DE102016221951A1

DE102016221951A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102016221951A1
Application number: DE102016221951.0A
Authority: DE
Inventors: Kohei Nishimura
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2017-05-11
Also published as: CN106863007A; JP6603104B2; US10409267B2; JP2017087338A; CN106863007B; US20170131704A1

Abstract

Eine Hauptspindelsteuerungseinheit einer Werkzeugmaschine ändert in Einheiten des Werkzeugpfads eine Drehzahl einer Hauptspindel, die ein Werkstück greift, auf eine geänderte Maximalgeschwindigkeit (SH), die um einen Änderungsspanne-Einstellwert (W0) als einen Einstellwert einer Änderungsspanne höher als ein Referenzdrehzahl-Einstellwert (S0) als ein Einstellwert einer Referenzdrehzahl ist, oder eine geänderte Minimalgeschwindigkeit (SL), die um den Änderungsspanne-Einstellwert (W0) niedriger als der Referenzdrehzahl-Einstellwert (S0) ist. Zur selben Zeit bezieht sich die Hauptspindelsteuerungseinrichtung der Werkzeugmaschine auf eine Geschwindigkeitszustandsinformation, die, unter der Annahme, dass eine Ratterschwingung zu verringern ist, und wenn zumindest einer von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert (S0) und dem Änderungsspanne-Einstellwert (W0) die Bedingung der Geschwindigkeitszustandsinformation nicht erfüllt, einen Zustand der vorab gespeicherten Referenzdrehzahl und einer Änderungsspanne angibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, wie etwa eine Drehmaschine, die konfiguriert ist, ein Gewindeschneiden auszuführen.
Eine in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-87888 offenbarte Werkzeugmaschine war als eine Werkzeugmaschine bekannt, die eine Ratterschwingung bei einem Gewindeschneiden mit einem bezüglich einem schaftförmigen Werkstück in einer radialen Richtung und einer axialen Richtung beweglichen Werkzeug reduziert. Die Werkzeugmaschine wiederholt einen Werkzeugpfad, in dem das Werkzeug veranlasst wird, in der radialen Richtung zu schneiden, sich in der axialen Richtung zu bewegen und sich bezüglich des um eine Achse rotierenden Werkstücks in der radialen Richtung weg zu bewegen. In der Werkzeugmaschine wird die Drehzahl des Werkstücks entsprechend dem Werkzeugpfad auf eine vorbestimmte hohe Drehzahl (geänderte Maximalgeschwindigkeit) oder eine vorbestimmte niedrige Drehzahl (geänderte Minimalgeschwindigkeit) geändert. Die Drehzahl in einem ersten Werkzeugpfad ist so bestimmt, dass der Werkzeugpfad eines bestimmten Males (des letzten) bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehzahl ausgeführt wird.
In der in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-878888 offenbarten Werkzeugmaschine ist ein Unterschied zwischen der Hochgeschwindigkeitsdrehzahl und der Niedrig-Geschwindigkeit-Drehzahl (Änderungsspanne) hinsichtlich verschiedener Werkstücke für ein wirksames Verringern der Ratterschwingung nicht notwendigerweise klar. Dann ist es für einen Werker relativ schwierig, die für die Werkstücke geeignete Änderungsspanne zu suchen und einzustellen. Es ist auch nicht klar, wie mit einem Fall umzugehen ist, in dem die Ratterschwingung, selbst wenn die Änderungsspanne der Drehzahl in den Werkzeugpfaden eingestellt wird, nicht reduziert wird. Ferner unterscheidet sich die Drehzahl entsprechend der Anweisung (Anweisung einer höheren Geschwindigkeit verglichen mit der oberen Grenzdrehzahl) möglicherweise von der tatsächlichen Drehzahl (obere Grenzdrehzahl), da die Werkzeugmaschine konfiguriert ist, die Änderungsspanne so anzuweisen, dass eine obere Grenze der Drehzahl des Werkstücks (obere Grenzdrehzahl) überschritten wird.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die ein einfaches Einstellen einer Drehzahl für eine wirksame Verringerung einer Ratterschwingung, einer Änderungsspanne der Drehzahl und ähnlicher Parameter sicherstellt.
Um die oben-beschriebene Aufgabe zu erfüllen, wird eine Werkzeugmaschine gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt. Die Werkzeugmaschine enthält eine Greifeinheit, ein Werkzeug, eine Bearbeitungssteuerungseinheit, eine Drehzahlsteuerungseinheit und eine Drehzahlberechnungseinheit. Die Greifeinheit ist konfiguriert, ein schaftförmiges Werkstück zu greifen. Das Werkzeug ist bezüglich des Werkstücks in einer radialen Richtung und einer axialen Richtung beweglich. Die Bearbeitungssteuerungseinheit ist konfiguriert, ein Gewindeschneiden durch Wiederholen eines Werkzeugpfads auszuführen, und das Werkzeug schneidet in der radialen Richtung in das Werkstück, bewegt sich in der axialen Richtung des Werkstücks und bewegt sich in der radialen Richtung von dem Werkstück weg, während das Werkstück und das Werkzeug um eine Achse des Werkstücks relativ zueinander rotiert werden. Die Drehzahlsteuerungseinheit ist konfiguriert, die relative Drehzahl des Werkstücks und des Werkzeugs entsprechend dem Werkzeugpfad zu ändern. Die Drehzahlberechnungseinheit ist konfiguriert, die Drehzahl von jedem der Werkzeugpfade zu berechnen. Die Drehzahlsteuerungseinheit ändert die Drehzahl auf eine geänderte Maximalgeschwindigkeit, die um einen Änderungsspanne-Einstellwert als einen Einstellwert einer Änderungsspanne höher als ein Referenzdrehzahl-Einstellwert ist, oder eine geänderte Minimalgeschwindigkeit, die um den Änderungsspanne-Einstellwert niedriger als der Referenzdrehzahl-Einstellwert ist, oder ändert die Drehzahl auf irgendeine von mehreren Drehzahl-Anwärterwerten. Zur selben Zeit bezieht sich die Drehzahlsteuerungseinheit auf eine Geschwindigkeitszustandsinformation, die einen Zustand einer vorangehend gespeicherten Referenzdrehzahl und einer Änderungsspanne angibt, oder, unter der Annahme, dass eine Ratterschwingung zu verringern ist, auf den Drehzahlanwärterwert. Dann, wenn zumindest einer von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert und dem Änderungsspanne-Einstellwert, oder der Drehzahlanwärterwert die Bedingung nicht erfüllt, ändert die Drehzahlsteuerungseinheit zumindest einen von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert und dem Änderungsspanne-Einstellwert, oder ändert den Drehzahlanwärterwert, um so die Bedingung zu erfüllen, oder die Drehzahlsteuerungseinheit gibt auf einer Anzeigeeinheit an, dass eine Änderung getätigt werden sollte.