DE102017206795A1

DE102017206795A1 - Steuervorrichtung und Steuerverfahren für die Änderung des Betriebes gemäß Motortemperatur

Info

Publication number: DE102017206795A1
Application number: DE102017206795.0A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Morita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2017-10-26
Also published as: CN107317541A; CN107317541B; JP2017199140A; US9977408B2; US20170308041A1; JP6444934B2

Abstract

Steuergerät und Steuerverfahren, die in der Lage sind, eine Überhitzung sowohl einer Hauptwelle als auch einer Nebenwelle zu verhindern. Eine Steuervorrichtung (100, 200) für eine Werkzeugmaschine umfasst einen Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) einen Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B) und einen numerischen Steuerteil (120, 220), der einen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) sendet, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) den Hauptwellenmotor (122A, 222A) auf der Basis des von dem numerischen Steuerteil (120, 220) empfangenen Hauptwellen-Betriebsbefehls antreibt, der Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B) den Nebenwellenmotor (122B, 222B), um ihn mit dem Hauptwellenmotor (122A, 222A) zu synchronisieren, basierend auf von dem Hauptwellenmotor (122A, 222A) empfangenen Positions-Rückmeldeinformationen antreibt und der numerische Steuerteil (120, 220) den Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugt, um den Betrieb zu ändern und so den Abtrieb des Hauptwellenmotors (122A, 222A) zu beschränken, wenn die Temperatur des Hauptwellenmotors (122A, 222A) einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, oder die Temperatur des Nebenwellenmotors (122B, 222B) einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, die mit einer Funktion des Änderns eines Betriebs einer Werkzeugmaschine gemäß der Temperatur von Motoren ausgestattet ist, die die Hauptwelle und die Nebenwelle der Werkzeugmaschine antreiben, sowie ein Steuerverfahren dieser Werkzeugmaschine.
Verwandte Technik
Bei einer Werkzeugmaschine mit einer von einem Motor angetriebenen Spindel oder Vorschubwelle wird bei starkem Schneiden oder Zerspanen mit einer hohen Frequenz der Beschleunigung und Verzögerung dieser Spindel die Motortemperatur ansteigen, und der Spindelantriebsmotor kann überhitzen. Um einen derartigen Defekt zu vermeiden, beschreibt beispielsweise das Patentdokument 1 eine Technik zum Steuern eines Servomotors durch Erfassen der Temperatur des Servomotors, der einen sich bewegenden Körper antreibt, und Ändern einer Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeitkonstante des sich bewegenden Körpers gemäß der erfassten Temperatur und Absenken des Drehmoments des Motors.
Darüber hinaus beschreibt das Patentdokument 2 die Technik zur Erzeugung von Temperaturdaten durch Vorhersage, die die Temperatur eines Speisewellenmotors berechnet, Vergleichen dieser Temperaturdaten mit vorbestimmten Temperaturdaten, die im Voraus gespeichert sind, und Ändern der Beschleunigungs-Verzögerungs-Zeitkonstante der Zuführwelle gemäß den Vergleichsergebnissen davon.
Weitershin beschreibt das Patentdokument 3 eine Technik zum Berechnen einer virtuellen Motortemperatur auf der Grundlage eines durchschnittlichen Lastdrehmoments eines Motors für den Schlittenantrieb einer Flachstrickmaschine und Verringern der angelegten elektrische Leistung an den Motor, wenn die virtuelle Temperatur einen zulässigen Wert übersteigt.
Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2003-9563
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H09-179623
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2009-41130
Patentdokument 4: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2013-85388
Patentdokument 5: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2015-75994
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Jedoch sind die Erfindungen gemäß den oben erwähnten Patentdokumenten 1 bis 3 nicht auf ein Antriebssystem anwendbar, das in einer Haupt-Neben-Synchronart arbeitet.
Genauer gesagt hat ein Antriebssystem, das in einer Haupt-Neben-Synchronart arbeitet, eine Konfiguration wie diejenige, die in dem Blockschaltbild von 7 gezeigt ist. Ein Antriebssystem 500, das einen Hauptwellenmotor 522A und einen Nebenwellenmotor 522B synchron antreibt, umfasst einen numerischen Steuerteil 520, einen Hauptwellenmotor-Antriebsteil 521A und einen Nebenwellenmotor-Antriebsteil 521B, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 521A den Hauptwellenmotor 522A antreibt, und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 521B den Nebenwellenmotor 522B antreibt. Ein Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil 531 ist für den numerischen Steuerteil 520 vorgesehen, und ein Hauptwellen-Betriebsbefehl, der durch diesen Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil 531 erzeugt wird, wird an einen Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 533 innerhalb des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 521A über eine Kommunikationsschaltung 532-1 gesendet. Eine Steuereinheit 534-A innerhalb des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 521A steuert den Antrieb des Hauptwellenmotors 522A auf der Grundlage des Hauptwellen-Betriebsbefehls, der von dem oben erwähnten Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfangsteil 533 empfangen wird, und Positions-Rückmeldeinformationen, die durch das Antreiben des Hauptwellenmotors 522A erzeugt werden. Zusätzlich werden die Positions-Rückmeldeinformationen, die als ein Ergebnis des Antreibens des Hauptwellenmotors 522A erzeugt werden, über die Kommunikationsschaltung 532-2 zu dem Nebenwellenmotor-Antriebsteil 521B gesendet. Ein vorbestimmtes Synchronisationsverhältnis wird mit den gesendeten Positions-Rückmeldeinformationen multipliziert und an den Steuerteil 534-B innerhalb des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 521B gesendet. Der Steuerteil 534-B treibt den Nebenwellenmotor 522B auf der Grundlage der empfangenen Positions-Rückmeldeinformationen und der Positions-Rückmeldeinformationen von dem Nebenwellenmotor 522B an. Hierdurch wird ein synchroner Antrieb des Hauptwellenmotors 522A und des Nebenwellenmotors 522B realisiert.
