DE102017000473B4

DE102017000473B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine für das Steuern des synchronisierten Betriebs von Spindelachse und Vorschubachse

Info

Publication number: DE102017000473B4
Application number: DE102017000473.0A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Morita; Daisuke Tajima
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP2017131979A; US20170212502A1; CN106997193A; JP6301977B2; DE102017000473A1; US10095222B2; CN106997193B

Abstract

Steuerung einer Werkzeugmaschine, die zum Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) ausgebildet ist, wobei die Steuerung Folgendes umfasst:einen zum Erzeugen eines Spindelachsenbefehls (CS) und eines Vorschubachsenbefehls (CF) auf der Basis eines Gewindebohrprogramms (P) ausgebildeten numerischen Steuerungsteil (16);einen zum Steuern einer Drehbewegung der Spindelachse (12) entsprechend dem Spindelachsenbefehl (CS) ausgebildeten Spindelachsen-Steuerungsteil (18);einen zum Ermitteln einer Drehposition (FBS) der Spindelachse (12) ausgebildeten Drehungsermittlungsteil (20); undeinen zum Steuern einer Vorschubbewegung der Vorschubachse (14) entsprechend dem Vorschubachsenbefehl (CF) auf der Basis der Drehposition (FBS) ausgebildeten Vorschubachsen-Steuerungsteil (22);wobei der numerische Steuerungsteil (16) Folgendes umfasst:einen zum Erhalten einer Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und einer Maximaldrehzahl (V0) der Spindelachse (12) in einem Zeitraum, in dem die Spindelachse (12) von einer Startposition zu einer Sollposition in Betrieb ist, vom Gewindebohrprogramm (P) und zum Senden der Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und der Maximaldrehzahl (V0) als Spindelachsenbefehl (CS) an den Spindelachsen-Steuerungsteil (18) ausgebildeten Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil (26);wobei der Spindelachsen-Steuerungsteil (18) Folgendes umfasst:einen Anlaufbewegungs-Steuerungsteil (30), der zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximaldrehzahl (V0) als ein Sollwert eingestellt ist, ausgebildet ist;einen zum Ermitteln einer Maximalbeschleunigung (A0) der Spindelachse (12) während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis der Drehposition (FBS) ausgebildeten Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil (32);einen zum Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen (Sr) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse (12) von einer aktuellen Position zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und der Drehposition (FBS) ausgebildeten Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen (34);einen zum Ermitteln einer Istdrehzahl (Vc) der Spindelachse (12) auf der Basis der Drehposition (FBS) ausgebildeten Istdrehzahl-Ermittlungsteil (36);einen zum Ausführen einer Geschwindigkeitssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl (Vb) zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität, durchführt, ausgebildeten Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil (38);einen zum Ausführen einer Positionssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine verzögerte Drehung durchführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse (12) die Zwischendrehzahl (Vb) erreicht, ausgebildeten Positionierbewegungs-Steuerungsteil (40);einen zum Vorhersagen eines tatsächlichen Magnetflusses des Motors (Φvb) bei der Zwischendrehzahl (Vb) auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors (Φmax) zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) die Zwischendrehzahl (Vb) erreicht, ausgebildeten Flussgehalt-Vorhersageteil (42); undeinen zum Ermitteln einer Verzögerung (Adec) während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung (A0), des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φ(max) und des Magnetflusses des Motors Φ(vb) ausgebildeten Verzögerungsermittlungsteil (44);den zum Ausführen der Positionssteuerung auf der Basis der Restanzahl der Umdrehungen (Sr), der Istdrehzahl (Vc) und der Verzögerung (Adec) ausgebildeten Positionierbewegungs-Steuerungsteil (40).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine für das Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse und einer Vorschubachse. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine für das Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse und einer Vorschubachse.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Für eine zum Durchführen eines Gewindebohrprozesses durch synchronisierten Betrieb einer Spindelachse (oder Hauptachse) und einer Vorschubachse fähige Werkzeugmaschine wurden verschiedene Arten von Konfigurationen zum Verbessern der Bearbeitungsgenauigkeit und Verringern der Zykluszeit vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart das japanische Patent Nr. 2629729 ( JP 2 629 729 B2 ) eine Gewindeschneidvorrichtung, die einen Gewindebohrprozess durch Betrieb einer Vorschubachse zum Folgen der Drehung einer Spindelachse durchführt, wobei ein Vorschubbefehlswert für die Vorschubachse auf der Basis der Drehzahl und der Drehbeschleunigung der Spindelachse sowie einer Gewindesteigung berechnet wird und der Vorschubbefehlswert entsprechend der tatsächlichen Drehstellung der Spindelachse korrigiert wird, um die Gewindebohrgenauigkeit zu verbessern. Das japanische Patent Nr. 3553741 ( JP 3 553 741 B2 ) offenbart wiederum ein Verfahren zur Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung eines Spindelmotors, die durch eine numerische Steuerung erfolgt, die eine Synchronisationssteuerung einer Spindelachse und einer Vorschubachse für einen Gewindebohrprozess durchführt, wobei die numerische Steuerung einen Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehl entsprechend der Leistungsmerkmale der Spindelachse erzeugt und die Spindelachse auf der Basis des Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehls steuert, um das Ansprechen der Spindelachse zu verbessern und somit die Zykluszeit zu verringern. Weiterer relevanter Stand der Technik ist in DE 10 2013 003 138 A1 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer zum Durchführen eines Gewindebohrprozesses durch synchronisierten Betrieb einer Spindelachse und einer Vorschubachse fähigen Werkzeugmaschine wird die Zykluszeit allgemein entsprechend der Beschleunigungskapazität der Spindelachse bestimmt. Es ist Aufgabe, die Zykluszeit durch Steuern der Spindelachse zu verringern, so dass die Beschleunigungskapazität dieser mit einer einfachen Konfiguration maximiert wird, ohne eine Vorarbeit durchzuführen, die Fähigkeiten auf hohem Niveau erfordert, wie das Festlegen oder Einstellen eines Parameters usw., damit eine numerische Steuerung Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehle entsprechend den Leistungseigenschaften der Spindelachse erzeugen kann. Ferner ist es wünschenswert, zu bewirken, dass die Spindelachse genau eine Sollposition erreicht. Gelöst wird die Aufgabe durch eine Steuerung einer Werkzeugmaschine, die zum Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse und einer Vorschubachse ausgebildet ist, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5.
Ein Aspekt der Erfindung stellt eine Steuerung einer Werkzeugmaschine bereit, die zum Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse und einer Vorschubachse ausgebildet ist, wobei die Steuerung einen numerischen Steuerungsteil umfasst, der zum Erzeugen eines Spindelachsenbefehls und eines Vorschubachsenbefehls auf der Basis eines Gewindebohrprogramms ausgebildet ist, einen Spindelachsen-Steuerungsteil umfasst, der zum Steuern einer Drehbewegung der Spindelachse entsprechend dem Spindelachsenbefehl ausgebildet ist, einen Drehungsermittlungsteil umfasst, der zum Ermitteln einer Drehposition der Spindelachse ausgebildet ist, und einen Vorschubachsen-Steuerungsteil umfasst, der zum Steuern einer Vorschubbewegung der Vorschubachse entsprechend dem Vorschubachsenbefehl auf der Basis der Drehposition ausgebildet ist. Der numerische Steuerungsteil umfasst einen Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil, der zum Erhalten einer Gesamtanzahl der Umdrehungen und einer Maximaldrehzahl der Spindelachse in einem Zeitraum, in dem die Spindelachse von einer Startposition zu einer Sollposition in Betrieb ist, vom Gewindebohrprogramm und zum Senden der Gesamtanzahl der Umdrehungen und der Maximaldrehzahl als Spindelachsenbefehl an den Spindelachsen-Steuerungsteil ausgebildet ist. Der Spindelachsen-Steuerungsteil umfasst einen Anlaufbewegungs-Steuerungsteil, der zum Bewirken, dass die Spindelachse eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung ausgebildet ist, in der die Maximaldrehzahl als ein Sollwert eingestellt ist, einen Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil, der zum Ermitteln einer Maximalbeschleunigung der Spindelachse während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis der Drehposition ausgebildet ist, einen Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen , der zum Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen der Spindelachse während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen und der Drehposition, einen Istdrehzahl-Ermittlungsteil, der zum Ermitteln einer Istdrehzahl der Spindelachse auf der Basis der Drehposition ausgebildet ist, einen Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil zum Bewirken, dass die Spindelachse eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität durchführt, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität, einen Positionierbewegungs-Steuerungsteil, der zum Ausführen einer Positionssteuerung ausgebildet ist, um zu bewirken, dass die Spindelachse eine verzögerte Drehung durchführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse die Zwischendrehzahl erreicht, einen Flussgehalt-Vorhersageteil, der zum Vorhersagen eines tatsächlichen Magnetflusses des Motors (engl. motor-flux-content) bei der Zwischendrehzahl auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors ausgebildet ist, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Zwischendrehzahl erreicht, und einen Verzögerungs-Ermittlungsteil, der zum Ermitteln einer Verzögerung während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung, des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors und des Magnetflusses des Motors ausgebildet ist, wobei der Positionierbewegungs-Steuerungsteil zum Ausführen der Positionssteuerung auf der Basis der Restanzahl der Umdrehungen, der Istdrehzahl und der Verzögerung ausgebildet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine bereit, das zum Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse und einer Vorschubachse ausgebildet ist, wobei das Verfahren die von einer Steuerung ausgeführten Schritte zum Ermitteln einer Gesamtanzahl der Umdrehungen und einer Maximaldrehzahl der Spindelachse während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer Startposition zu einer Sollposition in Betrieb ist, Bewirken, dass die Spindelachse eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximaldrehzahl als ein Sollwert eingestellt ist, Ermitteln einer Maximalbeschleunigung der Spindelachse während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis einer Drehpositions-Rückmeldung der Spindelachse, Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen der Spindelachse während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen der Drehpositions-Rückmeldung, Ermitteln einer Istdrehzahl der Spindelachse auf der Basis der Drehpositions-Rückmeldung, Ausführen einer Geschwindigkeitssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität ausführt, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl zu erreichen, Ausführen einer Positionssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse eine verzögerte Drehung ausführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse die Zwischendrehzahl erreicht, Vorhersagen eines tatsächlichem Magnetflusses des Motors zur Zwischendrehzahl auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors zum Bewirken, dass die Spindelachse die Zwischendrehzahl erreicht, und Ermitteln einer Verzögerung während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung, des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors und des Magnetflusses des Motors, und den Schritt zum Bewirken, dass die Spindelachse die Sollposition erreicht, umfassend den Schritt zum Ausführen der Positionssteuerung auf der Basis der Restanzahl der Umdrehungen, der Istdrehzahl und der Verzögerung umfasst.
