DE102017100679B4

DE102017100679B4 - Werkzeugmaschine mit Diagnosefunktion für Anomalien des Drehzahlreduzierers eines Werkzeugwechslers

Info

Publication number: DE102017100679B4
Application number: DE102017100679.6A
Authority: DE
Inventors: Gaku ISOBE
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2037-01-17
Also published as: CN106985002A; JP2017127922A; US20170203400A1; US10286507B2; JP6267243B2; CN106985002B; DE102017100679A1

Abstract

Werkzeugmaschine, die Folgendes umfasst:ein rotierendes Werkzeugmagazin, das ein Werkzeug an einer Spindel der Werkzeugmaschine anbringen und von ihr abnehmen kann;mehrere Werkzeughalteteile, die radial an dem Werkzeugmagazin bereitgestellt sind;einen Magazinantriebsmotor, der das Werkzeugmagazin in Drehung versetzt;einen Drehzahlreduzierer, der die Rotation des Magazinantriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Rotation zu dem Werkzeugmagazin überträgt; undeine Steuereinheit mit einer Funktion zum Schätzen eines Störungsschätzwertes an dem Drehzahlreduzierer durch einen Beobachter anhand eines Drehmomentbefehls und einer Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn der Magazinantriebsmotor mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, und zum Extrahieren eines spezifischen Spektrums aus einer Frequenzkomponente des Störungsschätzwertes, die durch eine Frequenzanalyse gewonnen wird, und darüber hinaus zum Vergleichen einer Amplitude des spezifischen Spektrums mit einer Schwelle, wodurch eine Anomalie des Drehzahlreduzierers diagnostiziert wird, wobeidie Steuereinheit Folgendes enthält:eine Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die Massen von Werkzeugen speichert, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden;eine Schwellenspeichereinheit, die Werkzeugmassenanordnungsmuster in dem Werkzeugmagazin und Schwellen speichert, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden, undeine Schwelleneinstelleinheit, die ein Werkzeugmassenanordnungsmuster, das einer in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnung ähnelt, unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern auswählt und eine mit dem Werkzeugmassenanordnungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die Anomalien eines Drehzahlreduzierers diagnostizieren kann, der in einem Werkzeugwechsler der Werkzeugmaschine verwendet wird, der ein Werkzeugmagazin aufweist.
Als ein Verfahren zum Diagnostizieren von Anomalien eines Drehzahlreduzierers kennt der Fachmann ein Verfahren, bei dem ein Sensor an einem Diagnosezielteil montiert ist und eine Anomalie des Drehzahlreduzierers anhand der Informationen von dem Sensor diagnostiziert wird. Gemäß diesem Verfahren erfolgt die Detektion einer Anomalie, nachdem die Anomalie aufgetreten ist, so dass eine Anomalievorhersage nicht möglich ist. Des Weiteren kennt der Fachmann als ein Verfahren zum Vorhersagen von Anomalien ein Verfahren, bei dem ein Vibrationsmuster durch einen Vibrationssensor detektiert wird und das Vibrationsmuster mit einem normalen Vibrationsmuster verglichen wird, um Anomalien vorherzusagen (siehe JP H5-52 712 A ). Weil aber Rauschen in einem Signal von dem Sensor enthalten ist, kann das Verfahren nicht eindeutig zwischen Normalität und Anomalie unterscheiden.
Darüber hinaus kennt der Fachmann als ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorhersagen von Anomalien eines Drehzahlreduzierers ein Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverfahren und eine Diagnosevorrichtung, wobei ein Störungsdrehmoment durch einen Beobachter anhand des Drehmomentbefehls und der Drehzahlrückmeldung eines Motors geschätzt wird, Zeitreihendaten zu dem geschätzten Störungsdrehmoment einer Frequenzanalyse unterzogen werden, um ein spezifisches Spektrum zu extrahieren, das einem konstanten Vielfachen der Rotationsfrequenz des Zwischenelements des Drehzahlreduzierers entspricht, und eine Anomalie bestimmt wird, wenn die Amplitude des spezifischen Spektrums eine Schwelle übersteigt (siehe JP 2008-032 477 A ). In dem Verfahren kann, wenn kein Rauschen in den Daten enthalten ist, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise diagnostiziert werden.
Mit dem oben beschriebenen Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverfahren, bei dem ein Störungsdrehmoment durch den Beobachter geschätzt wird und die Anomalie des Drehzahlreduzierers anhand des geschätzten Störungsdrehmoments detektiert wird, ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise vorherzusagen. Wenn jedoch das Verfahren auf einen Drehzahlreduzierer angewendet wird, der dafür verwendet wird, ein Werkzeugmagazin im Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine zu drehen, so ändert sich die Masseträgheit auf der Abtriebsseite des Drehzahlreduzierers, was eine Änderung des Störungsdrehmoments zur Folge hat, wenn Werkzeuge ersetzt werden. Darum hat das Verfahren ein Problem mit der genauen Diagnose des Drehzahlreduzierers, wenn die Werkzeuge ersetzt werden.
Die JP 11 333 657 A zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung von Anormalitäten bei einem Werkzeugwechsel einer Werkzeugmaschine wobei ein Drehmomentwellenformmuster eines Antriebsmotors mit einem gespeicherten normalen Drehmomentwellenformmuster verglichen wird.
Die JP 2005-224 896 A zeigt eine Fördervorrichtung, die eine Trägheit eines Werkzeugmagazins schätzt und eine entsprechende maximale Winkelbeschleunigung festlegt.
Die DE 10 2014 114 420 A1 zeigt eine Werkzeugmaschine, bei der das Gewicht eines Werkzeugs aus einem Lastdrehmoment bei stillstehendem Spindelkopf geschätzt wird.