Hierbei wäre es auch bei der Anwendung der Erfindungen gemäß den Patentdokumenten 1 bis 3 auf ein Antriebssystem 500, das in einer in 1 dargestellten Haupt-Neben-Synchronart arbeitet, beispielsweise nicht möglich, eine Überhitzung der Nebenwelle zu vermeiden. Insbesondere im Fall der Anwendung der Erfindungen gemäß den Patentdokumenten 1 bis 3 auf das in 1 dargestellte Antriebssystem 500, wie es in 7 gezeigt ist, bestünde selbst dann, wenn der Antrieb des Hauptwellenmotors 522A gesteuert wird, um eine Überhitzung der Hauptwelle zu verhindern, eine Möglichkeit einer Überhitzung der Nebenwelle, die auftritt, da der Nebenwellenmotor 522B nicht unabhängig gesteuert werden kann, selbst wenn davon ausgegangen wird, dass seine Temperatur ansteigt.
Daher hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zum Ändern des Betriebs gemäß der Motortemperatur bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Überhitzung sowohl einer Hauptwelle als auch einer Nebenwelle zu verhindern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung (z. B. die später beschriebene Steuervorrichtung 100, 200) für eine Werkzeugmaschine: einen Hauptwellenmotor-Antriebsteil (z. B. den Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A, 221A), der einen Hauptwellenmotor (z. B. den später beschriebenen Hauptwellenmotor 122A, 222A) antreibt, einen Nebenwellenmotor-Antriebsteil (z. B. den Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B, 221B der später beschrieben wird), der einen Nebenwellenmotor (z. B. den später beschriebenen Nebenwellenmotor 122B, 222B) antreibt und einen numerischen Steuerteil (z. B. den später beschriebenen numerischen Steuerteil 120, 220), der einen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellenmotor-Antriebsteil sendet, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil den Hauptwellenmotor auf der Basis des von dem numerischen Steuerteil empfangenen Hauptwellen-Betriebsbefehls antreibt und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil den Nebenwellenmotor, um ihn mit dem Hauptwellenmotor zu synchronisieren, basierend auf den von dem Hauptwellenmotor empfangenen Positions-Rückmeldeinformationen durch den Hauptwellenmotor-Antriebsteil antreibt, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil einen ersten Temperaturermittlungsteil (beispielsweise den Temperaturermittlungsteil 135A, 236A) umfasst, der eine Temperatur des Hauptwellenmotors ermittelt, der Nebenwellenmotor-Antriebsteil einen zweiten Temperaturermittlungsteil (z. B. den später beschriebenen Temperaturermittlungsteil 135B, 236B) umfasst, der eine Temperatur des Nebenwellenmotors ermittelt, und der numerische Steuerteil den Hauptwellen-Betriebsbefehl (z. B. den Befehl, der durch den später beschriebenen Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil 131, 231 erzeugt wird) erzeugt, um den Betrieb zu ändern und so den Abtrieb des Hauptwellenmotors zu beschränken, wenn die Temperatur des Hauptwellenmotors, die von dem ersten Temperaturermittlungsteil empfangen wird, einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, oder die Temperatur des Nebenwellenmotors, die von dem zweiten Temperaturermittlungsteil empfangen wird, einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei der Steuervorrichtung, wie sie in dem ersten Aspekt beschrieben ist, der Hauptwellenmotor-Antriebsteil umfassen: einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil (beispielsweise den später beschriebenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235), der bestimmt, ob der Hauptwellenmotor einen Beschleunigungs-/Verzögerungsvorgang ausführt oder einen anderen Vorgang als die Beschleunigung/Verzögerung ausführt, einen ersten Temperaturänderungsschätzteil (beispielsweise den ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A, der später beschrieben wird), der eine Temperaturänderung des Hauptwellenmotors gemäß dem Strom schätzt, der in einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Betriebsperiode des Hauptwellenmotors fließt, und einen zweiten Temperaturänderungsschätzteil (beispielsweise den später beschriebenen zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A), der eine Temperaturänderung des Hauptwellenmotors gemäß dem Strom schätzt, der in einer Betriebsperiode fließt, die sich von dem Beschleunigungs-/Verzögerungsbetrieb des Hauptwellenmotors unterscheidet; der Nebenwellenmotor-Antriebsteil kann einen dritten Temperaturänderungsschätzteil (z. B. den später beschriebenen dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B) umfassen, der eine Temperaturänderung des Nebenwellenmotors gemäß einem Strom schätzt, der in einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Betriebsperiode des Hauptwellenmotors fließt, und einen vierten Temperaturänderungsschätzteil (z. B. den später beschriebenen vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B), der eine Temperaturänderung des Nebenwellenmotors gemäß einem Strom schätzt, der in einer Betriebsperiode fließt, die sich von der Beschleunigungs-/Verzögerungsbetrieb des Hauptwellenmotors unterscheidet; und der numerische Steuerteil kann einen Hauptwellen-Betriebsbefehl, um den Betrieb des Hauptwellenmotors zu ändern, basierend auf wenigstens einem von einem Vergleichsergebnis zwischen der Temperaturänderung, die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, und einem Vergleichsergebnis zwischen der durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil geschätzten Temperaturänderung und der durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil geschätzten Temperaturänderung erzeugen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei der Steuervorrichtung, wie sie in dem zweiten Aspekt beschrieben ist, der numerische Steuerteil einen Hauptwellen-Betriebsbefehl zum Ändern des Betriebs des Hauptwellenmotors erzeugen, so dass der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung des Hauptwellenmotor in einem Fall, bei dem die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung größer ist als die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung, oder in einem Fall eingeschränkt wird, bei dem die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung größer ist als die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei der Steuervorrichtung, wie sie in dem zweiten Aspekt beschrieben ist, der numerische Steuerteil einen Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugen, um den Betrieb des Hauptwellenmotors zu ändern, so dass die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung in einem Fall, in dem die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung kleiner ist als die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung oder in einem Fall beschränkt wird, in dem die Temperaturänderung, die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, kleiner als die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil geschätzte Temperaturänderung ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei der Steuervorrichtung, wie sie in dem zweiten Aspekt beschrieben ist, der numerische Steuerteil einen Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugen, um