Die Steuerung nach einem Aspekt weist eine Konfiguration auf, wobei, wenn bewirkt wird, dass die Spindelachse die Drehbewegung von der Startposition zur Sollposition ausführt, der numerische Steuerungsteil nur die Gesamtanzahl der Umdrehungen und die Maximaldrehzahl der Spindelachse als Spindelachsenbefehl an den Spindelachsen-Steuerungsteil anweist, und der Spindelachsen-Steuerungsteil entsprechend dem Spindelachsenbefehl die Drehbewegung durch Beschleunigen der Spindelachse mit Maximalleistung unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms zum Erzielen der Maximaldrehzahl ausführt und kontinuierlich auf der Basis der sequentiell ermittelten Restanzahl der Umdrehungen und Istdrehzahl der Spindelachse die Drehbewegung bis zur Sollposition während des Verzögerns der Spindelachse mit Maximalverzögerung oder entsprechender Verzögerung ausführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Sollposition erreicht. Somit ist es nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. durchzuführen, die für den numerischen Steuerungsteil zum Erzeugen von Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehlen gemäß den Leistungsmerkmalen der Spindelachse erforderlich ist, und es kann mit einer einfachen Konfiguration die Zykluszeit eines Gewindebohrprozesses durch Ausführen einer Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung zum Maximieren der Beschleunigungskapazität der Spindelachse verringert werden. Ferner weist die Steuerung eine Konfiguration auf, um den tatsächlichen Magnetfluss des Motors bei der Zwischendrehzahl im Schritt zum Bewirken, dass die Spindelachse die Zwischendrehzahl durch die verzögerte Drehung von der Maximaldrehzahl erreicht, und ermittelt die Verzögerung während des Zeitraums, in dem durch die Positionssteuerung bewirkt wird, dass die Spindelachse die verzögerte Drehung von der Zwischendrehzahl bis zur Sollposition unter Verwendung des vorhergesagten Magnetflusses des Motors ausführt. Daher kann, selbst wenn der tatsächliche Magnetfluss des Motors des Spindelmotors zum Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse die Zwischendrehzahl von der Maximaldrehzahl erreicht, gleich dem Befehlswert für den Magnetfluss des Motors ist oder geringer, die Spindelachse die verzögerte Drehung mit der geeigneten Verzögerung von der Zwischendrehzahl ausführen und die Sollgewindetiefe genau erreichen.
Im Steuerverfahren gemäß dem anderen Aspekt können Wirkungen entsprechend denen durch die zuvor beschriebene Steuerung erzielt werden.
Figurenliste
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.

1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung einer Konfiguration einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschinensteuerung.
2 zeigt ein Fließbild zur Darstellung einer Konfiguration einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschinensteuerung.
3 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels der Bewegung einer Spindelachse in der Ausführungsform von 2.
4 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines weiteren Beispiels der Bewegung der Spindelachse in der Ausführungsform von 2.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In allen Zeichnungen sind entsprechende Komponenten durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung einer Konfiguration einer Vorrichtung 10 zum Steuern (das heißt einer Steuerung 10) einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform. Die Steuerung 10 weist eine Konfiguration zum Steuern eines synchronisierten Betriebs (eine sogenannte Master/Slave-Synchronisation) einer Spindelachse 12 und einer Vorschubachse 14 in einer zum Durchführen eines Gewindebohrprozesses durch den synchronisierten Betrieb fähigen Werkzeugmaschine (beispielsweise einer Drehbank, einer Bohrmaschine, einem Bearbeitungszentrum usw.) auf, wobei die Vorschubachse 14 zum Folgen der Drehbewegung der Spindelachse 12 durch Berücksichtigen einer von einem Gewindebohrprogramm P vorgegebenen Gewindesteigung in Betrieb ist. Die Spindelachse 12 ist eine für eine Spindelmotor 12M angeordnete Steuerachse, die eine Halteeinheit zum Halten eines Werkstücks oder eines Werkzeugs bei einer erforderlichen Drehzahl zum Bearbeiten hält. Die Vorschubachse 14 ist eine für einen Servomotor (nicht dargestellt) angeordnete Steuerachse, die eine Stützeinheit zum Stützen eines Werkstücks oder eines Werkzeugs bei einer erforderlichen Drehzahl zum Bearbeiten zuführt. Beispielsweise kann in einer Drehbank das Werkzeug linear von der Vorschubachse 14 relativ zum von der Spindelachse 12 gedrehten Werkstück zugeführt werden, oder es kann alternativ das von der Spindelachse 12 gedrehte Werkstück linear von der Vorschubachse 14 relativ zum Werkzeug zugeführt werden. In einer Bohrmaschine wiederum kann das von der Spindelachse 12 gedrehte Werkzeug linear von der Vorschubachse 14 relativ zum Werkzeug zugeführt werden, oder es kann alternativ das Werkstück linear von der Vorschubachse 14 relativ zum von der Spindelachse 12 gedrehten Werkzeug zugeführt werden. In beiden Fällen ist die Vorschubachse 14, die einen relativ breiten Umfang von Beschleunigungs-/Verzögerungsdrehmoment während des Betriebs aufweist, zum Folgen der Spindelachse 12 in Betrieb, die einen relativ kleineren Umfang von Beschleunigungs-/Verzögerungsdrehmoment während des Betriebs aufweist, wodurch ein Synchronisationsfehler verringert und eine Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Konfiguration der Werkzeugmaschine nicht besonders beschränkt.
Die Steuerung 10 umfasst einen zum Erzeugen eines Spindelachsenbefehls CS und eines Vorschubachsenbefehls CF auf der Basis eines Gewindebohrprogramms P ausgebildeten numerischen Steuerungsteil 16, einen zum Steuern einer Drehbewegung der Spindelachse 12 entsprechend dem Spindelachsenbefehl CS ausgebildeten Spindelachsen-Steuerungsteil 18, einen zum Ermitteln einer Drehposition der Spindelachse 12 ausgebildeten Drehungsermittlungsteil 20 und einen zum Steuern einer Vorschubbewegung der Vorschubachse 14 entsprechend dem Vorschubachsenbefehl CF auf der Basis der vom Drehungsermittlungsteil 20 ermittelten Drehposition ausgebildeten Vorschubachsen-Steuerungsteil 22. Der numerische Steuerungsteil 16 umfasst einen zum Interpretieren des Gewindebohrprogramms P ausgebildeten Programminterpretierungsteil 24, einen zum Erzeugen des Spindelachsenbefehls CS entsprechend der Interpretation des Programminterpretierungsteils 24 und Senden des Spindelachsenbefehls CS an den Spindelachsen-Steuerungsteil 18 ausgebildeten Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil 26, einen zum Erzeugen des Vorschubachsenbefehls CF entsprechend der Interpretation des Programminterpretierungsteils 24 und Senden des Vorschubachsenbefehls CF an den Vorschubachsen-Steuerungsteil 22 ausgebildeten Vorschubachsenbefehl-Ausgabeteil 28, Der numerische Steuerungsteil 16 kann eine Hardwarekonfiguration einer herkömmlichen CNC-Einheit umfassen.
Vor dem Starten eines Gewindebohrprozesses erhält der Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil 26 von einem im vom Programminterpretierungsteil 24 interpretierten Gewindebohrprogramm P bereitgestellten Befehlswert eine Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und eine Maximaldrehzahl V0 der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer Startposition (einer Drehposition) bis zu einer Sollposition (einer Drehposition) in Betrieb ist, und sendet die Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und die Maximaldrehzahl V0 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsen-Steuerungsteil 18. Wenn beispielsweise das Gewindebohrprogramm P Anweisungen zum Verarbeiten eines Innengewindes mit einer Gewindesteigung von 1,25 mm einer Gewindetiefe von 30 mm mit der Maximaldrehzahl (in diesem Beispiel maximale Umdrehungen pro Minute) V0 der Spindelachse 12 auf 3.000 U/min eingestellt umfasst, wird die Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 der Spindelachse 12 von einer Prozessstartposition als Startposition bis zu einer Sollgewindetiefe als Sollposition mit 30÷1,25=24 (Umdrehungen) berechnet. Entsprechend meldet der Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil 26 dem Spindelachsen-Steuerungsteil 18 V0=3000 (U/min) und S0=24 (Umdrehungen). Auf diese Weise umfasst der Spindelachsenbefehl CS keinen Positionsbefehl und/oder einen Beschleunigungs-/Verzögerungsbefehl, was bewirkt, dass die Spindelachse 12 eine Drehbewegung bis zur Sollposition (oder Sollgewindetiefe) durchführt.
