DE102017221112A1

DE102017221112A1 - Numerische steuereinrichtung für eine werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102017221112A1
Application number: DE102017221112.1A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Morita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: US10322482B2; CN108121299A; JP2018086697A; CN108121299B; JP6333928B1; US20180147680A1; DE102017221112B4

Abstract

Es wird eine numerische Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine vorgesehen, die befähigt ist zum Reduzieren einer Wärmeerzeugung und zum Realisieren eines stabilen schweren Schneidens und außerdem befähigt ist zum Realisieren eines effizienten leichten Schneidens. Eine numerische Steuereinrichtung 100 umfasst: eine erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A, die die Vorschubgeschwindigkeit eines Vorschubachsenantriebsmotors am Beginn des Schneidens zu einer anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als eine Befehlsgeschwindigkeit ist, basierend auf einer Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens ändert; und eine zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B, die die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend basierend auf der seit dem Beginn des Schneidens abgelaufenen Zeit und einer Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße ändert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsfeld
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem Spindelmotor, der durch einen Induktionsmotor gebildet wird, und einem Vorschubachsenantriebsmotor.
Stand der Technik
Wenn das Schneiden eines Werkstücks unter Verwendung einer Werkzeugmaschine mit einer Spindel und einer Vorschubachse durchgeführt wird, werden die Spindel und die Vorschubachse häufig ineinandergreifend betrieben. Dabei wird allgemein eine numerische Steuereinrichtung für die Steuerung der Werkzeugmaschine verwendet, um die Vorschubachse unter Verwendung eines Kennwerts oder eines Messwerts in Bezug auf die Spindel zu steuern oder um umgekehrt die Spindel unter Verwendung eines Kennwerts oder eines Messwerts in Bezug auf die Vorschubachse zu steuern.
Zum Beispiel gibt das Patentdokument 1 eine Technik an, in welcher die Vorschubgeschwindigkeit unter Verwendung von Daten gesteuert wird, die durch das Korrigieren der Drehzahl des Spindelmotors unter Verwendung der Variation der Drehzahl erzeugt werden, um ein Hochpräzisionsschneiden auch dann zu realisieren, wenn plötzliche Änderungen in der tatsächlichen Geschwindigkeit des verwendeten Spindelmotors auftreten.
Das Patentdokument 2 gibt eine Technik an, in welcher die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorschubeinrichtung derart gesteuert wird, dass der für das Schneiden verwendete Motor einen Laststromwert aufweist, der den maximalen Laststromwert in Entsprechung zu der gewünschten Flachheit nicht überschreitet, damit das zuerst zu schneidende Schneidziel wie etwa ein Halbleiter-Wafer in einer einzelnen Schneidoperation zu einer gewünschten Flachheit geschnitten wird.
Und das Patentdokument 3 gibt eine Technik an, in welcher ein Erregungsstrom in einem hydrostatischen Magnetkompositlager erfasst wird, um den Status des Schneidens zu erfassen.

Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H05-69275
Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013-56392
Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2000-263377

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einigen Fällen wird ein Induktionsmotor als der Spindelmotor einer Werkzeugmaschine verwendet. Der hier genannte Induktionsmotor ist ein Motor, in dem ein Erregungsstrom in einer Ständerspule fließt, um ein sich drehendes Magnetfeld zu erzeugen, während ein Induktionsstrom in einem Läufer erzeugt wird, und die resultierende Magnetkraft verwendet wird, um den Läufer derart zu drehen, dass dieser der Drehung des sich drehenden Magnetfelds folgt. Der Induktionsmotor weist den Nachteil auf, dass der Fluss des Erregungsstroms in der Ständerspule Wärme erzeugt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist eine Technik bekannt, in welcher der Magnetfluss des sich drehenden Magnetfelds oder der Erregungsstrom vermindert wird, wenn die Last an dem Induktionsmotor niedrig ist und also kein großes Drehmoment erforderlich ist. Wenn jedoch diese Technik verwendet wird und ein schweres Schneiden (ein Schneiden, das einen hohen Schneidwiderstand erzeugt), bei dem eine hohe Last von dem Vorschubachsenantriebsmotor auf den Spindelmotor ausgeübt wird, mit einem reduzierten Drehmoment aufgrund einer Verminderung des Magnetflusses an dem als Spindelmotor verwendeten Induktionsmotor begonnen wird, kann sich die Last plötzlich am Beginn des Schneidens ändern, wodurch die Geschwindigkeit der Spindel beträchtlich reduziert wird oder die Spindel sogar gestoppt wird.