den Betrieb des Hauptwellenmotors zu ändern, so dass der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung des Hauptwellenmotors und die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung in einem Fall, bei dem eine Differenz zwischen der Temperaturänderung, die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, innerhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, oder in einem Fall eingeschränkt wird, bei dem eine Differenz zwischen der Temperaturänderung, die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil geschätzt wird, innerhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei einem Steuerverfahren für eine Werkzeugmaschine unter Verwendung eines Hauptwellenmotor-Antriebsteils, der einen Hauptwellenmotor antreibt, eines Nebenwellenmotor-Antriebsteils, der einen Nebenwellenmotor antreibt, und eines numerischen Steuerteils, der einen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellenmotor-Antriebsteil sendet, das Steuerverfahren die folgenden Schritte: Antreiben des Hauptwellenmotors durch den Hauptwellenmotor-Antriebsteil, um so mit dem Hauptwellenmotor synchronisiert zu werden, basierend auf dem von dem numerischen Steuerteil empfangenen Hauptwellen-Antriebsbefehl; Antreiben des Nebenwellenmotors durch den Nebenwellenmotor-Antriebsteil auf der Grundlage von Positions-Rückmeldeinformationen, die von dem Hauptwellenmotor durch den Hauptwellenmotor-Antriebsteil empfangen werden; Ermitteln einer Temperatur des Hauptwellenmotors durch einen ersten Temperaturermittlungsteil, der in dem Hauptwellenmotor-Antriebsteil enthalten ist; Ermitteln einer Temperatur des Nebenwellenmotors durch einen zweiten Temperaturermittlungsteil, der in dem Nebenwellenmotor-Antriebsteil enthalten ist; und Erzeugen des Hauptwellen-Betriebsbefehls durch den numerischen Steuerteil, um den Betrieb zu ändern und so den Abtrieb des Hauptwellenmotors zu beschränken, wenn die Temperatur des Hauptwellenmotors, die von dem ersten Temperaturermittlungsteil empfangen wird, einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, oder die Temperatur des Nebenwellenmotors, die von dem zweiten Temperaturermittlungsteil empfangen wird, einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es bei der Überwachung nicht nur der Motortemperatur eines Hauptwellenmotors, sondern auch der Motortemperatur eines Nebenwellenmotors möglich, eine Überhitzung nicht nur der Hauptwelle, sondern auch der Nebenwelle zu vermeiden, indem der Betrieb der Nebenwelle gemäß der Betriebssteuerung auf der Hauptwelle gesteuert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Betriebsflussdiagramm, das von der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
3 ist ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Betriebsflussdiagramm, das von der Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
5 ist ein Betriebsflussdiagramm, das von der Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
6 ist ein Betriebsflussdiagramm, das von der Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Antriebssystems zeigt, das in einer Haupt-Neben-Synchronart arbeitet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 erläutert.
<Erste Ausführungsform>
Zunächst wird eine erste Ausführungsform im Detail unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält eine Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform einen numerisches Steuerteil 120, einen Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A und ein Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B. Weiterhin umfasst der numerische Steuerteil 120 einen Hauptwellen-Antriebsbefehls-Erzeugungsteil 131 und einen Bestimmungsteil 136, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A einen Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 133, eine Steuereinheit 134A und einen Temperaturermittlungsteil 135A umfasst und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121A eine Steuereinheit 134B und einen Temperaturermittlungsteil 135B umfasst.
Hier ist die Steuervorrichtung 100 eine Steuervorrichtung, die sich auf Werkzeugmaschinen mit einer Hauptwelle und einer Nebenwelle bezieht und in einem Haupt-Neben-System arbeitet. Als diese Werkzeugmaschine kann beispielsweise eine Zahnradbearbeitungsmaschine, die Zahnräder (Kammräder) durch Zerspanung eines Werkstücks herstellt, veranschaulicht werden. In diesem Fall wird bei Festlegung einer Werkzeugwelle als Hauptwelle und eine Werkstückwelle als Nebenwelle, d. h. einem Werkzeugmotor als Hauptwellenmotor und einem Werkstückmotor als Nebenwellenmotor, ein synchroner Betrieb zwischen einem Werkzeugmotor und Werkstückmotor realisiert.
Zusätzlich sind der oben erwähnte Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B jeweils Sperrwandler, die vorgesehen sind, um die Antriebswelle des Hauptwellenmotors 122A und des Nebenwellenmotors 122B mit Wechselstrom zu versorgen.
Von den Bauteilen, die in der in 1 dargestellten Steuervorrichtung 100 enthalten sind, haben der Hauptwellen-Betriebsbefehl-Erzeugungsteil 131, über den der numerische Steuerteil 120 verfügt, der Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 133 und die Steuereinheit 134A, über die der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A verfügt, und die Steuereinheit 134B, über die der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B verfügt, ähnliche Funktionen wie die Bauteile, die den jeweiligen Elementen entsprechen, über die das Antriebssystem 500 verfügt, das in dem in 7 dargestellten herkömmlichen Haupt-Neben-Synchronsystem arbeitet. Genauer gesagt durchläuft der von dem Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil 131 erzeugte Hauptwellen-Betriebsbefehl eine Kommunikationsschaltung 132-1 und wird an den Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 133 gesendet, über den der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A verfügt. Weiterhin sendet der Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 133 den empfangenen Hauptwellen-Betriebsbefehl an die Steuereinheit 134A. Die Steuereinheit 134A steuert den Betrieb des Hauptwellenmotors 122A auf der Grundlage des von dem Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 133 empfangenen Hauptwellen-Betriebsbefehls und den von dem Hauptwellenmotor 122A empfangenen Positions-Rückmeldeinformationen. Zusätzlich durchlaufen diese Positions-Rückmeldeinformationen die Kommunikationsschaltung 132-2 und werden an den Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B gesendet. Die Positions-Rückmeldeinformationen, die an den Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B gesendet werden, haben ein vorbestimmtes multipliziertes Synchronisationsverhältnis und werden an die Steuereinheit 134B des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 121B gesendet. Die Steuereinheit 134B treibt den Nebenwellenmotor 122B auf der Grundlage der empfangenen Positions-Rückmeldeinformationen und der Positions-Rückmeldeinformationen von dem Nebenwellenmotor 122B an. Dadurch wird ein synchroner Antrieb des Hauptwellenmotors 122A und des Nebenwellenmotors 122B realisiert.