Der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 steuert die Drehbewegung der Spindelachse 12 durch eine herkömmliche Regelung unter Verwendung einer Drehposition FBS (das heißt eines Ist-Werts) der Spindelachse 12, die vom Drehungsermittlungsteil 20 ermittelt wird. Der Vorschubachsen-Steuerungsteil 22 steuert die Vorschubbewegung der Vorschubachse 14, die der Bewegung der Spindelachse 12 folgt, durch eine Regelung unter Verwendung der Drehbewegung FBS der Spindelachse 12 zusätzlich zum Ist-Wert der Vorschubposition der Vorschubachse 14. Der Drehungsermittlungsteil 20 kann die Drehposition FBS aus der Ausgabe eines Lagegebers (nicht dargestellt) wie eines Messgebers usw. zum Ermitteln der Betriebsposition des Spindelmotors 12M ermitteln.
Der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 umfasst einen Anlaufbewegungs-Steuerungsteil 30, der zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung ausgebildet ist, in der die Maximaldrehzahl V0, gesendet vom Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil 26, als ein Sollwert eingestellt ist, einen Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32, der zum Ermitteln einer Maximalbeschleunigung A0 (die Einheit kann beispielsweise als U/min² dargestellt werden) der Spindelachse 12 während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis der Drehposition FBS ausgebildet ist, einen Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen 34, der zum Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen Sr der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer aktuellen Position (einer Drehposition) zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0, gesendet von der Spindelachsenbefehl-Ausgabeeinheit 26, und der Drehposition FBS ausgebildet ist, einen Istdrehzahl-Ermittlungsteil 36, der zum Ermitteln einer Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 auf der Basis der Drehposition FBS ausgebildet ist, einen Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38 zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität durchführt, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl Vb zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität, einen Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40, der zum Ausführen einer Positionssteuerung ausgebildet ist, um zu bewirken, dass die Spindelachse 12 eine verzögerte Drehung durchführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb erreicht, einen Flussgehalt-Vorhersageteil 42, der zum Vorhersagen eines tatsächlichen Magnetflusses des Motors Φvb bei der Zwischendrehzahl auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax ausgebildet ist, um zu bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb erreicht, und einen Verzögerungs-Ermittlungsteil 44, der zum Ermitteln einer Verzögerung (das heißt einer negativen Beschleunigung) Adec während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung A0, des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax und des Magnetflusses des Motors Φvb ausgebildet ist. Der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40 ist zum Ausführen der Positionssteuerung auf der Basis der Restanzahl der Umdrehungen Sr, der Istdrehzahl Vc und der Verzögerung Adec ausgebildet, so dass bewirkt wird, dass die Spindelachse 12 an der Sollposition stoppt.
Die Zwischendrehzahl Vb wird zuvor für die Spindelachse 12 als eine Drehzahl (das heißt eine Basisdrehzahl des Spindelmotors 12M), mit der eine Beschleunigung mit einem konstanten Drehmoment (das heißt einer konstanten Beschleunigung) vom Start des Betriebs bis zur Drehzahl Vb ausgeführt werden kann, ermittelt und kann als einer der Steuerparameter in einem Speicher (nicht dargestellt) der Steuerung 10 gespeichert werden. Daher wird in der Steuerung 10 angenommen, dass die im Gewindebohrprogramm P beschriebene Maximaldrehzahl V0 höher ist als die Zwischendrehzahl Vb, welche die Basisdrehzahl des Spindelmotors 12M ist. Wenn ein Spindelmotor als ein Induktionsmotor ausgelegt ist, reicht eine Spannung für den Betrieb des Spindelmotors in einem Drehzahlbereich, der eine Basisdrehzahl überschreitet, nicht aus. Daher wurde herkömmlicherweise, um zu bewirken, dass sich der Spindelmotor mit einer höheren Drehzahl als die Basisdrehzahl dreht, eine Steuerstrategie (als Feldschwächesteuerung bezeichnet), die schrittweise einen Flussgehalt des Spindelmotors von einem Maximalwert bei der Basisdrehzahl auf eine Weise umgekehrt proportional zum Anstieg der Drehzahl verringert, ausgeführt und dadurch wird die Spannung gleichmäßig gestaltet und es wird eine befohlene Drehzahl erreicht. Analog ist in der Steuerung 10 der Anlaufbewegungs-Steuerungsteil 30 zum Ausführen der Feldschwächesteuerung im Drehzahlbereich, der die Basisdrehzahl überschreitet, während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse 12 die beschleunigte Drehung vom Start des Betriebs bis zur als Sollwert eingestellten Maximaldrehzahl V0 ausführt, ausgebildet.
In der Steuerung 10 führt die Spindelachse 12 einen Übergang von der beschleunigten Drehung zur verzögerten Drehung zu einem Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse die Maximaldrehzahl V0 oder eine Position, an der die Restanzahl der Umdrehungen Sr einer Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 entspricht, erreicht, durch. Wenn die Spindelachse 12 von einer Maximaldrehzahl der beschleunigten Drehung verzögert, führt der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38 eine Steuerstrategie aus, die schrittweise einen Flussgehalt des Spindelmotors 12M zu einem Soll- oder Maximalwert bei der Zwischendrehzahl (das heißt der Basisdrehzahl) Vb in einem Drehzahlbereich zwischen der Maximaldrehzahl und der Zwischendrehzahl Vb auf eine Weise umgekehrt proportional zur Abnahme der Drehzahl erhöht. In diesem Zusammenhang ist der Flussgehalt der Spindelmotors 12M (oder Induktionsmotors) proportional zum Produkt eines Erregerstroms Id und einer Gegeninduktion M und die tatsächliche erzeugte Flussgehalt zeigt ein Reaktionsverhalten der Verzögerung erster Ordnung mit einer Zeitkonstante „τ“ (s). Der tatsächliche Flussgehalt Φ(t) nach der seit dem Start des Betriebs des Spindelmotors 12M verstrichenen Zeit „t“ (s) bei einem konstanten Fluss von Erregerstrom Id seit dem Start des Betriebs (Erregerstrom Id=0; Flussgehalt Φ=0) kann durch die folgende Gleichung 1 unter Verwendung der Zeitkonstante τ (s) dargestellt werden: $Φ (t) = M \times Id \times (1 - exp (- t / τ))$
In einem Zeitraum, in dem der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38 die Steuerstrategie zum schrittweisen Erhöhen des Flussgehalts des Spindelmotors 12M ausführt, nimmt der tatsächliche Flussgehalt in Verbindung mit dem zuvor genannten Reaktionsverhalten der Verzögerung erster Ordnung zu. Die Zeitkonstante τ wird vorab für die Spindelachse 12 als ein charakteristischer Wert des Spindelmotors 12M eingestellt und kann als einer der Steuerparameter in einem Speicher (nicht dargestellt) der Steuerung 10 gespeichert werden.
Die Steuerung 10 kann eine Konfiguration aufweisen, bei welcher der Spindelmotor 12 die verzögerte Drehung bei Maximalverzögerung entsprechend der vom Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32 ermittelten Maximalbeschleunigung A0 in Form von verzögerter Zyklus während eines Zeitraums, in dem der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40 bewirkt, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung von der Zwischendrehzahl Vb ausführt, um die Sollposition zu erreichen, ausführt. In dieser Konfiguration muss der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40 lediglich die Restanzahl der Umdrehungen Sr und die Istdrehzahl Vc überwachen, die sequentiell jeweils durch den Restbewegungsmengen-Ermittlungsteil 34 und den Istdrehzahl-Ermittlungsteil 36 ermittelt werden, und eine Position berechnen, bei der erwartet wird, dass „Sr“ gleich Null wird (das heißt die Spindelachse die Sollposition erreicht), wenn die Spindelachse 12 von der Istdrehzahl Vc (=Vb) mit der Maximalverzögerung verzögert, sowie die Positionssteuerung zu einem Zeitpunkt starten, wenn die Spindelachse die berechnete Position erreicht. Der tatsächliche Flussgehalt des Spindelmotors 12M zum Zeitpunkt, wenn die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb durch die Verzögerung von der Maximaldrehzahl erreicht, neigt aber dazu, niedriger zu sein als der Flussgehalt (das heißt der Maximalwert) zum Zeitpunkt, wenn der Anlaufbewegungs-Steuerungsteil 30 bewirkt, dass die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb durch die Maximalbeschleunigung A0 aufgrund des zuvor beschriebenen Reaktionsverhaltens der Verzögerung erster Ordnung erreicht. Wenn die verzögerte Drehung der Spindelachse 12 mit der Maximalverzögerung entsprechend der Maximalbeschleunigung A0 in einem Zustand gestartet wird, in dem der tatsächliche Flussgehalt des Spindelmotors 12M nicht den Maximalwert erreicht, erzeugt die Spindelachse 12 gegebenenfalls tatsächlich nicht die Maximalverzögerung und es kann vorübergehend die Sollposition aufgrund der Tatsache überschritten werden, dass die Positionssteuerung unter Annahme der verzögerten Drehung mit der Maximalverzögerung gestartet wird.
Daher berücksichtigt die Steuerung 10 das zuvor beschriebene Reaktionsverhalten der Verzögerung erster Ordnung des Flussgehalts des Spindelmotors 12M und weist eine Konfiguration auf, bei welcher der Flussgehalt-Vorhersageteil 42 den tatsächlichen Magnetfluss des Motors Φvb (Φvb≤Φmax) bei der Zwischendrehzahl Vb auf der Basis des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax (das heißt es Maximalwerts des Flussgehalts) bei der Zwischendrehzahl Vb, die von einem Geschwindigkeitsbefehl erhalten wird, in der Verarbeitung des Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteils 38 zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb durch die verzögerte Drehung von der Maximaldrehzahl erreicht, vorhersagt. Nachdem die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb erreicht hat, verwendet der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40 die durch den Verzögerungs-Ermittlungsteil 44 auf der Basis des vorhergesagten Magnetflusses des Motors Φvb ermittelte Verzögerung Adec, um eine Position zu berechnen, bei der erwartet wird, dass die Restanzahl der Umdrehungen S3 gleich Null wird (das heißt die Spindelachse die Sollposition erreicht), wenn die Spindelachse 12 von der Istdrehzahl Vc (=Vb) mit der Verzögerung Adec verzögert wird, und startet die Positionssteuerung zu einem Zeitpunkt, wenn die Spindelachse die berechnete Position erreicht. Gemäß dieser Konfiguration kann, selbst wenn der tatsächliche Magnetfluss des Motors Φvb des Spindelmotors 12M zum Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb durch Verzögerung von der Maximaldrehzahl erreicht, gleich dem Befehlswert für den Magnetfluss des Motors Φmax ist oder geringer, die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung mit der geeigneten Verzögerung Adec von der Zwischendrehzahl Vb ausführen und die Sollposition genau erreichen. Nachfolgend sind die Strategien zum Vorhersagen des Magnetflusses des Motors Φvb und zum Bestimmen der Verzögerung Adec ausführlicher beschrieben.
