DE102018007047A1 - Temperaturschätzungsvorrichtung und Temperaturschätzungsverfahren - Google Patents

Temperaturschätzungsvorrichtung und Temperaturschätzungsverfahren Download PDF

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Abstract

Bei einem Temperaturschätzungsverfahren wird eine Drehzahl (S) einer Spindel (12) erfasst. Des Weiteren werden eine Temperaturanstiegstabelle (32) und eine Temperaturabfalltabelle (34) verwendet, um eine Temperatur (T) eines Lagers (14) aus der Drehzahl (S) der Spindel (12) jedes Mal, wenn eine festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft, zu berechnen. Die Temperaturanstiegstabelle (32) speichert auf verknüpfte Art und Weise die Drehzahl (S) der Spindel (12) und einen Temperaturanstieg (ΔTp) des Lagers (14) auf Grund der Drehung der Spindel (12) in einer vorbestimmten festgelegten Zeit (ΔTd). Die Temperaturabfalltabelle (34) speichert auf verknüpfte Art und Weise die Temperatur (T) des Lagers (14) und einen Temperaturabfall (ΔTm) des Lagers (14) auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit (ΔTd).

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturschätzungsvorrichtung und ein Temperaturschätzungsverfahren zum Schätzen einer Temperatur eines Lagers, das eine Spindel drehbar hält.
  • Allgemeiner Stand der Technik:
  • Die japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2002-346884 offenbart, dass eine Temperatur eines Lagers für eine Spindel durch einen Temperatursensor gemessen wird.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Wenn jedoch ein derartiger Temperatursensor wie in der japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2002-346884 installiert wird, steigen die Kosten.
  • Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Temperaturschätzungsvorrichtung und ein Temperaturschätzungsverfahren bereitzustellen, um eine Temperatur eines Lagers kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau zu schätzen (berechnen).
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Temperaturschätzungsvorrichtung zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, das eingerichtet ist, um eine Spindel einer Werkzeugmaschine drehbar zu halten, umfassend eine Drehzahlerfassungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Drehzahl der Spindel zu erfassen, eine Temperaturanstiegstabelle, in der die Drehzahl der Spindel und ein Temperaturanstieg des Lagers auf Grund der Drehung der Spindel in einer vorbestimmten festgelegten Zeit verknüpft gespeichert sind, eine Temperaturabfalltabelle, in der die Temperatur des Lagers und ein Temperaturabfall des Lagers auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit verknüpft gespeichert sind, und eine Einheit zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, die konfiguriert ist, um die Temperaturanstiegstabelle und die Temperaturabfalltabelle zu verwenden, um die Temperatur des Lagers aus der Drehzahl der Spindel jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit abläuft, zu berechnen.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Temperaturschätzungsverfahren zum Berechnen der Temperatur eines Lagers, das eingerichtet ist, um eine Spindel einer Werkzeugmaschine drehbar zu halten, umfassend einen Drehzahlerfassungsschritt, der darin besteht, eine Drehzahl der Spindel zu erfassen, und einen Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, der darin besteht, unter Verwendung einer Temperaturanstiegstabelle, in der die Drehzahl der Spindel und ein Temperaturanstieg des Lagers auf Grund der Drehung der Spindel in einer vorbestimmten festgelegten Zeit verknüpft gespeichert sind, und auch unter Verwendung einer Temperaturabfalltabelle, in der die Temperatur des Lagers und ein Temperaturabfall des Lagers auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit verknüpft gespeichert sind, die Temperatur des Lagers aus der Drehzahl der Spindel jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit abläuft, zu berechnen.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Temperatur eines Lagers kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau zu schätzen (berechnen).
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung besser hervorgehen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gesehen wird, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als erläuterndes Beispiel gezeigt wird.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 ein Konfigurationsdiagramm einer Temperaturschätzungsvorrichtung zum Schätzen einer Temperatur eines Lagers, das eine Spindel einer Spindelvorrichtung drehbar hält;
    • 2 eine Grafik, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen Zeit und Drehzahl zeigt, wenn die Spindel gedreht wird; und
    • 3 ein Ablaufschema, das eine Betätigung einer Temperaturschätzung des Lagers durch die in 1 gezeigte Temperaturschätzungsvorrichtung zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer Temperaturschätzungsvorrichtung und eines Temperaturschätzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich präsentiert und beschrieben.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Temperaturschätzungsvorrichtung 16 zum Schätzen einer Temperatur T eines Lagers 14, das eine Spindel 12 einer Spindelvorrichtung 10 drehbar hält.