Die oben beschriebenen Patentdokumente 1 und 2 sehen keine Reduktion der Wärmeerzeugung vor und verhindern eine Reduktion der Spindelgeschwindigkeit oder ein Stoppen der Spindel nicht. Weiterhin wird in dem Patentdokument 3 der erfasste Erregungsstromwert nur für das Erfassen des Schneidzustands verwendet.
Und wenn ein leichtes Schneiden durchgeführt wird, nachdem eine Einstellung vorgenommen wurde, um eine Wärmeerzeugung zu reduzieren oder ein stabiles schweres Schneiden zu realisieren, wird die Schneideffizienz zum Beispiel reduziert, wenn eine geringe Geschwindigkeit für die Vorschubachse aufrechterhalten wird. Deshalb besteht ein Bedarf für eine Technik, die gleichzeitig auf ein derartiges Problem reagiert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine numerische Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine anzugeben, die eine Wärmeerzeugung reduzieren kann und ein stabiles schweres Schneiden realisieren kann und außerdem ein effizientes leichtes Schneiden realisieren kann.
(1) Eine numerische Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene numerische Steuereinrichtung 100, 200) steuert eine Werkzeugmaschine (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Werkzeugmaschine 150) mit einem Spindelmotor (zum Beispiel dem weiter unten beschriebenen Induktionsmotor 125), der durch einen Induktionsmotor gebildet wird, und einem Vorschubachsenantriebsmotor (zum Beispiel dem weiter unten beschriebenen Servomotor 145). Die numerische Steuereinrichtung umfasst: eine Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102), die eine Magnetflusserfassungsgröße an dem Spindelmotor erhält; eine Speichereinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Speichereinrichtung 109), die eine Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße an dem Spindelmotor speichert; eine Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108), die eine Befehlsgeschwindigkeit annimmt und einen Befehl zum Anweisen der Vorschubgeschwindigkeit zu dem Vorschubachsenantriebsmotor ausgibt; eine Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107), die die seit dem Beginn des Schneidens abgelaufene Zeit berechnet; eine erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A), die die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung anweist, die Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubachsenantriebsmotors am Beginn des Schneidens zu einer anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als die Befehlsgeschwindigkeit ist, basierend auf der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung erhaltenen Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens zu ändern; und eine zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B), die die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung anweist, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend basierend auf der durch die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung berechneten abgelaufenen Zeit und der in der Speichereinrichtung gespeicherten Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße zu ändern.
(2) In der numerischen Steuereinrichtung von (1) kann die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102) die Magnetflussgröße an dem Spindelmotor (zum Beispiel dem weiter unten beschriebenen Induktionsmotor 125) schätzen und die geschätzte Magnetflussgröße als die aktuelle Magnetflussgröße erhalten.
(3) In der numerischen Steuereinrichtung von (1) oder (2) kann die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A) einen Befehl zu der Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung (zum Beispiel der weiter unten beschriebenen Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108) geben, um die Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubachsenantriebsmotors (zum Beispiel des weiter unten beschriebenen Servomotors 145) zu der anfänglichen Geschwindigkeit basierend auf dem Magnetflussgrößenverhältnis, das das Verhältnis der Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens zu einer maximalen Magnetflussgröße ist, zu ändern.
(4) In der numerischen Steuereinrichtung von (3) kann die numerische Steuereinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene numerische Steuereinrichtung (100, 200) weiterhin umfassen: eine Verhältnisberechnungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Verhältnisberechnungseinrichtung 104), die das Magnetflussgrößenverhältnis basierend auf der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102) erhaltenen Magnetflussgröße berechnet; und eine Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung (zum Beispiel die weiter unten beschriebene Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung 105), die die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung über das durch die Verhältnisberechnungseinrichtung berechnete Magnetflussgrößenverhältnis benachrichtigt.
Eine numerische Steuereinrichtung für eine Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Wärmeerzeugung reduzieren und ein stabiles schweres Schneiden realisieren und kann außerdem ein effizientes leichtes Schneiden realisieren.
Figurenliste

1 ist eine Konzeptansicht der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt die Konfiguration eines Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt den Betrieb des Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine erläuternde Ansicht zu einem Verfahren zum Schätzen der Magnetflussgröße gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt den Betrieb eines Steuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt die Konfiguration eines Steuersystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt den Betrieb des Steuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine erläuternde Ansicht zu einem Verfahren zum Ändern einer Vorschubgeschwindigkeit durch eine zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. 1 zeigt ein grundlegendes Konzept der vorliegenden Erfindung. Ein numerisches Steuersystem 50 umfasst eine numerische Steuereinheit 51, eine Spindelsteuereinheit 52, eine Vorschubachsen-Steuereinheit 53, einen Induktionsmotor 54 als einen Spindelmotor und einen Servomotor 55 als einen Vorschubachsenantriebsmotor. Die numerische Steuereinheit 51 steuert den Induktionsmotor 54 über die Spindelsteuereinheit 52 und steuert den Servomotor 55 über die Vorschubachsen-Steuereinheit 53. In der Konzeptansicht von 1 wird eine numerische Steuereinrichtung durch die numerische Steuereinheit 51 und die Vorschubachsen-Steuereinheit 53 gebildet.