Die Steuerung 10 ist zum Steuern einer Drehbewegung der Spindelachse 12 zum Schneiden einer Vorbohrung eines Werkstücks mit einem Werkzeug bis zu einer Sollgewindetiefe in einem Gewindebohrprozess mit einer Werkzeugmaschine (nachfolgend in der vorliegenden Anmeldung als Schneidbewegung bezeichnet) fähig. Die Steuerung 10 ist ebenfalls zum Steuern einer Drehbewegung der Spindelachse 12 zum Herausziehen eines Werkzeugs von einem Werkstück nach Schneiden einer Vorbohrung des Werkstücks bis zu einer Sollgewindetiefe in einem Gewindebohrprozess mit einer Werkzeugmaschine (nachfolgend in der vorliegenden Anmeldung als Rückwärtsbewegung bezeichnet) fähig. In der Steuerung der Schneidbewegung entspricht die „Startposition“ einer „Prozessstartposition“ des Gewindebohrprozesses und die „Sottposition“ entspricht einer „Sollgewindetiefe“ des Gewindebohrprozesses. In der Steuerung der Rückwärtsbewegung entspricht die „Startposition“ einer „Sollgewindetiefe“ des Gewindebohrprozesses und die „Sottposition“ entspricht einer „Rückwärtsabschlussposition“ des Gewindebohrprozesses.
2 zeigt eine Ausführungsform eines von der Steuerung 10 ausgeführten Verfahrens zum Steuern einer Werkzeugmaschine. 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Beispiele für durch das Steuerverfahren von 2 erzielte Bewegungen der Spindelachse 12. Das Steuerverfahren gemäß der dargestellten Ausführungsform kann sowohl die Schneidbewegung als auch die Rückwärtsbewegung der Spindelachse 12 im Gewindebohrprozess steuern. Zum besseren Verständnis verwendet die folgende Beschreibung die Begriffe „Gesamtanzahl der Umdrehungen“, „Maximaldrehzahl“, „beschleunigte Drehung“, „Restanzahl der Umdrehungen“, „Istdrehzahl“, „verzögerte Drehung“, „Zwischendrehzahl“ und „Verzögerung“ in Bezug auf die Steuerung der Schneidbeweung, während sie jeweils die entsprechenden, im Wesentlichen synonymen Begriffe „Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen“, „Maximalrückwärtsdrehzahl“, „beschleunigte Gegendrehung“, „Restanzahl der Rückwärtsdrehungen“, „Istdrehzahl der Gegendrehung“, „verzögerte Gegendrehung“, „Zwischenrückwärtsdrehzahl“ und „Verzögerung der Gegendrehung“ in Bezug auf die Steuerung der Rückwärtsbewegung verwendet.
Zunächst ist nachfolgend ein von der Steuerung 10 ausgeführtes Verfahren zum Steuern der Schneidbewegung der Spindelachse 12 in Bezug auf ein in 2 sowie 1 dargestelltes Fließbild beschrieben. In Schritt S1 erhält der numerische Steuerungsteil 16 (der Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil 26) von einem im vom Programminterpretierungsteil 24 interpretierten Gewindebohrprogramm P bereitgestellten Befehlswert die Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und die Maximaldrehzahl V0 der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von der Prozessstartposition (bzw. Startposition) bis zur Sollgewindetiefe (oder Sollposition) in Betrieb ist, und weist die Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und die Maximaldrehzahl V0 dem Spindelachsen-Steuerungsteil 18 an. In Schritt S2 bewirkt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Anlaufbewegungs-Steuerungsteil 30, der Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32 und der Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen 34), dass die Spindelachse 12 die beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms der Antriebsquelle zum Durchführen der Schneidbewegung von der Prozessstartposition (das heißt null Geschwindigkeit) durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximaldrehzahl V0 als eine Solldrehzahl eingestellt ist, ausführt, und ermittelt sequentiell die Restanzahl der Umdrehungen Sr von der Istposition während der beschleunigten Drehung. Der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 meldet die ermittelte Restanzahl der Umdrehungen Sr an den numerischen Steuerungsteil 16 jedes Mal, wenn diese ermittelt wird.
Anschließend ermittelt in Schritt S3 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Istdrehzahl-Ermittlungsteil 36) sequentiell die Istdrehzahl Vc während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität und beurteilt, ob die Istdrehzahl Vc nicht die Maximaldrehzahl Vc erreicht hat, jedes Mal, wenn sie ermittelt wird. Wenn „Vc“ noch nicht „V0“ erreicht hat, beurteilt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38) in Schritt S4, ob die Restanzahl der Umdrehungen Sr gleich der einen Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 oder weniger als diese ist. Wenn „Sr“ gleich einer Hälfte von „S0“ ist oder weniger, bewirkt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38) in Schritt S5, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung mit Maximalkapazität unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms der Antriebsquelle bis zur Zwischendrehzahl Vb ausführt, um die Schneidbewegung kontinuierlich durchzuführen. Wenn „Sr“ nicht gleich der einen Hälfte von „S0“ oder weniger als diese ist, kehrt der Steuerungsablauf zum Schritt S3 zurück.
In 3 ist ein Beispiel der Schneidbewegung der Spindelachse 12, wenn die Restanzahl der Umdrehungen Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 erreicht, bevor die Istdrehzahl Vc die Maximaldrehzahl V0 erreicht (das heißt wenn die Beurteilungsergebnisse in den jeweiligen Schritten S3 und S4 „Ja“ lauten), durch eine Drehzahl-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse) dargestellt. Die beschleunigte Drehung der Spindelachse 12 mit Maximalkapazität in Schritt S2 wird während der in 3 dargestellten Zeiträume T1 und T2 ausgeführt und die Maximalbeschleunigung A0 wird während der konstanten Beschleunigung im Zeitraum T1 (das heißt einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse an der Prozessstartposition startet, bis zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die Zwischendrehzahl Vb erreicht) ermittelt. Wenn die Drehzahl der Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb überschreitet, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 aufgrund der Merkmale des Spindelmotors 12M schrittweise von der Maximalbeschleunigung A0 ab. Zu einem Zeitpunkt A, zu dem die Restanzahl der Umdrehungen Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 erreicht (das heißt wenn die Drehungsmenge vom Start der Bearbeitung eine Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 erreicht) (oder wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S4 „Ja“ lautet), wechselt die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Drehung zur verzögerten Drehung und im Zeitraum T3 führt die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung mit Maximalkapazität im Schritt S5 aus.
Im Zeitraum T3 (Schritt S5) bewirkt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38), dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung vom Punkt A (Maximaldrehzahl) durch eine Geschwindigkeitssteuerung ausführt, in der die Zwischendrehzahl Vb als ein Sollwert eingestellt ist, und die Verzögerung der Spindelachse 12 wird aufgrund der Merkmale des Spindelmotors 12M schrittweise erhöht. Während der verzögerten Drehung mit Maximalkapazität ermittelt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen 34 und der Istdrehzahl-Ermittlungsteil 36) ebenfalls sequentiell die Restanzahl der Umdrehungen Sr von der Istposition und der Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12. Auf diese Weise führt in den Zeiträumen T1, T2 und T3 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 eine Geschwindigkeitssteuerung für die Spindelachse 12 aus. (Ein Geschwindigkeitsbefehl in Schritten ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.)
In 2 wiederum sagt in Schritt S6 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Flussgehalt-Vorhersageteil 42) den tatsächlichen Magnetfluss des Motors Φvb bei der Zwischendrehzahl Vb auf der Basis des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax vorher, der vom Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38 zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb durch die verzögerte Drehung vom Punkt A (3) durch die folgende Gleichung 2 ausführt, verwendet wird: $Φ vb = Φ a + (Φ max - Φ a) \times (1 - exp (- T 2 / τ))$
„Φa“ stellt den tatsächlichen Flussgehalt des Spindelmotors 12M zum Zeitpunkt dar, zu dem die Spindelachse 12 den Punkt A erreicht (das heißt beim Start der verzögerten Drehung durch die Geschwindigkeitssteuerung), und wird durch die zuvor genannte Gleichung 1 geschätzt. Der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Flussgehalt-Vorhersageteil 42) kann zum Schätzen des Flussgehalts Φ des Spindelmotors 12M während des Betriebs für den Drehbetrieb der Spindelachse 12 bei Bedarf gemäß der Gleichung 1 und dadurch zum Erhalten von „Φa“ ausgebildet sein. Alternativ kann „Φa“ vorab beispielsweise durch einen Versuch ermittelt und als einer von Steuerparametern in einem Speicher (nicht dargestellt) der Steuerung 10 gespeichert werden. „T2“ stellt eine Beschleunigungszeit entsprechend dem in 3 dargestellten Zeitraum T2 dar. Obwohl eine Verzögerungszeit entsprechend dem in 3 dargestellten Zeitraum T3 erforderlich ist, um den Magnetfluss des Motors Φvb bei der Zwischendrehzahl Vb vorherzusagen, ist „T3“ in Schritt S6 nicht bekannt, so dass „T2“ in der Gleichung 2 verwendet wird unter der Annahme, dass T3=T2.