Die DE 10 2008 008 788 B3 zeigt ein Verfahren zur Optimierung von Positioniervorgängen bei Werkzeugmaschinen mittels einer maximal zulässigen Belastungsobergrenze, einem Testbelastungsmaximalbetrag und einem Testbeschleunigungsbetrag.
Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Probleme hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, es einer Werkzeugmaschine, die einen Werkzeugwechsler aufweist, der ein rotierendes Werkzeugmagazin enthält, zu ermöglichen, Anomalien eines Drehzahlreduzierers präzise anhand einer Schätzung eines durch einen Beobachter berechneten Störungsdrehmoments zu diagnostizieren.
Eine Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein rotierendes Werkzeugmagazin, das ein Werkzeug an einer Spindel der Werkzeugmaschine anbringen und von ihr abnehmen kann; mehrere Werkzeughalteteile, die radial an dem Werkzeugmagazin bereitgestellt sind; einen Magazinantriebsmotor, der das Werkzeugmagazin in Drehung versetzt; einen Drehzahlreduzierer, der die Rotation des Magazinantriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Rotation zu dem Werkzeugmagazin überträgt; und eine Steuereinheit mit einer Funktion zum Schätzen eines Störungsschätzwertes an dem Drehzahlreduzierer durch einen Beobachter anhand eines Drehmomentbefehls und einer Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn der Magazinantriebsmotor mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, und zum Extrahieren eines spezifischen Spektrums aus einer Frequenzkomponente des Störungsschätzwertes, die durch eine Frequenzanalyse gewonnen wird, und darüber hinaus zum Vergleichen einer Amplitude des spezifischen Spektrums mit einer Schwelle, wodurch eine Anomalie des Drehzahlreduzierers diagnostiziert wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung enthält die Steuereinheit: eine Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die Massen von Werkzeugen speichert, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden; eine Schwellenspeichereinheit, die Werkzeugmassenanordnungsmuster in dem Werkzeugmagazin und Schwellen speichert, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden; und eine Schwelleneinstelleinheit, die ein Werkzeugmassenanordnungsmuster, das einer in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnung ähnelt, unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern auswählt und eine mit dem Werkzeugmassenanordnungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Gemäß der Werkzeugmaschine ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden.
Die Schwelleneinstelleinheit kann absolute Werte von Differenzen der Werkzeugmassen, zwischen den jeweiligen Werkzeughalteteilen, eines in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmusters und den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern berechnen und ein Werkzeugmassenanordnungsmuster auswählen, mit dem eine Gesamtsumme der absoluten Werte am kleinsten wird, wodurch eine Schwelle eingestellt wird. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung enthält die Steuereinheit: eine Schwellenspeichereinheit, die Werkzeugmassenanordnungsmuster des Werkzeugmagazins ändert, um Lastwellenformen des Magazinantriebsmotors zu berechnen, die erfasst werden, wenn das Werkzeugmagazin mit einem vorgeschriebenen Drehzahlmuster gedreht wird, und die erfassten Lastwellenformen und die mit den Lastwellenformen verknüpften Schwellen speichert; eine Lastwellenformerfassungseinheit, die das Werkzeugmagazin mit dem vorgeschriebenen Drehzahlmuster dreht, um eine Lastwellenform des Magazinantriebsmotors zu berechnen; und eine Schwelleneinstelleinheit, welche die durch die Lastwellenformerfassungseinheit erfasste Lastwellenform mit den jeweiligen in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Lastwellenformen vergleicht und eine Schwelle, die mit einer Lastwellenform verknüpft ist, die einen größten Korrelationskoeffizienten aufweist und in der Schwellenspeichereinheit gespeichert ist, als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren einer Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Gemäß der Werkzeugmaschine ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung enthält die Steuereinheit: eine Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die Massen von Werkzeugen speichert, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden; eine Referenzwerkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die ein Referenzwerkzeugmassenanordnungsmuster speichert, anhand dessen die Massen der Werkzeuge, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden, angeordnet werden; eine Schwellenspeichereinheit, die Schwellen für jeweilige Abweichungsmuster zwischen einigen Werkzeugmassenanordnungsmustern und den Referenzwerkzeugmassenanordnungsmustern speichert; eine Abweichungsmuster-Erfassungseinheit, die ein Abweichungsmuster zwischen einer in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnung und dem Referenzwerkzeugmassenanordnungsmuster berechnet; und eine Schwelleneinstelleinheit, die ein Abweichungsmuster ähnlich dem durch die Abweichungsmuster-Erfassungseinheit erfassten Abweichungsmuster unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Abweichungsmustern auswählt und eine mit dem Abweichungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren einer Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Gemäß der Werkzeugmaschine ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden.
Gemäß einer vierten Ausführungsform der Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung enthält die Steuereinheit: eine Magazingesamtmasse-/Schwerpunktpositionsspeichereinheit, die eine Gesamtmasse und eine Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins speichert; eine Schwellenspeichereinheit, die einige Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmuster des Werkzeugmagazins und Schwellen speichert, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden; und eine Schwelleneinstelleinheit, die ein Muster ähnlich einem in der Magazingesamtmasse-/Schwerpunktpositionsspeichereinheit gespeicherten Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmuster unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmustern auswählt und eine mit dem Muster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren einer Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Gemäß der Werkzeugmaschine ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden.
In der Werkzeugmaschine einer jeden der Ausführungsformen kann die Steuereinheit dafür konfiguriert sein, wenn das spezifische Spektrum die Schwelle bei Diagnose der Anomalie des Drehzahlreduzierers übersteigt, die Tatsache, dass das spezifische Spektrum die Schwelle übersteigt, über eine Anzeigevorrichtung bekannt zu geben.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dafür konfiguriert, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden, eine Schwelle, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist, so einzustellen, dass sie zu dem Werkzeugmagazin passt, an dem Werkzeuge ausgewechselt werden. Darum ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren.