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der in dem ersten Aspekt der Erfindung enthalten ist, gibt die Geschwindigkeitszustandsinformation den Zustand der Referenzdrehzahl und der Änderungsspanne, oder den Zustand des Drehzahlanwärterwerts so an, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit eine obere Grenzdrehzahl als einen oberen Grenzwert einer vorbestimmten Drehzahl nicht überschreitet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der in der oben-beschriebenen Erfindung enthalten ist, ändert die Drehzahlsteuerungseinheit den Referenzdrehzahl-Einstellwert oder den Drehzahlanwärterwert so, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit oder der Drehzahlanwärterwert der oberen Grenzdrehzahl entspricht, oder die Drehzahlsteuerungseinheit gibt an, dass eine Änderung getätigt werden sollte.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung, der in der oben-beschriebenen Erfindung enthalten ist, enthält die Geschwindigkeitszustandsinformation unter der Annahme, dass die Ratterschwingung zu verringern ist, eine empfohlene Änderungsspanne als einen vorbestimmten empfohlenen Wert der Änderungsspanne und die Drehzahlsteuerungseinheit ändert den Änderungsspanne-Einstellwert, um so der empfohlenen Änderungsspanne zu entsprechen, oder gibt an, dass eine Änderung getätigt werden sollte.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung, der in der oben-beschriebenen Erfindung enthalten ist, gibt die Geschwindigkeitszustandsinformation den Zustand der Referenzdrehzahl und der Änderungsspanne, oder den Zustand des Drehzahlanwärterwerts so an, dass die geänderte Minimalgeschwindigkeit oder der Drehzahlanwärterwert gleich wie oder größer als eine untere Grenzdrehzahl als einen untere Grenze einer vorbestimmten Drehzahl ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung, der in der oben-beschriebenen Erfindung enthalten ist, gibt die Anzeigeeinheit das Verhältnis zwischen der Änderungsspanne und der Referenzdrehzahl, oder den Drehzahlanwärterwert an, bei dem die geänderte Maximalgeschwindigkeit oder der Drehzahlanwärterwert gleich wie oder geringer als die obere Grenzdrehzahl ist.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung, die in der oben-beschriebenen Erfindung enthalten ist, gibt die Anzeigeeinheit die Änderungsspanne und die Referenzdrehzahl, oder den Drehzahlanwärterwert an, bei dem die Bedingung, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit oder der Drehzahlanwärterwert gleich der oberen Grenzdrehzahl ist, erfüllt ist.
Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung, der in der oben-beschriebenen Erfindung enthalten ist, enthält die Werkzeugmaschine ferner einen Schwingungsdetektor, der die Ratterschwingung erfasst, und die Drehzahlsteuerungseinheit führt zumindest eine von einer Änderung zum Verringern des Referenzdrehzahl-Einstellwerts und einer Änderung zum Annähern des Änderungsspanne-Einstellwerts auf die empfohlene Änderungsspanne aus, oder führt eine Änderung des Drehzahlanwärterwerts aus, oder die Drehzahlsteuerungseinheit gibt an, dass eine Änderung getätigt werden sollte, wenn eine durch den Schwingungsdetektor erfasste Schwingung gleich wie oder größer als ein vorangehend gespeicherter Schwellwert ist.
Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung, der in der oben beschriebenen Erfindung enthalten ist, ändert die Drehzahlsteuerungseinheit die Änderungsspanne und die Referenzdrehzahl in einem Zustand, in dem die geänderte Maximalgeschwindigkeit gleich der oberen Grenzdrehzahl ist.
Mit der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung können die Drehzahl, eine Änderungsspanne der Drehzahl und ähnliche Parameter zum wirksamen Verringern einer Ratterschwingung einfach eingestellt werden.
1 ist eine schematische Darstellung, die eine Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung darstellt.
2 ist eine erklärende Ansicht, die ein exemplarisches Verhältnis zwischen einer Hauptspindeldrehzahl und Pfaden darstellt, wenn die Hauptspindeldrehzahl gemäß der Werkzeugmaschine in 1 in Werkzeugpfad-(Pfad-)Einheiten geändert wird.
3 ist eine erklärende Ansicht, die eine exemplarische Anzeige eines Verhältnisses zwischen einer Änderungsspanne, in der eine geänderte Maximalgeschwindigkeit eine obere Grenzdrehzahl nicht überschreitet, und einer Referenzdrehzahl gemäß der Werkzeugmaschine in 1 darstellt.
4A bis 4C sind erklärende Ansichten, die exemplarisch Anzeigen zum Leiten von Änderungsspanne-Einstellwerten und Referenzdrehzahl-Einstellwerten, die gemäß der Werkzeugmaschine in 1, eine Ratterschwingung einfacher verringern, darstellen. 4A ist eine Ansicht, die einen Fall darstellt, in dem ein Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ gleich wie oder kleiner als eine empfohlene Drehzahl S₁ (S₀ ≤ S₁) ist. 4B ist eine Ansicht, die einen Fall darstellt, in dem ein Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ die empfohlene Drehzahl S₁ überschreitet und geringer als eine obere Grenzdrehzahl S_max ist (S₁ < S₀ < S_max). 4C ist eine Ansicht, die einen Fall darstellt, in dem der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ gleich wie oder größer als die obere Grenzdrehzahl S_max ist (S₀ ≥ S_max).
Das Folgende beschreibt Beispiele einer Ausführungsform der Erfindung, soweit erforderlich, basierend auf den Zeichnungen. Die Ausführungsform der Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
1 ist eine schematische Ansicht einer Werkzeugmaschine 17 gemäß der Ausführungsform. Die Werkzeugmaschine 17 enthält eine Hauptspindel 1, die an einem entfernten Ende ein Spannfutter 2 als eine Greifeinheit enthält. Das Spannfutter 2 ist konfiguriert, ein schaftförmiges Werkstück 3 zu greifen. Die Hauptspindel 1 ist durch einen Spindelkasten 4 drehbar gelagert. Der Spindelkasten 4 enthält einen Motor 5 zum Rotieren der Hauptspindel 1 und einen Encoder 6 zum Erfassen einer Drehzahl der Hauptspindel 1. Der Encoder 6 wird von einer Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 als einer Drehzahlsteuerungseinheit verwendet, um die Drehzahl der Hauptspindel 1 zu überwachen und die Drehzahl der Hauptspindel 1 zu steuern. Die Werkzeugmaschine 17 enthält einen Werkzeughalter 7, der konfiguriert ist, in einer radialen Richtung und einer Längsrichtung des Werkstücks 3 zu arbeiten. Ein Werkzeug 8 ist an dem Werkzeughalter 7 befestigt.