Im Vergleich zu dem Antriebssystem 500, das in einer herkömmlichen Haupt-Neben-Synchronart arbeitet, die in 7 gezeigt ist, unterscheidet sich die in 1 gezeigte Steuervorrichtung hauptsächlich in dem Punkt des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 121A, der einen Temperaturermittlungsteil 135A umfasst, des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 121B, der einen Temperaturermittlungsteil 135B umfasst, und des numerischen Steuerteils 120, der einen Bestimmungsteil 136 umfasst. Insbesondere ermittelt der Temperaturermittlungsteil 135A des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 121A die Temperatur des Hauptwellenmotors 122A und sendet die erfasste Temperatur des Hauptwellenmotors 122A an den Bestimmungsabschnitt 136 des numerischen Steuerteils 120. Ähnlich ermittelt der Temperaturermittlungsteil 135B des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 121B die Temperatur des Nebenwellenmotors 122B und sendet die erfasste Temperatur des Nebenwellenmotors 122B an den Bestimmungsabschnitt 136 des numerischen Steuerteils 120. Der Bestimmungsabschnitt 136 des numerischen Steuerteils 120 sendet ein Vergleichsergebnis zwischen der erfassten Temperatur des Hauptwellenmotors 122A und einem ersten vorbestimmten Wert und ein Vergleichsergebnis zwischen der erfassten Temperatur des Nebenwellenmotors 122B und einem zweiten vorbestimmten Wert zu dem Hauptwellen-Betriebsbefehl-Erzeugungsteil 131. Der Hauptwellen-Betriebsbefehl-Erzeugungsteil 131 erzeugt einen Hauptwellen-Betriebsbefehl auf der Grundlage wenigstens eines der beiden oben erwähnten Vergleichsergebnisse und sendet diesen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 133, über den der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A verfügt.
Hier erfassen oder schätzen der Temperaturermittlungsteil 135A, über den der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 121A verfügt, und der Temperaturermittlungsteil 135B, über den der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B verfügt, die Temperatur jedes Motors durch ein bekanntes Verfahren. Beispielsweise kann man einen Korrelationswert zwischen dem von dem Motor ausgegebenen Stromwert und der Wicklungstemperatur innerhalb des Motors erhalten, um die Wicklungstemperatur basierend auf dem aktuellen Wert während des Betriebs und diesen Korrelationswert zu berechnen, worauf die Temperatur jedes Motors auf der Grundlage dieser Wicklungstemperatur erfasst werden kann. Alternativ kann, wie in dem Patentdokument 4 beschrieben, beispielsweise die Motortemperatur unter Verwendung der Öltemperatur innerhalb des Motorgehäuses, der Wärmekapazität und der Menge der Wärmeerzeugung des Motors usw. abgeschätzt werden.
2 zeigt den Betriebsablauf der oben erwähnten Steuervorrichtung 100. Zunächst ermittelt in Schritt 11 der Temperaturermittlungsteil 135A des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 121A eine Motortemperatur Tm des Hauptwellenmotors 122A und ermittelt der Temperaturermittlungsteil 135B des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 121B eine Motortemperatur Ts des Nebenwellenmotors 122B.
Als nächstes vergleicht der Bestimmungsteil 136 in Schritt 12 die Motortemperatur Tm des Hauptwellenmotors 122A mit einem vorbestimmten Wert TLm und vergleicht die Motortemperatur Ts des Nebenwellenmotors 122B mit einem vorbestimmten Wert TLs. Für den Fall, dass Tm größer als T1m ist, oder für den Fall, dass Ts größer als TLs ist (JA in Schritt 12), fährt er zu Schritt 13 fort und ändert den Betrieb des Hauptwellenmotors 122A derart, dass der Hauptwellenabtrieb eingeschränkt wird. Der Nebenwellenmotor 122B wird synchron mit dem Hauptwellenmotor 122A angetrieben; daher wird auch der Betrieb des Nebenwellenmotors 122B in ähnlicher Weise geändert.
Hier kann als Betriebsänderung des Hauptwellenmotors 122A zum Beispiel eine Verringerung der angelegten elektrischen Leistung zu dem Hauptwellenmotor 122A zum Absenken des Drehmoments beispielhaft sein. Jedoch ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt.
In Schritt 12 wird für den Fall, dass Tm nicht mehr als TLm ist, sowie Ts nicht mehr als TLs ist (NEIN in Schritt 12), Schritt 13 ausgelassen und eine Betriebsänderung nicht ausgeführt.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 bis 6 im Detail beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst eine Steuervorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform einen numerischen Steuerteil 220, einen Hauptwellenmotor-Antriebsteil 221A und einen Nebenwellenmotor-Antriebsteil 221B. Weiterhin umfasst ein numerischer Steuerteil 220 einen Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil 231 und einen Bestimmungsteil 239; Der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 221A enthält einen Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 233, eine Steuereinheit 234A, einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235, einen Temperaturermittlungsteil 236A, einen ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A und einen zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A; und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 221B umfasst einen Temperaturermittlungsteil 236B, einen dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B und einen vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B.
Von den Bauteilen, die in der in 3 dargestellten Steuervorrichtung 200 enthalten sind, wird bei dem Hauptwellen-Betriebsbefehl-Erzeugungsteil 231, der in dem numerischen Steuerteil 220 enthalten ist; dem Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 233, der Steuereinheit 234A und dem Temperaturermittlungsteil 236A, der in dem Hauptwellenmotor-Antriebsteil 221A enthalten ist; und der Steuereinheit 234B sowie dem Temperaturermittlungsteil 236B, der in dem Nebenwellenmotor-Vorrichtungsteil 221B enthalten ist, auf die Beschreibung verzichtet, da sie die gleichen Funktionen wie die Bauteile aufweisen, die den jeweiligen Elementen entsprechen, die in der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind, die in 1 gezeigt ist.