Ferner ermittelt in Schritt S6 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsermittlungsteil 44) die geeignete Verzögerung Adec während des Zeitraums, in dem der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) bewirkt, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung durch die Positionssteuerung ausführt, auf der Basis des von der Gleichung 2 vorhergesagten Magnetflusses des Motors Φvb, der vom Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (vom Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32) ermittelten Maximalbeschleunigung A0 und des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax durch die folgende Gleichung 3: $Adec = A 0 \times Φ vb / Φ max$
Der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 ist zum simultanen und gleichzeitigen Verarbeiten von Schritt S5 und S6 fähig.
Anschließend überwacht in Schritt S7 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) die Restanzahl der Umdrehungen Sr und die Istdrehzahl Vc, die sequentiell ermittelt werden, und ermittelt eine Position eines Zeitpunkts B (3), zu dem erwartet wird, dass „Sr“ gleich Null wird und „Vc“ gleich Null wird (das heißt die Spindelachse die Sollgewindetiefe erreicht), wenn die Spindelachse 12 von der Istdrehzahl Vc (nachfolgend als eine Zahl von Drehungen pro Sekunde bezeichnet (wobei deren Einheit als U/s dargestellt wird)) mit der in Schritt S6 ermittelten Verzögerung Adec (U/s²) verzögert wird. Die Position des Punkts B wird als der Absolutwert der Restanzahl der Umdrehungen Sr (negativer Wert) wie vom Punkt von Sr=0 aus gesehen durch die folgende Gleichung ermittelt: $| Sr | = {Vc}^{2} / (2 \times Adec)$
auf der Basis einer Formel: Vc²=2×Adec×|Sr|
In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass die Spindelachse 12 mit der konstanten Verzögerung Adec vom Punkt B verzögert wird, um eine Berechnung für eine Positionssteuerung vom Punkt B bis zur Sollgewindetiefe verzögert wird. Dementsprechend wird angenommen, dass die Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 am Punkt B Vb erreicht hat. Somit kann die Position |Sr| des Punkts B durch die folgende Gleichung 4 ermittelt werden: $| Sr | = {Vb}^{2} / (2 \times Adec)$
Es wird in dieser Ausführungsform ebenfalls angenommen, dass ein für die Beschleunigung der Spindelachse 12 erforderliches Drehmoment (nachfolgend als ein Beschleunigungsdrehmoment bezeichnet) gleich einem für die Verzögerung der Spindelachse 12 erforderlichen Drehmoment (nachfolgend als ein Verzögerungsdrehmoment bezeichnet) ist. Im Allgemeinen tritt eine mechanische Last (oder ein Widerstand) während der Drehung der Spindelachse 12 auf und somit wird das Beschleunigungsdrehmoment größer als das Verzögerungsdrehmoment. Daher wird, wenn das Beschleunigungsdrehmoment gleich dem Verzögerungsdrehmoment ist, eine für die Beschleunigung mit Maximalkapazität erforderliche Zeit länger als eine für die Verzögerung mit Maximalkapazität erforderliche Zeit, vorausgesetzt die Drehzahländerungen hiervon entsprechend einander. Dementsprechend erreicht in der Praxis die vom Punkt A verzögernde Spindelachse 12 die Drehzahl Vb in einem kürzeren Zeitraum als der Zeitraum T2 und die Position |Sr| wird dargestellt durch: $| Sr | > {Vc}^{2} / (2 \times Adec)$
und anschließend dreht sich die Spindelachse 12 mit der Zwischendrehzahl Vb für eine sehr kurze Zeit, um den Punkt B zu erreichen, dargestellt durch: $| Sr | > {Vb}^{2} / (2 \times Adec)$
(siehe 3).
Daher beurteilt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40), ob der Absolutwert |Sr| der Restanzahl der Umdrehungen Sr der Spindelachse 12 die Gleichung 4 erfüllt: |Sr|=Vb²/(2×Adec) (das heißt ob die Drehposition der Spindelachse 12 den Punkt B erreicht hat oder nicht) (Schritt S7). Wenn die Gleichung 4 erfüllt ist, erzeugt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) im Schritt S8 einen Befehl zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung mit der Verzögerung Adec durchführt und den Punkt von Sr=0 (das heißt die Sollgewindetiefe) erreicht, und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 mit dem erzeugten Befehl aus. Wenn die Gleichung 4 nicht erfüllt ist, wird die Beurteilung in Schritt S7 wiederholt, bis die Gleichung 4 erfüllt ist. Die Spindelachse 12 führt entsprechend dem Befehl vom Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (vom Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) die Schneidbewegung vom Punkt B zur Sollgewindetiefe durch, indem die verzögerte Drehung mit der Verzögerung Adec durchgeführt wird, und erreicht und stoppt an der Sollgewindetiefe, wenn „Sr“ gleich Null wird. Auf diese Weise führt im Zeitraum T4 (3), in der die Spindelachse vom Punkt B in Betrieb ist, um die Sollgewindetiefe zu erreichen, der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 die Positionssteuerung für die Spindelachse 12 aus. (Ein von einer Positionssteuerung erhaltener Geschwindigkeitsbefehl bei einer konstanten Beschleunigung ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.)
Wenn in Schritt S4 beurteilt wird, dass die Istdrehzahl Vc die Maximaldrehzahl V0 erreicht hat, speichert der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 in Schritt S9 eine Drehungsmenge (das heißt eine Drehposition FBS) der Spindelachse 12 von der Prozessstartposition zu einem Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse die Maximaldrehzahl V0 erreicht, als eine Beschleunigungsdrehungsmenge Sa. Anschließend beurteilt in Schritt S10 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18, ob die Restanzahl der Umdrehungen Sr gleich der Beschleunigungsdrehungsmenge Sa ist oder weniger. Wenn „Sr“ gleich „Sa“ ist oder weniger, wechselt der Steuerungsablauf zu Schritt S5 und führt anschließend die Schritte S6 bis S8 aus, um die Schneidbewegung bis zur Sollgewindetiefe auszuführen. Wenn „Sr“ nicht gleich „Sa“ oder weniger ist, wird die Beurteilung in Schritt S10 wiederholt, bis „Sr“ gleich „Sa“ oder weniger wird.
In 4 ist ein Beispiel der Schneidbewegung der Spindelachse 12, wenn die Istdrehzahl Vc die Maximaldrehzahl Sr erreicht, bevor die Restanzahl der Umdrehungen Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 erreicht (das heißt wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S3 „Nein“ lautet), durch eine Drehzahl-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse) dargestellt. Wie in 4 dargestellt wird die beschleunigte Drehung der Spindelachse 12 mit Maximalkapazität in Schritt S2 während Zeiträume T1 und T2 ausgeführt und die Maximalbeschleunigung A0 wird während der konstanten Beschleunigung im Zeitraum T1 (das heißt einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse an der Prozessstartposition startet, bis zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die Zwischendrehzahl Vb erreicht) ausgeführt. Wenn die Drehzahl der Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb überschreitet, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 aufgrund der Merkmale des Spindelmotors 12M schrittweise von der Maximalbeschleunigung A0 ab. Die Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 erreicht die Maximaldrehzahl V0, bevor die Restanzahl der Umdrehungen Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 erreicht. Anschließend dreht sich die Spindelachse 12 mit konstanter Drehzahl V0 (das heißt mit einer Beschleunigung von Null) über den Zeitraum T5, um die Schneidbewegung fortzusetzen. Zu einem Zeitpunkt A, zu dem die Restanzahl der Umdrehungen Sr gleich der Beschleunigungsdrehungsmenge Sa wird (das heißt wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S10 „Ja“ wird), wechselt die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Drehung zur verzögerten Drehung. Anschließend führt im Zeitraum T3 (Schritt S5) die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung mit Maximalkapazität (durch die Geschwindigkeitssteuerung) aus und führt im Zeitraum T4 (Schritt S8) die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung (durch die Positionssteuerung) mit der geeigneten Verzögerung Adec aus. Die Spindelachse 12 erreicht und stoppt an der Sollgewindetiefe, wenn „Sr“ gleich Null wird. In den Zeiträumen T1, T2, T3 und T4 ist die Spindelachse 12 in der gleichen Weise in Betrieb wie die in 3 dargestellten Bewegung.
In den in 3 und 4 dargestellten Bewegungsbeispielen während eines Zeitraums, in dem der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 die Drehbewegung (oder Schneidbewegung) der Spindelachse 12 von der Prozessstartposition bis zur Sollgewindetiefe ausführt, steuert der Vorschubachsen-Steuerungsteil 22 (1) die Vorschubachse 14, um eine Vorschubbewegung, während sie der Bewegung der Spindelachse 12 folgt, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 auszuführen. In einem Zeitraum, in dem der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 die Prozesse von Schritt S1 bis Schritt S10 ausführt, überwacht der numerische Steuerungsteil 16 die vom Spindelachsen-Steuerungsteil 18 gemeldete Restanzahl der Umdrehungen Sr und beurteilt, dass der Gewindebohrprozess die Sollgewindetiefe erreicht hat, wenn die Restanzahl der Umdrehungen Sr gleich einem ersten vorgegebenen Wert (einem sehr kleinen Wert nahe Null) oder weniger wird.