Die Werkzeugmaschine 17 enthält eine Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10, die das Verhalten der gesamten Werkzeugmaschine 17 steuert. Die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 ist mit der Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 als der Drehzahlsteuerungseinheit, und einer Vorschubachsensteuerungseinrichtung (einer Bearbeitungssteuerungseinheit, nicht dargestellt), die Operationen des Werkzeughalters 7 steuert, gekoppelt. Mit der Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 sind eine Eingabeeinheit 11, eine Speichereinheit 12, eine Berechnungseinheit 13, eine Anzeigeeinheit 14, eine automatische Parameter-Einstelleinheit 15 und ein Schwingungsdetektor 16 gekoppelt. Die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 bestimmt eine Existenz einer Ratterschwingung basierend auf einer Information von dem Schwingungsdetektor 16. Die Werkzeugmaschine 17 steuert die Drehzahl des Werkstücks 3, das durch die Hauptspindel 1 gelagert ist, über die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 (eine Drehzahlberechnungseinheit). Die Werkzeugmaschine 17 steuert auch Bearbeitungsoperationen, in denen das Werkzeug 8 in der radialen Richtung des Werkstücks 3 schneidet, um das Werkzeug 8 mit einer gut bekannten Konfiguration (einer Steuerungseinheit der Bearbeitungssteuerungseinheit) in der Längsrichtung zu verfahren. Die Bearbeitungssteuerungseinheit kann durch die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 selbst ausgebildet sein oder kann durch eine Kombination der Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 und der Vorschubachsensteuerungseinrichtung ausgebildet sein.
2 ist eine erklärende Ansicht, die ein exemplarisches Gewindeschneiden, bei dem eine Hauptspindeldrehzahl als die Drehzahl der Hauptspindel 1 in Werkzeugpfad-(Pfad-)Einheiten geändert wird, darstellt. Ein Pfad ist so konfiguriert, dass das Werkzeug 8 das Werkstück 3, das durch die Hauptspindel 1 (das Spannfutter 2) rotiert wird, in der radialen Richtung schneidet und sich in der axialen Richtung des Werkstücks 3 bewegt, und sich dann in der radialen Richtung von dem Werkstück wegbewegt. In der Werkzeugmaschine 17 werden, wenn nötig, solche Pfade wiederholt. In 2 ist ein erster (erster von einem Beginn eines Bearbeitens gezählt) Pfad 1 angegeben, der nächste Pfad ist als 2 angegeben und die folgenden Pfade sind in gleicher Weise angegeben. Die Berechnungseinheit 13 bezieht sich auf einen basierend auf Parametern, wie etwa einem Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ als einen derzeitigen Einstellwert einer Referenzdrehzahl S der Hauptspindeldrehzahl und einem Änderungsspanne-Einstellwert W₀ als einen derzeitigen Einstellwert einer Änderungsspanne W (%), die einen Änderungsgrad von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ angibt, in der Speichereinheit 12 gespeicherten nachstehenden [Ausdruck 1]. Dann berechnet in dem Fall, in dem die Hauptspindeldrehzahl geändert wird, die Berechnungseinheit 13 eine geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H als einen Maximalwert der Hauptspindeldrehzahl und eine geänderte Minimalgeschwindigkeit S_L als einen Minimalwert der Hautspindeldrehzahl. Dann überträgt die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 10 eine Anweisung zu der Hauptspindel-Steuerungseinrichtung 9, die Hauptspindeldrehzahl in dem Pfad auf eine von der berechneten geänderten Maximalgeschwindigkeit S_H oder geänderten Minimalgeschwindigkeit S_L zu ändern. [Ausdruck 1]
Als Nächstes wird eine Beschreibung einer exemplarischen Anzeige eines Verhältnisses zwischen der Änderungsspanne W und der Referenzdrehzahl S, bei der eine geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H den oberen Grenzwert der Hauptspindeldrehzahl (die obere Grenzdrehzahl S_max) nicht überschreitet, und einer exemplarischen Anzeige zum Leiten der Änderungsspanne W und der Referenzdrehzahl S dahin, wo die Ratterschwingung einfacher reduziert wird, als ein Hauptteil der Erfindung gegeben. 3 ist ein erklärendes Diagramm, das die vorangehende exemplarische Anzeige darstellt. In dem in 3 dargestellten Beispiel sind die Änderungsspanne W und die Referenzdrehzahl S die Parameter, und die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 empfängt von der Berechnungseinheit 13 ein Berechnungsergebnis, um die Anzeigeeinheit 14 zu steuern, um anzuzeigen, dass der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ auf einer Ebene, mit der Änderungsspanne W als eine Vertikalachse und einer Referenzdrehzahl S als eine Horizontalachse, dargestellt ist. Hier ist ein oberer Änderungsspannengrenzwert W_max als ein oberer Grenzwert der Änderungsspanne W ein in der Speichereinheit 12 gespeicherter vorbestimmter Wert. Eine untere Grenzdrehzahl S_min ist ein vorbestimmter Wert (der empirisch als ein Wert, bei dem die Ratterschwingung nicht auftritt, ermittelt ist), der eine untere Grenze der Hauptspindeldrehzahl bei dem Gewindeschneiden angibt, und der in der Speichereinheit 12 gespeichert ist. Die obere Grenzdrehzahl S_max ist ein Wert, der eine obere Grenze der Hauptspindeldrehzahl angibt, und der in der Speichereinheit 12 gespeichert ist. Hier ist die Horizontalachse konfiguriert, von einer unteren Grenzdrehzahl S_min zu starten und die obere Grenzdrehzahl S_max nahe dem Zentrum zu enthalten. Die Berechnungseinheit 13 verwendet folgenden [Ausdruck 2] und folgenden [Ausdruck 3], um jeweils eine Linie A und eine Linie B zu berechnen und zu zeichnen. Ferner gibt ein Gebiet C, das durch die Linien A und B, die Vertikalachse und die Horizontalachse umgeben ist (angegeben durch Schattierung (Schraffur) in 3 und 4), das Verhältnis zwischen der Änderungsspanne W und der Referenzdrehzahl S an, in dem die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H die obere Grenzdrehzahl S_max nicht überschreitet, und erfüllt folgenden [Ausdruck 4] und [Ausdruck 5].
[Ausdruck 2]