Die Steuervorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 221A den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235, den ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A und den zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A aufweist. Der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 bestimmt, ob sich der Hauptwellenmotor 222A in einem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet, basierend auf dem Hauptwellen-Betriebsbefehl, der von dem Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 233 empfangen wird. Es sei angemerkt, dass, wie es mit der gestrichelten Linie in 3 gezeigt ist, der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 eine Bestimmung des Beschleunigungs-/Verzögerungszustands durch Erfassen des gemessenen Grades des Hauptwellenmotors 222A in einem vorbestimmten Abtastzyklus anstelle des Hauptwellen-Betriebsbefehls ausführen kann, der von dem Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 233 empfangen wird. Für den Fall, dass eine Benachrichtigung, dass gegenwärtig der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand herrscht, von dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 empfangen wird, schätzt der erste Temperaturänderungs-Schätzteil 237A die Motortemperaturänderung des Hauptwellenmotors 222A im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand. Für den Fall, dass eine Benachrichtigung, dass gegenwärtig nicht der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand herrscht, von dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 empfangen wird, schätzt der zweite Temperaturänderungs-Schätzteil 238A die Motortemperaturänderung des Hauptwellenmotors 222A, während er in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die oben erwähnte Bestimmung, ob sie sich in dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand gemäß dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 befindet, und die Schätzung der Motor-Temperaturänderung gemäß dem ersten Temperaturänderungs-Schätzteil 237A und dem zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A beispielsweise unter Verwendung eines in Patentdokument 5 beschriebenen Verfahrens realisiert werden können.
Zusätzlich unterscheidet sich der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 221B von dem Nebenwellenmotor-Antriebsteil 121B der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform und weist den dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B und den vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B auf. Für den Fall, dass eine Benachrichtigung, dass gegenwärtig der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand herrscht, von dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 durch die Kommunikationsschaltung 232-2 erfolgt, schätzt der dritte Temperaturänderungs-Schätzteil 237B die Motor-Temperaturänderung des Nebenwellenmotors 222B, während er sich im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet. Für den Fall, dass eine Benachrichtigung, dass gegenwärtig der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand herrscht, von dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 durch die Kommunikationsschaltung 232-2 erfolgt, schätzt der vierte Temperaturänderungsschätzteil 238B die Motortemperaturänderung des Nebenwellenmotors 222B, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet. Es wird darauf hingewiesen, dass in 3, obwohl der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil nicht im Nebenwellenmotor-Antriebsteil 221B dargestellt ist, der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 221B den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil getrennt von dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil 235 umfasst, über den der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 221A verfügt, und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil 221B bestimmen kann, ob sich der Nebenwellenmotor 222B unabhängig im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet.
Der Temperaturermittlungsteil 236A des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 221A erfasst die Temperatur des Hauptwellenmotors 222A und sendet die erfasste Temperatur des Hauptwellenmotors 222A an den Bestimmungsteil 239 des numerischen Steuerteils 220. In ähnlicher Weise ermittelt der Temperaturermittlungsteil 236B des Nebenwellenmotors 222B die Temperatur des Nebenwellenmotors 222B und sendet die erfasste Temperatur des Nebenwellenmotors 222B an den Bestimmungsabschnitt 239 des numerischen Steuerteils 220. Darüber hinaus sendet jeder von oben erwähntem ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A, zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A, dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B und vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B die Temperaturschwankungen, die jeweils geschätzt wurden, zu dem Bestimmungsteil 239 des numerischen Steuerteils. Der Bestimmungsabschnitt 239 des numerischen Steuerteils 220 sendet an den Hauptwellenbetriebsbefehls-Erzeugungsteil 231 ein erstes Vergleichsergebnis zwischen der ermittelten Temperatur des Hauptwellenmotors 222A und einem ersten vorbestimmten Wert, ein zweites Vergleichsergebnis zwischen der ermittelten Temperatur des Nebenwellenmotors 222B und einem zweiten vorbestimmten Wert, ein drittes Vergleichsergebnis zwischen der Temperaturänderung, die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A geschätzt wird, und ein viertes Vergleichsergebnis zwischen der Temperaturänderung, die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B geschätzt wird, und der Temperaturänderung die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B geschätzt wird. Der Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil 231 erzeugt den Hauptwellen-Betriebsbefehl auf der Grundlage von wenigstens einem aus dem ersten Vergleichsergebnis und dem zweiten Vergleichsergebnis und wenigstens einem aus dem dritten Vergleichsergebnis und dem vierten Vergleichsergebnis und sendet diesen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger 233, über den der Hauptwellenmotor-Antriebsteil 221A verfügt.
Ein erstes Beispiel des Betriebsablaufs der oben erwähnten Steuervorrichtung 200 ist grundsätzlich dasselbe wie der Ablauf in 2, der der Betriebsablauf der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist; in diesem Ablauf wird jedoch der Schritt 13 insbesondere zu dem Ablauf, der in 4 gezeigt ist. Zunächst schätzt in Schritt 13-01 der erste Temperaturänderungsschätzteil 237A des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 221A den Motortemperaturanstiegsbetrag des Hauptwellenmotors 222A, während er sich im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet, und der zweite Temperaturänderungsschätzteil 238A schätzt den Motortemperaturanstiegsbetrag des Hauptwellenmotors 222A, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet. Zusätzlich schätzt der dritte Temperaturänderungsschätzteil 237B des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 221B den Motortemperaturanstiegsbetrag des Nebenwellenmotors 222B, während er sich im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet, und der vierte Temperaturänderungsschätzteil 238B schätzt den Motortemperaturanstiegsbetrag des Nebenwellenmotors 222B, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet.
Als nächstes vergleicht der Bestimmungsteil 239 in Schritt 13-02 zwischen einem Temperaturanstiegsbetrag T1m, der durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A geschätzt wird, und einem Temperaturanstiegsbetrag T2m, der durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A geschätzt wird, und vergleicht einen Temperaturanstieg Ts1, der durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B geschätzt wird, und einen Temperaturanstiegsbetrag T2s, der durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B geschätzt wird. Für den Fall, dass T1m größer als T2m ist, oder wenn T1s größer als T2s ist (JA in Schritt 13-02), schreitet der Vorgang zu Schritt 13-03 fort und ändert den Betrieb des Hauptwellenmotors 222A, so dass der Abtrieb bei Beschleunigung/Verzögerung der Hauptwelle beschränkt wird. Da der Nebenwellenmotor 222B synchron mit dem Hauptwellenmotor 222A angetrieben wird, wird der Betrieb des Nebenwellenmotors 222B in ähnlicher Weise geändert.