Wie zuvor beschrieben weist die Steuerung 10 eine Konfiguration auf, wobei, wenn bewirkt wird, dass die Spindelachse 12 die Schneidbewegung (Drehbewegung) von der Startposition (Startposition) zur Sollgewindetiefe (Sollposition) ausführt, der numerische Steuerungsteil 16 nur die Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und die Maximaldrehzahl V0 der Spindelachse 12 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsen-Steuerungsteil 18 anweist, und der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 entsprechend dem Spindelachsenbefehl CS die Schneidbewegung durch Beschleunigen der Spindelachse 12 mit Maximalleistung unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms zum Erzielen der Maximaldrehzahl V0 ausführt und kontinuierlich auf der Basis der sequentiell ermittelten Restanzahl der Umdrehungen Sr und Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 die Schneidbewegung bis zur Sollgewindetiefe während des Verzögerns der Spindelachse 12 mit Maximalverzögerung oder entsprechender Verzögerung ausführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Sollgewindetiefe erreicht. Somit ist es entsprechend der Steuerung 10 nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. durchzuführen, die für den numerischen Steuerungsteil 16 zum Erzeugen von Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehlen gemäß den Leistungsmerkmalen der Spindelachse 12 erforderlich ist, und es kann mit einer einfachen Konfiguration die Zykluszeit des Gewindebohrprozesses durch Ausführen einer Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung zum Maximieren der Beschleunigungskapazität der Spindelachse 12 verringert werden.
Ferner weist die Steuerung 10 eine Konfiguration auf, wobei der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 den tatsächlichen Magnetfluss des Motors Φvb bei der Zwischendrehzahl Vb im Schritt zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb durch die verzögerte Drehung von der Maximaldrehzahl erreicht, vorhersagt und die Verzögerung Adec während des Zeitraums, in dem durch die Positionssteuerung bewirkt wird, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung von der Zwischendrehzahl Vb bis zur Sollgewindetiefe unter Verwendung des vorhergesagten Magnetflusses des Motors Φvb ermittelt. Daher kann, selbst wenn der tatsächliche Magnetfluss des Motors Φvb des Spindelmotors 12M zum Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb von der Maximaldrehzahl erreicht, gleich dem Befehlswert für den Magnetfluss des Motors Φmax ist oder geringer, die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung mit der geeigneten Verzögerung Adec von der Zwischendrehzahl Vb ausführen und die Sollgewindetiefe genau erreichen.
In der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform kann die Steuerung 10 in Bezug zur zuvor genannten Rückwärtsbewegung der Spindelachse 12 eine Steuerstrategie analog zur zuvor genannten Steuerstrategie für die Schneidbewegung von der Prozessstartposition bis zur Sollgewindetiefe ausführen. 3 und 4 zeigen ein Beispiel der Rückwärtsbewegung der Spindelachse 12 entsprechend der zuvor genannten Schneidbewegung der Spindelachse 12 durch eine Drehzahl-Zeit-Kurve (die Kurve unterhalb einer Zeitachse) zusätzlich zur Schneidbewegung. Nachfolgend ist in Bezug auf 1 bis 4 ein von der Steuerung 10 ausgeführtes Verfahren zum Steuern der Rückwärtsbewegung der Spindelachse 12 beschrieben.
Nachdem beurteilt wurde, dass der Gewindebohrprozess die Sollgewindetiefe erreicht hat, ermittelt der numerische Steuerungsteil 16 (der Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil 26) in Schritt S1 eine Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 und eine Maximalrückwärtsdrehzahl V0 der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von der Sollgewindetiefe (oder Startposition) zur Rückwärtsabschlussposition (oder Sollposition) in Betrieb ist, von einem vom Programminterpretierungsteil 24 interpretierten im Gewindebohrprogramm P bereitgestellten Befehlswert und sendet die Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 und die Maximalrückwärtsdrehungsdrehzahl V0 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsen-Steuerungsteil 18. Der Spindelachsenbefehl CS für die Rückwärtsbewegung umfasst ebenfalls nicht einen Positionsbefehl und/oder einen Beschleunigungs-/Verzögerungsbefehl, der bewirkt, dass die Spindelachse 12 eine Drehbewegung bis zur Rückwärtsabschlussposition ausführt. Die Rückwärtsabschlussposition kann die gleiche sein wie die Prozessstartposition oder kann sich von der Prozessstartposition unterscheiden. Wenn die Rückwärtsabschlussposition mit der Prozessstartposition übereinstimmt, ist die Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 gleich der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 in der Schneidbewegung, aber die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 ist nicht immer gleich der Maximaldrehzahl V0 in der Schneidbewegung. Wenn die Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 und die Maximalrückwärtsdrehzahl S0 gleich der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und der Maximaldrehzahl V0 in der Schneidbewegung ist, ist die Rückwärtsbewegung durch die im Wesentlichen gleiche Drehzahl-Zeit-Kurve dargestellt wie die der Schneidbewegung; wenn sich aber die Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 und die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 von der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und der Maximaldrehzahl V0 in der Schneidbewegung unterscheiden, ist die Rückwärtsbewegung nicht immer durch die gleiche Drehzahl-Zeit-Kurve wie die der Schneidbewegung dargestellt.
Anschließend führt in Schritt S2 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Anlaufbewegungs-Steuerungsteil 30, der Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32 und der Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen 34) die folgenden Prozesse aus. Der Anlaufbewegungs-Steuerungsteil 30 bewirkt, dass die Spindelachse 12 eine beschleunigte Gegendrehung mit Maximalkapazität unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms der Antriebsquelle von der Sollgewindetiefe (das heißt einer Drehzahl gleich Null) durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 als ein Sollwert eingestellt ist, ausführt, um die Rückwärtsbewegung auszuführen. Der Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32 ermittelt eine Maximalbeschleunigung A0 der Gegendrehung der Spindelachse 12 während der beschleunigten Gegendrehung mit Maximalkapazität von der Sollgewindetiefe auf der Basis der Drehposition FBS. Der Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen 34 ermittelt sequentiell eine Restrückwärtsdrehungsmenge Sr der Spindelachse 12 von einer Istposition während der beschleunigten Gegendrehung auf der Basis der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 und der Drehposition FBS. Der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 meldet die ermittelte Restrückwärtsdrehungsmenge Sr an den numerischen Steuerungsteil 16 jedes Mal, wenn diese ermittelt wird.
Anschließend ermittelt in Schritt S3 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Istdrehzahl-Ermittlungsteil 36) sequentiell eine Istdrehzahl Vc der Gegendrehung der Spindelachse 12 auf der Basis der Drehposition FBS während der beschleunigten Gegendrehung mit Maximalkapazität und beurteilt, ob die Istdrehzahl Vc nicht die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 erreicht hat, jedes Mal, wenn sie ermittelt wird. Wenn „Vc“ nicht „V0“ erreicht hat, beurteilt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38) in Schritt S4, ob die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr gleich der einen Hälfte der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 oder weniger als diese ist. Wenn „Sr“ gleich einer Hälfte von „S0“ ist oder weniger, bewirkt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38) in Schritt S5, dass die Spindelachse 12 eine verzögerte Gegendrehung mit Maximalkapazität unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms der Antriebsquelle bis zur Zwischendrehzahl Vb ausführt, um die Rückwärtsbewegung kontinuierlich durchzuführen. Wenn „Sr“ nicht gleich der einen Hälfte von „S0“ oder weniger als diese ist, kehrt der Steuerungsablauf zum Schritt S3 zurück. In 3 ist ein Beispiel der Rückwärtsbewegung der Spindelachse 12, wenn die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 erreicht, bevor die Istdrehzahl Vc der Gegendrehung die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 erreicht (das heißt wenn die Beurteilungsergebnisse in den jeweiligen Schritten S3 und S4 „Ja“ lauten), durch eine Drehzahl-Zeit-Kurve (die Kurve unter einer Zeitachse) dargestellt. Die beschleunigte Gegendrehung der Spindelachse 12 mit Maximalkapazität in Schritt S2 wird während der in 3 dargestellten Zeiträume T6 und T7 ausgeführt und die Maximalbeschleunigung A0 der Gegendrehung wird während der konstanten Beschleunigung im Zeitraum T6 (das heißt einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse bei der Sollgewindetiefe startet, bis zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die Zwischendrehzahl Vb erreicht) ermittelt. Wenn die Drehzahl der Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb überschreitet, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 aufgrund der Merkmale des Spindelmotors 12M schrittweise von der Maximalbeschleunigung A0 ab. Zu einem Zeitpunkt C, zu dem die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 erreicht (das heißt wenn die Drehungsmenge vom Start der Rückwärtsbewegung eine Hälfte der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 erreicht) (oder wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S4 „Ja“ lautet), wechselt die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Gegendrehung zur verzögerten Gegendrehung und im Zeitraum T8 führt die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung mit Maximalkapazität im Schritt S5 aus.
Im Zeitraum T8 (Schritt S5) bewirkt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38), dass die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung vom Punkt C (Maximaldrehzahl) durch eine Geschwindigkeitssteuerung ausführt, in der die Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb als ein Sollwert eingestellt ist, und die Verzögerung der Gegendrehung der Spindelachse 12 wird aufgrund der Merkmale des Spindelmotors 12M schrittweise erhöht. Während der verzögerten Gegendrehung mit Maximalkapazität ermittelt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen 34 und der Istdrehzahl-Ermittlungsteil 36) ebenfalls sequentiell die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr von der Istposition und der Istdrehzahl Vc der Gegendrehung der Spindelachse 12. Auf diese Weise führt in den Zeiträumen T6, T7 und T8 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 eine Geschwindigkeitssteuerung für die Spindelachse 12 aus. (Ein Geschwindigkeitsbefehl in Schritten ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.)
In 2 wiederum sagt in Schritt S6 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Flussgehalt-Vorhersageteil 42) den tatsächlichen Magnetfluss des Motors Φvb bei der Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb auf der Basis des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax vorher, der vom Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil 38 zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb durch die verzögerte Gegendrehung vom Punkt C (3) durch die zuvor genannte Gleichung 2, verwendet wird. Ferner ermittelt in Schritt S6 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Verzögerungsermittlungsteil 44) die geeignete Verzögerung Adec der Gegendrehung während des Zeitraums, in dem der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) bewirkt, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Drehung durch die Positionssteuerung ausführt, auf der Basis des von der Gleichung 2 vorhergesagten Magnetflusses des Motors Φvb, der vom Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (vom Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil 32) ermittelten Maximalbeschleunigung A0 der Gegendrehung und des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax durch die zuvor genannte Gleichung 3.
Anschließend überwacht in Schritt S7 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr und die Istdrehzahl Vc der Gegendrehung, die sequentiell ermittelt werden, und ermittelt eine Position eines Zeitpunkts D (3), zu dem erwartet wird, dass „Sr“ gleich Null wird und „Vc“ gleich Null wird (das heißt die Spindelachse die Rückwärtsabschlussposition erreicht), wenn die Spindelachse 12 von der Istdrehzahl Vc der Gegendrehung (U/s) mit der in Schritt S6 ermittelten Verzögerung Adec der Gegendrehung (U/s²) verzögert wird. Die Position des Punkts D wird als der Absolutwert der Restrückwärtsdrehungsmenge Sr (negativer Wert) wie vom Punkt von Sr=0 aus gesehen durch die zuvor genannte Gleichung 4 ermittelt. Anschließend beurteilt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40), ob der Absolutwert |Sr| der Restrückwärtsdrehungsmenge Sr der Spindelachse 12 die Gleichung 4 erfüllt: |Sr|=Vb²/(2×Adec) (das heißt ob die Drehposition der Spindelachse 12 den Punkt D erreicht hat oder nicht). Wenn die Gleichung 4 erfüllt ist, erzeugt der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (der Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) im Schritt S8 einen Befehl zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung mit der Verzögerung Adec durchführt und am Punkt von Sr=0 (das heißt an der Sollgewindetiefe) stoppt, und führt eine Positionssteuerung für die Spindelachse 12 mit dem erzeugten Befehl aus. Wenn die Gleichung 4 nicht erfüllt ist, wird die Beurteilung in Schritt S7 wiederholt, bis die Gleichung 4 erfüllt ist. Die Spindelachse 12 führt entsprechend dem Befehl vom Spindelachsen-Steuerungsteil 18 (vom Positionierbewegungs-Steuerungsteil 40) die Rückwärtsbewegung vom Punkt D zur Rückwärtsabschlussposition durch, indem die verzögerte Gegendrehung mit der Verzögerung Adec durchgeführt wird, und erreicht und stoppt an der Sollgewindetiefe, wenn „Sr“ gleich Null wird. Auf diese Weise führt im Zeitraum T9 (3), in der die Spindelachse vom Punkt D in Betrieb ist, um die Rückwärtsabschlussposition zu erreichen, der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 die Positionssteuerung für die Spindelachse 12 aus. (Ein von einer Positionssteuerung erhaltener Geschwindigkeitsbefehl bei einer konstanten Beschleunigung ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.)
Wenn in Schritt S3 beurteilt wird, dass die Istdrehzahl Vc die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 erreicht hat, speichert der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 in Schritt S9 eine Drehungsmenge der Spindelachse 12 von der Sollgewindetiefe (das heißt eine Drehposition FBS) zu einem Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 erreicht, als eine Beschleunigungsdrehungsmenge Sa der Rückwärtsbewegung. Anschließend beurteilt in Schritt S10 der Spindelachsen-Steuerungsteil 18, ob die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr gleich der Beschleunigungsdrehungsmenge Sa ist oder weniger. Wenn „Sr“ gleich „Sa“ ist oder weniger, wechselt der Steuerungsablauf zu Schritt S5 und führt anschließend die Schritte S6 bis S8 aus, um die Rückwärtsbewegung bis zur Rückwärtsabschlussposition auszuführen. Wenn „Sr“ nicht gleich „Sa“ oder weniger ist, wird die Beurteilung in Schritt S10 wiederholt, bis „Sr“ gleich „Sa“ oder weniger wird.
In 4 ist ein Beispiel der Rückwärtsbewegung der Spindelachse 12, wenn die Istdrehzahl Vc der Gegendrehung die Maximalrückwärtsdrehzahl V0 erreicht, bevor die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 erreicht (das heißt wenn das Beurteilungsergebnis in Schritt S3 „Nein“ lautet), durch eine Drehzahl-Zeit-Kurve (die Kurve über einer Zeitachse) dargestellt. Wie in 4 dargestellt wird die beschleunigte Gegendrehung der Spindelachse 12 mit Maximalkapazität in Schritt S2 während Zeiträume T6 und T7 ausgeführt und die Maximalbeschleunigung A0 der Gegendrehung wird während einer konstanten Beschleunigung im Zeitraum T6 (das heißt einem Zeitraum von einem Punkt, an dem die Spindelachse an der Sollgewindetiefe startet, bis zu einem Punkt, an dem die Spindelachse die Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb erreicht) ausgeführt. Wenn die Drehzahl der Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb überschreitet, nimmt die Beschleunigung der Spindelachse 12 aufgrund der Merkmale des Spindelmotors 12M schrittweise von der Maximalbeschleunigung A0 ab. Die Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 erreicht die Maximalrückwärtsdrehzahl Vo, bevor die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr eine Hälfte der Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 erreicht, und anschließend dreht sich die Spindelachse 12 umgekehrt mit der konstanten Drehzahl V0 (das heißt mit einer Beschleunigung von Null) über den Zeitraum T10, um die Rückwärtsbewegung fortzusetzen. Zu einem Zeitpunkt C, zu dem die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr gleich der Beschleunigungsdrehungsmenge Sa wird (das heißt wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S10 „Ja“ wird), wechselt die Bewegung der Spindelachse 12 von der beschleunigten Gegendrehung zur verzögerten Gegendrehung. Anschließend führt im Zeitraum T8 (Schritt S5) die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung mit Maximalkapazität (durch die Geschwindigkeitssteuerung) aus und führt im Zeitraum T9 (Schritt S8) die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung (durch die Positionssteuerung) mit der geeigneten Verzögerung Adec aus. Die Spindelachse 12 erreicht und stoppt an der Rückwärtsabschlussposition, wenn „Sr“ gleich Null wird. In den Zeiträumen T6, T7, T8 und T9 ist die Spindelachse 12 in der gleichen Weise in Betrieb wie die in 3 dargestellten Bewegung.
In den in 3 und 4 dargestellten Bewegungsbeispielen während eines Zeitraums, in dem der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 die Gegendrehbewegung (oder Schneidbewegung) der Spindelachse 12 von der Sollgewindetiefe bis zur Rückwärtsabschlussposition ausführt, steuert der Vorschubachsen-Steuerungsteil 22 (1) die Vorschubachse 14, um eine Gegenvorschubbewegung, während sie der Bewegung der Spindelachse 12 folgt, unter Verwendung der Drehposition FBS der Spindelachse 12 auszuführen. In einem Zeitraum, in dem der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 die Prozesse von Schritt S1 bis Schritt S10 ausführt, überwacht der numerische Steuerungsteil 16 die vom Spindelachsen-Steuerungsteil 18 gemeldete Restanzahl der Umdrehungen Sr und beurteilt, dass die Rückwärtsbewegung abgeschlossen ist und das Werkzeug aus dem Werkstück gezogen wurde, wenn die Restrückwärtsdrehungsmenge Sr gleich einem zweiten vorgegebenen Wert (einem sehr kleinen Wert nahe Null) oder weniger wird.
Wie zuvor beschrieben weist die Steuerung 10 eine Konfiguration auf, wobei, wenn bewirkt wird, dass die Spindelachse 12 die Rückwärtsbewegung (Drehbewegung) von der Sollgewindetiefe (Startposition) zur Rückwärtsabschlussposition (Sollposition) ausführt, der numerische Steuerungsteil 16 nur die Gesamtanzahl der Rückwärtsdrehungen S0 und die Maximaldrehzahl V0 der Spindelachse 12 als Spindelachsenbefehl CS an den Spindelachsen-Steuerungsteil 18 anweist, und der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 entsprechend dem Spindelachsenbefehl CS die Rückwärtsbewegung durch umgekehrtes Beschleunigen der Spindelachse 12 mit Maximalleistung unter Verwendung des maximalzulässigen Stroms zum Erzielen der Maximalrückwärtsdrehzahl V0 ausführt und kontinuierlich auf der Basis der sequentiell ermittelten Restrückwärtsdrehungsmenge Sr und Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 die Rückwärtsbewegung bis zur Rückwärtsabschlussposition in der kürzesten Zeit während des umgekehrten Verzögerns der Spindelachse 12 mit Maximalverzögerung oder entsprechender Verzögerung ausführt, um zu bewirken, dass die Spindelachse die Rückwärtsabschlussposition erreicht. Somit ist es entsprechend der Steuerung 10 nicht mehr erforderlich, eine Parametereinstellung oder -anpassung usw. durchzuführen, die für den numerischen Steuerungsteil 16 zum Erzeugen von Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehlen gemäß den Leistungsmerkmalen der Spindelachse 12 erforderlich ist, und es kann mit einer einfachen Konfiguration die Zykluszeit des Gewindebohrprozesses durch Ausführen einer Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung zum Maximieren der Beschleunigungskapazität der Spindelachse 12 verringert werden.