Figurenliste

1A und 1B sind Umrissansichten einer Werkzeugmaschine, die einen Werkzeugwechsler mit einem rotierenden Werkzeugmagazin in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ist ein Umrissschaubild einer Steuereinheit, die eine Werkzeugmaschine in der Ausführungsform steuert;
3 ist ein Flussdiagramm, das den Algorithmus einer Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung in der Ausführungsform zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, das die Details der Verarbeitung in Schritt S5 in dem Flussdiagramm von 3 zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das den Algorithmus der Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung, einschließlich einer Schwellenaktualisierungsverarbeitung, in der Ausführungsform zeigt; und
6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel von Werkzeugmassenanordnungspositionsdaten und ein Beispiel, in dem mehrere Muster von Werkzeugmassenanordnungen und Schwellen für die jeweiligen Muster gespeichert werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden, zeigt.

[DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN]
1A und 1B sind Umrissansichten eines Beispiel einer Werkzeugmaschine, die ein rotierendes Werkzeugmagazin gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, wobei 1A eine vorderseitige Ansicht ist und 1B eine Seitenansicht ist.
In den 1A und 1B bezeichnet Bezugszahl 1 die Werkzeugmaschine, Bezugszahl 2 bezeichnet die Spindel der Werkzeugmaschine 1, und Bezugszahl 3 bezeichnet das Werkzeugmagazin. Das Werkzeugmagazin 3 enthält Werkzeughalteteile 5, die radial Werkzeuge 4 halten, und wird durch einen Magazinantriebsmotor 6 und einen Drehzahlreduzierer 7 gedreht und angetrieben. Es ist zu beachten, dass Bezugszahlen 8 und 9 das Bett bzw. den Tisch der Werkzeugmaschine bezeichnen.
Bei der Auswechselung der Werkzeuge wird zuerst ein auf die Spindel 2 geladenes Werkzeug 4 zu einem der Werkzeughalteteile 5 des Werkzeugmagazins 3 transferiert. Als Nächstes wird das Werkzeugmagazin 3 gedreht, um eines der Werkzeughalteteile 5, die ein Werkzeug 4 halten, zu bestimmen, das an einer Spindelposition zu verwenden ist. Dann wird das zu verwendende Werkzeug 4 von dem Werkzeughalteteil 5 zu der Spindel 2 transferiert.
Wenn es in dem Drehzahlreduzierer 7 in einer solchen Werkzeugmaschine zu einer Anomalie kommt, so wird dem Werkzeugmagazin 3 nicht die Ausführung seines normalen Rotationsbetriebes gestattet, wodurch ein Werkzeug oder ein Werkstück beschädigt werden kann, wenn das Werkzeug herunterfällt. Darum stellt die vorliegende Erfindung eine Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnosefunktion in der Werkzeugmaschine bereit, so dass die Werkzeugmaschine Anomalien vorhersagen und die oben beschriebenen Probleme vermeiden kann.
2 ist ein Umrissschaubild einer Steuereinheit 10 der Werkzeugmaschine 1 der Ausführungsform.
Die Steuereinheit 10 wird durch eine numerische Steuereinheit und dergleichen ähnlich der Steuereinheit einer konventionellen Werkzeugmaschine gebildet. Die Steuereinheit 10 hat auch die gleiche Konfiguration wie die konventionelle Steuereinheit und enthält einen Prozessor, einen ROM, einen RAM, einen nicht-volatilen Speicher, eine digitale Servoschaltung, die durch verschiedene Schnittstellen gebildet wird, eine Anzeigevorrichtung, eine Eingabeeinheit zum Eingeben eines Befehls oder von Daten oder dergleichen (nicht gezeigt). Die verschiedenen Speicher, die verschiedenen Schnittstellen und die digitale Servoschaltung sind mit dem Prozessor über einen Systembus verbunden. Die digitale Servoschaltung führt die Positionsschleifensteuerung und die Drehzahlschleifensteuerung eines Servomotors anhand von Rückmeldungsdaten aus und führt die Stromschleifensteuerung des Servomotors anhand eines Stromrückmeldungssignals von einem Servoverstärker wie zum Beispiel einem Transistorinverter aus. Genauer gesagt, enthält die Steuereinheit 10 in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung einen Beobachter 10a, der ein Störungsdrehmoment schätzt, eine Spektrumspezifikationseinheit 10b, eine Anomaliediagnoseeinheit 10c, eine Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d, eine Schwellenspeichereinheit 10e und eine Schwelleneinstelleinheit 10f.
Der Beobachter 10a ist der gleiche wie ein konventioneller und schätzt ein Störungsdrehmoment (einen Störungsschätzwert) an dem Drehzahlreduzierer anhand eines Drehmomentbefehls und einer Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn sich ein Paar Betriebselemente, das durch einen Motor veranlasst wird, eine relative Drehbewegung auszuführen, relativ mit einer konstanten Drehzahl (einem konstanten Zyklus) dreht.
Des Weiteren extrahiert die Spektrumspezifikationseinheit 10b ein spezifisches Zielspektrum (spezifisches Spektrum), das einem konstanten Vielfachen der Rotationsfrequenz einer Kurbelwelle entspricht, wenn sich das Paar Betriebselemente relativ mit einer konstanten Drehzahl dreht, aus einer Frequenzkomponente, die durch Analysieren der Frequenz von Zeitreihendaten zum Störungsdrehmoment erfasst wird.
Die Anomaliediagnoseeinheit 10c diagnostiziert Anomalien des Drehzahlreduzierers und ist die gleiche wie eine in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 2008-32477 offenbarte Einheit, die ein bekanntes Anomaliediagnoseverfahren für einen Drehzahlreduzierer ausführt.
Die Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d speichert die Massen der Werkzeuge 4, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile 5 des Werkzeugmagazins 3 geladen werden, d. h. eine Werkzeugmassenanordnung.
Die Schwellenspeichereinheit 10e speichert mehrere Muster von Werkzeugmassenanordnungen und Schwellen, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden.