Hier kann als Betriebsänderung des Hauptwellenmotors 222A derart, dass der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung der Hauptwelle beschränkt wird, beispielsweise der Gegenstand der Änderung einer Konstante während der Beschleunigung/Verzögerung des Hauptwellenmotors 222A zum Absenken des Drehmomentes des Motors beispielhaft ausgeführt sein. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
In Schritt 13-02 wird für den Fall, dass T1m nicht mehr als T2m ist, sowie T1s nicht mehr als T2s ist (NEIN in Schritt 13-02), Schritt 13-03 ausgelassen und die Betriebsänderung nicht ausgeführt.
Ein zweites Beispiel des Betriebsablaufs der oben erwähnten Steuervorrichtung 200 ist grundsätzlich dasselbe wie der in 2 gezeigte Betriebsablauf der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform; bei diesem Ablauf wird jedoch der Schritt 13 insbesondere zu dem in 5 gezeigten Ablauf. Zunächst schätzt in Schritt 13_11 der erste Temperaturänderungsschätzteil 237A des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 221A den Motortemperaturanstiegsbetrag des Hauptwellenmotors 222A während des Beschleunigungs-/Verzögerungszustandes, und der zweite Temperaturänderungsschätzteil 238A schätzt den Motortemperaturanstiegsbetrag des Hauptwellenmotors 222A, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet. Zusätzlich schätzt der dritte Temperaturänderungsschätzteil 237B des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 221B den Motortemperaturanstiegsbetrag des Nebenwellenmotors 222B, während er sich im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet, und der vierte Temperaturänderungsschätzteil 238B schätzt den Motortemperaturanstiegsbetrag des Nebenwellenmotors 222B, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-Verzögerungszustand befindet.
Als nächstes vergleicht der Bestimmungsteil 239 in Schritt 13_12 zwischen dem durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A geschätzten Temperaturanstiegsbetrag T1m und dem durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A geschätzten Temperaturanstiegsbetrag T2m, und vergleicht zwischen dem Temperaturanstiegsbetrag T1s, der durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B geschätzt wird, und dem Temperaturanstiegsbetrag T2s, der durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B geschätzt wird. Für den Fall, dass T2m größer als T1m ist, oder für den Fall, dass T2s größer als T1s ist (JA in Schritt 13_12), geht der Vorgang zu Schritt 13_13 über und ändert den Betrieb des Hauptwellenmotors 222A derart, dass die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung beschränkt wird. Da der Nebenwellenmotor 222B synchron mit dem Hauptwellenmotor 222A angetrieben wird, wird der Betrieb des Nebenwellenmotors 222B ebenfalls in ähnlicher Weise geändert.
Hier kann als Betriebsänderung des Hauptwellenmotors 222A derart, dass die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung beschränkt wird, beispielsweise wenn der Hauptwellenmotor 222A der Spindelmotor ist und der Nebenwellenmotor 222B ein Vorschubachsenmotor ist, eine Maßnahme beispielhaft angewendet werden, dass die Drehzahl des Nebenwellenmotors 222B, der der Vorschubachsenmotor ist, verringert wird, indem der Geschwindigkeitsbefehl zu dem Hauptwellenmotor 222A verringert wird. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
In Schritt 13_12 wird für den Fall, dass T1m wenigstens T2m ist, sowie T1s wenigstens T2s ist (NEIN in Schritt 13_12), Schritt 13_13 ausgelassen, wobei eine Betriebsänderung nicht ausgeführt wird.
Ein drittes Beispiel des Betriebsablaufs der oben erwähnten Steuervorrichtung 200 ist grundsätzlich das gleiche wie der in 2 gezeigte Betriebsablauf der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform; bei diesem Ablauf wird jedoch der Schritt 13 insbesondere zu dem in 6 gezeigten Ablauf. Zunächst schätzt in Schritt 13_21 der erste Temperaturänderungsschätzteil 237A des Hauptwellenmotor-Antriebsteils 221A den Motortemperaturanstiegsbetrag des Hauptwellenmotors 222A während des Beschleunigungs-/Verzögerungszustandes, und der zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A schätzt den Motortemperaturanstiegsbetrag des Hauptwellenmotors 222A, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet. Zusätzlich schätzt der dritte Temperaturänderungsschätzteil 237B des Nebenwellenmotor-Antriebsteils 221B den Motortemperaturanstiegsbetrag des Nebenwellenmotors 222B, während er sich im Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet, und der vierte Temperaturänderungsschätzteil 238B schätzt den Motortemperaturanstiegsbetrag des Nebenwellenmotors 222B, während er sich in einem anderen Zustand als dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand befindet.
Als nächstes vergleicht der Bestimmungsteil 239 in Schritt 13_22 zwischen dem durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil 237A geschätzten Temperaturanstiegsbetrag T1m und dem durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil 238A geschätzten Temperaturanstiegsbetrag T2m, und vergleicht den Temperaturanstiegsbetrag T1s, der durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil 237B geschätzt wird, und den Temperaturanstiegsbetrag T2s, der durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil 238B geschätzt wird. Für den Fall, dass T1m und T2m im wesentlichen identisch sind, oder für den Fall, dass T1s und T2s im wesentlichen identisch sind, insbesondere für den Fall, dass die Differenz zwischen T1m und T2m innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, oder für den Fall, dass die Differenz zwischen T1s und T2s innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (JA in Schritt 13_22), geht der Vorgang zu Schritt 13_23 über und ändert den Betrieb des Hauptwellenmotors 222A, so dass sowohl der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung der Hauptwelle als auch die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung beschränkt wird. Da der Nebenwellenmotor 222B synchron mit dem Hauptwellenmotor 222A angetrieben wird, wird der Betrieb des Nebenwellenmotors 222B ebenfalls in ähnlicher Weise geändert.