W = W_max

[Ausdruck 3]

S_H = S_max

[Ausdruck 4]

W ≤ W_max

[Ausdruck 5]

S_H ≤ S_max

4A bis 4C sind erklärende Zeichnungen, die exemplarische Anzeigen zum Leiten der Änderungsspanne W und der Referenzdrehzahl S dahin, wo die Ratterschwingung einfach verringert wird, anzeigen. In 4A bis 4C ist eine empfohlene Änderungsspanne W_r eine empfohlene Änderungsspanne W, die im Voraus etwa basierend auf Erfahrungen eingestellt ist, und ein folgender [Ausdruck 6] wird verwendet, eine Linie R anzugeben. Eine empfohlene Drehzahl S₁ ist eine Drehzahl, die durch einen Schnittpunkt der Linie R und der Linie B angegeben wird. 4A, 4B und 4C sind jeweilige exemplarische Anzeigen, wenn folgender [Ausdruck 7], folgender [Ausdruck 8] und folgender [Ausdruck 9], die ein Verhältnis zwischen dem Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ und der empfohlenen Drehzahl S₁ oder der oberen Grenzdrehzahl S_max angeben, erfüllt sind.
[Ausdruck 6]

W = W_r

[Ausdruck 7]

S₀ ≤ S₁

[Ausdruck 8]

S₁ < S₀ < S_max

[Ausdruck 9]