Wenn der Induktionsmotor 54 als der Spindelmotor verwendet wird und ein schweres Schneiden begonnen wird, während der Magnetfluss an dem Induktionsmotor 54 gering ist, kann sich die Last plötzlich am Beginn des Schneidens ändern und kann folglich die Geschwindigkeit der Spindel beträchtlich vermindert werden oder die Spindel sogar gestoppt werden. In Reaktion auf dieses Problem, erhält die Spindelsteuereinheit 52 eine Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 54. Die Spindelsteuereinheit 52 sendet an die numerische Steuereinheit 51 die erhaltene Magnetflussgröße oder in einem anderen Beispiel das Verhältnis einer aktuellen Magnetflussgröße zu einer maximalen Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 54 (nachfolgend auch als „Magnetflussgrößenverhältnis“ bezeichnet). Die numerische Steuereinheit 51 sendet Daten der Magnetflussgröße oder des Magnetflussgrößenverhältnisses an die Vorschubachsen-Steuereinheit 53.
In dieser Ausführungsform sendet die Vorschubachsen-Steuereinheit 53 basierend auf Daten der Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens oder des Magnetflussgrößenverhältnisses am Beginn des Schneidens an den Servomotor 55 einen Bewegungsbefehl, der Informationen zu der Vorschubgeschwindigkeit am Beginn des Schneidens (anfängliche Geschwindigkeit) usw. enthält. In dieser Ausführungsform sendet die Vorschubachsen-Steuereinheit 53 kontinuierlich oder intermittierend an den Servomotor 55 einen Bewegungsbefehl, der Informationen zu der Vorschubgeschwindigkeit usw. enthält, die basierend auf der seit dem Beginn des Schneidens abgelaufenen Zeit und einer Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße berechnet werden.
Wie oben beschrieben, sendet die Spindelsteuereinheit 52 eine Magnetflussgröße oder ein Magnetflussgrößenverhältnis zu der numerischen Steuereinheit 51, wobei jedoch tatsächlich die Spindelsteuereinheit 52 und die numerische Steuereinheit 51 eine bidirektionale Kommunikation mit konstanten Intervallen durchführen. Die Spindelsteuereinheit 52 kann also mittels dieser Kommunikation eine Magnetflussgröße oder ein Magnetflussgrößenverhältnis zu der numerischen Steuereinheit 51 übertragen.
2 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration eines numerischen Steuersystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das numerische Steuersystem 10 umfasst eine numerische Steuereinrichtung 100 und eine Werkzeugmaschine 150. Die Werkzeugmaschine 150 enthält: eine Spindel 115, an der ein Schneidmaterial 110 anzubringen ist; eine Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 120; einen Induktionsmotor 125, der als der oben beschriebene Spindelmotor für das Drehen der Spindel 115 über die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 120 funktioniert; einen Verstärker 130, der einen Antriebsstrom für den Induktionsmotor 125 ausgibt; ein Schneidwerkzeug 135, das für das Schneiden des Schneidmaterials 110 verwendet wird; einen Kugelgewindetrieb 140, der das Schneidwerkzeug 135 in einer Axialrichtung bewegt; und einen Servomotor 145, der als der oben beschriebene Vorschubachsenantriebsmotor für das Drehen des Kugelgewindetriebs 140 funktioniert.
Die numerische Steuereinrichtung 100 steuert den Induktionsmotor 125 und den Servomotor 145, um ein gewünschtes Schneiden des an der Spindel 115 angebrachten Schneidmaterials 110, die sich in Entsprechung zu der Drehung des Induktionsmotors 125 dreht, durch das Schneidwerkzeug 135, das sich in Entsprechung zu der Drehung des Kugelgewindetriebs 140 bewegt, zu realisieren. Insbesondere umfasst die numerische Steuereinrichtung 100: eine Konstantdrehungs-Befehlseinrichtung 101, die ein Konstantdrehungs-Befehlssignal zu dem Verstärker 130 eingibt; eine Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102, die eine aktuelle Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 125 von dem Verstärker 130 erhält; eine Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108, die Geschwindigkeitsinformationen als einen Bewegungsbefehl zu dem Servomotor 145 ausgibt; eine erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A; eine zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B; eine Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107; und eine Speichereinrichtung 109. Im Fall eines Motors mit einer sich drehenden Achse entspricht die Geschwindigkeit der Drehgeschwindigkeit. Obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, kann die numerische Steuereinrichtung 100 ähnliche Komponenten und Funktionen wie eine allgemeine numerische Steuereinrichtung aufweisen. Ein Motor ist nicht auf einen Motor mit einer sich drehenden Achse beschränkt und kann auch ein Linearmotor sein. Im Fall eines Linearmotors ist die Geschwindigkeit die lineare Geschwindigkeit oder die kurvilineare Geschwindigkeit. In dieser Ausführungsform entspricht der Verstärker 130 von 2 der Spindelsteuereinheit 52 von 1. Die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108, die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A und die zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B von 2 entsprechen der Vorschubachsen-Steuereinheit 53 von 1.
Die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhält die aktuelle Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 125 von dem Verstärker 130. Die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhält die Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 125 am Beginn des Schneidens von dem Verstärker 130. Das Verfahren, mit dem die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 Informationen zu der Magnetflussgröße erhält (schätzt), wird weiter unten mit Bezug auf 4 beschrieben.
Die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 gibt Geschwindigkeitsinformationen als einen Bewegungsbefehl zu dem Servomotor 145 aus. Insbesondere nimmt die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 allgemein Informationen zu einem Geschwindigkeitsbefehl zum Beispiel von einem Schneidprogramm P an und gib einen Befehl zum Anweisen einer Vorschubgeschwindigkeit zu dem Servomotor 145 basierend auf den Informationen zu der Befehlsgeschwindigkeit aus.
Weiterhin nimmt die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 einen Befehl von der weiter unten beschriebenen ersten Geschwindigkeitsbefehlsänderungseinrichtung 103A an, um die Vorschubgeschwindigkeit des Servormotors 145 am Beginn des Schneidens zu einer anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als die Befehlsgeschwindigkeit ist, zu ändern. Dann weist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 an, die Vorschubgeschwindigkeit zu der anfänglichen Geschwindigkeit zu ändern (gibt die anfänglichen Geschwindigkeitsinformationen aus).
Weiterhin nimmt die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 einen Befehl von der weiter unten beschriebenen zweiten Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B an, um die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend zu ändern. Dann weist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 kontinuierlich oder intermittierend an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der geänderten Geschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend aus).
Wie oben beschrieben ist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 konfiguriert, um die zum Beispiel von dem Schneidprogramm P erhaltene Befehlsgeschwindigkeit zu dem Servomotor 145 auszugeben. Die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 ist weiterhin konfiguriert, um eine geänderte Geschwindigkeit zu dem Servomotor 145 basierend auf einem Änderungsbefehl von jeweils der ersten Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A und der zweiten Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B auszugeben.
Basierend auf der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhaltenen Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens weist die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 am Beginn des Schneidens zu der anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als die Befehlsgeschwindigkeit ist, zu ändern. Dadurch wird die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 zu einer Geschwindigkeit eingestellt, bei der die Wärmeerzeugung reduziert ist und ein stabiles schweres Schneiden realisiert wird.
Basierend auf der durch die weiter unten beschriebene Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107 berechneten abgelaufenen Zeit und einer in der weiter unten beschriebenen Speichereinrichtung 109 gespeicherten Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße weist die zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend zu ändern Dadurch wird die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit innerhalb einer vorbestimmten Periode in Entsprechung zu der Zeitkonstante geändert.
Die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107 berechnet die seit dem Beginn des Schneidens abgelaufene Zeit. Die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107 berechnet die seit dem Beginn des Schneidens abgelaufene Zeit, indem sie zeitliche Informationen von zum Beispiel einer nicht in den Zeichnungen gezeigten Takteinheit erhält.
Die Speichereinrichtung 109 speichert eine Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 125. Die Speichereinrichtung 109 kann eine einzelne Zeitkonstante oder mehrere Zeitkonstanten, die in Entsprechung zu der Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens gesetzt sind, speichern.
3 zeigt den Betrieb des numerischen Steuersystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform. In Schritt S11 erhält die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 eine aktuelle Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) an dem Induktionsmotor 125 von dem Verstärker 130.
Die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 kann direkt von dem Induktionsmotor 125 die aktuelle Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) an dem Induktionsmotor 125 erhalten. Alternativ dazu kann die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 die aktuelle Magnetflussgröße Φ erfassen. Und außerdem kann die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 die aktuelle Magnetflussgröße Φ in Entsprechung zu zum Beispiel einer Erregungsstromgröße an dem Induktionsmotor 125 schätzen. Im Folgenden wird ein Beispiel für ein Schätzverfahren mit Bezug auf 4 beschrieben.
Die Magnetflussgröße Φ an dem Induktionsmotor ist proportional zu dem Produkt aus dem Erregungsstrom (Id) für das Erzeugen des Magnetflusses und einer gegenseitigen Induktivität M des Induktionsmotors. Eine numerische Steuereinrichtung für den Induktionsmotor ändert den Erregungsstrom in Entsprechung zu einer Ziel-Magnetflussgröße. Der tatsächliche Magnetfluss weist jedoch eine Verzögerungsantwort der ersten Ordnung mit einer Zeitkonstante τ(s) von Änderungen in dem Erregungsstrom auf. Wenn ein Erregungsstrom Id mit einer konstanten Größe kontinuierlich von einem Zustand, in dem der Erregungsstrom Id gleich null ist und die Magnetflussgröße Φ gleich null ist, fließt, wird die Magnetflussgröße Φ(t) nach Ablauf von t (s) durch die folgende Formel wie in 4 gezeigt geschätzt: $Φ (t) = M \times Id \times (1 - exp (- t/ τ (s)))$
Für eine tatsächliche Berechnung wird entweder der Befehlswert oder der Rückkopplungswert des Erregungsstroms als der Erregungsstrom Id verwendet und wird die durch das Anwenden des primären Tiefpassfilters auf die Zeitkonstante τ (M × Id), die in jedem Steuerzyklus erhalten wird, erzeugte Ausgabe als ein geschätzter Magnetflusswert verwendet. Die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 schätzt die Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor 125 und erhält die geschätzte Magnetflussgröße als die aktuelle Magnetflussgröße (am Beginn des Schneidens).
Dann weist in Schritt S12 die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 zu einer anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als die Befehlsgeschwindigkeit ist, in Entsprechung zu der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhaltenen aktuellen Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) an dem Induktionsmotor 15 zu ändern. Insbesondere wenn die aktuelle Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) hoch ist, wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 erhöht. Wenn die aktuelle Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) gering ist, wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 reduziert. Die Vorschubgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs 140 als einer Vorschubachse entspricht dem Produkt aus der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 und dem Gewindeabstand des Kugelgewindetriebs 140. Die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubachse wird also geändert, indem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 geändert wird. Die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 weist also basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 an, die Vorschubgeschwindigkeit zu der anfänglichen Geschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der anfänglichen Geschwindigkeit aus).
In Schritt S13 weist dann die zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B basierend auf der durch die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107 berechneten abgelaufenen Zeit und einer in der Speichereinrichtung 109 gespeicherten Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend zu ändern. Dann weist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 kontinuierlich oder intermittierend an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der geänderten Geschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend aus).
Wenn dann in Schritt S14 die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 die Befehlsgeschwindigkeit nicht erreicht hat (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S13 zurück. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 die Befehlsgeschwindigkeit erreicht hat (JA), wird die Verarbeitung abgeschlossen und gibt die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 die Befehlsgeschwindigkeit zu dem Servomotor 145 aus.
[Effekt der ersten Ausführungsform]
In dem numerischen Steuersystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform wird durch das Ändern der Vorschubgeschwindigkeit in Entsprechung zu der Magnetflussgröße an dem Induktionsmotor eine Wärmeerzeugung reduziert und wird ein stabiles schweres Schneiden realisiert. Insbesondere wird hier ein Fall angenommen, in dem für eine Überwindung des Nachteils, dass Wärme durch den Fluss des Erregungsstroms in der Ständerspule des Induktionsmotors erzeugt wird, eine Technik verwendet wird, die den Magnetfluss eines sich drehenden Magnetfelds vermindert oder den Erregungsstrom reduziert, wenn die Last für den Induktionsmotor niedrig ist und also kein hohes Drehmoment erforderlich ist. Wenn in diesem Fall ein schweres Schneiden (ein Schneiden, das einen hohen Schneidwiderstand erzeugt), in dem eine hohe Last auf den Spindelmotor von dem Vorschubachsenantriebsmotor ausgeübt wird, mit einem reduzierten Drehmoment aufgrund der Verminderung des Magnetflusses an dem Induktionsmotor als dem Spindelmotor begonnen wird, ändert sich die Last plötzlich am Beginn des Schneidens. In dieser Ausführungsform wird jedoch eine derartige Steuerung durchgeführt, dass die Geschwindigkeit des Servomotors 145 reduziert wird, wenn die aktuelle Magnetflussgröße Φ klein ist. Wenn die Geschwindigkeit des Servomotors 145 klein ist, ist der Schneidwiderstand relativ klein. Wenn also die aktuelle Magnetflussgröße Φ klein ist, wird eine Ausübung einer hohen Last auf den Spindelmotor verhindert und wird ein stabiles schweres Schneiden realisiert.
Außerdem wird in dem numerischen Steuersystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform die Vorschubgeschwindigkeit in Entsprechung zu der seit dem Beginn des Schneidens abgelaufenen Zeit geändert, wobei die Befehlsgeschwindigkeit die Zielgeschwindigkeit ist. Insbesondere wird die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit innerhalb einer vorbestimmten Periode in Entsprechung zu einer Zeitkonstante geändert. Auf diese Weise ist das numerische Steuersystem 10 dieser Ausführungsform konfiguriert, um eine Wärmeerzeugung zu reduzieren und ein stabiles schweres Schneiden zu realisieren, wobei es auch das Problem, dass die Vorschubgeschwindigkeit während der Ausübung einer geringen Last nicht erhöht werden kann, lösen kann. Das numerische Steuersystem 10 kann eine Wärmeerzeugung reduzieren und ein stabiles schweres Schneiden realisieren und kann außerdem ein effizientes leichtes Schneiden realisieren.
[Zweite Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 beschrieben. Ein numerisches Steuersystem 20 gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, die im Wesentlichen gleich derjenigen des numerischen Steuersystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist. Die Konfiguration des numerischen Steuersystems 20 ist in den Zeichnungen nicht gezeigt. Die numerische Steuereinrichtung 100 unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform dadurch, dass die numerische Steuereinrichtung 100 weiterhin eine Verhältnisberechnungseinrichtung 104 (nicht in den Zeichnungen gezeigt) enthält.
Die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 berechnet das Verhältnis der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhaltenen aktuellen Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) zu einer maximalen Magnetflussgröße Φmax an dem Induktionsmotor 125. Weiterhin sendet die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 das berechnete Magnetflussgrößenverhältnis zu der Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103, und ändert die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 basierend auf dem gesendeten Magnetflussgrößenverhältnis. Die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubachse entspricht dem Produkt aus der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 und dem Gewindeabstand des Kugelgewindetriebs 140. Auf diese Weise wird die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubachse durch das Ändern der Drehgeschwindigkeit geändert.
5 zeigt den Betrieb des numerischen Steuersystems 20 gemäß der zweiten Ausführungsform. In Schritt S21 erhält die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 die aktuelle Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) an dem Induktionsmotor 125 von dem Verstärker 130.
In Schritt S22 berechnet die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 das Verhältnis Φ/Φmax der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhaltenen aktuellen Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) zu der maximalen Magnetflussgröße Φmax an dem Induktionsmotor 125 (dieses Verhältnis wird auch als „Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax“ bezeichnet). Dann sendet die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 das berechnete Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax zu der ersten Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A.
In Schritt S23 weist die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 am Beginn des Schneidens zu einer anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als die Befehlsgeschwindigkeit ist, basierend auf dem durch die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 berechneten Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax zu ändern. Wenn insbesondere das Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax (am Beginn des Schneidens) groß ist, wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 erhöht. Wenn das Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax (am Beginn des Schneidens) klein ist, wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 reduziert. Die Vorschubgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs 140 als der Vorschubachse entspricht dem Produkt aus der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 und dem Gewindeabstand des Kugelgewindetriebs 140. Die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubachse wird also durch das Ändern der Drehgeschwindigkeit geändert. Dann weist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 an, die Vorschubgeschwindigkeit zu der anfänglichen Geschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der anfänglichen Geschwindigkeit aus).
In Schritt S24 weist dann die zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103b basierend auf der durch die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107 berechneten abgelaufenen Zeit und einer in der Speichereinrichtung 109 gespeicherten Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend zu ändern. Basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl weist dann die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 den Servomotor 145 kontinuierlich oder intermittierend an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der geänderten Geschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend aus).
Wenn dann in Schritt S25 die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 die Befehlsgeschwindigkeit nicht erreicht hat (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S24 zurück. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 die Befehlsgeschwindigkeit erreicht hat (JA), wird die Verarbeitung abgeschlossen und gibt die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 die Befehlsgeschwindigkeit zu dem Servomotor 145 aus.
[Effekt der zweiten Ausführungsform]
In dem numerischen Steuersystem 20 gemäß der zweiten Ausführungsform wird wie bei dem numerischen Steuersystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform eine Wärmeerzeugung reduziert und wird ein stabiles schweres Schneiden realisiert und wird außerdem auch ein effizientes leichtes Schneiden realisiert.
[Dritte Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 6 bis 8 beschrieben.
6 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration eines numerischen Steuersystems 30 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Komponenten des numerischen Steuersystems 30, die gleich denjenigen des numerischen Steuersystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform sind, werden durch gleiche Bezugszeichen identifiziert und werden hier nicht nochmals beschrieben.