Hier kann als Betriebsänderung des Hauptwellenmotors 222A derart, dass der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung der Hauptwelle beschränkt wird, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel beispielhaft die Maßnahme der Änderung einer Konstante während der Beschleunigung/Verzögerung des Hauptwellenmotors 222A ergriffen werden, um beispielsweise das Drehmoment des Motors zu senken. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Zusätzlich kann als Betriebsänderung des Hauptwellenmotors 222A derart, dass die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung beschränkt wird, in ähnlicher Weise wie bei dem zweiten Beispiel, wenn der Hauptwellenmotor 222A der Spindelmotor ist und der der Nebenwellenmotor 222B ein Vorschubachsenmotor ist, beispielhaft eine Maßnahme ergriffen werden, die die Drehzahl des Nebenwellenmotors 222B, der der Vorschubachsenmotor ist, verringert, indem der Geschwindigkeitsbefehl für den Hauptwellenmotor 222A verringert wird. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
In Schritt 13_22 wird für den Fall, dass die Differenz zwischen T1m und T2m nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und für den Fall, dass die Differenz zwischen T1s und T2s ebenfalls nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt (NEIN in Schritt 13_22), Schritt 13_23 ausgelassen und die Betriebsänderung nicht ausgeführt.
Selbst bei Verwendung entweder der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform oder der Steuervorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform wird es möglich, eine Überhitzung beider Wellen zu vermeiden, indem die Motortemperaturen sowohl der Hauptwelle als auch der Nebenwelle überwacht werden und der Betrieb der Nebenwelle entsprechend der Betriebssteuerung an der Hauptwelle gesteuert wird. Vor allem ist es bei der Steuervorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform möglich, den Inhalt des Betriebsbefehls an den Hauptwellenmotor 222A und damit den Nebenwellenmotor 222B entsprechend der Beschleunigung/Verzögerung, was ein primärer Faktor für den Temperaturanstieg der Motortemperatur ist, oder andere Primärfaktoren als solche zu ändern, wodurch es möglich wird, eine Überhitzung beider Wellen weiter zu vermeiden.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben erläutert werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt. Zusätzlich zeigen die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Effekte lediglich die am meisten bevorzugten Effekte, die mit der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, wobei die Wirkungen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf jene beschränkt sind, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind.
Das Steuerverfahren gemäß der Steuervorrichtung 100 bzw. Steuervorrichtung 200 ist durch Software realisiert. Im Falle der Realisierung mittels Software sind die Programme, die diese Software bilden, auf einem Computer (Steuergerät 100 oder Steuervorrichtung 200) installiert. Darüber hinaus können diese Programme auf Wechseldatenträgern aufgezeichnet und an Benutzer verteilt werden oder können verteilt werden, indem sie auf den Computer des Benutzers über ein Netzwerk heruntergeladen werden. Weiterhin können diese Programme dem Computer (Steuergerät 100 oder Steuervorrichtung 200) des Benutzers als Webdienst über ein Netzwerk ohne Herunterladen zur Verfügung gestellt werden.
Bezugszeichenliste

100, 200: Steuergerät
120, 220: numerischer Steuerteil
121A, 221A: Hauptwellenmotor-Antriebsteil
121B, 221B: Nebenwellenmotor-Antriebsteil
122A, 222A: Hauptwellenmotor
122B, 222B: Nebenwellenmotor
131, 231: Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil
132-1, 132-2, 232-1, 232-2, 232-3: Kommunikationsschaltung
133, 233: Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger
134A, 134B, 234A, 234B: Steuereinheit
135A, 135B, 236A, 236B: Temperaturermittlungsteil
136, 239: Bestimmungsteil
235: Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil
237A: erster Temperaturänderungsschätzteil
238A: zweiter Temperaturänderungsschätzteil
237B: dritter Temperaturänderungsschätzteil
238B: vierter Temperaturänderungsschätzteil
500: Antriebssystem
520: numerischer Steuerteil
521A: Hauptwellenmotor-Antriebsteil
521B: Nebenwellenmotor-Antriebsteil
522A: Hauptwellenmotor
522B: Nebenwellenmotor
531: Hauptwellen-Betriebsbefehls-Erzeugungsteil
532-1, 532-2: Kommunikationsschaltung
533: Hauptwellen-Betriebsbefehlsempfänger
534-A, 534-B: Steuereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-9563 [0004]
JP 09-179623 [0004]
JP 2009-41130 [0004]
JP 2013-85388 [0004]
JP 2015-75994 [0004]

Claims

Steuervorrichtung (100, 200) für eine Werkzeugmaschine, wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A), der einen Hauptwellenmotor (122A, 222A) antreibt, einen Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B), der einen Nebenwellenmotor (122B, 222B) antreibt und einen numerischen Steuerteil (120, 220), der einen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) sendet, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) den Hauptwellenmotor (122A, 222A) auf der Basis des von dem numerischen Steuerteil (120, 220) empfangenen Hauptwellen-Betriebsbefehls antreibt und der Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B) den Nebenwellenmotor (122B, 222B), um ihn mit dem Hauptwellenmotor zu synchronisieren, basierend auf den von dem Hauptwellenmotor (122A, 222A) empfangenen Positions-Rückmeldeinformationen durch den Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) antreibt, wobei der Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) einen ersten Temperaturermittlungsteil (135A, 236A) umfasst, der eine Temperatur des Hauptwellenmotors (122A, 222A) ermittelt, der Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B) einen zweiten Temperaturermittlungsteil (135B, 236B) umfasst, der eine Temperatur des Nebenwellenmotors (122B, 222B) ermittelt, und der numerische Steuerteil (120, 220) den Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugt, um den Betrieb zu ändern und so den Abtrieb des Hauptwellenmotors (122A, 222A) zu beschränken, wenn die Temperatur des Hauptwellenmotors (122A, 222A), die von dem ersten Temperaturermittlungsteil (135A, 236A) empfangen wird, einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, oder die Temperatur des Nebenwellenmotors (122B, 222B), die von dem zweiten Temperaturermittlungsteil (135B, 236B) empfangen wird, einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet.