S_max ≤ S₀

Die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 bestimmt, welches Verhältnis von [Ausdruck 7] bis [Ausdruck 9] erfüllt ist, und steuert die Anzeigeeinheit 14, um wie in 4A bis 4C entsprechend jedem Fall angezeigt, ein Leiten anzugeben, um den Änderungsspanne-Einstellwert W₀ in einem Bereich des Gebiets C zu der empfohlenen Änderungsspanne W_r hin zu erhöhen. Wie in 4A dargestellt, wird, wenn das Verhältnis von [Ausdruck 7] erfüllt ist und der Änderungsspanne-Einstellwert W₀ bei einem Wert, der identisch mit der empfohlenen Änderungsspanne W_r ist (eine Bedingung, dass ein Punkt (S₀, W_r) in dem Gebiet C existiert, erfüllt ist), beibehalten werden kann, eine Pfeilgruppe D1 verwendet, um ein Leiten anzugeben, um die Parameter auf dem derzeitigen Punkt (S₀, W_r) beibehalten. Die Pfeilgruppe D1 wird aus einem Paar aus einem Pfeil, der sich in einer Richtung parallel zu der Vertikalachse von einem Punkt (S₀, 0) zu einem Punkt (S₀, W_r) erstreckt, und einem Pfeil, der sich von dem Punkt (S₀, W_r) zu dem Punkt (0, W_r) erstreckt, gebildet.
Andererseits wird, wie in 4B dargestellt, wenn das Verhältnis von [Ausdruck 8] erfüllt ist und der Änderungsspanne-Einstellwert W₀ die Linie B erreicht bevor der Änderungsspanne-Einstellwert W₀ auf die empfohlene Änderungsspanne W_r erhöht wird, erreicht, eine Pfeilgruppe D2 verwendet, um ein Leiten anzugeben, um den Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ auf die empfohlene Drehzahl S₁ zu verringern und den Änderungsspanne-Einstellwert W₀ zu der empfohlenen Änderungsspanne W_r hin zu erhöhen (ein Leiten, um eine Bedingung, dass S₀ gleich S₁ ist, zu erfüllen, und eine Bedingung zu erfüllen, dass W₀ gleich groß wie W_r ist, zu erfüllen). Die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 berechnet zu verringernden Wert des Referenzdrehzahl-Einstellwerts S₀ als die empfohlene Drehzahl S₁ mit der höchsten Bearbeitungseffizienz innerhalb eines Bereichs, in dem der Änderungsspanne-Einstellwert W₀ auf die empfohlene Änderungsspanne W_r eingestellt werden kann.
Ferner verwendet, wie in 4C dargestellt, wenn das Verhältnis von [Ausdruck 9] erfüllt ist und der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ außerhalb des Bereichs des Gebiets C ist, die Anzeigeeinheit eine Pfeilgruppe D3, um ein Leiten anzugeben, um den Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ zunächst auf in den Bereich des Gebiets C zu leiten, um die empfohlene Drehzahl S₁ zu sein (ein Leiten, um eine Bedingung, dass S₀ gleich S₁ ist, zu erfüllen)
Die Anzeigeeinheit 14 gibt auch für einen Fall, in dem die Ratterschwingung nicht verringert werden kann, ein Leiten an, um, nach einem Erhöhen des Änderungsspanne-Einstellwerts W₀ zu der empfohlenen Änderungsspanne W_r hin, den Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ zu erhöhen. Das heißt, dass in dem Fall, in dem die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 das Auftreten der Ratterschwingung basierend auf der Information von dem Schwingungsdetektor 16 erkennt (wenn die von dem Schwingungsdetektor 16 erfasste Schwingung gleich wie oder größer als ein Schwellwert ist, der vorbestimmt und gespeichert ist), die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 ein Zeichnen eines nach oben gerichteten Pfeils verwendet, um ein Leiten anzugeben, das die Änderungsspanne W dazu bringt, gleich der empfohlenen Änderungsspanne W_r zu sein wenn die Änderungsspanne W nicht gleich der empfohlenen Änderungsspanne W_r ist. Selbst wenn die Änderungsspanne W gleich der empfohlenen Änderungsspanne W_r ist, zeichnet die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 beispielsweise einen von dem derzeitigen Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ nach links gerichteten Pfeil auf der Anzeigeeinheit 14, um ein Leiten anzugeben, um den Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ weiter zu verringern. In dem Fall, in dem die Änderungsspanne W gleich der empfohlenen Änderungsspanne W_r ist oder der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ verringert ist, kann die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 das Verringern des Referenzdrehzahl-Einstellwerts S₀ anhalten wenn die durch den Schwingungsdetektor 16 erfasste Schwingung so verringert wird, dass sie geringer als der vorbestimmte Schwellwert ist.
Die Speichereinheit 12 speichert die Information des in 3 dargestellten Verhältnisses zwischen der oberen Grenzdrehzahl S_max und der Änderungsspanne W, und die Information der Änderung der in 4A bis 4C dargestellten Parameter als eine Geschwindigkeitszustandsinformation. Ein Bediener kann den Änderungsspanne-Einstellwert W₀ und den Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ basierend auf dem Inhalt, der auf der Anzeigeeinheit 14 angegeben ist, über die Eingabeeinheit 11 verändern.
Die oben beschriebene Werkzeugmaschine 17 enthält das Spannfutter 2, das Werkzeug 8, die Vorschubachsensteuerungseinrichtung, die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 und die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10. Das Spannfutter 2 ist an der Hauptspindel 1 angeordnet, um das schaftförmige Werkstück 3 zu greifen. Das Werkzeug 8 ist bezüglich des Werkstücks 3 in der radialen Richtung und der axialen Richtung beweglich. Die Vorschubachsensteuerungseinrichtung führt das Gewindeschneiden durch Wiederholen des Werkzeugpfads aus, und der Werkzeugpfad ist so konfiguriert, dass, während das Werkstück 3 um die Achse des Werkstücks 3 relativ zu dem Werkzeug 8 rotiert wird, das Werkzeug 8 das Werkstück 3 in der radialen Richtung schneidet, sich in der axialen Richtung des Werkstücks 3 bewegt und sich in der radialen Richtung von dem Werkstück wegbewegt. Die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 ist konfiguriert, die Hauptspindeldrehzahl in Einheiten des Werkzeugpfads entsprechend der relativen Drehzahl des Werkstücks 3 und des Werkzeugs 8 zu ändern. Die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung 10 berechnet die Hauptspindel-Drehzahl von jedem der Werkzeugpfade. Die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 ändert die Hauptspindeldrehzahl auf die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H oder die geänderte Minimalgeschwindigkeit S_L. Die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H ist eine Geschwindigkeit, die um den Änderungsspanne-Einstellwert W₀ als den Einstellwert der Änderungsspanne W höher als der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ als der Einstellwert der Referenzdrehzahl S ist, und die geänderte Minimalgeschwindigkeit S_L ist eine Geschwindigkeit, die um den Änderungsspanne-Einstellwert W₀ niedriger als der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ ist. Zur selben Zeit bezieht sich die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 unter der Annahme, dass die Ratterschwingung zu verringern ist, auf die Geschwindigkeitszustandsinformation, die den Zustand der vorausgehend gespeicherten Referenzdrehzahl S und Änderungsspanne W angibt. Dann, wenn zumindest einer von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ und dem Änderungsspanne-Einstellwert W₀ die Bedingung nicht erfüllt, gibt die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 auf der Anzeigeeinheit 14 an, dass zumindest einer von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ und dem Änderungsspanne-Einstellwert W₀ geändert werden sollte, um die Bedingung der Geschwindigkeitszustandsinformation zu erfüllen. Somit ist die Werkzeugmaschine 17 konfiguriert, die Drehzahl für ein wirksames Reduzieren der Ratterschwingung, die Änderungsspanne der Drehzahl und ähnliche Parameter einfach einzustellen.
Die Geschwindigkeitszustandsinformation gibt den Zustand der Referenzdrehzahl S und der Änderungsspanne W so an, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H die obere Grenzdrehzahl S_max als den oberen Grenzwert der vorbestimmten Hauptspindeldrehzahl nicht überschreitet. In der obigen Weise wird die Ratterschwingung sicher verringert. Zusätzlich gibt die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 an, dass der Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ so geändert werden sollte, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H der oberen Grenzdrehzahl S_max entspricht. Daher wird eine Bearbeitungseffizienz in ausreichender Weise sichergestellt, während die Ratterschwingung verringert wird.
Ferner enthält, unter der Annahme, dass die Ratterschwingung zu verringern ist, die Geschwindigkeitszustandsinformation die empfohlene Änderungsspanne W_r als den vorbestimmten empfohlenen Wert der Änderungsspanne W. Die Hauptspindelsteuerungseinrichtung 9 gibt an, dass der Änderungsspanne-Einstellwert W₀ geändert werden sollte, um so der empfohlenen Änderungsspanne W_r zu entsprechen. In der obigen Konfiguration wird die Ratterschwingung wirksam verringert.
Darüber hinaus gibt die Anzeigeeinheit 14 das Verhältnis zwischen der Änderungsspanne W und der Referenzdrehzahl S, bei dem die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H gleich wie oder kleiner als die obere Grenzdrehzahl S_max ist (das Gebiet C), an. Daher ist es einfach, den für eine Verringerung der Ratterschwingung zu ändernden Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ und Änderungsspanne-Einstellwert W₀ zu erfassen. Die Anzeigeeinheit 14 gibt auch die Änderungsspanne W und die Referenzdrehzahl S (die Linie B) an, bei der der Zustand, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit S_H und die obere Grenzdrehzahl S_max gleich sind, erfüllt ist. Daher ist es einfach, den zu ändernden Referenzdrehzahl-Einstellwert S₀ und Änderungsspanne-Einstellwert W₀ zu erfassen. Als ein Ergebnis wird eine höhere Bearbeitungseffizienz sichergestellt, während die Ratterschwingung verringert wird.