Die Schwelleneinstelleinheit 10f wählt ein Werkzeuganordnungsmuster, das einer in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnung am nächsten kommt, unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern aus und stellt eine mit dem Werkzeuganordnungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle ein, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet wird.
Die Steuereinheit 10 führt eine Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung bei der Auswechselung der Werkzeuge 4 des Werkzeugmagazins 3, beim Betriebsstart der Werkzeugmaschine, automatisch in vorgeschriebenen Zeitintervallen oder bei Empfang eines Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnosebefehls aus.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Algorithmus eines konventionellen Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverfahrens zeigt, das durch die Anomaliediagnoseeinheit 10c der Ausführungsform ausgeführt wird, und das das gleiche ist wie das, das in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift 2008-32477 offenbart ist. Darum wird es im Folgenden nur in groben Zügen beschrieben.
In Schritt S1 wird das Werkzeugmagazin 3 über einen vorgeschriebenen Zeitraum angetrieben und gedreht. In Schritt S2 werden ein Drehzahlrückmeldungswert und ein Drehmomentbefehlswert für jeden vorgeschriebenen Abtastzyklus Δt empfangen.
In Schritt S3 schätzt der Beobachter ein Störungsdrehmoment, das eine Zykluskomponente, die sich mit dem Rotationszyklus des Zwischenwellenelements (zum Beispiel einer Kurbelwelle, die ein äußeres Zahnrad, das mit einem inneren Zahnrad verzahnt ist, exzentrisch dreht) des Drehzahlreduzierers synchronisiert, aus dem empfangenen Drehzahlrückmeldungswert und dem Drehmomentbefehlswert enthält.
In Schritt S4 werden der Drehzahlrückmeldungswert, der Drehmomentbefehlswert und das geschätzte Störungsdrehmoment als Zeitreihendaten gespeichert.
In Schritt S5 werden Zieldaten extrahiert, falls ein Drehzahlrückmeldungswert v größer ist als eine Schwelle Lv und das Werkzeugmagazin sich mit einer konstanten Drehzahl dreht.
4 zeigt eine Zieldatenextraktionsroutine von Schritt S5 im Detail.
Zuerst wird eine Beschleunigung α aus dem Drehzahlrückmeldungswert berechnet. Ein Zustand, in dem die Beschleunigung α kontinuierlich innerhalb einer vorgeschriebenen Schwelle La über einen konstanten Abtastzeitraum oder mehr fällt, wird als ein Zustand angesehen, in dem sich das Werkzeugmagazin 3 mit einer konstanten Drehzahl dreht und Zeitreihendaten D zum Störungsdrehmoment d innerhalb des konstanten Zeitraums extrahiert werden (Schritte SB1 bis SB8). Die Datenzahl Np des extrahierten Störungsdrehmoments d wird auf mindestens einen Wert eingestellt, der durch Teilen eines Zyklus Tp, mit dem sich das Zwischenwellenelement des Drehzahlreduzierers eine Umdrehung dreht, durch einen Abtastzyklus Δt oder mehr erhalten wird. Das heißt, die Datenzahl Np wird auf Tp/Δt oder mehr eingestellt. Der Zyklus, mit dem sich das Zwischenwellenelement eine Umdrehung dreht, wird als das Reziprok einer Rotationsfrequenz Vp des Zwischenwellenelements berechnet. Es ist zu beachten, dass, wenn die Beschleunigung α nicht kontinuierlich innerhalb der vorgeschriebenen Schwelle La über den konstanten Zeitraum oder mehr fällt, ein Alarm ausgegeben wird, um eine Nachricht, dass die Drehzahl nicht konstant ist, auf der Anzeigevorrichtung oder dergleichen auszugeben (Schritt SB11).
Wenn die Zeitreihendaten D zu der Störungsdrehmoment d in Schritt S5 (Schritt SB8) erhalten werden, so schreitet die Verarbeitung zu Schritt S6 voran, um den ersten Drehzahlrückmeldungswert vo, der innerhalb des konstanten Zeitraums extrahiert wurde, mit einem Wert zu multiplizieren, der durch Teilen von n Umdrehungen des Zwischenwellenelements durch N Umdrehungen einer Motorabtriebswelle erhalten wird, d. h. ein Drehzahlreduzierungsverhältnis n/N zum Berechnen der Rotationsfrequenz Vp des Zwischenwellenelements des Drehzahlreduzierers (Vp = v₀ × (n/N).
In Schritt S7 wird eine Frequenzanalyse (FFT) ausgeführt.
In Schritt S8 werden die Amplituden (F(1), F(2), F(3), ..., F(Np) von Zielspektren, die als Zykluskomponenten spezifiziert sind, die den integralen Vielfachen (Vp, 2 × Vp, 3 × Vp, ..., Np × Vp) der Rotationsfrequenz Vp des Zwischenwellenelements des Drehzahlreduzierers entsprechen, berechnet.
Andererseits wird ein Referenzspektrum, das als eine Diagnosereferenz dient, in der gleichen Weise unter Verwendung von Werten, die durch Addieren einer Marge zu Spektren (F₀₁ , F₀₂ , F₀₃ , ..., F_0N ) erhalten werden, wenn der Drehzahlreduzierer normal arbeitet, als die Schwellen (L_f1 , L_f2 , L_f3 , ..., L_fN ) berechnet.
In den Schritten S9 und S10 werden die Amplituden der Diagnosezielspektren mit der Amplitude (Schwelle) des Referenzspektrums verglichen. Wenn zum Beispiel mindestens eine der Amplituden der Diagnosezielspektren die Amplitude des Referenzspektrums übersteigt, so wird bestimmt, dass eine Anomalie eingetreten ist. Infolge dessen wird in Schritt S11 ein Alarm ausgegeben. Wenn keine Anomalie eintritt, so endet die Verarbeitung ohne Ausgeben des Alarms.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, Anomalien des Drehzahlreduzierers anhand eines quantitativen Bestimmungskriteriums vorherzusagen.
Wenn jedoch die oben beschriebene konventionelle Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung auf den Drehzahlreduzierer des Werkzeugwechslers einer Werkzeugmaschine angewendet wird, so verändert sich die Masseträgheit auf der Abtriebsseite eines Drehzahlreduzierers bei der Auswechselung der Werkzeuge des Magazins durch einen Nutzer. Darum übersteigt das Störungsdrehmoment eine Schwelle, wodurch das Problem entsteht, dass die Anomalie des Drehzahlreduzierers falsch detektiert wird.
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, wird in der vorliegenden Erfindung eine Schwelle gemäß einer Werkzeugmassenanordnung an dem Werkzeugmagazin geändert, wodurch es möglich ist, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge ausgewechselt werden.
Außerdem enthält die Steuereinheit 10 in der Ausführungsform die Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d, welche die Massen der Werkzeuge 4, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile 5 des Werkzeugmagazins 3 geladen werden, d. h. eine Werkzeugmassenanordnung, speichert, und die Schwellenspeichereinheit 10e, die mehrere Muster von Werkzeugmassenanordnungen und Schwellen speichert, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden.
6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel von in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d gespeicherten Werkzeugmassenanordnungspositionsdaten und ein Beispiel, in dem mehrere Muster von Werkzeugmassenanordnungen und Schwellen für die jeweiligen Muster in der Schwellenspeichereinheit 10e gespeichert werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden, zeigt.
In 6 bezeichnet die Bezugszahl 20 ein Beispiel von in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d gespeicherten Werkzeugmassenanordnungspositionsdaten, und Bezugszahl 21 bezeichnet ein Beispiel, in dem mehrere Muster von Werkzeugmassenanordnungen und Schwellen für die jeweiligen sind in der Schwellenspeichereinheit 10e gespeichert werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden. 6 zeigt die Beziehungen zwischen Mustern P1 bis P3 und Schwellen X1 bis X3 für die jeweiligen Muster.
Darüber hinaus enthält die Steuereinheit 10 die Schwelleneinstelleinheit 10f und veranlasst die Schwelleneinstelleinheit 10f, ein Werkzeuganordnungsmuster, das einer Werkzeugmassenanordnung (zum Beispiel der Werkzeugmassenanordnung, die in 6 mit Bezugszahl 20 bezeichnet ist), die in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d gespeichert ist, am nächsten liegt, unter den Werkzeuganordnungsmustern (zum Beispiel den Mustern P1 bis P3 in 6) in der Schwellenspeichereinheit 10e auszuwählen und eine mit dem ausgewählten Werkzeuganordnungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einzustellen, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet wird.
5 ist ein Flussdiagramm, das den Algorithmus einer Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung zeigt, die in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich einer Schwellenaktualisierungsverarbeitung durch die Schwelleneinstelleinheit 10f ausgeführt wird. Die Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung enthält eine Verarbeitung in den Schritten T1 und T2 neben der konventionellen Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung (Verarbeitung in Schritt T3), die in den 3 und 4 gezeigt ist.
Die Steuereinheit 10 führt die in 5 gezeigte Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung bei der Auswechselung der Werkzeuge 4 für das Werkzeugmagazin 3, bei Betriebsbeginn der Werkzeugmaschine oder automatisch in vorgeschriebenen Zeitintervallen aus. Außerdem führt die Steuereinheit 10 die Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung bei Empfang eines Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnosebefehls aus.
In Schritt T1 liest die Steuereinheit 10 Werkzeugmassenanordnungsdaten (zum Beispiel die Werkzeugmassenanordnungsdaten, die in 6 mit der Bezugszahl 20 bezeichnet sind), die in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d gespeichert sind. Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 10 bei der Auswechselung der Werkzeuge 4 für das Werkzeugmagazin 3 neue Werkzeugmassenanordnungsdaten empfängt, um die in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsdaten zu aktualisieren.
In Schritt T2 vergleicht die Steuereinheit 10 die gelesenen Werkzeugmassenanordnungsdaten mit mehreren Werkzeuganordnungsmustern (zum Beispiel den Werkzeuganordnungsmustern, die in 6 mit der Bezugszahl 21 bezeichnet sind), die in der Schwellenspeichereinheit 10e gespeichert sind, und wählt ein ähnliches Werkzeuganordnungsmuster aus. Dann stellt die Steuereinheit 10 eine mit dem ausgewählten Werkzeuganordnungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle ein, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet wird. Das heißt, die Steuereinheit 10 ändert eine Schwelle (die Amplitude eines Referenzspektrums), die mit den Amplituden von Diagnosezielspektren in Schritt S9 der in 3 gezeigten Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung zu vergleichen ist, zu dieser neuen Schwelle.
In Schritt T3 führt die Steuereinheit 10 die gleiche Drehzahlreduzierer-Anomaliediagnoseverarbeitung aus wie die des in den 3 und 4 gezeigten konventionellen Verfahrens.
Eine Schwelle wird anhand von in der Steuereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsdaten geändert. Darum ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden, unter der Bedingung, dass die Werkzeugmassenanordnungsdaten ordnungsgemäß aktualisiert werden.
Wenn bestimmt wird, dass eine Anomalie in dem Drehzahlreduzierer eingetreten ist, so wird ein Alarm oder dergleichen zu der Anomalie angezeigt, damit ein Nutzer über die Anomalie des Drehzahlreduzierers informiert werden kann.
Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit - als ein Verfahren zum Auswählen eines Werkzeuganordnungsmusters ähnlich einer gelesenen Werkzeugmassenanordnung und zum Aktualisieren einer Schwelle in Schritt T2 - die absoluten Werte der Differenzen der Werkzeugmassen, zwischen den jeweiligen Werkzeughalteteilen, von Werkzeugmassenanordnungsdaten und Werkzeuganordnungsmustern berechnet, die Gesamtsummen der absoluten Werte für alle Werkzeuganordnungsmuster berechnet, und ein Werkzeuganordnungsmuster, mit dem die berechnete Gesamtsumme die kleinste wird, als ein Werkzeuganordnungsmuster ähnlich einer tatsächlichen Werkzeuganordnung auswählt, um eine Schwelle zu bestimmen.
Abgesehen davon kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden, um ein Werkzeuganordnungsmuster, das gelesenen Werkzeugmassenanordnungsdaten ähnelt, unter Verwendung eines spezifischen Algorithmus auszuwählen. Zum Beispiel kann die Lastwellenform des Motors, die erhalten wird, wenn sich das Werkzeugmagazin 3 mit einem vorgeschriebenen Drehzahlmuster dreht, mit den Lastwellenformen mehrerer Werkzeuganordnungsmuster, die zuvor gemessen wurden, verglichen werden, um ein Werkzeuganordnungsmuster auszuwählen, das den größten Korrelationskoeffizienten aufweist. Es ist zu beachten, dass es in diesem Fall auch möglich sein kann, Schwellen für die jeweiligen Lastwellenformen des Motors im Voraus zu speichern, anstatt sie in Verbindung mit den Werkzeuganordnungsmustern zu speichern, das Magazin mit dem vorgeschriebenen Drehzahlmuster zu drehen, um die Lastwellenform des Motors zu berechnen, und eine für eine Lastwellenform gespeicherte Schwelle auszuwählen und einzustellen, die den größten Korrelationskoeffizienten mit Bezug auf die Lastwellenform aufweist. In diesem Fall wird angenommen, dass die Verarbeitung in Schritt T1 der Verarbeitung entspricht, bei der das Werkzeugmagazin 3 mit dem vorgeschriebenen Drehzahlmuster gedreht wird, um die Lastwellenform des Motors zu erhalten.
Anstelle des Auswählens eines einer tatsächlichen Werkzeugmassenanordnung ähnelnden Musters unter den mehreren gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern und des Bestimmens einer Schwelle kann es darüber hinaus auch möglich sein, ein spezifisches Referenzmuster im Voraus zu erstellen und zu speichern und eine Schwelle anhand einer Abweichung von dem Referenzmuster zu bestimmen. Anstelle des Speicherns von Werkzeugmassenanordnungsmustern und Schwellen ist es in diesem Fall nur erforderlich, mehrere Abweichungsmuster und mit den jeweiligen Abweichungsmustern verknüpfte Schwellen in der Speichereinheit sowie ein Referenzwerkzeugmassenanordnungsmuster zu speichern, die Abweichung zwischen einem tatsächlichen Werkzeugmassenanordnungsmuster und dem Referenzwerkzeugmassenanordnungsmuster zu berechnen, ein Abweichungsmuster auszuwählen, das der Abweichung ähnelt, und eine Schwelle für das Abweichungsmuster anzuwenden.
Des Weiteren kann es - als ein Verfahren zum Speichern einer Werkzeugmassenanordnung in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d - auch möglich sein, die Werkzeugmassenanordnung automatisch in der folgenden Weise zu schätzen und einzugeben, statt dass ein Nutzer die direkt eingibt.
Zuerst werden ein Lastdrehmoment T, das erzeugt wird, wenn das Werkzeugmagazin 3 mit einer konstanten Beschleunigung α gedreht wird, und ein Lastdrehmoment T', das erzeugt wird, wenn das Werkzeugmagazin 3 gestoppt wird, in einer bestimmten Phase des Werkzeugmagazins 3 gemessen. Als Nächstes wird die Masseträgheit I des gesamten Werkzeugmagazins als I = (T - T')/a berechnet. Wenn die Masseträgheit des Werkzeugmagazins, auf das die Werkzeuge nicht geladen werden, I₀ ist (ein bekannter Wert) und angenommen wird, dass der Schwerpunkt der Werkzeuge um r außerhalb der Mitte des Magazins liegt, so wird eine Gesamtmasse m_all der Werkzeuge als m_all = (I - I₀)/r² berechnet. Außerdem wird das Werkzeugmagazin 3 mit einer konstanten Drehzahl weiter gedreht, um das Lastdrehmoment in mehreren Phasen zu messen, wodurch die Abweichungen der Werkzeugmassen zwischen der rechten und der linken Seite des Magazins in den Phasen werden berechnet.
Anhand der berechneten Gesamtmasse m_all der Werkzeuge und der Abweichungen der Werkzeugmassen zwischen der rechten und der linken Seite des Magazins in den mehreren Phasen kann eine grobe Werkzeugmassenanordnung geschätzt und automatisch in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit 10d gespeichert werden. In der oben beschriebenen Weise ist es möglich, eine Werkzeugmassenanordnung zu speichern, ohne direkt durch einen Nutzer eingegeben zu werden.
Des Weiteren beschreibt das oben beschriebene Beispiel einen Fall, in dem eine Schwelle, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet wird, anhand von Werkzeugmassenanordnungsdaten bestimmt wird. Aber die Schwelle kann auch anhand von Daten zur Gesamtmasse und der Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins anstelle von Werkzeugmassenanordnungsdaten bestimmt werden. Die Masse und die Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins, auf das die Werkzeuge nicht geladen werden, sind bekannt, und die Massen und die Schwerpunktposition der geladenen Werkzeuge selbst sind auch bekannt. Darum ist es möglich, die Gesamtmasse und die Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins zu berechnen, nachdem die Werkzeuge auf das Werkzeugmagazin geladen wurden.
Des Weiteren werden die Gesamtmasse und die Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins, wenn die Werkzeuge ausgewechselt werden oder nachdem die Werkzeuge ausgewechselt wurden, berechnet und eingestellt, wodurch es möglich ist, eine Schwelle anhand von Schwellendaten zu aktualisieren, die in Verbindung mit der Gesamtmasse und der Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins gespeichert wurden. In diesem Fall wird eine Magazingesamtmasse-/Schwerpunktpositionsspeichereinheit, die die Gesamtmasse und die Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins speichert ist, anstelle der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit bereitgestellt, die die Massen der Werkzeuge speichert, die auf die jeweiligen Halteteile geladen; und eine Schwellenspeichereinheit, die Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmuster und Schwellen speichert, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden, wird anstelle der Schwellenspeichereinheit bereitgestellt, die Werkzeugmassenanordnungsmustern und Schwellen speichert, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden. Hier kann mit der Schwelleneinstelleinheit eine Schwelle, die mit einem Muster verknüpft ist, das einem in der Magazingesamtmasse-/Schwerpunktpositionsspeichereinheit gespeicherten Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmuster ähnelt und unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmustern ausgewählt wird, als eine Schwelle eingestellt werden, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet wird.
Auch in diesem Fall wird eine Schwelle anhand der Gesamtmasse und der Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins bestimmt, die sich mit der Auswechselung der Werkzeuge ändern. Darum ist es möglich, eine Anomalie des Drehzahlreduzierers präzise zu diagnostizieren, selbst wenn die Werkzeuge des Werkzeugmagazins ausgewechselt werden.
In der Ausführungsform wird eine Schwelle, auf deren Grundlage eine Anomalie des Drehzahlreduzierers bestimmt wird, geändert, um Anomalien des Drehzahlreduzierers zu bestimmen, und die Schwelle wird anhand von Werkzeugmassenanordnungsdaten bestimmt. Das heißt, wenn die Werkzeugmassenanordnungsdaten nicht ordnungsgemäß aktualisiert werden, so besteht die Wahrscheinlichkeit, dass bestimmt wird, dass der Drehzahlreduzierer nicht normal arbeitet, selbst wenn in Wahrheit gar keine Anomalie in dem Drehzahlreduzierer eingetreten ist. Vor dem Hintergrund dieses Problems ist es bevorzugt, wenn ein Alarm in Schritt S11 der in 3 gezeigten Drehzahlreduzierer-Anomaliebestimmungsverarbeitung ausgegeben wird, auf der Anzeigevorrichtung eine Nachricht anzuzeigen, die einen Nutzer auffordert, einen Fehler in den Werkzeugmassenanordnungsdaten zu bestätigen.
In der oben beschriebenen Weise hat der Nutzer, wenn ein Fehler in einer Werkzeugmassenanordnung eintritt, die Möglichkeit, den Fehler zu korrigieren und die Anomalie des Drehzahlreduzierers erneut zu diagnostizieren, um eine korrekte Diagnose auszuführen.

Claims

Werkzeugmaschine, die Folgendes umfasst: ein rotierendes Werkzeugmagazin, das ein Werkzeug an einer Spindel der Werkzeugmaschine anbringen und von ihr abnehmen kann; mehrere Werkzeughalteteile, die radial an dem Werkzeugmagazin bereitgestellt sind; einen Magazinantriebsmotor, der das Werkzeugmagazin in Drehung versetzt; einen Drehzahlreduzierer, der die Rotation des Magazinantriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Rotation zu dem Werkzeugmagazin überträgt; und eine Steuereinheit mit einer Funktion zum Schätzen eines Störungsschätzwertes an dem Drehzahlreduzierer durch einen Beobachter anhand eines Drehmomentbefehls und einer Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn der Magazinantriebsmotor mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, und zum Extrahieren eines spezifischen Spektrums aus einer Frequenzkomponente des Störungsschätzwertes, die durch eine Frequenzanalyse gewonnen wird, und darüber hinaus zum Vergleichen einer Amplitude des spezifischen Spektrums mit einer Schwelle, wodurch eine Anomalie des Drehzahlreduzierers diagnostiziert wird, wobei die Steuereinheit Folgendes enthält: eine Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die Massen von Werkzeugen speichert, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden; eine Schwellenspeichereinheit, die Werkzeugmassenanordnungsmuster in dem Werkzeugmagazin und Schwellen speichert, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers verwendet werden, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden, und eine Schwelleneinstelleinheit, die ein Werkzeugmassenanordnungsmuster, das einer in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnung ähnelt, unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern auswählt und eine mit dem Werkzeugmassenanordnungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren der Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Schwelleneinstelleinheit absolute Werte von Differenzen der Werkzeugmassen, zwischen den jeweiligen Werkzeughalteteilen, eines in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmusters und den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnungsmustern berechnet und ein Werkzeugmassenanordnungsmuster auswählt, mit dem eine Gesamtsumme der absoluten Werte am kleinsten wird, wodurch eine Schwelle eingestellt wird.
Werkzeugmaschine, die Folgendes umfasst: ein rotierendes Werkzeugmagazin, das ein Werkzeug an einer Spindel der Werkzeugmaschine anbringen und von ihr abnehmen kann; mehrere Werkzeughalteteile, die radial an dem Werkzeugmagazin bereitgestellt sind; einen Magazinantriebsmotor, der das Werkzeugmagazin in Drehung versetzt; einen Drehzahlreduzierer, der die Rotation des Magazinantriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Rotation zu dem Werkzeugmagazin überträgt; und eine Steuereinheit mit einer Funktion zum Schätzen eines Störungsschätzwertes an dem Drehzahlreduzierer durch einen Beobachter anhand eines Drehmomentbefehls und einer Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn der Magazinantriebsmotor mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, und zum Extrahieren eines spezifischen Spektrums aus einer Frequenzkomponente des Störungsschätzwertes, die durch eine Frequenzanalyse gewonnen wird, und darüber hinaus zum Vergleichen einer Amplitude des spezifischen Spektrums mit einer Schwelle, wodurch eine Anomalie des Drehzahlreduzierers diagnostiziert wird, wobei die Steuereinheit Folgendes enthält: eine Schwellenspeichereinheit, die Werkzeugmassenanordnungsmuster des Werkzeugmagazins ändert, um Lastwellenformen des Magazinantriebsmotors zu berechnen, die erfasst werden, wenn das Werkzeugmagazin mit einem vorgeschriebenen Drehzahlmuster gedreht wird, und die erfassten Lastwellenformen und die mit den Lastwellenformen verknüpften Schwellen speichert; eine Lastwellenformerfassungseinheit, die das Werkzeugmagazin mit dem vorgeschriebenen Drehzahlmuster dreht, um eine Lastwellenform des Magazinantriebsmotors zu berechnen; und eine Schwelleneinstelleinheit, welche die durch die Lastwellenformerfassungseinheit erfasste Lastwellenform mit den jeweiligen in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Lastwellenformen vergleicht und eine Schwelle, die mit einer Lastwellenform verknüpft ist, die einen größten Korrelationskoeffizienten aufweist und in der Schwellenspeichereinheit gespeichert ist, als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren einer Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Werkzeugmaschine, die Folgendes umfasst: ein rotierendes Werkzeugmagazin, das ein Werkzeug an einer Spindel der Werkzeugmaschine anbringen und von ihr abnehmen kann; mehrere Werkzeughalteteile, die radial an dem Werkzeugmagazin bereitgestellt sind; einen Magazinantriebsmotor, der das Werkzeugmagazin in Drehung versetzt; einen Drehzahlreduzierer, der die Rotation des Magazinantriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Rotation zu dem Werkzeugmagazin überträgt; und eine Steuereinheit mit einer Funktion zum Schätzen eines Störungsschätzwertes an dem Drehzahlreduzierer durch einen Beobachter anhand eines Drehmomentbefehls und einen Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn der Magazinantriebsmotor mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, und zum Extrahieren eines spezifischen Spektrums aus einer Frequenzkomponente des Störungsschätzwertes, die durch eine Frequenzanalyse gewonnen wird, und darüber hinaus zum Vergleichen einer Amplitude des spezifischen Spektrums mit einer Schwelle, wodurch eine Anomalie des Drehzahlreduzierers diagnostiziert wird, wobei die Steuereinheit Folgendes enthält: eine Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die Massen von Werkzeugen speichert, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden; eine Referenzwerkzeugmassenanordnungsspeichereinheit, die ein Referenzwerkzeugmassenanordnungsmuster speichert, anhand dessen die Massen der Werkzeuge, die auf die jeweiligen Werkzeughalteteile geladen werden, angeordnet werden; eine Schwellenspeichereinheit, die Schwellen für jeweilige Abweichungsmuster zwischen einigen Werkzeugmassenanordnungsmustern und den Referenzwerkzeugmassenanordnungsmustern speichert, eine Abweichungsmuster-Erfassungseinheit, die ein Abweichungsmuster zwischen einer in der Werkzeugmassenanordnungsspeichereinheit gespeicherten Werkzeugmassenanordnung und dem Referenzwerkzeugmassenanordnungsmuster berechnet, und eine Schwelleneinstelleinheit, die ein Abweichungsmuster ähnlich dem durch die Abweichungsmuster-Erfassungseinheit erfassten Abweichungsmuster unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Abweichungsmustern auswählt und eine mit dem Abweichungsmuster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren einer Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Werkzeugmaschine, die Folgendes umfasst: ein rotierendes Werkzeugmagazin, das ein Werkzeug an einer Spindel der Werkzeugmaschine anbringen und von ihr abnehmen kann; mehrere Werkzeughalteteile, die radial an dem Werkzeugmagazin bereitgestellt sind; einen Magazinantriebsmotor, der das Werkzeugmagazin in Drehung versetzt; einen Drehzahlreduzierer, der die Rotation des Magazinantriebsmotors verlangsamt und die verlangsamte Rotation zu dem Werkzeugmagazin überträgt; und eine Steuereinheit mit einer Funktion zum Schätzen eines Störungsschätzwertes an dem Drehzahlreduzierer durch einen Beobachter anhand eines Drehmomentbefehls und einen Drehzahlrückmeldung, die erfasst wird, wenn der Magazinantriebsmotor mit einer konstanten Drehzahl gedreht wird, und zum Extrahieren eines spezifischen Spektrums aus einer Frequenzkomponente des Störungsschätzwertes, die durch eine Frequenzanalyse gewonnen wird, und darüber hinaus zum Vergleichen einer Amplitude des spezifischen Spektrums mit einer Schwelle, wodurch eine Anomalie des Drehzahlreduzierers diagnostiziert wird, wobei die Steuereinheit Folgendes enthält: eine Magazingesamtmasse-/Schwerpunktpositionsspeichereinheit, die eine Gesamtmasse und eine Schwerpunktposition des Werkzeugmagazins speichert; eine Schwellenspeichereinheit, die einige Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmuster des Werkzeugmagazins und Schwellen speichert, nachdem die Muster mit den Schwellen verknüpft wurden; und eine Schwelleneinstelleinheit, die ein Muster ähnlich einem in der Magazingesamtmasse-/Schwerpunktpositionsspeichereinheit gespeicherten Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmuster unter den in der Schwellenspeichereinheit gespeicherten Gesamtmasse-/Schwerpunktpositionsmustern auswählt und eine mit dem Muster verknüpfte Schwelle als eine Schwelle einstellt, die zum Diagnostizieren einer Anomalie des Drehzahlreduzierers zu verwenden ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit dafür konfiguriert ist, wenn das spezifische Spektrum die Schwelle bei Diagnose der Anomalie des Drehzahlreduzierers übersteigt, die Tatsache, dass das spezifische Spektrum die Schwelle übersteigt, über eine Anzeigevorrichtung bekannt zu geben.