DE102016212023A1 - Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine - Google Patents

Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine Download PDF

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Abstract

Eine Hauptspindellastüberwachungseinrichtung (11) zeigt eine Hauptspindellast in einer Werkzeugmaschine, die ein Werkzeug (3) mit einer Mehrzahl von Schneidkanten an einer Hauptspindel (6) enthält, und eine Bearbeitung eines Werkstücks ausführt während das Werkzeug (3) mit der Hauptspindel (6) rotiert. Die Hauptspindellastüberwachungseinrichtung (11) enthält eine Hauptspindellasterfassungseinheit (17), die konfiguriert ist, eine Last an der Hauptspindel (6) zu erfassen, eine Hauptspindellastumwandlungseinheit (18) und eine Anzeigesteuerungseinheit (18). Die Hauptspindellastumwandlungseinheit (18) ist konfiguriert, einen Zeitverlauf der durch die Hauptspindellasterfassungseinheit (17) erfassten Hauptspindellast in eine Veränderung der Hauptspindellast bezüglich, eines Hauptspindelrotationswinkels umzuwandeln. Die Anzeigesteuerungseinheit (18) ist konfiguriert, einen durch die Hauptspindellastumwandlungseinheit (18) umgewandelten Wert der Hauptspindellast in einem Polarkoordinatensystem auf einem Anzeigebildschirm (19) anzuzeigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hauptspindellastüberwachungseinrichtung zum Überwachen einer Last auf eine Hauptspindel in einer Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitung eines Werkstücks ausführt, während ein an der Hauptspindel montiertes Werkzeug rotiert.
  • In einer Werkzeugmaschine, die eine Schneidbearbeitung eines Werkstücks mit einem rotierenden Werkzeug ausführt, verursacht eine Beschädigung des Werkzeugseinen Bearbeitungsfehler, durch den das Werkstück nicht in eine gewünschte Form bearbeitet werden kann. Zusätzlich kann, wenn ein Achsenvorschub in einem Zustand, in dem wegen der Beschädigung des Werkzeugs von dem Werkstück nichts weggenommen werden kann, fortgesetzt betrieben wird, das Werkzeug wahrscheinlich mit dem Werkstück kollidieren und die Maschine zu beschädigen. Um die Beschädigungen zu vermeiden, gibt es ein typisches Verfahren, in dem eine Last auf einen Hauptspindelmotor, die angesehen wird, den Zustand des Werkzeugs am besten darzustellen, auf einen Monitor eines NC-Systems (numerisches Steuerungssystem) angezeigt wird, um es dem Maschinenbediener zu ermöglichen, die Qualität des Schneidzustands zu bestimmen, ein Verfahren, in dem die Maschine die Hauptspindellast überwacht, um den Achsenvorschub anzuhalten, oder ein ähnliches Verfahren.
  • Beispielsweise offenbart die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 58-120455 ein Verfahren, das ein Säulendiagramm einsetzt, in dem Säulen in bestimmten Bereichen entsprechend Lastwerten farbkodiert sind, um die Last auf den Hauptspindelmotor in einer analogen Form auf einer Anzeigeeinheit anzugeben. In diesem Verfahren wird der Zustand der Last durch Farben intuitiv erfasst. Die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 5-329748 offenbart eine Werkzeuglebensdaueranzeige, die unter Verwendung eines Schneidkraft-Messers einen Durchschnittswert einer Last bei einer Bearbeitung erhält und einen zulässigen Bereich einer Laständerung einstellt, um ein Abnormitätssignal auszugeben, wenn die Bearbeitungslast den zulässigen Bereich überschreitet. Aus der Anzahl von Ausgaben des Abnormitätssignals wird bestimmt, ob sich die Bearbeitungslast merklich verändert hat, oder nicht. Die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-24694 offenbart ein Lastüberwachungsverfahren, in dem ein Werkzeugverschleiß durch einen Durchschnittswert eines Werts bestimmt wird, der durch Subtrahieren eines Stromwerts bei Beschleunigung und Verlangsamung von dem Laststromwert eines Hauptspindelmotors erhalten wird. In diesem Verfahren wird eine obere und untere Grenze des Stromwerts eingestellt und der Durchschnittswert wird mit den Werten der oberen und unteren Grenze verglichen, so dass die Abnormität bestimmt wird, um eine Nachricht auf einem Monitor auszugeben.