Steuervorrichtung (200) nach Anspruch 1, bei der der Hauptwellenmotor-Antriebsteil (221A) umfasst: einen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Bestimmungsteil (235), der bestimmt, ob der Hauptwellenmotor (222A) einen Beschleunigungs-/Verzögerungsvorgang ausführt oder einen anderen Vorgang als die Beschleunigung/Verzögerung ausführt, einen ersten Temperaturänderungsschätzteil (237A), der eine Temperaturänderung des Hauptwellenmotors (222A) gemäß dem Strom schätzt, der in einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Betriebsperiode des Hauptwellenmotors (222A) fließt, und einen zweiten Temperaturänderungsschätzteil (238A), der eine Temperaturänderung des Hauptwellenmotors gemäß dem Strom schätzt, der in einer Betriebsperiode fließt, die sich von dem Beschleunigungs-/Verzögerungsbetrieb des Hauptwellenmotors unterscheidet, wobei der Nebenwellenmotor-Antriebsteil einen dritten Temperaturänderungsschätzteil (237B), der eine Temperaturänderung des Nebenwellenmotors gemäß einem Strom schätzt, der in einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Betriebsperiode des Hauptwellenmotors (222A) fließt, und einen vierten Temperaturänderungsschätzteil (238B) umfasst, der eine Temperaturänderung des Nebenwellenmotors gemäß einem Strom schätzt, der in einer Betriebsperiode fließt, die sich von dem Beschleunigungs-/Verzögerungsbetrieb des Hauptwellenmotors (222A) unterscheidet; und der numerische Steuerteil (220) einen Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugt, um den Betrieb des Hauptwellenmotors (222A) basierend auf wenigstens einem von einem Vergleichsergebnis zwischen der Temperaturänderung, die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil (237A) geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil (238A) geschätzt wird, und einem Vergleichsergebnis zwischen der durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil (237B) geschätzten Temperaturänderung und der durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil (238B) geschätzten Temperaturänderung zu ändern.
Steuervorrichtung (200) nach Anspruch 2, bei der der numerische Steuerteil (220) einen Hauptwellen-Betriebsbefehl zum Ändern des Betriebs des Hauptwellenmotors erzeugt, so dass der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung des Hauptwellenmotors in einem Fall, bei dem die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil (237A) geschätzte Temperaturänderung größer ist als die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil (238A) geschätzte Temperaturänderung, oder in einem Fall eingeschränkt wird, bei dem die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil (237B) geschätzte Temperaturänderung größer ist als die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil (238B) geschätzte Temperaturänderung.
Steuervorrichtung (200) nach Anspruch 2, bei der der numerische Steuerteil (220) einen Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugt, um den Betrieb des Hauptwellenmotors (222A) zu ändern, so dass die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung in einem Fall, in dem die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil (237A) geschätzte Temperaturänderung kleiner ist als die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil (238A) geschätzte Temperaturänderung oder in einem Fall beschränkt wird, in dem die Temperaturänderung, die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil (237B) geschätzt wird, kleiner als die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil (238B) geschätzte Temperaturänderung ist.
Steuervorrichtung (200) nach Anspruch 2, bei der der numerische Steuerteil (220) einen Hauptwellen-Betriebsbefehl erzeugt, um den Betrieb des Hauptwellenmotors (222A) zu ändern, so dass der Abtrieb während der Beschleunigung/Verzögerung des Hauptwellenmotors (222A) und die Belastung der Hauptwelle während der Zerspanung in einem Fall, bei dem eine Differenz zwischen der Temperaturänderung, die durch den ersten Temperaturänderungsschätzteil (237A) geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den zweiten Temperaturänderungsschätzteil (238A) geschätzt wird, innerhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, oder in einem Fall eingeschränkt wird, bei dem eine Differenz zwischen der Temperaturänderung, die durch den dritten Temperaturänderungsschätzteil (237B) geschätzt wird, und der Temperaturänderung, die durch den vierten Temperaturänderungsschätzteil (238B) geschätzt wird, innerhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
Steuerverfahren für eine Werkzeugmaschine unter Verwendung eines Hauptwellenmotor-Antriebsteils (121A, 221A), der einen Hauptwellenmotor (122A, 222A) antreibt, eines Nebenwellenmotor-Antriebsteils (121B, 221B), der einen Nebenwellenmotor (122B, 222B) antreibt, und eines numerischen Steuerteils (120, 220), der einen Hauptwellen-Betriebsbefehl an den Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) sendet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Antreiben des Hauptwellenmotors (122A, 222A) durch den Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A), basierend auf dem von dem numerischen Steuerteil (120, 220) empfangenen Hauptwellen-Antriebsbefehl; Antreiben des Nebenwellenmotors (122B, 222B) durch den Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B), um mit dem Hauptwellenmotor (122A, 222A) synchronisiert zu werden, auf der Grundlage von Positions-Rückmeldeinformationen, die von dem Hauptwellenmotor (122A, 222A) durch den Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) empfangen werden; Ermitteln einer Temperatur des Hauptwellenmotors (122A, 222A) durch einen ersten Temperaturermittlungsteil (135A, 236A), der in dem Hauptwellenmotor-Antriebsteil (121A, 221A) enthalten ist; Ermitteln einer Temperatur des Nebenwellenmotors (122B, 222B) durch einen zweiten Temperaturermittlungsteil (135B, 236B), der in dem Nebenwellenmotor-Antriebsteil (121B, 221B) enthalten ist; und Erzeugen des Hauptwellen-Betriebsbefehls durch den numerischen Steuerteil (120, 220), um den Betrieb zu ändern und so den Abtrieb des Hauptwellenmotors (122A, 222A) zu beschränken, wenn die Temperatur des Hauptwellenmotors (122A, 222A), die von dem ersten Temperaturermittlungsteil (135A, 236A) empfangen wird, einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, oder die Temperatur des Nebenwellenmotors (122B, 222B), die von dem zweiten Temperaturermittlungsteil (135B, 236B) empfangen wird, einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet.