Sr' auf Basis der sequentiell erkannten Rückdrehresthöhe Sr' und der aktuellen Geschwindigkeit Vc'. Danach überwacht der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Überschreitung Ov kontinuierlich und beurteilt bei Schritt S23, ob die Überschreitung Ov einen vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet. Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, legt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Positionsbefehl für die Spindelachse 12 bei null (oder Nullbefehl) fest und stoppt die Spindelachse 12 in Schritt S24 somit unmittelbar, um den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden. Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, wird ein Positionsbefehl für die Spindelachse 12 aufrechterhalten und der Rückbewegungssteuerablauf wird mit dem Stoppen der Spindelachse 12 beendet, ohne den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden.
  • Bei dem anderen Beispiel für den Überschreitungsüberwachungsprozess, wie in 7B gezeigt, werden die Schritte S22 und S23 ausgeführt, die mit den Schritten S22 und S23 von 7A identisch sind. Wenn in Schritt S23 beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, gibt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Befehl an die Spindelachse 12 aus, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zur Fertigrückstellungsposition durchzuführen, oder alternativ einen Befehl, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zu einer Position zu dem Zeitpunkt der Beurteilung durchzuführen, an dem die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, und stoppt damit die Spindelachse 12, wenn die Rückbewegung gemäß dem Befehl abgeschlossen ist, in Schritt S24', um den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden. Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, wird ein Positionsbefehl für die Spindelachse 12 aufrechterhalten und der Rückbewegungssteuerablauf wird mit dem Stoppen der Spindelachse 12 beendet, ohne den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden.
  • In den Prozessbeispielen, die in den 7A und 7B gezeigt sind, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) beurteilt, dass die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38 die Spindelachse 12 stoppt, (1) die Umkehrschubbewegung der Vorschubachse 14, um der Bewegung der Spindelachse 12 zu folgen, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 und stoppt somit die Vorschubachse 14 synchron mit der Spindelachse 12.
  • Auch in den Prozessbeispielen, die in den 7A und 7B gezeigt sind, kann der numerische Steuerabschnitt 16, nachdem der Spindelachsensteuerabschnitt 18 den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise beendet hat, beispielsweise so konfiguriert sein, dass er ein Alarmsignal auf Basis der Beenden-Erzwingen-Signals, das vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, ausgeben und damit einen Benutzer über die erzwungene Beendigung der Rückbewegung (d. h. die Anomalie der Überschreitung Ov der Spindelachse 12) zu informieren.
  • Die Steuereinheit 10 gemäß der in den 1 bis 7B gezeigten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 veranlasst wird, die Schneidbewegung von der Prozessausgangsposition in die Zielgewindetiefe durchzuführen, der numerische Steuerabschnitt 16 nur die Drehgesamthöhe S0 und die maximale Drehgeschwindigkeit V0 der Spindelachse 12 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 anweist; und der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Schneidbewegung gemäß dem Spindelachsenbefehl CS durch Beschleunigen der Spindelachse 12 bei maximaler Leistung unter Verwendung eines maximal zulässigen Stroms unter Abzielen auf die maximale Drehgeschwindigkeit V0 durchführt und auf Basis der maximalen Beschleunigung A0 während des Beschleunigungsschritts und der sequentiell erkannten Drehresthöhe Sr und aktuellen Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 die Schneidbewegung kontinuierlich bis zur Zielgewindetiefe in der kürzesten Zeit während eines Entschleunigens der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0 durchführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Zielgewindetiefe erreicht. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. vorzunehmen, die für den numerischen Steuerabschnitt 16 erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse 12 zu erzeugen, und ist es möglich, die Zykluszeit des Gewindebohrprozesses mit einer einfachen Konfiguration durch Durchführen einer Beschleunigungs- und Entschleunigungssteuerung zu verringern, um die Beschleunigungskapazität der Spindelachse 12 zu maximieren.
  • Des Weiteren weist die Steuereinheit 10 eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht, der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe auf Basis der sequentiell erkannten Drehresthöhe Sr erkennt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Zeit, die beim Übertragen oder Empfangen von Daten oder Anweisungen zwischen dem numerischen Steuerabschnitt 16 und dem Spindelachsensteuerabschnitt 18 verstreicht, im Vergleich zur Konfiguration der herkömmlichen Gewindebohrsteuereinheit zu eliminieren, wobei der numerische Steuerabschnitt die Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Zielgewindetiefe auf Basis der Daten überwacht, die vom Spindelachsensteuerabschnitt bekanntgegeben werden, und gibt den dringenden Befehl zum Zeitpunkt der anomalen Überschreitung an den Spindelachsensteuerabschnitt aus. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 möglich, schnell zu beurteilen, ob die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe anomal ist, und schnell dringende Gegenmaßnahmen wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse 12 durchzuführen, wenn die anomale Überschreitung auftritt, so dass es möglich ist, eine für den Gewindebohrprozess erforderliche Dimensionsgenauigkeit zu gewährleisten.
  • Die Steuereinheit 10 gemäß der obigen Ausführungsform außerdem weist eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 veranlasst wird, die Rückbewegung von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition durchzuführen, der numerische Steuerabschnitt 16 nur die Rückdrehgesamthöhe S0' und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit v0' der Spindelachse 12 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 anweist; und der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Rückbewegung gemäß dem Spindelachsenbefehl CS durch Beschleunigen der Spindelachse 12 bei maximaler Leistung unter Verwendung des maximal zulässigen Stroms unter Abzielen auf die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' durchführt und auf Basis der maximalen Beschleunigung A0' während des Beschleunigungsschritts und der sequentiell erkannten Rückdrehresthöhe Sr' und aktuellen Geschwindigkeit Vc' der Spindelachse 12 die Rückbewegung kontinuierlich bis zur Fertigrückstellungsposition in der kürzesten Zeit während eines Entschleunigens der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0' durchführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse in der Fertigrückstellungsposition stoppt. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. vorzunehmen, die für den numerischen Steuerabschnitt 16 erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse 12 zu erzeugen, und ist es möglich, die Zykluszeit des Gewindebohrprozesses mit einer einfachen Konfiguration durch Durchführen einer Beschleunigungs- und Entschleunigungssteuerung zu verringern, um die Beschleunigungskapazität der Spindelachse 12 zu maximieren.
  • Des Weiteren weist die Steuereinheit 10 eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 die Fertigrückstellungsposition erreicht, der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition auf Basis der sequentiell erkannten Rückdrehresthöhe Sr' erkennt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Zeit, die beim Übertragen oder Empfangen von Daten oder Anweisungen zwischen dem numerischen Steuerabschnitt und dem Spindelachsensteuerabschnitt 18 verstreicht, im Vergleich zur Konfiguration der herkömmlichen Gewindebohrsteuereinheit zu eliminieren, wobei der numerische Steuerabschnitt die Überschreitung der Spindelachse in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition auf Basis der Daten überwacht, die vom Spindelachsensteuerabschnitt bekanntgegeben werden, und gibt den dringenden Befehl zum Zeitpunkt einer anomalen Überschreitung an den Spindelachsensteuerabschnitt aus. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 möglich, schnell zu beurteilen, ob die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition anomal ist, und schnell dringende Gegenmaßnahmen wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse 12 durchzuführen, wenn die anomale Überschreitung auftritt, so dass es möglich ist, z. B. zu verhindern, dass eine Interferenz unerwarteterweise zwischen einer mechanischen Komponente, die eine Umkehrschubbewegung durch die Vorschubachse 14 durchführt, und einem nahegelegenen Objekt auftritt.
  • Die Steuereinheit 10 gemäß der in den 1 gezeigten Ausführungsform ist in der Lage, ein Werkzeugmaschinensteuerverfahren durchzuführen, das sich vom oben genannten Werkzeugmaschinensteuerverfahren unterscheidet. 8 zeigt ein Schneid- und Rückbewegungssteuerverfahren, das so ausgelegt ist, dass es für die Spindelachse 12 in einem Gewindebohrprozess durchgeführt wird, als andere Ausführungsform eines Werkzeugmaschinensteuerverfahrens, das von der Steuereinheit 10 durchführbar ist. Die 9 und 10 entsprechen jeweils den 3 und 4 und zeigen zwei Beispiele für die Schneid- und Rückbewegung der Spindelachse 12 bei der in 8 gezeigten Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf die 1, 2, 5A bis 10 Bezug genommen, wobei das Werkzeugmaschinensteuerverfahren (das Schneid- und Rückbewegungssteuerverfahren bei dem Gewindebohrprozess) einer weiteren Ausführungsform sowie die Konfiguration der Steuereinheit 10, die dieses Verfahren durchführt, beschrieben werden.