  • Die Spindelvorrichtung 10 umfasst ein röhrenförmiges Gehäuse 18, die Spindel 12 und das Lager 14, das sich auf einer inneren Seite des Gehäuses 18 befindet und die Spindel 12 im Verhältnis zum Gehäuse 18 drehbar hält. Diese Spindelvorrichtung 10 wird in einer Werkzeugmaschine bereitgestellt und weist beispielsweise ein Werkzeug TO auf, das an einem Ende der Spindel 12 angebracht ist. Die Spindelvorrichtung 10 ist mit einem Drehzahlsensor 20 versehen, der eine Drehzahl (Spindeldrehzahl) S der Spindel 12 detektiert.
  • Die Temperaturschätzungsvorrichtung 16 umfasst eine Drehzahlerfassungseinheit 30, eine Temperaturanstiegstabelle 32, eine Temperaturabfalltabelle 34, eine Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers und eine Ausgabeeinheit 38. Die Temperaturschätzungsvorrichtung 16 besteht aus einem Computer, der einen Prozessor, wie etwa eine CPU, und einen Speicher aufweist.
  • Die Drehzahlerfassungseinheit 30 erfasst die Drehzahl (Spindeldrehzahl) S der Spindel 12 basierend auf einem Detektionssignal, das durch den Drehzahlsensor 20 detektiert wird. Es sei zu beachten, dass die Drehzahlerfassungseinheit 30 die Drehzahl S der Spindel 12 basierend auf einem Detektionssignal eines Codierers (Drehgeber, Drehzahlsensor), der in einem Spindelmotor bereitgestellt wird, um die Spindel 12 zu drehen, erfassen kann. Die Drehzahl S, die durch die Drehzahlerfassungseinheit 30 erfasst wird, wird an die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers gesendet. Es sei zu beachten, dass sich die Drehzahl S der Spindel 12 im Verlauf der Zeit ändert. Beispielsweise ändert sich die Drehzahl S der Spindel 12 gemäß einem Bearbeitungsprogramm zum Steuern der Werkzeugmaschine.
  • Die Temperaturanstiegstabelle 32 ist ein Speichermedium, in dem die Drehzahl S der Spindel 12 und ein Temperaturanstieg ΔTp des Lagers 14 auf Grund der Drehung der Spindel 12 in einer vorbestimmten festgelegten Zeit (beispielsweise eine Minute, 1 Sekunde oder weniger) ΔTd verknüpft gespeichert sind. Je höher die Drehzahl S der Spindel 12 wird, desto größer wird die erzeugte Wärmemenge, so dass die Drehzahl S und der Temperaturanstieg ΔTp in der Temperaturanstiegstabelle 32 derart verknüpft gespeichert sind, dass je höher die Drehzahl S wird, desto größer der Temperaturanstieg ΔTp wird.
  • Die Temperaturabfalltabelle 34 ist ein Speichermedium, in dem die Temperatur T des Lagers 14 und ein Temperaturabfall ΔTm des Lagers 14 auf Grund von Wärmeableitung in der vorbestimmten festgelegten Zeit ΔTd verknüpft gespeichert sind. Je höher die Temperatur T des Lagers 14 wird, desto größer wird eine abgeleitete Wärmemenge, so dass die Temperatur T und der Temperaturabfall ΔTm in der Temperaturabfalltabelle 34 derart verknüpft gespeichert sind, dass je höher die Temperatur T des Lagers 14 wird, desto größer der Temperaturabfall ΔTm wird. Es sei zu beachten, dass die Temperatur T des Lagers 14, wenn die Spindel 12 während einer festgelegten Zeit (beispielsweise 3 Stunden) nicht gedreht wurde, als Anfangstemperatur Ts bezeichnet wird. Je größer eine Differenz zwischen der Temperatur T und der Anfangstemperatur Ts des Lagers 14 wird, desto größer ist daher die abgeleitete Wärmemenge.
  • Die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers verwendet die Temperaturanstiegstabelle 32 und die Temperaturabfalltabelle 34, um die Temperatur T des Lagers 14 aus der Drehzahl S der Spindel 12, die durch die Drehzahlerfassungseinheit 30 erfasst wird, jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit ΔTd abläuft, zu berechnen. Mit anderen Worten berechnet die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur T des Lagers 14, indem sie an der Anfangstemperatur Ts des Lagers 14 eine Addition des Temperaturanstiegs ΔTp und eine Subtraktion des Temperaturabfalls ΔTm jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit ΔTd abläuft, vornimmt.