Das numerische Steuersystem 30 unterscheidet sich von dem numerischen Steuersystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass es eine numerische Steuereinrichtung 200 enthält. Die numerische Steuereinrichtung 200 unterscheidet sich von der numerischen Steuereinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass es weiterhin eine Verhältnisberechnungseinrichtung 104 und eine Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung 105 enthält. Wie die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 der zweiten Ausführungsform berechnet die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 der dritten Ausführungsform das Verhältnis (Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax) der durch die Magnetflussgrößenerfassungseinrichtung 102 erhaltenen aktuellen Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) zu der maximalen Magnetflussgröße Φmax an dem Induktionsmotor 125. Die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 sendet das berechnete Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax zu der Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung 105. Die Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung 105 benachrichtigt die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A über das von der Verhältnisberechnungseinrichtung 104 empfangene Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax. Obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, kann die numerische Steuereinrichtung 200 Komponenten und Funktionen aufweisen, die denjenigen einer allgemeinen numerischen Steuereinrichtung ähnlich sind.
7 zeigt den Betrieb des numerischen Steuersystems 30 gemäß der dritten Ausführungsform. In Schritt S31 erhält die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 die aktuelle Magnetflussgröße Φ (am Beginn des Schneidens) an dem Induktionsmotor 125 von dem Verstärker 130.
In Schritt S32 berechnet die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 das Verhältnis Φ/Φmax der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung 102 erhaltenen Magnetflussgröße Φ.
In Schritt S33 benachrichtigt die Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung 105 die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A über das durch die Verhältnisberechnungseinrichtung 104 berechnete Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax.
In Schritt S34 erhält die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A einen Vorschubgeschwindigkeitsbefehlswert Fp als Informationen zu der Befehlsgeschwindigkeit von dem Schneidprogramm P, das durch die numerische Steuereinrichtung 200 ausgeführt wird.
In Schritt S35 bestimmt die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A eine anfängliche Geschwindigkeit Fi unter Verwendung der folgenden Formel: Fi = Fp × Φ/Φmax. Dann weist die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103A die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 zu der anfänglichen Geschwindigkeit Fi zu ändern. Insbesondere wenn das aktuelle Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax (am Beginn des Schneidens) groß ist, wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 erhöht. Wenn das aktuelle Magnetflussgrößenverhältnis Φ/Φmax klein ist, wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 reduziert. Die Vorschubgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs 140 als einer Vorschubachse entspricht dem Produkt aus der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 145 und dem Gewindeabstand des Kugelgewindetriebs 140. Die Vorschubgeschwindigkeit der Vorschubachse wird also durch eine Änderung der Drehgeschwindigkeit geändert. Dann weist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 an, die Vorschubgeschwindigkeit zu der anfänglichen Geschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der anfänglichen Geschwindigkeit aus).
Dann weist in Schritt S36 die zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B basierend auf der durch die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung 107 berechneten abgelaufenen Zeit t(s) und der in der Speichereinrichtung 109 gespeicherten Zeitkonstante τ(s) für die Änderung in der Magnetflussgröße die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend zu ändern.
Insbesondere berechnet wie in 8 gezeigt die zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung 103B die Vorschubgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend unter Verwendung der folgenden Formel F(t) und gibt einen Änderungsbefehl, der Informationen zu der berechneten Geschwindigkeit enthält, zu der Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 aus. $F (t) = Fi + (Fp - Fi) \times (1 - exp (- t/ τ)$
Dann weist die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 basierend auf dem angenommenen Änderungsbefehl den Servomotor 145 kontinuierlich oder intermittierend an, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit zu ändern (gibt Informationen zu der geänderten Geschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend aus).
Wenn dann in Schritt S37 die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 die Befehlsgeschwindigkeit nicht erreicht hat (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S36 zurück. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Servomotors 145 die Befehlsgeschwindigkeit erreicht hat (JA), wird die Verarbeitung beendet und gibt die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung 108 die Befehlsgeschwindigkeit zu dem Servomotor 145 aus.
[Effekt der dritten Ausführungsform]
In dem numerischen Steuersystem 30 gemäß der dritten Ausführungsform wird wie bei dem numerischen Steuersystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform und dem numerischen Steuersystem 20 gemäß der zweiten Ausführungsform eine Wärmeerzeugung reduziert und ein stabiles schweres Schneiden realisiert und wird außerdem ein effizientes leichtes Schneiden realisiert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Und die für diese Ausführungsform genannten Effekte sind lediglich die vorteilhaftesten Effekte der vorliegenden Erfindung. Die Effekte der Erfindung sind also nicht auf die hier genannten Effekte beschränkt. Gemäß den Ausführungsformen wird ein durch die numerische Steuereinrichtung 100 oder die numerische Steuereinrichtung 200 implementiertes Steuerverfahren durch Software realisiert. Um das Steuerverfahren durch Software zu realisieren, werden Programme der Software auf einem Computer (der numerischen Steuereinrichtung 100 oder der numerischen Steuereinrichtung 200) installiert. Diese Programme können auf Wechselmedien gespeichert sein und zu Benutzern verteilt werden oder können über ein Netzwerk zu den Computern der Benutzer heruntergeladen werden. Anstatt heruntergeladen zu werden, können die Programme auch als ein Webdienst für die Computer (die numerische Steuereinrichtung 100 oder die numerische Steuereinrichtung 200) der Benutzer über ein Netzwerk angeboten werden.