  • Während die Lastanzeige des in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 58-120455 offenbarten Hauptspindelmotors den Vorteil hat, dass die Höhe des Lastwerts durch die Farben bestimmt werden kann, gibt es keinen Bezug zwischen der Farbe und dem Zustand des Werkzeugs. Es ist daher für einen Maschinenbediener notwendig, im Voraus zu erfahren, welche Farbe die Beschädigung des Werkzeugs angibt. Typischerweise variiert die Hauptspindellast bei Beschleunigung und Verlangsamung der Hauptspindel, dem unmittelbaren Anstieg der Last beim Bearbeiten, oder einem ähnlichen Zustand. Andererseits ist eine durch die Zustandsänderung des Werkzeugs verursachte sich verändernde Höhe der Last auf den Hauptspindelmotor sehr klein. Daher ist es schwierig, die Veränderung mithilfe des Säulendiagramms zu lesen.
  • In beispielsweise der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 5-329748 ist es schwierig, einen Wert beim erstmaligen Bearbeiten eines Produkts einzustellen, da es notwendig ist, die Lastschwankung im Voraus einzustellen, um die Werkzeugabnormität zu bestimmen. Genauso wie die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 5-329748 erfordert die Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-24694 , dass der Stromwert für eine Bestimmung einer Abnormität im Voraus eingestellt wird.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für Werkzeugmaschinen bereitzustellen, in der es nicht notwendig ist, dass eine Bearbeitungslast oder eine ähnliche Last im Voraus eingestellt wird, und ein Zustand einer Last auf eine Hauptspindel einfach erfasst werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird eine Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt. Die Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gibt eine Hauptspindellast in einer Werkzeugmaschine an, die ein Werkzeug mit mehreren Schneidkanten an einer Hauptspindel enthält und eine Bearbeitung eines Werkstücks ausführt während das Werkzeug mit der Hauptspindel rotiert. Die Hauptspindellastüberwachungseinrichtung enthält eine Hauptspindellasterfassungseinheit, eine Hauptspindellastumwandlungseinheit und eine Anzeigesteuerungseinheit. Die Hauptspindellasterfassungseinheit ist konfiguriert, eine Last an der Hauptspindel zu erfassen. Die Hauptspindellastumwandlungseinheit ist konfiguriert, einen Zeitverlauf der durch die Hauptspindellasterfassungseinheit erfassten Hauptspindellast in eine Veränderung der Hauptspindellast bezüglich einem Hauptspindelrotationswinkel umzuwandeln. Die Anzeigesteuerungseinheit ist konfiguriert, einen durch die Hauptspindellastumwandlungseinheit umgewandelten Wert der Hauptspindellast in einem Polarkoordinatensystem auf einem Anzeigebildschirm anzugeben.
  • In der Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der in dem ersten Aspekt der Erfindung enthalten ist, normiert die Hauptspindellastumwandlungseinheit die Veränderung der Hauptspindellast bezüglich des Hauptspindelrotationswinkels, entwickelt die normierte Veränderung der Hauptspindellast durch Fourier-Reihen, um Komponenten nullter Ordnung und eine Grundkomponente auszuschließen, und extrahiert den Fourier-Koeffizienten der Grundkomponente und den Fourier-Koeffizienten einer Komponente n-ter Ordnung, genauso wie die Schneidkantenanzahl. Die Anzeigesteuerungseinheit gibt den Fourier-Koeffizienten der Grundkomponente als einen Index der Unrundheit des Werkzeugs, und den Fourier-Koeffizienten der Komponente n-ter Ordnung als einen Index einer Beschädigung der Schneidkante auf dem Anzeigebildschirm an.
