DE102016013841B4

DE102016013841B4 - Numerische Steuervorrichtung zum Regeln einer Vorschubgeschwindigkeit basierend auf einer Spindellast

Info

Publication number: DE102016013841B4
Application number: DE102016013841.6A
Authority: DE
Inventors: Kousuke Uno
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2036-11-19
Also published as: US20170153629A1; CN106802637B; US10488849B2; JP2017097701A; DE102016013841A1; CN106802637A; JP6333797B2

Abstract

Numerische Steuervorrichtung (1), die beim Steuern einer Maschine (2), die eine Spindel und eine Achse zum Antreiben der Spindel umfasst, basierend auf einem programmierten Befehl eine PID-Regelung zum Regeln einer Bewegungsgeschwindigkeit der Achse durchführt, so dass ein Spindellastwert der Spindel konstant wird, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst:- eine Befehlsprogrammanalyseeinheit (10), die dazu eingerichtet ist, den programmierten Befehl zu analysieren und Befehlsdaten zum Bereitstellen von Instruktionen bezüglich einer Bewegung der Achse zu erzeugen, und- eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (11), die dazu eingerichtet ist, wenn der Spindellastwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren zum Berechnen eines Override für eine durch die Befehlsdaten angeordnete Vorschubgeschwindigkeit der Achse zu starten, so dass der Spindellastwert konstant wird,- wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit dazu eingerichtet ist, beim Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens einem Anfangswert eines Integralterms oder eines Versatzes für die PID-Regelung den Wert eines Overrides unmittelbar vor dem Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens zuzuweisen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung zum Regeln einer Vorschubgeschwindigkeit basierend auf einer Spindellast.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Eine numerische Steuervorrichtung zum Regeln einer Vorschubgeschwindigkeit basierend auf einer Spindelast ist zum Beispiel durch das Dokument US 2004 / 0 167 659 A1 offenbart.
Ferner ist eine Technik bekannt, die die Schnittgeschwindigkeit und die Schneidwerkzeuglebensdauer erhöht, indem eine Vorschubgeschwindigkeit geregelt wird, so dass eine Spindellast konstant wird (z.B. internationale Veröffentlichung Nr. WO 94 / 14 569 A1 und dergleichen). Es gibt verschiedene denkbare Verfahren zur Vorschubgeschwindigkeitsregelung. Im Allgemeinen wird häufig eine PID-Regelung als Regelung zum Halten eines geregelten Werts auf einem konstanten Wert eingesetzt. Der Ausgang der PID-Regelung kann gewöhnlich durch die folgende Gleichung (1) berechnet werden: $O (t) = K_{p} e_{L} (t) + \int_{t_{0}}^{t} K_{i} e_{L} (t) + K_{d} \frac{d}{d t} e_{L} (t) + C$

O(t) :: Ausgangswert
e_L(t) :: Differenz zwischen gewünschtem Wert und aktuellem (Zeit t) Wert eines gesteuerten Objekts
K_p :: Verstärkung des Proportionalterms für PID-Regelung
K_i :: Verstärkung des Integralterms für PID-Regelung
K_d :: Verstärkung des Ableitungsterms für PID-Regelung
C :: Versatz für PID-Regelung