Die Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung ist nicht auf die Form der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt, und die Konfiguration der Anzeigeeinheit und die Gesamtkonfiguration der Werkzeugmaschine und dergleichen kann, wenn notwendig, ohne sich von dem Geist der Erfindung zu entfernen, verändert werden. Beispielsweise kann, anstatt dass der Bediener die Parameter basierend auf den auf der Anzeigeeinheit angegebenen Parametern manuell ändert, eine automatische Parameter-Einstelleinheit (die Werkzeugmaschinensteuerungseinrichtung, die Hauptspindelsteuerungseinrichtung, oder eventuell die Kombination von ihnen) die Parameter, wie oben beschrieben, basierend auf der in der Speichereinheit gespeicherten Information ständig automatisch verändern, und kann die Änderung der Parameter abschließen, wenn die durch den Schwingungsdetektor erfasste Schwingung auf weniger als den vorbestimmten Schwellwert verringert ist. In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Pfeilgruppen aus durchgezogenen Linien verwendet, um das Leiten anzugeben, um den Änderungsspanne-Einstellwert und den Referenzdrehzahl-Einstellwert beizubehalten oder zu ändern. Jedoch kann ein einzelner Pfeil verwendet werden, eine andere Art von Linien kann verwendet werden, und ein Aspekt, bei dem ein Blinken in einer Richtung von der Basis zu dem entfernen Ende des Pfeils übertragen wird, kann verwendet werden, und ein Aspekt der Anzeige kann, in Abhängigkeit von dem Fall eines Beibehaltens oder dem Fall eines Änderns, verändert werden. Zusätzlich kann die Schattierung (wie etwa die Schraffur oder die Einfärbung) für das Gebiet C weggelassen werden.
Ferner ist die Änderungsspanne in der oben beschriebenen Ausführungsform das Verhältnis der Drehzahldifferenz und der Referenzdrehzahl. Jedoch kann die Änderungsspanne die Drehzahldifferenz sein, und ein Hauptspindel-Override kann anstelle der Referenzdrehzahl eingesetzt werden. Ferner ist die Werkzeugmaschine in der oben beschriebenen Ausführungsform konfiguriert, so zu leiten, dass zuerst der Änderungsspanne-Einstellwert erhöht wird, um die Linie B zu erreichen, der Referenzdrehzahl-Einstellwert verringert wird, und der Änderungsspanne-Einstellwert in dem Fall von 4B erhöht wird. Jedoch kann die Werkzeugmaschine konfiguriert sein, so zu leiten, dass der Referenzdrehzahl-Einstellwert und den Änderungsspanne-Einstellwert entlang der Linie B eingestellt werden nachdem der Änderungsspanne-Einstellwert die Linie B erreicht, oder kann konfiguriert sein, so zu leiten, dass der Referenzdrehzahl-Einstellwert verringert wird bevor der Änderungsspanne-Einstellwert die Linie B erreicht, und der Änderungsspanne-Einstellwert erhöht wird. In der oben beschriebenen Ausführungsform war die Beschreibung des Falls gegeben, in dem auf der Seite der hohen Geschwindigkeit und der auf der Seite der niedrigen Geschwindigkeit die zwei Drehzahlen (die geänderte Maximalgeschwindigkeit und die geänderte Minimalgeschwindigkeit) von den Pfaden geändert werden. Jedoch kann ein Fall eines Änderns von viel mehr Drehzahlen von den Pfaden unter Verwendung der Differenz zwischen der maximalen Drehzahl (der geänderten Maximalgeschwindigkeit) und der minimalen Drehzahl (der geänderten minimalen Geschwindigkeit) in gleicher Weise ausgeführt werden, um die Änderungsspanne zu definieren. In der oben-beschriebenen Ausführungsform ist die Werkzeugmaschine konfiguriert, die Einstellung des Änderungsspanne-Einstellwerts und des Referenzdrehzahl-Einstellwerts so zu leiten, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit die obere Grenzdrehzahl nicht überschreitet. Jedoch kann die Werkzeugmaschine konfiguriert sein, den Änderungsspanne-Einstellwert und den Referenzdrehzahl-Einstellwert dort zu berechnen, wo die geänderte Minimalgeschwindigkeit der untere Grenzwert der Hauptspindeldrehzahl (die untere Grenzdrehzahl) ist, um das Einstellen des Änderungsspanne-Einstellwerts und des Referenzdrehzahl-Einstellwerts so zu leiten, dass die tatsächliche Hauptspindeldrehzahl nicht unter die vorbestimmte untere Grenzdrehzahl abfällt. In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Änderungsspanne und die Referenzdrehzahl als die Parameter zum Ändern der Hauptspindeldrehzahl verwendet. Jedoch kann eine Mehrzahl von Drehzahlanwärterwerten, die die Hauptspindeldrehzahl vor und nach einer Änderung spezifizieren, verwendet werden.
Es wird explizit festgestellt, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale dazu gedacht sind, separat und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbart zu sein. 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 2014-87888 [0002]
JP 2014-878888 [0003]

Claims

Werkzeugmaschine (17), aufweisend: eine Greifeinheit (2), die konfiguriert ist, ein schaftförmiges Werkstück (3) zu greifen; ein Werkzeug (8), das bezüglich des Werkstücks (3) in einer radialen und einer axialen Richtung beweglich ist; eine Bearbeitungssteuerungseinheit, die konfiguriert ist, ein Gewindeschneiden durch Wiederholen eines Werkzeugpfads, in dem das Werkzeug (8) in der radialen Richtung in das Werkstück (3) schneidet, sich in der axialen Richtung des Werkstücks bewegt, und sich in der radialen Richtung von dem Werkstück wegbewegt, während das Werkstück (3) und das Werkzeug (8) um eine Achse des Werkstücks (3) relativ rotiert werden, auszuführen; eine Drehzahlsteuerungseinheit (9), die konfiguriert ist, die relative Drehzahl des Werkstücks (3) und des Werkzeugs (8) in Einheiten des Werkzeugpfads zu ändern; und eine Drehzahl-Berechnungseinheit (10), die konfiguriert ist, die Drehzahl von jedem der Werkzeugpfade zu berechnen, wobei die Drehzahlsteuerungseinheit (9) die Drehzahl auf eine geänderte Maximalgeschwindigkeit (S_H), die um einen Änderungsspanne-Einstellwert (W₀) höher als ein Referenzdrehzahl-Einstellwert (S₀) ist, oder auf eine geänderte Minimalgeschwindigkeit (S_L), die um den Änderungsspanne-Einstellwert (W₀) niedriger als der Referenzdrehzahl-Einstellwert (S₀) ist, ändert, oder auf irgendeine von einer Mehrzahl von Drehzahlanwärterwerten ändert, und die Drehzahlsteuerungseinheit (9) sich auf eine Geschwindigkeitszustandsinformation, die einen Zustand einer vorab gespeicherten Referenzdrehzahl (S) und einer Änderungsspanne (W) angibt, oder, unter der Annahme, dass eine Ratterschwingung zu verringern ist, auf den Drehzahlanwärterwert bezieht, und wenn zumindest einer von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert (S₀) und dem Änderungsspanne-Einstellwert (W₀), oder der Drehzahlanwärterwert die Bedingung nicht erfüllt, die Drehzahlsteuerungseinheit (9) zumindest einen von dem Referenzdrehzahl-Einstellwert (S₀) und dem Änderungsspanne-Einstellwert (W₀) ändert, oder den Drehzahlanwärterwert ändert, um so die Bedingung zu erfüllen, oder die Drehzahlsteuerungseinheit (9) auf einer Anzeigeeinheit (14) angibt, dass eine Änderung getätigt werden sollte.
Werkzeugmaschine (17) gemäß Anspruch 1, wobei die Geschwindigkeitszustandsinformation den Zustand der Referenzdrehzahl (S) und der Änderungsspanne (W), oder den Zustand des Drehzahlanwärterwerts so angibt, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit (S_H) eine obere Grenzdrehzahl (S_max) als einen oberen Grenzwert einer vorbestimmten Drehzahl nicht überschreitet.
Werkzeugmaschine (17) gemäß Anspruch 2, wobei die Drehzahlsteuerungseinheit (9) den Referenzdrehzahl-Einstellwert (S₀) oder den Drehzahlanwärterwert so ändert, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit (S_H) oder der Drehzahlanwärterwert der oberen Grenzdrehzahl (S_max) entspricht, oder die Drehzahlsteuerungseinheit (9) angibt, dass eine Änderung getätigt werden sollte.
Werkzeugmaschine (17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Geschwindigkeitszustandsinformation unter der Annahme, dass die Ratterschwingung zu verringern ist, eine empfohlene Änderungsspanne (W_r) als einen vorbestimmten empfohlenen Wert der Änderungsspanne (W) enthält, und die Drehzahlsteuerungseinheit (9) den Änderungsspanne-Einstellwert (W₀) so ändert, dass er der empfohlenen Änderungsspanne (W_r) entspricht, oder angibt, dass eine Änderung getätigt werden sollte.
Werkzeugmaschine (17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Geschwindigkeitszustandsinformation den Zustand der Referenzdrehzahl (S) und der Änderungsspanne (W) oder den Zustand des Drehzahlanwärterwerts so angibt, dass die geänderte Minimalgeschwindigkeit (S_L) oder der Drehzahlanwärterwert gleich wie oder größer als eine untere Grenzdrehzahl (S_min) als ein unterer Grenzwert einer vorbestimmten Drehzahl ist.
Werkzeugmaschine (17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Anzeigeeinheit (14) das Verhältnis zwischen der Änderungsspanne (W) und der Referenzdrehzahl (S), oder den Drehzahlanwärterwert angibt, bei denen die geänderte Maximalgeschwindigkeit (S_H) oder der Drehzahlanwärterwert gleich oder geringer als die obere Grenzdrehzahl (S_max) ist.
Werkzeugmaschine (17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anzeigeeinheit (14) die Änderungsspanne (W) und die Referenzdrehzahl (S), oder den Drehzahlanwärterwert angibt, bei denen die Bedingung erfüllt ist, dass die geänderte Maximalgeschwindigkeit (S_H) oder der Drehzahlanwärterwert gleich der oberen Grenzdrehzahl (S_max) ist.
Werkzeugmaschine (17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: einen Schwingungsdetektor (16), der die Ratterschwingung erfasst, wobei die Drehzahlsteuerungseinheit (9) zumindest eine von einer Änderung zum Verringern des Referenzdrehzahl-Einstellwerts (S₀) oder einer Änderung zum Annähern des Änderungsspanne-Einstellwerts (W₀) an die empfohlene Änderungsspanne (W_r) ausführt, oder eine Änderung des Drehzahlanwärterwerts ausführt, oder die Drehzahlsteuerungseinheit (9) angibt, dass eine Änderung getätigt werden sollte, wenn eine durch den Schwingungsdetektor (16) erfasste Schwingung gleich oder höher als ein vorangehend gespeicherter Schwellwert ist.
Werkzeugmaschine (17) gemäß Anspruch 8, wobei die Drehzahlsteuerungseinheit (9) die Änderungsspanne (W) und die Referenzdrehzahl (S) in einem Zustand ändert, in dem die geänderte Maximalgeschwindigkeit (S_H) gleich der oberen Grenzdrehzahl (S_max) ist.