  • Die Hautspindellastüberwachungseinrichtung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der in dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung enthalten ist, enthält eine Speichereinheit, die Werte der Hauptspindellast des Polarkoordinatensystems nacheinander speichert, und die Anzeigesteuerungseinheit zeigt, während sie sich auf dem Anzeigebildschirm überlappen, eine Mehrzahl von gespeicherten Hauptspindellasten an.
  • Die Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beseitigt die Notwendigkeit, die Bearbeitungslast durch ein Testschneiden im Voraus zu erhalten. Ferner wird, da die Veränderung der Hauptspindellast mit den Polarkoordinaten angegeben wird, das Stadium der Last an der Hauptspindel visuell einfach erkannt.
  • Mit der Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung können, zusätzlich zu dem oben-beschriebenen Effekt, der Grad der Unrundheit und der Grad der Beschädigung des Werkzeugs als numerische Werte angegeben werden, die für die Bestimmung verwendet werden können, ob die Bearbeitung zu dieser Zeit normal ausgeführt wird, oder nicht.
  • Mit der Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann zusätzlich zu dem oben-beschriebenen Effekt eine Mehrzahl der Ergebnisse gleichzeitig in einem Polarkoordinatensystem angegeben werden, um eine Veränderung des Zustands über den Zeitverlauf und ähnliche Veränderungen zu erfassen.
  • 1 ist ein Block-Konfigurationsschema, das eine Werkzeugmaschine darstellt.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Nutbearbeitung mit einem Schaftfräser darstellt.
  • 3 ist eine schematische Zeichnung, die einen Zeitverlauf einer Hauptspindellast bei einem normalen Werkzeug darstellt.
  • 4 ist eine schematische Zeichnung, die einen Zeitverlauf einer Hauptspindellast bei einem Werkzeug mit einer Unrundheit darstellt.
  • 5 ist eine schematische Zeichnung, die einen Zeitverlauf einer Hauptspindellast bei einem Werkzeug mit einer Unrundheit darstellt, die eine Schneidkante wegen der Beschädigung hat.
  • 6 ist ein Messdiagramm, das ein auf eins normiertes sich veränderndes Ausmaß der Hauptspindelmotorlast bei einem Hauptspindelrotationswinkel darstellt.
  • 7 ist eine erklärende Zeichnung, die ein mit Polarkoordinaten angegebenes beispielhaftes sich veränderndes Ausmaß der Hauptspindelmotorlast darstellt.
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Berechnungsprozess darstellt, bis die Hauptspindelmotorlast angegeben wird.
  • 9 ist eine erklärende Zeichnung, die einen Hauptspindellastüberwachungsbildschirm darstellt.
  • Das Folgende beschreibt, basierend auf den Zeichnungen, eine Ausführungsform gemäß der Erfindung.
  • 1 ist ein Block-Konfigurationsschema, das eine beispielhafte Werkzeugmaschine darstellt. Die Werkzeugmaschine enthält ein Hauptspindelgehäuse 1, das eine Hauptspindel 6 enthält. Die Hauptspindel 6 ist konfiguriert, durch einen Hauptspindelmotor 2 rotiert zu werden. Die Hauptspindel 6 enthält ein an dem entfernten Ende davon montiertes. Werkzeug 3. Die Werkzeugmaschine enthält einen Tisch 5, auf dem ein Werkstück 4 befestigt ist. Wenn der Tisch 5 bewegt wird, werden das Werkzeug 3 und das Werkstück 4 relativ bewegt, um eine Bearbeitung des Werkstücks 4 auszuführen.
  • Ein NC-System (numerisches Steuerungssystem) 11 ist ein System zum Steuern der Werkzeugmaschine. Das NC-System 11 verwendet ein gespeichertes NC-Programm 12, um zu bewirken, dass die Maschine zum Bearbeiten des Werkstücks 4 betrieben wird. Das NC-System 11 funktioniert auch als eine Hauptspindellastüberwachungseinrichtung gemäß der Erfindung.