Gemäß diesen Ausführungsformen ist die numerische Steuereinrichtung konfiguriert, um die Vorschubgeschwindigkeit von einer anfänglichen Geschwindigkeit zu einer Befehlsgeschwindigkeit basierend auf einer Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße zu ändern, wobei sie jedoch nicht darauf beschränkt ist. Die numerische Steuereinrichtung kann auch konfiguriert sein, um die Vorschubgeschwindigkeit zum Beispiel derart zu ändern, dass die Vorschubgeschwindigkeit in Entsprechung zu der abgelaufenen Zeit oder basierend auf einer anderen Regel (wie etwa einer Berechnungsformel) vergrößert wird.
Bezugszeichenliste

10, 20, 30: numerisches Steuersystem
100, 200: numerische Steuereinrichtung
102: Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung
103A: erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung
103B: zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung
104: Verhältnisberechnungseinrichtung
105: Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung
107: Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung
108: Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung
109: Speichereinrichtung
125: Induktionsmotor (Spindelmotor)
145: Servomotor (Vorschubachsenantriebsmotor)
150: Werkzeugmaschine

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 H0569275 [0005]
JP 201356392 [0005]
JP 2000263377 [0005]

Claims

Numerische Steuereinrichtung (100, 200), die eine Werkzeugmaschine (150) mit einem Spindelmotor (125), der durch einen Induktionsmotor gebildet wird, und einem Vorschubachsenantriebsmotor (145) steuert, wobei die numerische Steuereinrichtung (100, 200) umfasst: eine Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (102), die eine Magnetflusserfassungsgröße an dem Spindelmotor (125) erhält, eine Speichereinrichtung (109), die eine Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße an dem Spindelmotor (125) speichert, eine Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung (108), die eine Befehlsgeschwindigkeit annimmt und einen Befehl zum Anweisen einer Vorschubgeschwindigkeit zu dem Vorschubachsenantriebsmotor (145) ausgibt, eine Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung (107), die die seit dem Beginn des Schneidens abgelaufene Zeit berechnet, eine erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (103A), die die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung (108) anweist, die Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubachsenantriebsmotors (145) am Beginn des Schneidens zu einer anfänglichen Geschwindigkeit, die niedriger als die Befehlsgeschwindigkeit ist, basierend auf der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (102) erhaltenen Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens zu ändern, und eine zweite Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (103B), die die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung (108) anweist, die Vorschubgeschwindigkeit von der anfänglichen Geschwindigkeit zu der Befehlsgeschwindigkeit kontinuierlich oder intermittierend basierend auf der durch die Abgelaufene-Zeit-Berechnungseinrichtung (107) berechneten abgelaufenen Zeit und der in der Speichereinrichtung (109) gespeicherten Zeitkonstante für eine Änderung in der Magnetflussgröße zu ändern.
Numerische Steuereinrichtung (100, 200) nach Anspruch 1, wobei die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (102) die Magnetflussgröße an dem Spindelmotor (125) schätzt und die geschätzte Magnetflussgröße als die aktuelle Magnetflussgröße erhält.
Numerische Steuereinrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (103A) die Geschwindigkeitsbefehlseinrichtung (108) anweist, die Vorschubgeschwindigkeit des Vorschubachsenantriebsmotors (145) zu der anfänglichen Geschwindigkeit basierend auf dem Magnetflussgrößenverhältnis, das das Verhältnis der Magnetflussgröße am Beginn des Schneidens zu einer maximalen Magnetflussgröße ist, zu ändern.
Numerische Steuereinrichtung (100, 200) nach Anspruch 3, die weiterhin umfasst: eine Verhältnisberechnungseinrichtung (104), die das Magnetflussgrößenverhältnis basierend auf der durch die Magnetflussgrößen-Erfassungseinrichtung (102) erhaltenen Magnetflussgröße berechnet, und eine Verhältnisbenachrichtigungseinrichtung (105), die die erste Geschwindigkeitsänderungseinrichtung (103A) über das durch die Verhältnisberechnungseinrichtung (104) berechnete Magnetflussgrößenverhältnis benachrichtigt.