Ferner weist die Steuerung 10 eine Konfiguration auf, wobei der Spindelachsen-Steuerungsteil 18 den tatsächlichen Magnetfluss des Motors Φvb bei der Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb im Schritt zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb durch die verzögerte Gegendrehung von der Maximalrückwärtsdrehzahl erreicht, vorhersagt und die Verzögerung Adec der Gegendrehung während des Zeitraums, in dem durch die Positionssteuerung bewirkt wird, dass die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung von der Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb bis zur Rückwärtsabschlussposition unter Verwendung des vorhergesagten Magnetflusses des Motors Φvb ermittelt. Daher kann, selbst wenn der tatsächliche Magnetfluss des Motors Φvb des Spindelmotors 12M zum Zeitpunkt, zu dem die Spindelachse 12 die Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb von der Maximalrückwärtsdrehzahl erreicht, gleich dem Befehlswert für den Magnetfluss des Motors Φmax ist oder geringer, die Spindelachse 12 die verzögerte Gegendrehung mit der geeigneten Verzögerung Adec von der Zwischenrückwärtsdrehzahl Vb ausführen und die Rückwärtsabschlussposition genau erreichen. Die zuvor beschriebene Konfiguration der Steuerung 10 kann als ein Werkzeugmaschinen-Steuerverfahren zum Steuern eines synchronisierten Betriebs der Spindelachse 12 und der Vorschubachse 14 beschrieben werden. Das Steuerverfahren umfasst die von der Steuerung 10 ausgeführten Schritte zum:

Erhalten einer Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und einer Maximaldrehzahl V0 der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer Startposition zu einer Sollposition in Betrieb ist, von einem Gewindebohrprogramm P;
Bewirken, dass die Spindelachse 12 eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximaldrehzahl V0 als ein Sollwert eingestellt ist;
Ermitteln einer Maximalbeschleunigung A0 der Spindelachse 12 während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis der Drehposition-Rückmeldung FBS der Spindelachse 12;
Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen Sr der Spindelachse 12 während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse von einer aktuellen Position zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen S0 und der Drehposition-Rückmeldung FBS;
Ermitteln einer Istdrehzahl Vc der Spindelachse 12 auf der Basis der Drehposition-Rückmeldung FBS;
Ausführen einer Geschwindigkeitssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl Vb zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität, durchführt;
Ausführen einer Positionssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 eine verzögerte Drehung durchführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb erreicht;
Vorhersagen eines tatsächlichen Magnetflusses des Motors Φvb bei der Zwischendrehzahl Vb auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax zum Bewirken, dass die Spindelachse 12 die Zwischendrehzahl Vb erreicht; und
Ermitteln einer Verzögerung Adec während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung A0, des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φmax und des Magnetflusses des Motors ΦVb;

Gemäß den vorhergehenden Steuerverfahren können Wirkungen entsprechend den durch die zuvor beschriebene Steuerung 10 erzeugten erzielt werden.
Die Erfindung wurde zwar in Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben; einem Fachmann ist aber klar, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Steuerung einer Werkzeugmaschine, die zum Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) ausgebildet ist, wobei die Steuerung Folgendes umfasst: einen zum Erzeugen eines Spindelachsenbefehls (CS) und eines Vorschubachsenbefehls (CF) auf der Basis eines Gewindebohrprogramms (P) ausgebildeten numerischen Steuerungsteil (16); einen zum Steuern einer Drehbewegung der Spindelachse (12) entsprechend dem Spindelachsenbefehl (CS) ausgebildeten Spindelachsen-Steuerungsteil (18); einen zum Ermitteln einer Drehposition (FBS) der Spindelachse (12) ausgebildeten Drehungsermittlungsteil (20); und einen zum Steuern einer Vorschubbewegung der Vorschubachse (14) entsprechend dem Vorschubachsenbefehl (CF) auf der Basis der Drehposition (FBS) ausgebildeten Vorschubachsen-Steuerungsteil (22); wobei der numerische Steuerungsteil (16) Folgendes umfasst: einen zum Erhalten einer Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und einer Maximaldrehzahl (V0) der Spindelachse (12) in einem Zeitraum, in dem die Spindelachse (12) von einer Startposition zu einer Sollposition in Betrieb ist, vom Gewindebohrprogramm (P) und zum Senden der Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und der Maximaldrehzahl (V0) als Spindelachsenbefehl (CS) an den Spindelachsen-Steuerungsteil (18) ausgebildeten Spindelachsenbefehl-Ausgabeteil (26); wobei der Spindelachsen-Steuerungsteil (18) Folgendes umfasst: einen Anlaufbewegungs-Steuerungsteil (30), der zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximaldrehzahl (V0) als ein Sollwert eingestellt ist, ausgebildet ist; einen zum Ermitteln einer Maximalbeschleunigung (A0) der Spindelachse (12) während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis der Drehposition (FBS) ausgebildeten Maximalbeschleunigungs-Ermittlungsteil (32); einen zum Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen (Sr) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse (12) von einer aktuellen Position zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und der Drehposition (FBS) ausgebildeten Ermittlungsteil für die Restanzahl der Umdrehungen (34); einen zum Ermitteln einer Istdrehzahl (Vc) der Spindelachse (12) auf der Basis der Drehposition (FBS) ausgebildeten Istdrehzahl-Ermittlungsteil (36); einen zum Ausführen einer Geschwindigkeitssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl (Vb) zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität, durchführt, ausgebildeten Verzögerungsbewegungs-Steuerungsteil (38); einen zum Ausführen einer Positionssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine verzögerte Drehung durchführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse (12) die Zwischendrehzahl (Vb) erreicht, ausgebildeten Positionierbewegungs-Steuerungsteil (40); einen zum Vorhersagen eines tatsächlichen Magnetflusses des Motors (Φvb) bei der Zwischendrehzahl (Vb) auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors (Φmax) zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) die Zwischendrehzahl (Vb) erreicht, ausgebildeten Flussgehalt-Vorhersageteil (42); und einen zum Ermitteln einer Verzögerung (Adec) während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung (A0), des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φ(max) und des Magnetflusses des Motors Φ(vb) ausgebildeten Verzögerungsermittlungsteil (44); den zum Ausführen der Positionssteuerung auf der Basis der Restanzahl der Umdrehungen (Sr), der Istdrehzahl (Vc) und der Verzögerung (Adec) ausgebildeten Positionierbewegungs-Steuerungsteil (40).
Steuerung nach Anspruch 1, wobei der Flussgehalt-Vorhersageteil (42) zum Schätzen eines Flussgehalts (Φ) eines Spindelmotors (12M) während des Betriebs, wobei der Spindelmotor zum Versetzen der Spindelachse (12) in eine Drehbewegung ausgebildet ist, und zum Vorhersagen des Magnetflusses des Motors (Φvb) bei der Zwischendrehzahl (Vb) auf der Basis des zu einem Start der verzögerten Drehung geschätzten Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors (Φmax) und Flussgehalts (Φ) durch die Geschwindigkeitssteuerung ausgebildet ist.
Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Startposition einer Prozessstartposition eines Gewindebohrprozesses entspricht und wobei die Sollposition einer Sollgewindetiefe des Gewindebohrprozesses entspricht.
Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Startposition einer Sollgewindetiefe eines Gewindebohrprozesses entspricht, und wobei die Sollposition einer Rückwärtsabschlussposition des Gewindebohrprozesses entspricht.
Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, das zum Steuern eines synchronisierten Betriebs einer Spindelachse (12) und einer Vorschubachse (14) ausgebildet ist, wobei das Verfahren die von einer Steuerung (10) ausgeführten Schritte umfasst zum: Erhalten einer Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und einer Maximaldrehzahl (V0) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse (12) von einer Startposition zu einer Sollposition in Betrieb ist, von einem Gewindebohrprogramm (P); Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine beschleunigte Drehung mit Maximalkapazität von der Startposition ausführt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, in der die Maximaldrehzahl (V0) als ein Sollwert eingestellt ist; Ermitteln einer Maximalbeschleunigung (A0) der Spindelachse (12) während der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität auf der Basis der Drehposition-Rückmeldung (FBS) der Spindelachse (12); Ermitteln einer Restanzahl der Umdrehungen (Sr) der Spindelachse (12) während eines Zeitraums, in dem die Spindelachse (12) von einer aktuellen Position zur Sollposition in Betrieb ist, auf der Basis der Gesamtanzahl der Umdrehungen (S0) und der Drehposition-Rückmeldung (FBS); Ermitteln einer Istdrehzahl (Vc) der Spindelachse (12) auf der Basis der Drehposition-Rückmeldung (FBS); Ausführen einer Geschwindigkeitssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine verzögerte Drehung mit Maximalkapazität, um eine vorgegebene Zwischendrehzahl (Vb) zu erreichen, nach der beschleunigten Drehung mit Maximalkapazität, durchführt; Ausführen einer Positionssteuerung zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) eine verzögerte Drehung durchführt, um die Sollposition zu erreichen, nachdem die Spindelachse (12) die Zwischendrehzahl (Vb) erreicht; Vorhersagen eines tatsächlichen Magnetflusses des Motors (Φvb) bei der Zwischendrehzahl (Vb) auf der Basis eines Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors (Φmax) zum Bewirken, dass die Spindelachse (12) die Zwischendrehzahl (Vb) erreicht; und Ermitteln einer Verzögerung (Adec) während der verzögerten Drehung durch die Positionssteuerung auf der Basis der Maximalbeschleunigung (A0), des Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors Φ(max) und des Magnetflusses des Motors (Φvb); Bewirken, dass die Spindelachse (12) die Sollposition erreicht, umfassend den Schritt zum Ausführen der Positionssteuerung auf der Basis der Restanzahl der Umdrehungen (Sr), der Istdrehzahl (Vc) und der Verzögerung (Adec).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt zum Vorhersagen des Magnetflusses des Motors (Φvb) den Schritt zum Schätzen eines Flussgehalts (Φ) eines Spindelmotors (12M) bei Bedarf während des Betriebs, wobei der Spindelmotor zum Versetzen der Spindelachse (12) in eine Drehbewegung ausgebildet ist, und zum Vorhersagen des Magnetflusses des Motors (Φvb) bei der Zwischendrehzahl (Vb) auf der Basis des zu einem Start der verzögerten Drehung geschätzten Befehlswerts für den Magnetfluss des Motors (Φmax) und des Flussgehalts (Φ) durch die Geschwindigkeitssteuerung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Startposition einer Prozessstartposition eines Gewindebohrprozesses entspricht und wobei die Sollposition einer Sollgewindetiefe des Gewindebohrprozesses entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Startposition einer Sollgewindetiefe eines Gewindebohrprozesses entspricht, und wobei die Sollposition einer Rückwärtsabschlussposition des Gewindebohrprozesses entspricht.