  • In dem NC-System 11 wird das NC-Programm 12 in der Programmübersetzungseinheit 13 ausgeführt, um eine Maschinensteuerungsanweisung zu übersetzen, eine Sollpositionsanweisung und eine Vorschubgeschwindigkeitsanweisung für die Achsenvorschubsteuerungseinrichtung 15 werden zu dem Funktionsgenerator 14 übertragen, und eine Drehzahlanweisung wird an die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 16 ausgegeben. Die Achsenvorschubsteuerungseinrichtung 15 steuert einen Achsenvorschub der Hauptspindel 6 und des Tischs 5. Die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 16 steuert die Hauptspindel 6.
  • Ein Hauptspindellastdetektor 17 ist eine Hauptspindellasterfassungseinheit. Der Hauptspindellastdetektor 17 ist mit der Hauptspindelsteuerungseinrichtung 16 gekoppelt und erfasst ein Lastsignal (Hauptspindellast), entsprechend einer erforderlichen elektrischen Leistung oder eines erforderlichen Drehmoments des Hauptspindelmotors 2, mit einem Hauptspindelrotationswinkel. Eine Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 als eine Hauptspindellastumwandlungseinheit und eine Anzeigesteuerungseinheit wandelt einen erfassten Zeitverlauf der Hauptspindellast in eine Veränderung der Hauptspindellast bezüglich des Hauptspindelrotationswinkels um, und führt eine Verarbeitung aus, um die umgewandelte Hauptspindellast mit Fourier-Reihen zu entwickeln, um Komponenten mit speziellen Graden abzuschneiden, und eine Verarbeitung, um Fourier-Koeffizienten mit einer speziellen Ordnung zu extrahieren. Die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 bereitet einen Hauptspindellastüberwachungsbildschirm vor, um ihn auf einem in einer Speichereinheit 20 zu speichernden Anzeigebildschirm 19 erkennen zu lassen. Der Anzeigebildschirm 19 enthält einen Touchscreen, der konfiguriert ist, eine Eingabe der in der Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 verwendeten Schneidkantenanzahl und eine Veränderungsoperation des Hauptspindellastüberwachungsbildschirms zu empfangen.
  • Hier wird die in der Bearbeitung erzeugte Hauptspindellast unter Bezugnahme auf 2 bis 5 beschrieben. 2 ist eine schematische Zeichnung, die ein Ausführen einer Nutbearbeitung mit einem Schaftfräser mit zwei Schneidkanten darstellt. Wenn der Tisch 5, auf dem das Werkstück 4 befestigt ist, betrieben wird, wird der an der Hauptspindel 6 montierte Schaftfräser in 2 in einer Vorschubrichtung bewegt während er rotiert wird. Somit wird eine Nut mit einem Durchmesser des Schaftfräsers in dem Werkstück 4 gebildet. Während sich die Hauptspindel 6 einmal dreht, wird die Hauptspindellast, wie in einer Zwei-Hügel-Form gezeigt, zweimal erhöht und verringert, da der Schaftfräser zwei Schneidkanten enthält (3).
  • Jedoch gibt es in Wirklichkeit einen Versatz zwischen dem Rotationszentrum der Hauptspindel 6 und dem Zentrum des äußeren Durchmessers des Schaftfräsers. Daher wird eine Unrundheit des Schaftfräsers bezüglich der Rotation der Hauptspindel 6 erzeugt. Dementsprechend schneidet in dem Fall des Schaftfräsers mit zwei Schneidkanten, wie in 2 dargestellt, während eine Schneidkante das Werkstück mit einer kleinen Schnitttiefe schneidet, die andere Schneidkante das Werkstück mit einer großen Schnitttiefe. Dies erzeugt eine Wellenform mit einem Unterschied in der in 4 dargestellten Hauptspindellast. Dann wird in dem Fall, in dem die Unrundheit groß ist oder in dem Fall, in dem die Beschädigung von der einen Schneidkante fortschreitet, die Hauptspindellast, wie in einer Hügelform in 5 gezeigt, einmal erhöht und verringert.
  • 6 stellt ein ursprüngliches Verhältnis zwischen der Hauptspindellast und dem Hauptspindelrotationswinkel und ein Verhältnis zwischen der Hauptspindellast und einem Hauptspindelrotationswinkel bei einem Fortsetzen der Bearbeitung in einer aktuellen Bearbeitung, wenn eine Schneidkante beschädigt ist, dar. Hier wird das sich verändernde Ausmaß für einen einfachen Vergleich der Hauptspindellast auf eins normiert. 6 gibt an, dass, wenn die Beschädigung fortschreitet, die tatsächliche Hauptspindellast in einer Hügelform, wie in 5 dargestellt einmal erhöht und verringert wird. 7 stellt Polarkoordinaten dar, die das Verhältnis. zwischen der Hauptspindellast und dem in 6 dargestellten Hauptspindelrotationswinkel anzeigen. Das in 6 dargestellte Verhältnis wird durch Fourier-Reihen entwickelt und schließt Komponenten nullter Ordnung und eine Grundkomponente aus, um die Polarkoordinaten in 7 anzugeben. 7 zeigt an, dass die ursprüngliche Last wegen der Bearbeitung mit dem Schaftfräser mit zwei Schneidkanten eine elliptische Form einschließlich einer Komponente zweiter Ordnung zeigt. Andererseits zeigt die Last, gleich wie bei der Bearbeitung mit dem Schaftfräser mit einer Schneidkante, eine kreisrunde Form, wenn die eine Schneidkante beschädigt ist. Dementsprechend zeigt die Last eine elliptische Form, um einem tatsächlichen Bild des Schaftfräsers mit zwei Schneidkanten zu entsprechen, wenn die Schneidkante normal ist. In gleicher Weise wird in dem Fall des Schaftfräsers mit drei normalen Schneidkanten die Last, wie in einer Drei-Hügel-Form gezeigt, dreimal erhöht und verringert, und in dem Fall des Schaftfräsers mit n normalen Schneidkanten zeigt die Last, wie in einer n-Hügel-Form gezeigt, n Erhöhungen und Verringerungen. In dem Fall, in dem die Schneidkante beschädigt ist, erhöht sich die Last entsprechend der Reduzierung der Schneidkantenanzahl, um gleich mit dem Fall zu sein, in dem die Schneidkantenanzahl reduziert ist. Dann wird das sich verändernde Ausmaß der Hauptspindellast für einen einfachen Vergleich der Wellenform der Last vor und nach der Beschädigung der Schneidkante auf eins normiert.
  • Als nächstes wird, basierend auf einem Ablaufdiagramm in 8, ein Generierungsprozess der Hauptspindellast, die durch in 7 dargestellte Polarkoordinaten angegebenen ist, durch die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 beschrieben.
  • Zuerst misst die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 die Last bei einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen der Hauptspindel (S11). Als nächstes mittelt die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 die bei einer Umdrehung der Hauptspindel gemessenen Lasten (S12). Dann wandelt die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 die gemittelte Last in eine Zuordnung von dem Hauptspindelrotationswinkel und der Hauptspindellast um und normiert die Last in dem Maximalwert des sich verändernden Ausmaßes, um das in 7 dargestellte Ergebnis zu erhalten (S13). Die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18 entwickelt das Ergebnis mit Fourier-Reihen, um eine Komponente nullter Ordnung und eine Grundkomponente auszuschließen, und extrahiert einen Fourier-Koeffizienten der Grundkomponente und einen Fourier-Koeffizienten einer Komponente n-ter Ordnung (n bedeutet die Anzahl der Schneidkanten) (S14). Die Hauptspindellast als die Polarkoordinatenangabe, der Fourier-Koeffizient der Grundkomponente als ein Index der Unrundheit des Werkzeugs und der Fourier-Koeffizient der Komponente n-ter Ordnung als ein Index der Beschädigung der Schneidkante werden in der Speichereinheit 20 gespeichert und werden auf dem Anzeigebildschirm 19 angegeben (S15).
  • 9 ist ein beispielhafter Hauptspindellastüberwachungsbildschirm, der auf dem Anzeigebildschirm 19 angegeben ist. Hier überlappt sich eine Mehrzahl von in der Speichereinheit 20 gespeicherten Wellenformen in der Polarkoordinatenangabe der anzuzeigenden Hauptspindellast. In 9 ist der Zeitverlauf in Zusammenhang mit einer Schnittdistanz angegeben. Darüber hinaus ist zugleich die Anzahl der Schneidkanten auf dem gleichen Bildschirm angegeben, und daher ist es einfach, den Werkzeugzustand durch die Form der Hauptspindellast zu erfassen. 9 gibt den Index der Unrundheit des Werkzeugs als ”Größe der Unrundheit” (wenn die Zahl größer ist, ist die Unrundheit größer), und den Index der Beschädigung der Schneidkante als ”Schärfe der Schneidkante” (wenn die Zahl größer ist, ist die Beschädigung größer) an.
  • Der Anzeigebildschirm 19 enthält auf dem unteren Abschnitt einen ”Messung”-Knopf und einen ”Löschen”-Knopf. Der ”Messung”-Knopf ist bei einem Drücken zu einem beliebigen Zeitpunkt zum Messen der Hauptspindellast und einem Speichern der Hauptspindellast, um sie in einer Anzeige in einem Polarkoordinatensystem anzuzeigen. Der ”Löschen”-Knopf ist zum Löschen der durch das Drücken angegebenen Polarkoordinatenangabe.
  • Somit enthält das NC-System 11 mit der oben beschriebenen Konfiguration den Hauptspindellastdetektor 17, der die Last an der Hauptspindel 6 erfasst, und die Hauptspindellastverarbeitungseinheit 18, die den Zeitverlauf der durch den Hauptspindellastdetektor 17 erfassten Hauptspindellast in die Veränderung der Hauptspindellast bezüglich des Hauptspindelrotationswinkels umwandelt und den Wert der umgewandelten Hauptspindellast in dem Polarkoordinatensystem auf dem Anzeigebildschirm 19 angibt. Daher ist es nicht notwendig, die Last bei der Bearbeitung im Voraus durch einen Schneidtest zu erhalten. Da die Veränderung der Hauptspindellast mit den Polarkoordinaten angegeben ist, ist es ferner einfach, den Zustand der Last an der Hauptspindel 6 zu erfassen.
  • Im Speziellen gibt das NC-System 11 den Grad der Unrundheit und der Beschädigung des Werkzeugs auf dem Hauptspindellastüberwachungsbildschirm durch numerische Werte an, die zum Bestimmen, ob die Bearbeitung zu diesem Zeitpunkt normal ausgeführt wird, oder nicht, verwendet werden können.
  • Zusätzlich gibt der Hauptspindellastüberwachungsbildschirm die Mehrzahl der Hauptspindellasten, die nacheinander aufgezeichnet sind, überlappend an. Daher ist es einfach, den Zeitverlauf der Hauptspindellast zu erfassen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die folgenden Konfigurationen können verwendet werden. In einer Konfiguration enthält die Hauptspindellastverarbeitungseinheit als ein Beispiel einzeln eine Umwandlungseinheit (eine Hauptspindellastumwandlungseinheit), die den Zeitverlauf der Hauptspindellast in die Veränderung der Hauptspindellast bezüglich des Hauptspindelrotationswinkels umwandelt und das Ergebnis der Umwandlung durch Fourier-Reihen entwickelt, um die Fourier-Koeffizienten zu extrahieren, und eine Bildschirmerzeugungseinheit (eine Anzeigesteuerungseinheit), die den Hauptspindellastüberwachungsbildschirm erzeugt. Die Konfiguration der Spindel und eine gleichartige Konfiguration hinsichtlich der gesamten Werkzeugmaschine können, wenn notwendig, modifiziert werden, ohne sich von dem Geist der Erfindung zu entfernen.
  • Während das NC-System in der oben beschriebenen Ausführungsform eingesetzt wird, um die Hauptspindellastüberwachungseinrichtung zum anzeigen des Hauptspindellastüberwachungsbildschirms auf dem Anzeigebildschirm des NC-Systems zu erhalten, können zumindest die Hauptspindellastumwandlungseinheit, die Anzeigesteuerungseinheit und der Anzeigebildschirm in einer externen Vorrichtung (wie etwa einem PC), der separat von dem NC-System angeordnet und mit dem NC-System über ein Kabel oder drahtlos gekoppelt ist, angeordnet sein, um die Hauptspindellast durch die externe Vorrichtung zu überwachen. Dies stellt sicher, dass die Hauptspindellasten von einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen an einem Platz durch die externe Einrichtung kontrolliert werden.
  • Es wird explizit festgestellt, dass beabsichtigt ist, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen separat und unabhängig voneinander zum Zweck einer ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbart sind. Es wird explizit festgestellt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Zwischeneinheit zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung, insbesondere als Grenzen von Wertebereichen, offenbaren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 58-120455 [0003, 0004]
    • JP 5-329748 [0003, 0005]
    • JP 7-24694 [0003, 0005]

Claims (3)

  1. Hauptspindellastüberwachungseinrichtung (11) zum Anzeigen einer Hauptspindellast in einer Werkzeugmaschine, die ein Werkzeug (3) mit einer Mehrzahl von Schneidkanten an einer Hauptspindel (6) enthält und eine Bearbeitung eines Werkstücks ausführt, während das Werkzeug (3) mit der Hauptspindel (6) rotiert, wobei die Hauptspindellastüberwachungseinrichtung (11) aufweist: eine Hauptspindellasterfassungseinheit (17), die konfiguriert ist, eine Last auf die Hauptspindel (6) zu erfassen; eine Hauptspindellastumwandlungseinheit (18), die konfiguriert ist, einen Zeitverlauf der durch die Hauptspindellasterfassungseinheit (17) erfassten Hauptspindellast in eine Veränderung der Hauptspindellast bezüglich eines Hauptspindelrotationswinkels umzuwandeln; und eine Anzeigesteuerungseinheit (18), die konfiguriert ist, einen Wert der durch die Hauptspindellastumwandlungseinheit (18) umgewandelten Hauptspindellast in einem Polarkoordinatensystem auf einem Anzeigebildschirm (19) anzuzeigen.
  2. Hauptspindellastüberwachungseinrichtung (11) gemäß Anspruch 1, wobei: die Hauptspindellastumwandlungseinheit (18), die konfiguriert ist, die Veränderung der Hauptspindellast bezüglich des Hauptspindelrotationswinkels zu normieren, die normierte Veränderung durch Fourier-Reihen entwickelt, um eine Komponente null-ter Ordnung und eine Grundkomponente auszuschließen, und einen Fourier-Koeffizienten der Grundkomponente und einem Fourier-Koeffizienten einer Komponente n-ter Ordnung, wie die Schneidkantenanzahl, zu extrahieren, und die Anzeigesteuerungseinheit (18) konfiguriert ist, den Fourier-Koeffizienten der Grundkomponente als einen Index einer Unrundheit eines Werkzeugs (3) und den Fourier-Koeffizienten der Komponente n-ter Ordnung als einen Index einer Beschädigung der Schneidkante auf dem Anzeigebildschirm (19) anzuzeigen.
  3. Hauptspindellastüberwachungseinrichtung (11) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, Werte der Hauptspindellast des Polarkoordinatensystems nacheinander zu speichern, wobei die Anzeigesteuerungseinheit (18) konfiguriert ist, eine Mehrzahl der gespeicherten Hauptspindellasten anzuzeigen, während sie sich auf dem Anzeigebildschirm (19) überlappen.
DE102016212023.9A 2015-07-01 2016-07-01 Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine Granted DE102016212023A1 (de)

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