  • Zusammengefasst führt die Steuereinheit 10 bei der in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsform mehrere Schritte analog zu den Schritten im Schneidbewegungssteuerverfahren des Gewindebohrprozesses durch, der in 2 gezeigt ist, und steuert somit die Schneidbewegung der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse 12 von der Prozessausgangsposition (Drehposition) zur Zielgewindetiefe (Drehposition) bewegt wird. Andererseits ist der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) der Steuereinheit 10 nicht so konfiguriert, dass er die Spindelachse 12 veranlasst, in der Zielgewindetiefe zu stoppen (d. h. die Beschleunigung nicht auf null einzustellen), in dem Augenblick, wenn die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht, sondern dass er die Spindelachse 12 veranlasst, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität bis zu einer vorab festgelegten Drehposition (im Folgenden aus Ausgangsrückposition bezeichnet) bei maximaler Beschleunigung A0' (negativer Wert) einer Umkehrdrehung durchzuführen, die gleich der maximalen Entschleunigung A0 (negativer Wert) in der entschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität ist. Nachdem er die Spindelachse 12 veranlasst hat, die beschleunigte Umkehrdrehung bis zur Ausgangsrückposition durchzuführen, führt die Steuereinheit 10 mehrere Schritte analog zu den Schritten im Rückbewegungssteuerverfahren des Gewindebohrprozesses durch, der in 6 gezeigten ist, und steuert somit die Rückbewegung der Spindelachse 12. Des Weiteren führt die Steuereinheit 10 mehrere Schritte analog zu den Schritten in den beispielhaften Überschreitungsüberwachungsablauf durch, der in den 5A und 5B gezeigt ist, um die Überschreitung der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe zum Zeitpunkt zu überwachen, wenn die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht, und führt auch mehrere Schritte analog zu den Schritten in dem beispielhaften Überschreitungsüberwachungsablauf durch, der in den 7A und 7B gezeigt ist, um die Überschreitung der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition zu einem Zeitpunkt zu überwachen, wenn die Spindelachse 12 die Rückstellabschlussposition erreicht. Die Konfiguration dieser Ausführungsform wird im Folgenden ausführlich beschrieben. Auf die Beschreibung der Komponenten, die jenen in den Ablaufplänen von 2, 5A, 5B, 6, 7A und 7B entsprechen, wird jedoch nach Bedarf verzichtet.
  • Wie in 8 gezeigt, führt die Steuereinheit 10 bei Schritt U1 zunächst die Prozesse der Schritte S1 bis S6, S8 und S9 durch, die in 2 gezeigt sind. Mehr im Detail weist der numerische Steuerabschnitt 16 (Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt 26) in Schritt S1 die Drehgesamthöhe S0 und die maximale Drehgeschwindigkeit V0 der Spindelachse 12 an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 an (Schritt S1). Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Ausgangsbewegungssteuerabschnitt 30, der Abschnitt 32 zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung und der Abschnitt 34 zum Erkennen einer Drehresthöhe) veranlasst die Spindelachse 12, die beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität durchzuführen, um die Schneidbewegung von der Prozessausgangsposition mit der maximalen Drehgeschwindigkeit V0, die als Zielgeschwindigkeit festgelegt ist, durchzuführen, und erkennt die maximale Beschleunigung A0 und die Drehresthöhe Sr während der beschleunigten Drehung (Schritt S2). Danach erkennt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit) sequentiell die aktuelle Geschwindigkeit Vc während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität und beurteilt, ob die aktuelle Geschwindigkeit Vc die maximale Drehgeschwindigkeit V0 nicht erreicht hat (Schritt S3). Wenn die Vc die V0 noch nicht erreicht hat, beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18, ob die Drehresthöhe Sr einer Hälfte der Drehgesamthöhe S0 entspricht oder geringer als diese ist (Schritt S4). Wenn Sr einer Hälfte von S0 entspricht oder geringer als diese ist, veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12, die entschleunigte Drehung bis zur Geschwindigkeit Vb durchzuführen, um die Schneidbewegung kontinuierlich durchzuführen (Schritt S5). Andererseits wenn die aktuelle Geschwindigkeit Vc als die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht habend beurteilt wird (Schritt S3), speichert der Spindelachsensteuerabschnitt 18 eine Drehhöhe (d. h. eine Drehposition FBS) der Spindelachse 12 von der Prozessausgangsposition in dem Augenblick, wenn die Spindelachse die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht, als Beschleunigungsdrehhöhe Sa (Schritt S8) und beurteilt, ob die Drehresthöhe Sr gleich der Beschleunigungsdrehhöhe Sa oder geringer als diese ist (Schritt S9). Wenn Sr kleiner gleich Sa ist, veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12, die entschleunigte Drehung bis zur Geschwindigkeit Vb durchzuführen, um die Schneidbewegung kontinuierlich durchzuführen (Schritt S5). Danach beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38), ob die Drehresthöhe Sr der Spindelachse 12 in der aktuellen Position Gleichung 1 erfüllt: |Sr| = Vb2/(2 × |A0|) (Schritt S6).
  • Es wird nun auf 9 Bezug genommen, wobei ein Beispiel der Schneidbewegung der Spindelachse 12, wenn die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht, bevor die aktuelle Geschwindigkeit Vc die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht, während der Schneidbewegung in Schritt U1 von 8 (d. h. wenn die Beurteilung in den jeweiligen Schritten S3 und S4 von 2 JA lautet), durch eine Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse) gezeigt. Die Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T1, T2, T3 und T4 in der Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 9 entsprechen den Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T1, T2, T3 und T4 in der oben genannten Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 3. Mehr im Detail wird, wie in 9 gezeigt, die beschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität (durch eine Geschwindigkeitssteuerung) während der Zeiträume T1 und T2 durchgeführt; am Zeitpunkt A, wenn die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S4 JA lautet), ändert sich sodann die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Drehung auf die entschleunigte Drehung; danach wird die entschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität (durch eine Geschwindigkeitssteuerung) im Zeitraum T3 durchgeführt; und danach wird die entschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0 (durch eine Positionssteuerung) im Zeitraum T4 durchgeführt.
  • Während die Steuereinheit 10 den Schritt U1 (insbesondere Schritt S1 bis S2 bis S3 bis S4 bis S5 bis S6, in dieser Reihenfolge, von 2) durchführt, arbeitet die Spindelachse 12 in den Zeiträumen T1, T2 und T3, die in 9 gezeigt sind, auf die gleiche Weise wie der Betrieb während der Zeiträume T1, T2 und T3, wie in 3 gezeigt. Wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) beurteilt, dass die Drehresthöhe Sr der Spindelachse 12 die oben genannte Gleichung 1 in Schritt U1 (Schritt S6 von 2) erfüllt, erzeugt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) in Schritt U2 von 8 anstatt Schritt S7 von 2 einen Befehl zum Veranlassen der Spindelachse 12, die entschleunigte Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 durchzuführen, um den Punkt von Sr = 0 (d. h. die Zielgewindetiefe) zu erreichen, und danach die beschleunigte Umkehrdrehung bis zur Ausgangsrückposition (d. h. dem Zeitpunkt E, der in 9 gezeigt ist) bei maximaler Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung durchzuführen, die mit der maximalen Entschleunigung A0 identisch ist (d. h. A0 = A0'), und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 unter Verwendung des erzeugten Befehls durch.
  • Wie in 9 gezeigt, führt die Spindelachse 12 gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Schneidbewegung von Punkt B hin zur Zielgewindetiefe durch, während sie die entschleunigte Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 durchführt, und erreicht die Zielgewindetiefe, wenn Sr null wird (im Zeitraum T4). In dem Moment, in dem die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht, wird die aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 null, die Spindelachse 12 arbeitet jedoch gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungsabschnitt 38) weiter, um die maximale Entschleunigung A0 aufrechtzuerhalten und die maximale Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung zu erzeugen, und führt eine Rückbewegung von der Zielgewindetiefe hin zum Punkt E über den Zeitraum T6 hinweg durch die beschleunigte Umkehrdrehung durch, um die aktuelle Geschwindigkeit Vc (negativer Wert) schrittweise zu erhöhen. Auf diese Weise führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 im Zeitraum T4, in dem die Spindelachse vom Punkt B arbeitet, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, und im Zeitraum T6, in dem die Spindelachse von der Zielgewindetiefe arbeitet, um Punkt E zu erreichen, eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 (Schritt U2) durch und bewegt die Spindelachse 12 bei konstanter Beschleunigung (d. h. der maximalen Entschleunigung A0 und der maximalen Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung) kontinuierlich (ein Geschwindigkeitsbefehl bei konstanter Beschleunigung, der aus einem Positionsbefehl erhalten wird, ist durch eine unterbrochene Linie gezeigt). Man bemerke, dass, obwohl die aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 in der Zielgewindetiefe null wird, dies ein augenblickliches Phänomen ist und somit nicht als Stopp in der Zielgewindetiefe angesehen werden sollte.
  • Die Ausgangsrückposition (Punkt E) der Spindelachse 12 kann willkürlich festgelegt werden. Wie beispielsweise in 9 gezeigt, kann der Punkt E in einer Position festgelegt werden, in der die aktuelle Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 die vorab festgelegte Geschwindigkeit Vb erreicht, auf die gleiche Weise wie Punkt B, an dem die entschleunigte Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 (durch die Positionssteuerung) während der Schneidbewegung beginnt. Bei dieser Konfiguration wird die Position des Punkts E als Position angesehen, die die Spindelachse durch Durchführen der Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe um eine Drehhöhe entsprechend |Sr| = Vb2/(2 × |A0|) erreicht. Die Rückbewegung der Spindelachse 12 durch die Positionssteuerung im Zeitraum T6 ist analog zur Rückbewegung der Spindelachse 12 durch die Geschwindigkeitssteuerung im Zeitraum T6, wie in 3 gezeigt. Aufgrund von Steuercharakteristika wird die maximale Beschleunigung A0 (im Zeitraum T4) während der entschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität durch die Positionssteuerung tendenziell etwas unterdrückt, wenn mit der maximalen Beschleunigung A0 (im Zeitraum T1) während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität durch die Geschwindigkeitssteuerung verglichen, und folglich wird die maximale Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung im Zeitraum T6 auch tendenziell etwas verringert, wenn mit der maximalen Beschleunigung A0 im Zeitraum T1 verglichen.
  • Unter Bezugnahme auf 10 hingegen, wird ein Beispiel für die Schneidbewegung der Spindelachse 12, wenn die Drehgeschwindigkeit Vc die maximale Drehgeschwindigkeit V0 erreicht, bevor die Drehresthöhe Sr eine Hälfte der Drehgesamthöhe S0 erreicht, während der Schneidbewegung in Schritt U1 von 8 (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S3 von 2 NEIN lautet), durch eine Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse) gezeigt. Die Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T1, T2, T5, T3 und T4 in der Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 10 entsprechen den Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T1, T2, T5, T3 und T4 in der oben genannten Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 4. Mehr im Detail wird, wie in 10 gezeigt, die beschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität (durch eine Geschwindigkeitssteuerung) während der Zeiträume T1 und T2 durchgeführt, so dass die aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 die maximale Drehung V0 erreicht; danach dreht sich die Spindelachse 12 bei konstanter Geschwindigkeit V0 über den Zeitraum T5 hinweg, um die Schneidbewegung fortzusetzen; am Zeitpunkt A, wenn die Drehresthöhe Sr gleich der Beschleunigungsdrehhöhe Sa wird (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S9 JA lautet), ändert sich sodann die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Drehung auf die entschleunigte Drehung; danach wird die entschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität (durch eine Geschwindigkeitssteuerung) im Zeitraum T3 durchgeführt; und danach wird die entschleunigte Drehung der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0 (durch eine Positionssteuerung) im Zeitraum T4 durchgeführt.
  • Während die Steuereinheit 10 den Schritt U1 (insbesondere Schritt S1 bis S2 bis S3 bis S8 bis S9 bis S5 bis S6, in dieser Reihenfolge, von 2) durchführt, arbeitet die Spindelachse 12 in den Zeiträumen T1, T2, T5 und T3, die in 10 gezeigt sind, auf die gleiche Weise wie der Betrieb während der Zeiträume T1, T2, T5 und T3, wie in 4 gezeigt. Wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) beurteilt, dass die Drehresthöhe Sr der Spindelachse 12 die oben genannte Gleichung 1 in Schritt U1 (Schritt S6 von 2) erfüllt, erzeugt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) in Schritt U2 von 8 anstatt Schritt S7 von 2 einen Befehl zum Veranlassen der Spindelachse 12, die entschleunigte Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 durchzuführen, um den Punkt von Sr = 0 (d. h. die Zielgewindetiefe) zu erreichen, und danach die beschleunigte Umkehrdrehung bis zur Ausgangsrückposition (d. h. dem Zeitpunkt E, der in 10 gezeigt ist) bei maximaler Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung durchzuführen, die mit der maximalen Entschleunigung A0 identisch ist (d. h. A0 = A0'), und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 unter Verwendung des erzeugten Befehls durch.
  • Wie in 10 gezeigt, führt die Spindelachse 12 gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Schneidbewegung von Punkt B hin zur Zielgewindetiefe durch, während sie die entschleunigte Drehung bei maximaler Entschleunigung A0 durchführt, und erreicht die Zielgewindetiefe, wenn Sr null wird (im Zeitraum T4). In dem Moment, in dem die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht, wird die aktuelle Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 null, die Spindelachse 12 arbeitet jedoch gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungsabschnitt 38) weiter, um die maximale Entschleunigung A0 aufrechtzuerhalten und die maximale Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung zu erzeugen, und führt eine Rückbewegung von der Zielgewindetiefe hin zum Punkt E über den Zeitraum T6 hinweg durch die beschleunigte Umkehrdrehung durch, um die aktuelle Geschwindigkeit Vc (negativer Wert) schrittweise zu erhöhen. Auf diese Weise führt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 im Zeitraum T4, in dem die Spindelachse vom Punkt B arbeitet, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, und im Zeitraum T6, in dem die Spindelachse von der Zielgewindetiefe arbeitet, um Punkt E zu erreichen, eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 (Schritt U2) durch und bewegt die Spindelachse 12 bei konstanter Beschleunigung (d. h. der maximalen Entschleunigung A0 und der maximalen Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung) kontinuierlich (ein Geschwindigkeitsbefehl bei konstanter Beschleunigung, der aus einem Positionsbefehl erhalten wird, ist durch eine unterbrochene Linie gezeigt). Somit entspricht die Bewegung der Spindelachse 12 in den Zeiträumen T4 und T6, wie in 10 gezeigt, der Bewegung der Spindelachse 12 in den Zeiträumen T4 und T6, wie in 9 gezeigt.
  • In den Bewegungsbeispielen, die in den 9 und 10 gezeigt sind, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Drehbewegung der Spindelachse 12 von der Prozessausgangsposition in die Zielgewindetiefe steuert, die Vorschubachse 14, um eine Vorschubbewegung durchzuführen, während sie der Bewegung der Spindelachse 12 folgt, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12. Während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die oben genannten Prozesse von Schritt U1 und Schritt U2 durchführt, überwacht der numerische Steuerabschnitt 16 die Drehresthöhe Sr, die vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, und beurteilt, dass der Gewindebohrprozess die Zielgewindetiefe erreicht hat, wenn die Drehresthöhe Sr einem ersten vorab festgelegten Wert (einem sehr kleinen Wert nahe null) entspricht oder geringer als dieser ist.
  • Wenn die Positionssteuerung so ausgeführt wird, dass sie die Spindelachse 12 veranlasst, die Zielgewindetiefe zu erreichen, wie oben beschrieben, führt die Steuereinheit 10 in Schritt U3 (8) die Schritte S10 bis S12 durch, die in 5A gezeigt sind, oder alternativ die Schritte S10 bis S12', die in 5B gezeigt sind. Mehr im Detail erkennt zunächst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe zu einem Zeitpunkt, wenn die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht (d. h. Vc zu null wird), als tatsächlicher Messwert für die Drehresthöhe Sr auf Basis der sequentiell erkannten Drehresthöhe Sr und der aktuellen Geschwindigkeit Vc (Schritt S10). Danach überwacht der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Überschreitung Ov kontinuierlich und beurteilt, ob die Überschreitung Ov einen vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet (Schritt S11). Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, legt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Positionsbefehl für die Spindelachse 12 auf null fest und stoppt die Spindelachse 12 somit unmittelbar, um den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden (Schritt S12), oder alternativ gibt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Befehl an die Spindelachse 12 aus, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zur Zielgewindetiefe oder bis zu einer Position zu dem Zeitpunkt der Beurteilung durchzuführen, an dem die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, und stoppt damit die Spindelachse 12, wenn die Rückbewegung gemäß dem Befehl abgeschlossen ist, um den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden (Schritt S12'). Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, wird ein Positionsbefehl für die Spindelachse 12 aufrechterhalten, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zur Ausgangsrückkehrposition (Punkt E) durchzuführen, durch eine Positionssteuerung, ohne den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden.
  • Während die Steuereinheit 10 Schritt U3 durchführt, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) beurteilt, dass die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38 die Spindelachse 12 stoppt, (1) die Vorschubbewegung der Vorschubachse 14, um der Bewegung der Spindelachse 12 zu folgen, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 und stoppt somit die Vorschubachse 14 synchron mit der Spindelachse 12.
  • Der numerische Steuerabschnitt 16 kann, nachdem der Spindelachsensteuerabschnitt 18 den Schneidbewegungssteuerablauf erzwungenerweise beendet hat, beispielsweise so konfiguriert sein, dass er ein Alarmsignal auf Basis der Beenden-Erzwingen-Signals, das vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, ausgeben und damit einen Benutzer über die erzwungene Beendigung der Schneidbewegung (d. h. die Anomalie der Überschreitung Ov der Spindelachse 12) zu informieren. Man bemerke, dass der oben genannte Überschreitungsüberwachungsablauf in Schritt U3 auf ein beliebiges der Bewegungsbeispiele der 9 und 10 angewandt werden kann.
  • Wenn der Schneidbewegungssteuerablauf in Schritt U3 nicht erzwungenerweise beendet wird und wodurch die Positionssteuerung für die Spindelachse 12 bis zur Ausgangsrückkehrposition (Punkt E) in Schritt S2 kontinuierlich ausgeführt wird (d. h. wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S11 NEIN ist), erhält der numerische Steuerabschnitt 16 (der Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt 26, nachdem beurteilt wurde, dass der Gewindebohrprozess die Zielgewindetiefe erreicht hat, die Rückdrehgesamthöhe S0' und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, von einem Befehlswert, der im Gewindebohrprogramm P bereitgestellt wird, der vom Programminterpretationsabschnitt 24 interpretiert wird, und sendet die Rückdrehgesamthöhe S0' und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 in Schritt U4 (8) und gleichzeitig mit Schritt U2.
  • Nachdem die Spindelachse 12 die Ausgangsrückposition (Punkt E) erreicht hat, veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Ausgangsbewegungssteuerabschnitt 30) die Spindelachse 12 in Schritt U5 (8), eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität unter Verwendung des maximal zulässigen Stroms der Antriebsquelle von der Zielgewindetiefe durchzuführen, von der Ausgangsrückposition (Punkt E) hin zur Fertigrückstellungsposition, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' als Zielgeschwindigkeit festgelegt wird, um die Rückbewegung durchzuführen. Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Drehresthöhenerkennungsabschnitt 34) erkennt sequentiell eine Rückdrehresthöhe Sr' der Spindelachse 12 während des Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe S0' und der Drehposition FBS. Der Spindelachsensteuerabschnitt 18 gibt dem numerischen Steuerabschnitt 16 die erkannte Rückdrehresthöhe Sr jedes Mal bekannt, wenn sie erkannt wird. Bei dieser Ausführungsform erkennt der Abschnitt 32 zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung eine maximale Beschleunigung einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 während des Zeitraums T6 nicht, sondern erhält die maximale Entschleunigung A0 in der entschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität während des Zeitraums T4 (was der maximalen Beschleunigung A0 während des Zeitraums T1 entspricht) als maximale Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12, die die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchführt.
  • Danach führt die Steuereinheit 10 bei Schritt U6 (8) die Prozesse der Schritte S15 bis S21 durch, die in 6 gezeigt sind. Mehr im Detail erkennt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Abschnitt 36 zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit) in Schritt S12 sequentiell die aktuelle Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung auf Basis der Drehposition FBS während der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität und beurteilt, ob die aktuelle Vc' die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' nicht erreicht hat (Schritt S15). Wenn die Vc' die V0' nicht erreicht hat, beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18, ob die Rückdrehresthöhe Sr einer Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0 entspricht oder geringer als diese ist (Schritt S16). Wenn Sr' einer Hälfte von S0' entspricht oder geringer als diese ist, veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12, die entschleunigte Umkehrdrehung bis zur Geschwindigkeit Vb durchzuführen, um die Rückbewegung kontinuierlich durchzuführen (Schritt S17). Andererseits wenn die aktuelle Geschwindigkeit Vc' als die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht habend beurteilt wird (Schritt 15), speichert der Spindelachsensteuerabschnitt 18 eine Drehhöhe der Spindelachse 12 von der Zielgewindetiefe (d. h. einer Drehposition FBS) in dem Augenblick, wenn die Spindelachse die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht, als Beschleunigungsdrehhöhe Sa' der Rückbewegung (Schritt S20) und beurteilt, ob die Rückdrehresthöhe Sr' gleich der Beschleunigungsdrehhöhe Sa' oder geringer als diese ist (Schritt S21). Wenn Sr' kleiner gleich Sa', veranlasst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Spindelachse 12, die entschleunigte Umkehrdrehung bis zur Geschwindigkeit Vb durchzuführen, um die Rückbewegung kontinuierlich durchzuführen (Schritt S17). Danach beurteilt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38), ob die Rückdrehresthöhe Sr' der Spindelachse 12 in der aktuellen Position Gleichung 2 erfüllt: |Sr'| = Vb2/(2 × |A0'|) (Schritt S18). Wenn die Gleichung 2 erfüllt ist, erzeugt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) einen Befehl zum Veranlassen der Spindelachse 12, die entschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Entschleunigung A0' (entspricht der maximalen Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung im Zeitraum T6) durchzuführen und am Punkt von Sr' = 0 (d. h. die Fertigrückstellungsposition) zu stoppen, und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 unter Verwendung des erzeugten Befehls durch (Schritt S19). Die Spindelachse 12 führt die Rückbewegung hin zur Fertigrückstellungsposition gemäß dem Befehl vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 (dem Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) durch Durchführen einer entschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Entschleunigung A0' durch und stoppt in dem Augenblick, wenn Sr' gleich null ist.
  • Es wird nun auf 9 Bezug genommen, wobei ein Beispiel der Rückbewegung der Spindelachse 12, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht, bevor die aktuelle Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' in Schritt U6 von 8 erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in den jeweiligen Schritten S15 und S16 von 6 JA lautet), durch eine Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve unter einer Zeitachse) gezeigt wird. Die Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T7, T8 und T9 in der Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 9 entsprechen den Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T7, T8 und T9 in der oben genannten Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 3 gezeigt. Bei dem Bewegungsbeispiel von 9 überschreitet die aktuelle Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 Vb (negativer Wert), nachdem die Spindelachse 12 sich von der Zielgewindetiefe bewegt hat, um die Ausgangsrückposition (Punkt E) während des Zeitraums T6 zu erreichen, so dass die Beschleunigung einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 in der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der maximalen Beschleunigung A0' aufgrund der Charakteristika des Spindelmotors schrittweise abnimmt (im Zeitraum T7). Zu einem Zeitpunkt C, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S16 von 6 JA lautet), ändert sich die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Umkehrdrehung zur entschleunigten Umkehrdrehung; danach wird die entschleunigte Umkehrdrehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität (durch eine Geschwindigkeitssteuerung) im Zeitraum T8 durchgeführt; und danach wird die entschleunigte Umkehrdrehung der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0' (durch eine Positionssteuerung) im Zeitraum T9 durchgeführt.
  • Unter Bezugnahme auf 10 hingegen, wird ein Beispiel für die Rückbewegung der Spindelachse 12, wenn die Drehgeschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht, bevor die Rückdrehresthöhe Sr' eine Hälfte der Rückdrehgesamthöhe S0' erreicht, in Schritt U6 von 8 (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S15 von 6 NEIN lautet), durch eine Geschwindigkeit-Zeit-Kurve (die Kurve unter einer Zeitachse) gezeigt. Die Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T7, T10, T8 und T9 in der Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 10 entsprechen den Bewegungen der Spindelachse 12 während Zeiträumen T7, T10, T8 und T9 in der oben genannten Geschwindigkeit-Zeit-Kurve von 4. Bei dem Bewegungsbeispiel von 10 wird während des Zeitraums T7, nachdem die Spindelachse 12 die Ausgangsrückkehrposition (Punkt E) erreicht hat, die beschleunigte Umkehrdrehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität durch die schrittweise abnehmende Beschleunigung A0' ähnlich dem Bewegungsbeispiel von 9 durchgeführt, so dass die aktuelle Geschwindigkeit Vc' der Spindelachse 12 die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' erreicht. Danach dreht sich die Spindelachse 12 umgekehrt in der konstanten Geschwindigkeit V0' über den Zeitraum T10 hinweg, um die Rückbewegung fortzusetzen. Zu einem Zeitpunkt C, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' gleich einer Hälfte der Beschleunigungsdrehung Sa' wird (d. h. wenn die Beurteilung in Schritt S21 von 6 JA lautet), ändert sich die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Umkehrdrehung zur entschleunigten Umkehrdrehung; danach wird die entschleunigte Umkehrdrehung der Spindelachse 12 bei maximaler Kapazität (durch eine Geschwindigkeitssteuerung) im Zeitraum T8 durchgeführt; und danach wird die entschleunigte Umkehrdrehung der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0' (durch eine Positionssteuerung) im Zeitraum T9 durchgeführt.
  • In den Bewegungsbeispielen, die in den 9 und 10 gezeigt sind, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Umkehrdrehbewegung der Spindelachse 12 von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition steuert, die Vorschubachse 14, um eine Umkehrschubbewegung durchzuführen, während sie der Bewegung der Spindelachse 12 folgt, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12. Während eines Zeitraums, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die oben genannten Prozesse von Schritt U4 bis Schritt U6 durchführt, überwacht der numerische Steuerabschnitt 16 die Rückdrehresthöhe Sr', die vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, und beurteilt, dass die Rückbewegung fertiggestellt ist und das Werkzeug aus dem Werkstück herausgezogen wurde, wenn die Rückdrehresthöhe Sr' einem zweiten vordefinierten Wert (einem sehr kleinen Wert nahe null) entspricht oder geringer als dieser ist.
  • Wenn die Positionssteuerung so ausgeführt wird, dass sie die Spindelachse 12 veranlasst, die Fertigrückstellungsposition zu erreichen, wie oben beschrieben, führt die Steuereinheit 10 in Schritt U7 (8) die Schritte S22 bis 24 durch, die in 7A gezeigt sind, oder alternativ die Schritte S22 bis S24', die in 7B gezeigt sind. Mehr im Detail erkennt zunächst der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition zu einem Zeitpunkt, wenn die Spindelachse 12 die Fertigrückstellungsposition erreicht (d. h. Vc' zu null wird), als tatsächlicher Messwert für die Rückdrehresthöhe Sr' auf Basis der sequentiell erkannten Rückdrehresthohe Sr' und der aktuellen Geschwindigkeit Vc' (Schritt S22). Danach überwacht der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) die Überschreitung Ov kontinuierlich und beurteilt, ob die Überschreitung Ov einen vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet (Schritt S23). Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, legt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Positionsbefehl für die Spindelachse 12 auf null fest und stoppt die Spindelachse 12 somit unmittelbar, um den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden (Schritt S24), oder alternativ gibt der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) zum Zeitpunkt der Beurteilung einen Befehl an die Spindelachse 12 aus, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine Rückbewegung bis zur Zielgewindetiefe oder bis zu einer Position zu dem Zeitpunkt der Beurteilung durchzuführen, an dem die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, und stoppt damit die Spindelachse 12, wenn die Rückbewegung gemäß dem Befehl abgeschlossen ist, um den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden (Schritt S24'). Wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung Ov den vordefinierten zulässigen Wert Op nicht überschreitet, wird ein Positionsbefehl für die Spindelachse 12 aufrechterhalten und der Rückbewegungssteuerablauf wird mit dem Stoppen der Spindelachse 12 beendet, ohne den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise zu beenden.
  • Während die Steuereinheit 10 Schritt U7 durchführt, steuert der Vorschubachsensteuerabschnitt 22 während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, wenn der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38) beurteilt, dass die Überschreitung Ov den zulässigen Wert Op überschreitet, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt 38 die Spindelachse 12 stoppt, (1) die Umkehrschubbewegung der Vorschubachse 14, um der Bewegung der Spindelachse 12 zu folgen, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 und stoppt somit die Vorschubachse 14 synchron mit der Spindelachse 12.
  • Der numerische Steuerabschnitt 16 kann, nachdem der Spindelachsensteuerabschnitt 18 den Rückbewegungssteuerablauf erzwungenerweise beendet hat, beispielsweise so konfiguriert sein, dass er ein Alarmsignal auf Basis der Beenden-Erzwingen-Signals, das vom Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben wird, ausgeben und damit einen Benutzer über die erzwungene Beendigung der Rückbewegung (d. h. die Anomalie der Überschreitung Ov der Spindelachse 12) zu informieren. Man bemerke, dass der oben genannte Überschreitungsüberwachungsablauf in Schritt U7 auf ein beliebiges der Bewegungsbeispiele der 9 und 10 angewandt werden kann.
  • Die Steuereinheit 10 gemäß der in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 veranlasst wird, die Schneidbewegung von der Prozessausgangsposition in die Zielgewindetiefe durchzuführen, der numerische Steuerabschnitt 16 nur die Drehgesamthöhe S0 und die maximale Drehgeschwindigkeit V0 der Spindelachse 12 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 anweist; und der Spindelachsensteuerabschnitt 18 die Schneidbewegung gemäß dem Spindelachsenbefehl CS durch Beschleunigen der Spindelachse 12 bei maximaler Leistung unter Verwendung eines maximal zulässigen Stroms unter Abzielen auf die maximale Drehgeschwindigkeit V0 durchführt und auf Basis der maximalen Beschleunigung A0 während des Beschleunigungsschritts und der sequentiell erkannten Drehresthöhe Sr und aktuellen Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 die Schneidbewegung kontinuierlich bis zur Zielgewindetiefe in der kürzesten Zeit während eines Entschleunigens der Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0 durchführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Zielgewindetiefe erreicht. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. vorzunehmen, die für den numerischen Steuerabschnitt 16 erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse 12 zu erzeugen, und ist es möglich, die Zykluszeit des Gewindebohrprozesses mit einer einfachen Konfiguration durch Durchführen einer Beschleunigungs- und Entschleunigungssteuerung zu verringern, um die Beschleunigungskapazität der Spindelachse 12 zu maximieren, analog zu der Steuereinheit 10 gemäß den Ausführungsformen der 1–7B.
  • Des Weiteren weist die Steuereinheit 10 eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 die Zielgewindetiefe erreicht, der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungssteuerabschnitt 40) die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe auf Basis der sequentiell erkannten Drehresthöhe Sr erkennt. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 möglich, schnell zu beurteilen, ob die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe anomal ist, und um schnell dringende Gegenmaßnahmen wie z. B. einen erzwungenen Ausfall der Spindelachse 12 bei Auftreten einer anomalen Überschreitung durchzuführen, so dass es möglich ist, eine Dimensionsgenauigkeit zu gewährleisten, die für den Gewindebohrprozess erforderlich ist, analog zu der Steuereinheit 10 gemäß der Ausführungsform der 1–7B.
  • Die Steuereinheit 10 gemäß der in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsform weist außerdem eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 veranlasst wird, die Rückbewegung von der Zielgewindetiefe zur Fertigrückstellungsposition durchzuführen, die Spindelachse 12 nicht veranlasst wird, in der Zielgewindetiefe zu stoppen (d. h. die Beschleunigung wird nicht auf null festgelegt, wenn die Schneidbewegung abgeschlossen ist, sondern veranlasst wird, die beschleunigte Umkehrdrehung bis zur vorab festgelegten Ausgangsrückposition bei maximaler Beschleunigung A0' (negativer Wert) einer Umkehrdrehung durchzuführen, die gleich der maximalen Entschleunigung A0 (negativer Wert) ist, und zwar durch die Positionssteuerung. Gemäß dieser Konfiguration wird die Beschleunigung der Spindelachse 12 in dem Augenblick, wenn der Betrieb der Spindelachse 12 von der Schneidbewegung zur Rückbewegung geändert wird, nicht geändert, so dass es möglich wird, einen mechanischen oder strukturellen Schock zu vermeiden, der aufgrund der Änderung der Beschleunigung sowie einer Erhöhung eines Synchronisationsfehlers, der aufgrund der Änderung der Beschleunigung zwischen der Spindelachse 12 und der Vorschubachse 14 verursacht werden kann, auf der Spindelachse 12 verursacht werden kann.
  • Die Steuereinheit 10 gemäß der in den 8 bis 10 gezeigten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, wobei, nachdem die Spindelachse 12 veranlasst wurde, die beschleunigte Umkehrdrehung bis zur Ausgangsrückposition durchzuführen, durch die Positionssteuerung, die Rückbewegung durch Beschleunigen der Spindelachse 12 mit maximaler Leistung gemäß dem Spindelachsenbefehl CS durchgeführt wird, der nur die Rückdrehgesamthöhe S0' und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' der Spindelachse 12 beinhaltet, wie vom numerischen Steuerabschnitt 16 an den Spindelachsensteuerabschnitt 18 bekanntgegeben, und wobei die Rückbewegung bis zur Fertigrückstellungsposition in kürzester Zeit kontinuierlich durchgeführt wird, während die Spindelachse 12 bei maximaler Entschleunigung A0' entschleunigt wird, die der maximalen Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung entspricht, und zwar kurz nach Umkehr der Bewegung, so dass die Spindelachse veranlasst wird, in der Fertigrückstellungsposition zu stoppen. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. vorzunehmen, die für den numerischen Steuerabschnitt 16 erforderlich ist, um Beschleunigungs- und Entschleunigungsbefehle gemäß den Leistungscharakteristika der Spindelachse 12 zu erzeugen, und ist es möglich, die Zykluszeit des Gewindebohrprozesses mit einer einfachen Konfiguration durch Durchführen einer Beschleunigungs- und Entschleunigungssteuerung zu verringern, um die Beschleunigungskapazität der Spindelachse 12 zu maximieren.
  • Des Weiteren weist die Steuereinheit 10 eine Konfiguration auf, wobei, wenn die Spindelachse 12 die Fertigrückstellungsposition erreicht, der Spindelachsensteuerabschnitt 18 (der Überschreitungserkennungsabschnitt 40) die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition auf Basis der sequentiell erkannten Rückdrehresthöhe Sr' erkennt. Aus diesem Grund ist es gemäß der Steuereinheit 10 möglich, schnell zu beurteilen, ob die Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition anomal ist, und schnell dringende Gegenmaßnahmen wie z. B. ein erzwungener Ausfall der Spindelachse 12 durchzuführen, wenn die anomale Überschreitung auftritt, so dass es möglich ist, z. B. zu verhindern, dass eine Interferenz unerwarteterweise zwischen einer mechanischen Komponente, die eine Umkehrschubbewegung durch die Vorschubachse 14 durchführt, und einem nahegelegenen Objekt auftritt, analog zu der Steuereinheit 10 gemäß der Ausführungsform der 1–7B.
  • Die Konfiguration der Steuereinheit 10 kann als Werkzeugmaschinensteuerverfahren zum Steuern eines synchronisierten Betriebs der Spindelachse 12 und der Vorschubachse 14 beschrieben werden. Ein Steuerverfahren beinhaltet die von der Steuereinheit 10 durchgeführten Schritte:
    • – Erhalten einer Drehgesamthöhe S0 und einer maximalen Drehgeschwindigkeit V0 der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Prozessausgangsposition in eine Zielgewindetiefe arbeitet, von einem Gewindebohrprogramm P;
    • – Veranlassen der Spindelachse 12, eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von der Prozessausgangsposition durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Drehgeschwindigkeit V0 als Zielwert festgelegt ist;
    • – Erkennen einer maximalen Beschleunigung A0 der Spindelachse 12 während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis eines Drehpositionsfeedbacks FBS der Spindelachse 12;
    • – Erkennen einer Drehresthöhe Sr der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position in die Zielgewindetiefe arbeitet, auf Basis der Drehgesamthöhe S0 und des Drehpositionsfeedbacks FBS;
    • – Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit Vc der Spindelachse 12 auf Basis des Drehpositionsfeedbacks FBS;
    • – Ausführen einer Positionssteuerung, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine entschleunigte Drehung durchzuführen, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung auf Basis der maximalen Beschleunigung A0, der Drehresthöhe Sr und der aktuellen Geschwindigkeit Vc; und
    • – Erkennen einer Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Zielgewindetiefe während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe Sr.
  • Das obige Verfahren kann so konfiguriert sein, dass es die Spindelachse 12 veranlasst, in der Zielgewindetiefe zu stoppen, oder kann alternativ so konfiguriert sein, dass es die Spindelachse 12 nicht veranlasst, in der Zielgewindetiefe zu stoppen.
  • Das andere Steuerverfahren beinhaltet die von der Steuereinheit 10 durchgeführten Schritte:
    • – Erhalten einer Rückdrehgesamthöhe S0' und einer maximalen Rückdrehgeschwindigkeit V0' der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Zielgewindetiefe zu einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, von einem Gewindebohrprogramm P;
    • – Veranlassen der Spindelachse 12, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe oder einer Ausgangsrückposition, in der die Spindelachse um eine vorab festgelegte Anzahl von Zielgewindetiefe zurückgekehrt ist, durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit V0' als Zielwert festgelegt ist;
    • – Erkennen oder Erhalten einer maximalen Beschleunigung A0' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse 12 die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchführt;
    • – Erkennen einer Rückdrehresthöhe Sr' der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe S0' und eines Drehpositionsfeedbacks FBS der Spindelachse 12;
    • – Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit Vc' einer Umkehrdrehung der Spindelachse 12 auf Basis des Drehpositionsfeedbacks FBS;
    • – Ausführen einer Positionssteuerung, um die Spindelachse 12 zu veranlassen, eine entschleunigte Umkehrdrehung durchzuführen und in der Fertigstellungsrückposition zu stoppen, nach der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität auf Basis der maximalen Umkehrdrehbeschleunigung A0', der Rückdrehresthöhe Sr' und der aktuellen Umkehrdrehgeschwindigkeit Vc', und
    • – Erkennen einer Überschreitung Ov der Spindelachse 12 in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition während der entschleunigten Umkehrdrehung auf Basis der Drehresthöhe Sr'.
  • Jedes der obigen Steuerverfahren kann des Weiteren den Schritt des Überwachens der Überschreitung Ov, und wenn die Überschreitung Ov einen vordefinierten zulässigen Wert Op überschreitet, des Stoppens der Spindelachse 12 beinhaltet, der von einer Steuereinheit 10 durchgeführt wird.
  • Gemäß den obigen Steuerverfahren können Wirkungen erhalten werden, die jenen entsprechen, die mit der oben beschriebenen Steuereinheit 10 erzielt werden.
  • Auch wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass diverse Änderungen oder Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der folgenden Ansprüche zu entfernen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2629729 B [0002]
    • JP 3553741 B1 [0002]

Claims (10)

  1. Steuereinheit für eine Werkzeugmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) steuert, wobei die Steuereinheit umfasst: einen numerischen Steuerabschnitt (16), der so konfiguriert ist, dass er einen Spindelachsenbefehl (CS) und einen Vorschubachsenbefehl (CF) auf Basis eines Gewindebohrprogramms (P) generiert; einen Spindelachsensteuerabschnitt (18), der so konfiguriert ist, dass er eine Drehbewegung der Spindelachse (12) gemäß dem Spindelachsenbefehl (CS) steuert; einen Dreherkennungsabschnitt (20), der so konfiguriert ist, dass er eine Drehposition (FBS) der Spindelachse (12) erkennt; und einen Vorschubachsensteuerabschnitt (22), der so konfiguriert ist, dass er eine Vorschubbewegung der Vorschubachse (14) gemäß dem Vorschubachsenbefehl (CF) auf Basis der Drehposition (FBS) steuert; wobei der numerischen Steuerabschnitt (16) umfasst: einen Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt (26), der so konfiguriert ist, dass er vom Gewindebohrprogramm (P) eine Drehgesamthöhe (S0) und eine maximale Drehgeschwindigkeit (V0) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums erhält, wenn die Spindelachse von einer Prozessausgangsposition in eine Zielgewindetiefe arbeitet, und dass er die Drehgesamthöhe (S0) und die maximale Drehgeschwindigkeit (V0) als Spindelachsenbefehl (CS) an den Spindelachsensteuerabschnitt (18) sendet; wobei der Spindelachsensteuerabschnitt (18) umfasst: einen Anfangsbewegungssteuerabschnitt (30), der so konfiguriert ist, dass er die Spindelachse (12) veranlasst, eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von der Prozessausgangsposition durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Drehgeschwindigkeit (V0) als Zielwert festgelegt ist; einen Abschnitt (32) zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung, der so konfiguriert ist, dass er eine maximale Beschleunigung (A0) der Spindelachse (12) während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis der Drehposition (FBS) erkennt; einen Drehresthöhenerkennungsabschnitt (34), der so konfiguriert ist, dass er eine Drehresthöhe (Sr) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position in die Zielgewindetiefe arbeitet, auf Basis der Drehgesamthöhe (S0) und der Drehposition (FBS) erkennt; einen Abschnitt (36) zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit, der so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Geschwindigkeit (Vc) der Spindelachse (12) auf Basis der Drehposition (FBS) erkennt; ein Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38), der so konfiguriert ist, dass er eine Positionssteuerung ausführt, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine entschleunigte Drehung durchzuführen, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung auf Basis der maximalen Beschleunigung (A0), der Drehresthöhe (Sr) und der aktuellen Geschwindigkeit (Vc); und einen Überschreitungserkennungsabschnitt (40), der so konfiguriert ist, dass er eine Überschreitung (Ov) der Spindelachse (12) in Bezug auf die Zielgewindetiefe während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe (Sr) erkennt.
  2. Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei der Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt (26) so konfiguriert ist, dass er vom Gewindebohrprogramm (P) eine Rückdrehgesamthöhe (S0') und eine maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') der Spindelachse (12) während eines Zeitraums erhält, wenn die Spindelachse von der Zielgewindetiefe zu einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, und dass er die Rückdrehgesamthöhe (S0') und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') als Spindelachsenbefehl (CS) an den Spindelachsensteuerabschnitt (18) sendet; wobei der Ausgangsbewegungssteuerabschnitt (30) so konfiguriert ist, dass er die Spindelachse (12) veranlasst, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe oder einer Ausgangsrückposition, in der die Spindelachse um eine vorab festgelegte Anzahl von Zielgewindetiefe zurückgekehrt ist, durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') als Zielwert festgelegt ist; wobei der Abschnitt (32) zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung so konfiguriert ist, dass er eine maximale Beschleunigung (A0') einer Umkehrdrehung der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse (12) die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchführt, erkennt oder erhält; wobei der Drehresthöhenerkennungsabschnitt (34) so konfiguriert ist, dass er eine Rückdrehresthöhe (Sr') der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe (S0') und der Drehposition (FBS) erkennt; wobei der Abschnitt (36) zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Geschwindigkeit (Vc') einer Umkehrdrehung der Spindelachse (12) auf Basis der Drehposition (FBS) erkennt; wobei der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38) so konfiguriert ist, dass er eine Positionssteuerung ausführt, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine entschleunigte Umkehrdrehung durchzuführen und in der Fertigstellungsrückposition zu stoppen, nach der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität auf Basis der maximalen Umkehrdrehbeschleunigung (A0'), der Rückdrehresthöhe (Sr') und der aktuellen Umkehrdrehgeschwindigkeit (Vc'); und wobei der Überschreitungserkennungsabschnitt (40) so konfiguriert ist, dass er eine Überschreitung (Ov) der Spindelachse (12) in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition während der entschleunigten Umkehrdrehung auf Basis der Drehresthöhe (Sr') erkennt.
  3. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38) so konfiguriert ist, dass er die Überschreitung (Ov) überwacht, die von dem Überschreitungserkennungsabschnitt (40) erkannt wird, und zu einem Zeitpunkt, wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung (Ov) einen vordefinierten zulässigen Wert (Op) überschreitet, einen Positionsbefehl (12) auf null festlegt und somit die Spindelachse (12) stoppt.
  4. Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38) so konfiguriert ist, dass er die Überschreitung (Ov) überwacht, die vom Überschreitungsüberwachungsabschnitt (40) erkannt wird, und zu einem Zeitpunkt, wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung (Ov) in Bezug auf die Zielgewindetiefe einen vordefinierten zulässigen Wert (Op) überschreitet, einen Befehl an die Spindelachse (12) auszugeben, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine Umkehrbewegung bis zur Zielgewindetiefe oder einer Position in dem Moment der Beurteilung durchzuführen, dass die Überschreitung (Ov) den zulässigen Wert (Op) überschreitet, und somit die Spindelachse (12) zu stoppen, wenn die Rückbewegung abgeschlossen ist.
  5. Steuereinheit nach Anspruch 2, wobei der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38) so konfiguriert ist, dass er die Überschreitung (Ov) überwacht, die vom Überschreitungsüberwachungsabschnitt (40) erkannt wird, und zu einem Zeitpunkt, wenn beurteilt wird, dass die Überschreitung (Ov) in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition einen vordefinierten zulässigen Wert (Op) überschreitet, einen Befehl an die Spindelachse (12) auszugeben, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine Umkehrbewegung bis zur Fertigrückstellungsposition oder einer Position in dem Moment der Beurteilung durchzuführen, dass die Überschreitung (Ov) den zulässigen Wert (Op) überschreitet, und somit die Spindelachse (12) zu stoppen, wenn die Rückbewegung abgeschlossen ist.
  6. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Vorschubachsensteuerabschnitt (22) so konfiguriert ist, dass er die Vorschubbewegung der Vorschubachse (14) unter Verwendung der Drehposition (FBS) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums von dem Moment, wenn der Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38) beurteilt, dass die Überschreitung (Ov) den zulässigen Wert (Op) überschreitet, bis zum Zeitpunkt, wenn der Positionierungssteuerabschnitt (38) die Spindelachse (12) stoppt, steuert.
  7. Steuereinheit für eine Werkzeugmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) steuert, wobei die Steuereinheit umfasst: einen numerischen Steuerabschnitt (16), der so konfiguriert ist, dass er einen Spindelachsenbefehl (CS) und einen Vorschubachsenbefehl (CF) auf Basis eines Gewindebohrprogramms (P) generiert; einen Spindelachsensteuerabschnitt (18), der so konfiguriert ist, dass er eine Drehbewegung der Spindelachse (12) gemäß dem Spindelachsenbefehl (CS) steuert; einen Dreherkennungsabschnitt (20), der so konfiguriert ist, dass er eine Drehposition (FBS) der Spindelachse (12) erkennt; und einen Vorschubachsensteuerabschnitt (22), der so konfiguriert ist, dass er eine Vorschubbewegung der Vorschubachse (14) gemäß dem Vorschubachsenbefehl (CF) auf Basis der Drehposition (FBS) steuert; wobei der numerischen Steuerabschnitt (16) umfasst: einen Spindelachsenbefehlsausgabeabschnitt (26), der konfiguriert ist, dass er vom Gewindebohrprogramm (P) eine Rückdrehgesamthöhe (S0') und eine maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') der Spindelachse (12) während eines Zeitraums erhält, wenn die Spindelachse von einer Zielgewindetiefe zu einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, und dass er die Rückdrehgesamthöhe (S0') und die maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') als Spindelachsenbefehl (CS) an den Spindelachsensteuerabschnitt (18) sendet; wobei der Spindelachsensteuerabschnitt (18) umfasst: einen Ausgangsbewegungssteuerabschnitt (30), der so konfiguriert ist, dass er die Spindelachse (12) veranlasst, eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe oder einer Ausgangsrückposition, in der die Spindelachse um eine vorab festgelegte Anzahl von Zielgewindetiefe zurückgekehrt ist, durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') als Zielwert festgelegt ist; einen Abschnitt (32) zum Erkennen einer maximalen Beschleunigung, der so konfiguriert ist, dass er eine maximale Beschleunigung (A0') einer Umkehrdrehung der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse (12) die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchführt, erkennt oder erhält; einen Drehresthöhenerkennungsabschnitt (34), der so konfiguriert ist, dass er eine Rückdrehresthöhe (Sr') der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe (S0') und der Drehposition (FBS) erkennt; einen Abschnitt (36) zum Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit, der so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Geschwindigkeit (Vc') einer Umkehrdrehung der Spindelachse (12) auf Basis der Drehposition (FBS) erkennt; einen Positionierungsbewegungssteuerabschnitt (38), der so konfiguriert ist, dass er eine Positionssteuerung ausführt, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine entschleunigte Umkehrdrehung durchzuführen und in der Fertigstellungsrückposition zu stoppen, nach der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität auf Basis der maximalen Umkehrdrehbeschleunigung (A0'), der Rückdrehresthöhe (Sr') und der aktuellen Umkehrdrehgeschwindigkeit (Vc'); und einen Überschreitungserkennungsabschnitt (40), der so konfiguriert ist, dass er eine Überschreitung (Ov) der Spindelachse (12) in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition während der entschleunigten Umkehrdrehung auf Basis der Drehresthöhe (Sr') erkennt.
  8. Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) steuert, wobei das Verfahren die von einer Steuereinheit (10) durchgeführten Schritte umfasst: Erhalten einer Drehgesamthöhe (S0) und einer maximalen Drehgeschwindigkeit (V0) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Prozessausgangsposition in eine Zielgewindetiefe arbeitet, von einem Gewindebohrprogramm (P); Veranlassen der Spindelachse (12), eine beschleunigte Drehung bei maximaler Kapazität von der Prozessausgangsposition durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Drehgeschwindigkeit (V0) als Zielwert festgelegt ist; Erkennen einer maximalen Beschleunigung (A0) der Spindelachse (12) während der beschleunigten Drehung bei maximaler Kapazität auf Basis eines Drehpositionsfeedbacks (FBS) der Spindelachse (12); Erkennen einer Drehresthöhe (Sr) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position in die Zielgewindetiefe arbeitet, auf Basis der Drehgesamthöhe (S0) und des Drehpositionsfeedbacks (FBS); Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit (Vc) der Spindelachse (12) auf Basis des Drehpositionsfeedbacks (FBS); Ausführen einer Positionssteuerung, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine entschleunigte Drehung durchzuführen, um die Zielgewindetiefe zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung auf Basis der maximalen Beschleunigung (A0), der Drehresthöhe (Sr) und der aktuellen Geschwindigkeit (Vc); und Erkennen einer Überschreitung (Ov) der Spindelachse (12) in Bezug auf die Zielgewindetiefe während der entschleunigten Drehung auf Basis der Drehresthöhe (Sr).
  9. Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) steuert, wobei das Verfahren die von einer Steuereinheit (10) durchgeführten Schritte umfasst: Erhalten einer Rückdrehgesamthöhe (S0') und einer maximalen Rückdrehgeschwindigkeit (V0') der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer Zielgewindetiefe zu einer Fertigrückstellungsposition arbeitet, von einem Gewindebohrprogramm (P); Veranlassen der Spindelachse (12), eine beschleunigte Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität von der Zielgewindetiefe oder einer Ausgangsrückposition, in der die Spindelachse um eine vorab festgelegte Anzahl von Zielgewindetiefe zurückgekehrt ist, durchzuführen, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, wobei die maximale Rückdrehgeschwindigkeit (V0') als Zielwert festgelegt ist; Erkennen oder Erhalten einer maximalen Beschleunigung (A0') einer Umkehrdrehung der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse (12) die beschleunigte Umkehrdrehung von der Zielgewindetiefe durchführt; Erkennen einer Rückdrehresthöhe (Sr') der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, wenn die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Fertigrückstellungsposition arbeitet, auf Basis der Rückdrehgesamthöhe (S0') und eines Drehpositionsfeedbacks (FBS) der Spindelachse (12); Erkennen einer aktuellen Geschwindigkeit (Vc') einer Umkehrdrehung der Spindelachse (12) auf Basis des Drehpositionsfeedbacks (FBS); Ausführen einer Positionssteuerung, um die Spindelachse (12) zu veranlassen, eine entschleunigte Umkehrdrehung durchzuführen und in der Fertigstellungsrückposition zu stoppen, nach der beschleunigten Umkehrdrehung bei maximaler Kapazität auf Basis der maximalen Umkehrdrehbeschleunigung (A0'), der Rückdrehresthöhe (Sr') und der aktuellen Umkehrdrehgeschwindigkeit (Vc'), und Erkennen einer Überschreitung (Ov) der Spindelachse (12) in Bezug auf die Fertigrückstellungsposition während der entschleunigten Umkehrdrehung auf Basis der Drehresthöhe (Sr').
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, das des Weiteren den Schritt des Überwachens der Überschreitung (Ov), und wenn die Überschreitung (Ov) einen vordefinierten zulässigen Wert (Op) überschreitet, des Stoppens der Spindelachse (12) umfasst, der von einer Steuereinheit (10) durchgeführt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11029651B2 (en) 2017-08-29 2021-06-08 Fanuc Corporation Machine learning device, control system, control device, and machine learning method

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6088581B2 (ja) * 2015-06-04 2017-03-01 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6374469B2 (ja) * 2016-11-16 2018-08-15 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6799022B2 (ja) * 2018-02-20 2020-12-09 ファナック株式会社 タップ加工の制御装置
EP3710193B1 (de) * 2018-06-15 2023-08-16 EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co.KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Verfahren zum erzeugen eines gewindes
DE102018115986A1 (de) * 2018-07-02 2020-01-02 EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Fabrik für Präzisionswerkzeuge Werkzeug zum Erzeugen eines Gewindes
JP7177672B2 (ja) * 2018-11-26 2022-11-24 オークマ株式会社 数値制御装置
CN110320866B (zh) * 2019-07-24 2021-07-13 珠海格力智能装备有限公司 机床主轴转速的控制方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2629729B2 (ja) 1987-08-28 1997-07-16 ブラザー工業株式会社 ねじ加工装置
JP3553741B2 (ja) 1996-09-02 2004-08-11 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS553741B2 (de) 1972-06-30 1980-01-26
JPS553741A (en) 1978-06-21 1980-01-11 Ajinomoto Co Inc Novel composite seasoning
KR930001093B1 (ko) * 1987-03-31 1993-02-15 부라더 고교 가부시키가이샤 나사 가공장치
JPH0435842A (ja) * 1990-05-31 1992-02-06 Brother Ind Ltd 加工ユニット制御装置
DE19905775C2 (de) 1999-02-12 2001-01-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Ansteuerung einer Werkzeugmaschine
JP2003181722A (ja) * 2001-12-18 2003-07-02 Toyoda Mach Works Ltd タッピング加工装置及びタッピング加工方法
JP4014485B2 (ja) * 2002-10-23 2007-11-28 株式会社松浦機械製作所 タップ穴あけ加工における回転制御方法
JP4813087B2 (ja) * 2005-05-10 2011-11-09 富士重工業株式会社 タッピング加工装置
JP4839390B2 (ja) * 2009-04-17 2011-12-21 株式会社神戸製鋼所 旋回式作業機械の旋回停止制御装置および方法
US8963474B2 (en) * 2011-01-05 2015-02-24 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device
JP5255108B2 (ja) * 2011-11-04 2013-08-07 ファナック株式会社 指令経路速度条件による速度制御を行う数値制御装置
CN104380218B (zh) * 2012-06-05 2017-06-09 三菱电机株式会社 数控装置
JP5873456B2 (ja) * 2013-04-05 2016-03-01 川崎重工業株式会社 作業機械の駆動制御システム、それを備える作業機械、及びその駆動制御方法
JP6034913B2 (ja) * 2015-03-30 2016-11-30 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6088581B2 (ja) * 2015-06-04 2017-03-01 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法
JP6301977B2 (ja) * 2016-01-26 2018-03-28 ファナック株式会社 主軸と送り軸との同期運転を制御する工作機械の制御装置及び制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2629729B2 (ja) 1987-08-28 1997-07-16 ブラザー工業株式会社 ねじ加工装置
JP3553741B2 (ja) 1996-09-02 2004-08-11 三菱電機株式会社 数値制御装置および数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11029651B2 (en) 2017-08-29 2021-06-08 Fanuc Corporation Machine learning device, control system, control device, and machine learning method
DE102018214276B4 (de) 2017-08-29 2021-07-22 Fanuc Corporation Vorrichtung für maschinelles Lernen, Steuersystem, Steuervorrichtung und Verfahren für maschinelles Lernen

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