  • Insbesondere berechnet die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur T des Lagers 14, nachdem die festgelegte Zeit ΔTd abgelaufen ist, indem sie aus der Temperaturanstiegstabelle 32 den Temperaturanstieg ΔTp erfasst, der einer aktuellen Drehzahl S der Spindel 12 entspricht, und den erfassten Temperaturanstieg ΔTp zu einer aktuellen Temperatur T des Lagers 14 addiert, und indem sie aus der Temperaturabfalltabelle 34 den Temperaturabfall ΔTm, welcher der aktuellen Temperatur T des Lagers 14 entspricht, erfasst und den erfassten Temperaturabfall ΔTm von der aktuellen Temperatur T des Lagers 14 subtrahiert, jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit ΔTd abläuft. Die Temperatur T des Lagers 14, die durch die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers berechnet wird, wird an die Ausgabeeinheit 38 gesendet. Es sei zu beachten, dass die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers einen nicht abgebildeten Zeitmesser aufweist, der die Zeit taktet.
  • Die Ausgabeeinheit 38 gibt an eine externe Vorrichtung (beispielsweise eine Steuervorrichtung zum Steuern der Werkzeugmaschine) die Temperatur T des Lagers 14 aus, die durch die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers berechnet wird. Dadurch kann die externe Vorrichtung eine gewisse Verarbeitung basierend auf der Temperatur T des Lagers 14, die gesendet wurde, ausführen. Die gewisse Verarbeitung umfasst etwa eine Verarbeitung zum Steuern einer Betätigung basierend auf der Temperatur T des Lagers 14, eine Verarbeitung zum Steuern einer Anzeige, um die Temperatur T des Lagers 14 anzuzeigen, oder eine Verarbeitung zum Bestimmen eines Verschlechterungsgrads oder der restlichen Lebensdauer des Lagers 14 basierend auf der Temperatur T des Lagers 14.
  • Nun wird die Berechnung der Temperatur T des Lagers 14 durch die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers unter Verwendung der in 2 gezeigten Grafik ausführlich beschrieben. Die in 2 gezeigte Grafik ist eine Grafik, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen Zeit und Drehzahl S zeigt, wenn die Spindel 12 gedreht wird.
  • Das Symbol ti gibt einen Zeitpunkt des Schätzens (Berechnens) der Temperatur T des Lagers 14 zu dieser Zeit an, und i wird als eine Ganzzahl vorausgesetzt, die a ≥ i ≥ 0 erfüllt. Entsprechend gibt ein Zeitpunkt ti-1 einen Zeitpunkt an, zu dem die Temperatur T des Lagers 14 beim vorherigen Mal geschätzt (berechnet) wurde, und ein Zeitpunkt ti+1 gibt einen Zeitpunkt an, zu dem die Temperatur T des Lagers 14 beim nächsten Mal geschätzt (berechnet) wird. Daher sind der Zeitpunkt ti und der Zeitpunkt ti-1 jeweils vor dem Zeitpunkt ti und dem Zeitpunkt ti+1 und nach dem Zeitpunkt ti um die festgelegte Zeit ΔTd versetzt. Des Weiteren wird die Drehzahl S der Spindel 12 zu dem Zeitpunkt ti mit Si ausgedrückt, und die Temperatur T des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti wird mit Ti ausgedrückt. Ein Zeitpunkt ti, zu dem die Drehung der Spindel 12 in einem Zustand begonnen hat, in dem die Temperatur T des Lagers 14 die Anfangstemperatur Ts ist, wird mit ti=0 vorausgesetzt. Folglich ist Ts = T0. Es sei zu beachten, dass ta einen Zeitpunkt angibt, zu dem die Berechnung der Temperatur T des Lagers 14 beendet ist.
  • Die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers erfasst aus der Temperaturanstiegstabelle 32 den Temperaturanstieg ΔTp, welcher der Drehzahl Si der Spindel 12 zu dem Zeitpunkt ti entspricht, und erfasst aus der Temperaturabfalltabelle 34 den Temperaturabfall ΔTm, welcher der Ti des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti entspricht. Dann verwendet die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur Ti, den Temperaturanstieg ΔTp und den Temperaturabfall ΔTm, um die Temperatur Ti+1 des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti+1 zu berechnen. Die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers berechnet die Temperatur Ti+1 unter Verwendung eines Vergleichsausdrucks Ti+1 = Ti + ΔTp - ΔTm. Wie es daraus zu verstehen ist, berechnet (schätzt) die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur Ti+1 des Lagers 14, nachdem die festgelegte Zeit ΔTd seit dem Zeitpunkt (ti) abgelaufen ist.
  • Als Nächstes wird eine Betätigung einer Temperaturschätzung des Lagers 14 durch die Temperaturschätzungsvorrichtung 16 gemäß dem Ablaufschema aus 3 beschrieben. Die in 3 gezeigte Betätigung wird für den Fall durchgeführt, dass die Drehung der Spindel 12 gestartet wird, wenn die Temperatur T des Lagers 14 die Anfangstemperatur Ts ist. Des Weiteren wird vorausgesetzt, dass der Drehzahlsensor 20 die Drehzahl S in einem Zyklus von nicht mehr als der festgelegten Zeit ΔTd detektiert.
  • In Schritt S1 stellt die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers i = 0 ein, und in Schritt S2 startet die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers den Zeitmesser.
  • Als Nächstes erfasst die Drehzahlerfassungseinheit 30 in Schritt S3 die Drehzahl Si der Spindel 12 zu dem Zeitpunkt ti, und in Schritt S4 erfasst die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers aus der Temperaturanstiegstabelle 32 den Temperaturanstieg ΔTp des Lagers 14, welcher der Drehzahl Si entspricht, die in Schritt S3 erfasst wird.
  • Als Nächstes erfasst die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers in Schritt S5 aus der Temperaturabfalltabelle 34 den Temperaturabfall ΔTm des Lagers 14, welcher der Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti entspricht. Nun ist für den Fall von i = 0 die Anfangstemperatur Ts die Temperatur Ti=0 des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti=0. Diese Anfangstemperatur Ts wird in dem nicht abgebildeten Speicher der Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers gespeichert. Des Weiteren ist für den Fall von i > 0 die Temperatur T, die zu dem vorherigen Zeitpunkt ti-1 durch die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers in dem letztgenannten Schritt S6 berechnet wurde, die Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti.
  • Als Nächstes addiert die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers in Schritt S6 zu der Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti den Temperaturanstieg ΔTp, der in Schritt S4 erfasst wird, und subtrahiert von der Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti den Temperaturabfall ΔTm, der in Schritt S5 erfasst wird, wodurch die Temperatur Ti+1 des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti+1 berechnet wird.
  • Als Nächstes bestimmt die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers in Schritt S7, ob i = a gilt oder nicht. Falls in Schritt S7 bestimmt wird, dass i = a nicht gilt, dann fährt die Betätigung mit Schritt S8 fort, und falls in Schritt S7 bestimmt wird, dass i = a gilt, dann wird die vorliegende Betätigung zu Ende gebracht.
  • Beim Fortfahren mit Schritt S8 bestimmt die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, ob die festgelegte Zeit ΔTd abgelaufen ist oder nicht, auf der Grundlage einer Zeit, die durch den Zeitmesser getaktet wird. Die Betätigung bleibt in Schritt S8, bis die festgelegte Zeit ΔTd abläuft, und fährt mit Schritt S9 fort, wenn die festgelegte Zeit ΔTd abläuft.
  • Beim Fortfahren mit Schritt S9 setzt die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers den Zeitmesser zurück, und in Schritt S10 inkrementiert die Einheit 36 zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers i (i = i + 1) und kehrt zu Schritt S2 zurück.
  • Es sei zu beachten, dass die Ausgabeeinheit 38 die Temperatur Ti+1, die in Schritt S6 berechnet wird, an die externe Vorrichtung ausgibt. Die Ausgabeeinheit 38 kann die Temperatur Ti+1 jedes Mal ausgeben, wenn die Temperatur Ti+1 in Schritt S6 berechnet wird. Alternativ kann die Ausgabeeinheit 38, wenn in Schritt S7 bestimmt wird, dass i = a gilt, die Temperatur Ti(=a)+1 des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti(=a)+1, die in dem vorherigen Schritt S6 berechnet wurde, ausgeben.
  • Da sich die Drehzahl S der Spindel 12 im Verlauf der Zeit ändert, kann die Temperatur T des Lagers 14 nicht genau bestimmt werden, indem einfach die Drehzahl S der Spindel 12 verwendet wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Temperatur T des Lagers 14 jedoch zu jeder festgelegten Zeit ΔTd berechnet, wobei auch der Temperaturanstieg auf Grund der Drehung und der Temperaturabfall auf Grund von Wärmeableitung berücksichtigt werden, und somit kann die Temperatur T des Lagers 14 kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • Da des Weiteren die Temperaturanstiegstabelle 32, die den Temperaturanstieg ΔTp speichert, welcher der Drehzahl S in der festgelegten Zeit ΔTd entspricht, verwendet wird, um die Temperatur T des Lagers 14 zu berechnen, kann die Temperatur T des Lagers 14 genau geschätzt (berechnet) werden. Da ferner die Temperaturabfalltabelle 34, die den Temperaturabfall ΔTm auf Grund von Wärmeableitung speichert, welcher der Temperatur T des Lagers 14 in der festgelegten Zeit ΔTd entspricht, verwendet wird, um die Temperatur T des Lagers 14 zu berechnen, kann die Temperatur T des Lagers 14 genau geschätzt (berechnet) werden.
  • Es sei zu beachten, dass obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur Ti+1 des Lagers 14 zu dem Zeitpunkt ti+1, nachdem die festgelegte Zeit ΔTd seit dem aktuellen Zeitpunkt ti abgelaufen ist, berechnet wird, eine Konfiguration möglich ist, um die Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem aktuellen Zeitpunkt ti zu berechnen. In diesem Fall wird die Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem aktuellen Zeitpunkt ti unter Verwendung der Temperatur Ti-1 des Lagers 14 zu dem vorherigen Zeitpunkt ti-1, des Temperaturanstiegs ΔTp, welcher der Drehzahl Si-1 zu der vorherigen Zeitpunkt ti-1 entspricht, und des Temperaturabfalls ΔTm, welcher der Temperatur Ti-1 entspricht, berechnet. Mit anderen Worten wird die Temperatur Ti unter Verwendung eines Vergleichsausdrucks Ti = Ti-1 + ΔTp - ΔTm berechnet. Dieses Verfahren zum Berechnen der Temperatur T unterscheidet sich nur durch einen Berechnungszeitpunkt der Temperatur T und ist im Wesentlichen mit dem Verfahren zum Berechnen der Temperatur T identisch, das in der zuvor beschriebenen Ausführungsform beschrieben wurde.
  • Des Weiteren kann die Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem aktuellen Zeitpunkt ti unter Verwendung der Temperatur Ti-1 des Lagers 14 zu dem vorherigen Zeitpunkt ti-1, des Temperaturanstiegs ΔTp, der einem Mittelwert der Drehzahl S in der festgelegten Zeit ΔTd von dem vorherigen Zeitpunkt ti-1 bis zu dem Zeitpunkt ti entspricht, und des Temperaturabfalls ΔTm, welcher der Temperatur Ti-1 entspricht, berechnet werden. Ferner kann die Temperatur Ti des Lagers 14 zu dem aktuellen Zeitpunkt ti unter Verwendung der Temperatur Ti-1 des Lagers 14 zu dem vorherigen Zeitpunkt ti-1, des Temperaturanstiegs ΔTp, welcher der Drehzahl Si zu dem aktuellen Zeitpunkt ti entspricht, und des Temperaturabfalls ΔTm, welcher der Temperatur Ti-1 entspricht, berechnet werden.
  • Aus der Ausführungsform erzielte technische Konzepte
  • Die technischen Konzepte, die aus der zuvor beschriebenen Ausführungsform hervorgehen, werden nachstehend beschrieben.
  • Erstes technisches Konzept
  • Die Temperaturschätzungsvorrichtung (16) berechnet die Temperatur (T) des Lagers (14), das die Spindel (12) der Werkzeugmaschine drehbar hält. Die Temperaturschätzungsvorrichtung (16) umfasst die Drehzahlerfassungseinheit (30), die konfiguriert ist, um die Drehzahl (S) der Spindel (12) zu erfassen, die Temperaturanstiegstabelle (32), in der die Drehzahl (S) der Spindel (12) und der Temperaturanstieg (ΔTp) des Lagers (14) auf Grund der Drehung der Spindel (12) in der vorbestimmten festgelegten Zeit (ΔTd) verknüpft gespeichert sind, die Temperaturabfalltabelle (34), in der die Temperatur (T) des Lagers (14) und der Temperaturabfall (ΔTm) des Lagers (14) auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit (ΔTd) verknüpft gespeichert sind, und die Einheit (36) zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, die konfiguriert ist, um die Temperaturanstiegstabelle (32) und die Temperaturabfalltabelle (34) zu verwenden, um die Temperatur (T) des Lagers (14) aus der Drehzahl (S) der Spindel (12) jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft, zu berechnen.
  • Dadurch kann die Temperatur (T) des Lagers (14) kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • Die Einheit (36) zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers kann die Temperatur des Lagers (14) berechnen, indem sie an der Anfangstemperatur (Ts) des Lagers (14) eine Addition des Temperaturanstiegs (ΔTp) und eine Subtraktion des Temperaturabfalls (ΔTm) jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft, vornimmt. Dadurch kann die Temperatur (T) des Lagers (14) kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • Die Einheit (36) zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers kann die Temperatur (T) des Lagers (14), nachdem die festgelegte Zeit (ΔTd) abgelaufen ist, berechnen, indem sie aus der Temperaturanstiegstabelle (32) den Temperaturanstieg (ΔTp), der einer aktuellen Drehzahl (S) der Spindel (12) entspricht, erfasst und den erfassten Temperaturanstieg (ΔTp) zu der aktuellen Temperatur (T) des Lagers (14) addiert, und indem sie aus der Temperaturabfalltabelle (34) den Temperaturabfall (ΔTm), welcher der aktuellen Temperatur (T) des Lagers (14) entspricht, erfasst und den erfassten Temperaturabfall (ΔTm) von der aktuellen Temperatur (T) des Lagers (14) subtrahiert, jedes Mal wenn die festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft. Dadurch kann die Temperatur (T) des Lagers (14) kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • Zweites technisches Konzept
  • Das Temperaturschätzungsverfahren berechnet die Temperatur (T) des Lagers (14), das die Spindel (12) der Werkzeugmaschine drehbar hält. Das Temperaturschätzungsverfahren umfasst einen Drehzahlerfassungsschritt, der darin besteht, die Drehzahl (S) der Spindel (12) zu erfassen, und einen Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, der darin besteht, unter Verwendung der Temperaturanstiegstabelle (32), in der die Drehzahl (S) der Spindel (12) und der Temperaturanstieg (ΔTp) des Lagers (14) auf Grund der Drehung der Spindel (12) in der vorbestimmten festgelegten Zeit (ΔTd) verknüpft gespeichert sind, und auch unter Verwendung der Temperaturabfalltabelle (34), in der die Temperatur (T) des Lagers (14) und der Temperaturabfall (ΔTm) des Lagers (14) auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit (ΔTd) verknüpft gespeichert sind, die Temperatur (T) des Lagers (14) aus der Drehzahl (S) der Spindel (12) jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft, zu berechnen.
  • Dadurch kann die Temperatur (T) des Lagers (14) kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • In dem Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers kann die Temperatur des Lagers (14) berechnet werden, indem an der Anfangstemperatur (Ts) des Lagers (14) eine Addition des Temperaturanstiegs (ΔTp) und eine Subtraktion des Temperaturabfalls (ΔTm) jedes Mal erfolgt, wenn die festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft. Dadurch kann die Temperatur (T) des Lagers (14) kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • In dem Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers kann die Temperatur (T) des Lagers (14), nachdem die festgelegte Zeit (ΔTd) abgelaufen ist, berechnet werden, indem aus der Temperaturanstiegstabelle (32) der Temperaturanstieg (ΔTp), der einer aktuellen Drehzahl (S) der Spindel (12) entspricht, erfasst wird, und indem der erfasste Temperaturanstieg (ΔTp) zu der aktuellen Temperatur (T) des Lagers (14) addiert wird, und indem aus der Temperaturabfalltabelle (34) der Temperaturabfall (ΔTm), welcher der aktuellen Temperatur (T) des Lagers (14) entspricht, erfasst wird und der erfasste Temperaturabfall (ΔTm) von der aktuellen Temperatur (T) des Lagers (14) subtrahiert wird, jedes Mal wenn die festgelegte Zeit (ΔTd) abläuft. Dadurch kann die Temperatur (T) des Lagers (14) kostengünstig und ohne Verwendung eines Temperatursensors genau geschätzt (berechnet) werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002346884 [0002, 0003]

Claims (6)

  1. Temperaturschätzungsvorrichtung (16) zum Berechnen einer Temperatur (T) eines Lagers (14), das eingerichtet ist, um eine Spindel (12) einer Werkzeugmaschine drehbar zu halten, umfassend: eine Drehzahlerfassungseinheit (30), die konfiguriert ist, um eine Drehzahl (S) der Spindel zu erfassen; eine Temperaturanstiegstabelle (32), in der die Drehzahl der Spindel und ein Temperaturanstieg (ΔTp) des Lagers auf Grund der Drehung der Spindel in einer vorbestimmten festgelegten Zeit (ΔTd) verknüpft gespeichert sind; eine Temperaturabfalltabelle (34), in der die Temperatur (T) des Lagers und ein Temperaturabfall (ΔTm) des Lagers auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit verknüpft gespeichert sind; und eine Einheit (36) zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, die konfiguriert ist, um die Temperaturanstiegstabelle und die Temperaturabfalltabelle zu verwenden, um die Temperatur des Lagers aus der Drehzahl der Spindel jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit abläuft, zu berechnen.
  2. Temperaturschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur des Lagers berechnet, indem sie an einer Anfangstemperatur (Ts) des Lagers eine Addition des Temperaturanstiegs und eine Subtraktion des Temperaturabfalls jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit abläuft, vornimmt.
  3. Temperaturschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einheit zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur des Lagers, nachdem die festgelegte Zeit abgelaufen ist, berechnet, indem sie aus der Temperaturanstiegstabelle den Temperaturanstieg, der einer aktuellen Drehzahl der Spindel entspricht, erfasst und den erfassten Temperaturanstieg zu einer aktuellen Temperatur des Lagers addiert, und indem sie aus der Temperaturabfalltabelle den Temperaturabfall, welcher der aktuellen Temperatur des Lagers entspricht, erfasst und den erfassten Temperaturabfall von der aktuellen Temperatur des Lagers, subtrahiert, jedes Mal wenn die festgelegte Zeit abläuft.
  4. Temperaturschätzungsverfahren zum Berechnen einer Temperatur (T) eines Lagers (14), das eingerichtet ist, um eine Spindel (12) einer Werkzeugmaschine drehbar zu halten, umfassend: einen Drehzahlerfassungsschritt, der darin besteht, eine Drehzahl (S) der Spindel zu erfassen; und einen Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, der darin besteht, unter Verwendung einer Temperaturanstiegstabelle (32), in der die Drehzahl der Spindel und ein Temperaturanstieg (ΔTp) des Lagers auf Grund der Drehung der Spindel in einer vorbestimmten festgelegten Zeit (ΔTd) verknüpft gespeichert sind, und auch unter Verwendung einer Temperaturabfalltabelle (34), in der die Temperatur des Lagers und ein Temperaturabfall (ΔTm) des Lagers auf Grund von Wärmeableitung in der festgelegten Zeit verknüpft gespeichert sind, die Temperatur des Lagers aus der Drehzahl der Spindel jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit abläuft, zu berechnen.
  5. Temperaturschätzungsverfahren nach Anspruch 4, wobei in dem Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers, die Temperatur des Lagers berechnet wird, indem an einer Anfangstemperatur (Ts) des Lagers eine Addition des Temperaturanstiegs und eine Subtraktion des Temperaturabfalls jedes Mal, wenn die festgelegte Zeit abläuft, erfolgt.
  6. Temperaturschätzungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei in dem Schritt zum Berechnen einer Temperatur eines Lagers die Temperatur des Lagers, nachdem die festgelegte Zeit abgelaufen ist, berechnet wird, indem aus der Temperaturanstiegstabelle der Temperaturanstieg, der einer aktuellen Drehzahl der Spindel entspricht, erfasst wird und der erfasste Temperaturanstieg zu einer aktuellen Temperatur des Lagers addiert wird, und indem aus der Temperaturabfalltabelle der Temperaturabfall, welcher der aktuellen Temperatur des Lagers entspricht, erfasst wird, und der erfasste Temperaturabfall von der aktuellen Temperatur des Lagers subtrahiert wird, jedes Mal wenn die festgelegte Zeit abläuft.
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