Wenn eine Vorschubgeschwindigkeit geregelt wird, so dass eine Spindellast konstant wird, kann die Spindellast nahe an einen gewünschten Wert gebracht werden, indem O(t) ein Override (Vorschubgeschwindigkeitskorrektur), e_L(t) die Differenz zwischen einer gewünschten Spindellast und einer Spindellast zum Zeitpunkt t und der Konstante ein geeigneter Wert zugewiesen wird.
In einem Zustand, in dem kein Schneidvorgang durchgeführt wird, d.h. wenn sich eine Spindel im Leerlauf befindet, variiert die Spindellast selbst dann nicht, wenn die Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird. Demgemäß ist es erwünscht, die PID-Regelung nur dann durchzuführen, wenn ein Schneidvorgang durchgeführt wird, d.h. nur dann, wenn die Spindellast nicht kleiner als ein konstanter Wert ist. Bei der vorstehend beschriebenen Gleichung (1) bezeichnet t₀ den Zeitpunkt, zu dem die PID-Regelung gestartet wird.
Die 7 und 8 sind Ansichten, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet, bei einer allgemeinen PID-Regelung zeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass 7 den Fall zeigt, in dem eine Schnitttiefe groß ist, und 8 den Fall, in dem eine Schnitttiefe gering ist.
Bei einer einfachen PID-Regelung ist kein Versatz (Offset) enthalten und der Wert des Integralterms auf der rechten Seite von Gleichung (1) beträgt beim Start der Regelung 0. Dementsprechend fällt der Override beim Start der Regelung einmal ab und nähert sich dann dem gewünschten Wert an, wie in den 7 und 8 gezeigt.
Die 9 und 10 sind Ansichten, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet, bei einer PID-Regelung zeigen, bei der dem Versatz ein konstanter Wert zugewiesen wird. Es wird darauf hingewiesen, dass 9 den Fall zeigt, in dem eine Schnitttiefe groß ist, und 10 den Fall, in dem eine Schnitttiefe gering ist.
In dem Fall, in dem der Versatz gleich dem Override ist, wenn ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, wird der Gleichgewichtszustand sofort hergestellt, wie in 9 gezeigt. In dem Fall jedoch, in dem sich der Versatz und der Override in einem Gleichgewichtszustand aufgrund einer Änderung der Schnitttiefe voneinander unterscheiden, besteht die Möglichkeit, dass der Override einmal abfällt und dann einen Gleichgewichtszustand erreicht, wie in 10 gezeigt.
Die vorstehend beschriebene bekannte Technik weist das Problem auf, dass der Override bei einer Änderung der Regelung diskontinuierlich wird, wenn die Regelung durchgeführt wird, ohne dem Integralterm oder dem Versatz einen Anfangswert zuzuweisen. Darüber hinaus besteht das Problem, dass, selbst in dem Fall, in dem dem Integralterm oder dem Versatz ein Anfangswert zugewiesen wird, ein bloßes Zuweisen einer Konstante nicht ausreichend sein kann, um den Override daran zu hindern, aufgrund von Variationen des Override oder Variationen der Schnitttiefe unmittelbar vor der Regelung diskontinuierlich zu werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Demgemäß besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine numerische Steuervorrichtung zum Durchführen einer PID-Regelung bereitzustellen, bei der ein Override nicht diskontinuierlich wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird beim Start der Regelung ein Anfangswert eines Integralterms oder eines Versatzes durch eines der folgenden Verfahren eingestellt.
Verfahren 1: Dem Anfangswert des Integralterms oder des Versatzes wird der Override unmittelbar vor dem Start der Regelung zugewiesen.
Verfahren 2: Dem Anfangswert des Integralterms oder des Versatzes wird ein Wert zugewiesen, der den Override kontinuierlich macht.
Eine numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu eingerichtet, beim Steuern einer Maschine, die eine Spindel und eine Achse zum Antreiben der Spindel umfasst, basierend auf einem programmierten Befehl eine PID-Regelung zum Regeln einer Bewegungsgeschwindigkeit der Achse durchzuführen, so dass ein Spindellastwert der Spindel konstant wird, und umfasst eine Befehlsprogrammanalyseeinheit, die dazu eingerichtet ist, den programmierten Befehl zu analysieren und Befehlsdaten zum Bereitstellen von Instruktionen bezüglich einer Bewegung der Achse zu erzeugen, und eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit, die dazu eingerichtet ist, wenn der Spindellastwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren zum Berechnen eines Override für eine durch die Befehlsdaten angeordnete Vorschubgeschwindigkeit der Achse zu starten, so dass der Spindellastwert konstant wird.
Gemäß einem ersten Aspekt ist die Geschwindigkeitsberechnungseinheit dazu eingerichtet, beim Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens einem Anfangswert eines Integralterms oder eines Versatzes für die PID-Regelung einen Override unmittelbar vor dem Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens zuzuweisen.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist die Geschwindigkeitsberechnungseinheit dazu eingerichtet, beim Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens einem Anfangswert eines Integralterms oder eines Versatzes für die PID-Regelung einen Wert zuzuweisen, der den durch die PID-Regelung berechneten Override an einen Override unmittelbar vor dem Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens angleicht.
Die vorliegende Erfindung stellt eine numerische Steuervorrichtung zum Durchführen einer PID-Regelung bereit, bei der ein Override nicht diskontinuierlich wird. Demgemäß wird die Zyklusdauer verkürzt und ein Einfluss auf eine Maschine verringert.
Figurenliste
Das vorstehende und andere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen hervor. Es zeigt:

1 ein schematischen Blockdiagramm einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer großen Schnitttiefe), bei einem ersten Beispiel der durch eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung zeigt;
3 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer geringen Schnitttiefe), bei dem ersten Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung zeigt;
4 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer großen Schnitttiefe), bei einem zweiten Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung zeigt;
5 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer geringen Schnitttiefe), bei dem zweiten Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung zeigt;
6 ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Verarbeitung darstellt;
7 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer großen Schnitttiefe), bei einer bekannten PID-Regelung zeigt;
8 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer geringen Schnitttiefe), bei einer bekannten PID-Regelung zeigt;
9 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer großen Schnitttiefe), bei einer PID-Regelung zeigt, bei der einem Versatz ein konstanter Wert zugewiesen wird; und
10 eine Ansicht, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet (im Falle einer geringen Schnitttiefe), bei einer PID-Regelung zeigt, bei der einem Versatz ein konstanter Wert zugewiesen wird.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Übersicht der Konfiguration einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf ein Funktionsblockdiagramm gemäß 1 beschrieben.
Eine numerische Steuervorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Befehlsprogrammanalyseeinheit 10, eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11, eine Interpolationseinheit 12, eine Post-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 13, eine Servomotorsteuereinheit 14 und eine Spindellastmesseinheit 15.
Die Befehlsprogrammanalyseeinheit 10 liest Blöcke, die Instruktionen bezüglich des Betriebs einer Maschine als gesteuertes Objekt bereitstellen, eines in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeicherten Programms oder dergleichen sequentiell aus und analysiert sie, erzeugt basierend auf Ergebnissen der Analyse Befehlsdaten zum Bereitstellen von Instruktionen bezüglich der Bewegung einer durch einen Servomotor 2 angetriebenen Achse und gibt die erzeugten Befehlsdaten an die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 aus.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 berechnet einen Override für eine Vorschubgeschwindigkeit gemäß den von der Befehlsprogrammanalyseeinheit 10 eingegebenen Befehlsdaten basierend auf einer durch die Spindellastmesseinheit 15 gemessenen Spindellast eines Spindelmotors 3, so dass die Spindellast konstant wird. Dann werden durch Anpassen einer Geschwindigkeit basierend auf dem berechneten Override erhaltene Befehlsdaten an die Interpolationseinheit 12 ausgegeben.
Die Interpolationseinheit 12 erzeugt basierend auf den Befehlsdaten nach der von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 eingegebenen Geschwindigkeitsanpassung Punkte (Interpolationsdaten) für jeweilige Interpolationsperioden auf einem vorgeschriebenen Pfad, der durch die Befehlsdaten angeordnet wird, und gibt die Interpolationsdaten an die Post-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 13 aus.
Die Post-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 13 berechnet die Geschwindigkeit jeder Achse für jede Interpolationsperiode basierend auf den von der Interpolationseinheit 12 eingegebenen Interpolationsdaten und gibt ein Ergebnis der Berechnung an die Servomotorsteuereinheit 14 aus. Die Servomotorsteuereinheit 14 steuert dann den Servomotor 2, um eine Achse der Maschine als gesteuertes Objekt basierend auf dem Ausgang von der Post-Interpolations-Beschleunigungs-/Verzögerungseinheit 13 anzutreiben.
Als Nächstes wird die durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 durchgeführte Geschwindigkeitsberechnung beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine allgemeine PID-Regelung mit den folgenden Erweiterungen verwendet. Darüber hinaus wird vorausgesetzt, dass die PID-Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung eine PID-Regelung gemäß der bekannten Technik nicht einschließt und die folgenden Erweiterungen umfasst.
Erweiterung 1: e_L(t) umfasst nicht nur die Differenz zwischen einem gewünschten Wert und einem aktuellen Wert eines gesteuerten Objekts, sondern auch sämtliche Funktionen, die die folgenden Bedingungen erfüllen:

Bedingung 1: e_L(t1) = 0, wenn L(t1) = L_i
Bedingung 2: e_L(t1) ≥ e_L(t2), wenn L(t1) ≤ L(t2)

_i

Erweiterung 2: Die Verstärkung jedes Terms umfasst 0. Mit anderen Worten, jedwede Kombination von P, I und D, wie etwa eine P-Regelung oder PI-Regelung, ist enthalten.
Erweiterung 3: Für einen Integralterm kann bei Bedarf beim Start der Regelung (t = t₀) ein beliebiger Anfangswert eingestellt werden. Bei der Berechnung des Integralterms in dem Fall, in dem ein Anfangswert eingestellt wird, wird ein durch Addieren des Anfangswerts zu einem Ergebnis einer allgemeinen Integration über das Intervall von t₀ bis t erhaltener Wert als Ergebnis der Berechnung des Integralterms verwendet. Darüber hinaus wird ein solcher Integralterm als Integralterm ausgedrückt, bei dem eine Untergrenze weggelassen wurde. Des Weiteren wird der Anfangswert des Integralterms als Integralterm ausgedrückt, bei dem eine Obergrenze t₀ ist und die Untergrenze weggelassen wurde.
Erweiterung 4: Beim Start der Regelung kann einem Versatz ein beliebiger Wert zugewiesen werden.
Basierend auf den vorstehend beschriebenen Erweiterungen wird die folgende Gleichung (2) bei der vorliegenden Erfindung als Gleichung für die PID-Regelung verwendet: $O (t) = K_{p} e_{L} (t) + \int_{t_{0}}^{t} K_{i} e_{L} (t) + K_{d} \frac{d}{d t} e_{L} (t) + C$
Zunächst wird nachstehend ein erstes Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung beschrieben.
Wenn die durch die Spindellastmesseinheit 15 gemessene Spindellast des Spindelmotors 3 einen vorgegebenen Lastwert übersteigt, beginnt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11, unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung (2) einen Override für den Servomotor 2 durch PID-Regelung zu regeln. In der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 wird beim Start der PID-Regelung (Zeitpunkt t = t₀) dem Anfangswert des Integralterms oder des Versatzes in der vorstehend beschriebenen Gleichung (2) der Override unmittelbar vor dem Start der PID-Regelung zugewiesen. Dies reduziert Variationen des Override und kann einen steilen Abfall des Override beim Start der PID-Regelung verhindern. Beim Start der PID-Regelung durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 durchgeführte Verarbeitungsverfahren lauten wie folgt:

Verfahren 1-1: Beim Start der PID-Regelung (wenn die Spindellast eine regelungswirksame Last erreicht) wird dem Integralterm oder dem Versatz der Override unmittelbar vor dem Start der PID-Regelung zugewiesen und die Regelung gestartet.

Verfahren 1-2: Wenn der Override unmittelbar vor dem Start der PID-Regelung, der mit Ob bezeichnet wird, dem Integralterm zugewiesen wird, wird die folgende Gleichung (3) erfüllt, und wenn Ob dem Versatz zugewiesen wird, wird die folgende Gleichung (4) erfüllt. Wenn der Override Ob dem Integralterm zugewiesen wird, wird der Anfangswert des Versatzes auf 0 eingestellt. Ebenso wird, wenn der Override Ob dem Versatz zugewiesen wird, der Anfangswert des Integralterms auf 0 eingestellt. $\int^{t_{0}} K_{i} e_{L} (t) d t = O_{b}$
$C = O_{b}$
Die 2 und 3 sind Ansichten, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet, bei einem ersten Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung zeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass 2 den Fall zeigt, in dem eine Schnitttiefe groß ist, und 3 den Fall, in dem eine Schnitttiefe gering ist.
Als Nächstes wird nachstehend ein zweites Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung beschrieben.
Wenn die durch die Spindellastmesseinheit 15 gemessene Spindellast des Spindelmotors 3 einen vorgegebenen Lastwert übersteigt, beginnt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11, unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gleichung (2) einen Override für den Servomotor 2 durch PID-Regelung zu regeln. In der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 wird beim Start der PID-Regelung (Zeitpunkt t = t₀) dem Anfangswert des Integralterms oder des Versatzes in der vorstehend beschriebenen Gleichung (2) ein Wert zugewiesen, der einen auszugebenden Override an den Override unmittelbar vor dem Start der PID-Regelung angleicht. Dies beseitigt Variationen des Override und kann einen steilen Abfall des Override beim Start der PID-Regelung verhindern. Beim Start der PID-Regelung durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 durchgeführte Verarbeitungsverfahren lauten wie folgt:

Verfahren 2-1: Beim Start der PID-Regelung (wenn die Spindellast eine regelungswirksame Last erreicht) wird dem Integralterm oder dem Versatz ein Wert zugewiesen, der den Override kontinuierlich macht, und die Regelung gestartet.

Verfahren 2-2: Durch Umformen der vorstehend beschriebenen Gleichung (2) als Gleichung für die PID-Regelung erfüllt der Ausgangswert die untenstehende Gleichung (5), wenn der vorstehend beschriebene Wert dem Integralterm zugewiesen wird, und erfüllt die untenstehende Gleichung (6), wenn der vorstehend beschriebene Wert dem Versatz zugewiesen wird. Wenn der vorstehend beschriebene Wert dem Integralterm zugewiesen wird, wird der Anfangswert des Versatzes auf 0 eingestellt, und wenn der vorstehend beschriebene Wert dem Versatz zugewiesen wird, wird der Anfangswert des Integralterms auf 0 eingestellt. ${\int^{t_{0}} K_{i} e_{L} (t_{0}) d t = O_{b} - K_{p} e_{L} (t_{0}) - K_{d} \frac{d}{d t} e_{L} (t) |}_{t = t_{0}}$
${C = O_{b} - K_{p} e_{L} (t_{0}) - K_{d} \frac{d}{d t} e_{L} (t) |}_{t = t_{0}}$
Es wird daraur ninyewiesen, dass, wenn dies aur die vorscenend beschriebene Gleichung (2) angewandt wird, O(t0) = Ob erhalten wird und kein Integral über eine Periode berechnet wird.
Die 4 und 5 sind Ansichten, die Änderungen einer Schnitttiefe, eines Override und einer Spindellast, wenn ein Werkzeug in ein Werkstück schneidet, bei einem zweiten Beispiel der durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Geschwindigkeitsberechnung zeigen. Es wird darauf hingewiesen, dass 4 den Fall zeigt, in dem eine Schnitttiefe groß ist, und 5 den Fall, in dem eine Schnitttiefe gering ist.
6 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer durch die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung gemäß 1 durchgeführten Verarbeitung zeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass beim Start der maschinellen Bearbeitung ein PID-Regelflag auf AUS gesetzt wird. Die Verarbeitung ist nachstehend entsprechend den jeweiligen Schritten beschrieben.
[Schritt SA01] Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 bestimmt, ob die durch die Spindellastmesseinheit 15 gemessene aktuelle Spindellast Ln des Spindelmotors 3 nicht kleiner als ein vorgegebener Spindellastwert Lm ist, bei dem die PID-Regelung wirksam wird. Wenn die Spindellast Ln nicht kleiner als der Spindellastwert Lm ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA02 fort, anderenfalls fährt die Verarbeitung mit Schritt SA06 fort.
[Schritt SA02] Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 überprüft das PID-Regelflag und bestimmt, ob die PID-Regelung derzeit durchgeführt wird. Wenn die PID-Reglung derzeit durchgeführt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA05 fort, und wenn die PID-Regelung derzeit nicht durchgeführt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA03 fort.
[Schritt SA03] Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 führt eine Zuweisung zum Anfangswert des Integralterms oder des Versatz in der vorstehend beschriebenen Gleichung (2) durch.
[Schritt SA04] Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 setzt das PID-Regelflag auf AN und startet ein Verfahren zur Berechnung des Override für den Servomotor 2 durch PID-Regelung.
[Schritt SA05] Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 führt das Verfahren zur Berechnung des Override für den Servomotor 2 durch PID-Regelung unter Verwendung von Gleichung (2) aus.
[Schritt SA06] Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 11 setzt das PID-Regelflag auf AUS (Reset) und beendet das Verfahren zur Berechnung des Override für den Servomotor 2 durch PID-Regelung.

Claims

Numerische Steuervorrichtung (1), die beim Steuern einer Maschine (2), die eine Spindel und eine Achse zum Antreiben der Spindel umfasst, basierend auf einem programmierten Befehl eine PID-Regelung zum Regeln einer Bewegungsgeschwindigkeit der Achse durchführt, so dass ein Spindellastwert der Spindel konstant wird, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: - eine Befehlsprogrammanalyseeinheit (10), die dazu eingerichtet ist, den programmierten Befehl zu analysieren und Befehlsdaten zum Bereitstellen von Instruktionen bezüglich einer Bewegung der Achse zu erzeugen, und - eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (11), die dazu eingerichtet ist, wenn der Spindellastwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren zum Berechnen eines Override für eine durch die Befehlsdaten angeordnete Vorschubgeschwindigkeit der Achse zu starten, so dass der Spindellastwert konstant wird, - wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit dazu eingerichtet ist, beim Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens einem Anfangswert eines Integralterms oder eines Versatzes für die PID-Regelung den Wert eines Overrides unmittelbar vor dem Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens zuzuweisen.
Numerische Steuervorrichtung (1), die beim Steuern einer Maschine (2), die eine Spindel und eine Achse zum Antreiben der Spindel umfasst, basierend auf einem programmierten Befehl eine PID-Regelung zum Regeln einer Bewegungsgeschwindigkeit der Achse durchführt, so dass ein Spindellastwert der Spindel konstant wird, wobei die numerische Steuervorrichtung umfasst: - eine Befehlsprogrammanalyseeinheit (10), die dazu eingerichtet ist, den programmierten Befehl zu analysieren und Befehlsdaten zum Bereitstellen von Instruktionen bezüglich einer Bewegung der Achse zu erzeugen, und - eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (11), die dazu eingerichtet ist, wenn der Spindellastwert einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren zum Berechnen eines Override für eine durch die Befehlsdaten angeordnete Vorschubgeschwindigkeit der Achse zu starten, so dass der Spindellastwert konstant wird, - wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit dazu eingerichtet ist, beim Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens einem Anfangswert eines Integralterms oder eines Versatzes für die PID-Regelung einen Wert zuzuweisen, der den durch die PID-Regelung berechneten Override an einen Override unmittelbar vor dem Start des Geschwindigkeitsberechnungsverfahrens angleicht.