DE102019130237A1

DE102019130237A1 - Parametereinstellvorrichtung, system undparametereinstellverfahren

Info

Publication number: DE102019130237A1
Application number: DE102019130237.4A
Authority: DE
Inventors: Naoya Takeuchi; Rikizou Watanabe
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-05-20
Also published as: JP2020086514A; CN111190388A; US20200159184A1

Abstract

Eine Parametereinstellvorrichtung (26) ist dazu ausgestaltet, einen Parameter, der sich auf eine Geschwindigkeit eines Tisches (22) einer Werkzeugmaschine (10) bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch (22) angeordneten Objekts einzustellen. Die Parametereinstellvorrichtung (26) umfasst eine Lastermittlungseinheit (36), die dazu ausgestaltet ist, die Größe der Belastung des Tisches (22) zu ermitteln, eine Speichereinheit (38), die den der Größe der Belastung zugeordneten Parameter speichert, und eine Parametereinstelleinheit (40), die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der Speichereinheit (38) den Parameter auf der Basis der Größe der Belastung einzustellen, die durch die Lastermittlungseinheit (36) bei still stehendem Tisch (22) ermittelt wurde.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Parametereinstellvorrichtung zum Einstellen eines Parameters, der sich auf die Geschwindigkeit des Tisches einer Werkzeugmaschine bezieht, auf ein System, das die Parametereinstellvorrichtung aufweist, und auf ein Parametereinstellverfahren.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinem führt eine Werkzeugmaschine Bearbeitungsvorgänge mit einer Bearbeitungsvorrichtung, einem zusätzlichen Achsentisch etc. aus, wobei das Werkstück auf einem Tisch der Werkzeugmaschine angebracht ist. Es ist daher notwendig, Parameter, beispielsweise eine Zeitkonstante, die sich auf die Geschwindigkeit des Tisches bezieht, unter Berücksichtigung des Gewichts der auf dem Tisch montierten Objekte einzustellen. Wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 08-314531 beschrieben ist, wurden herkömmlicherweise bei Werkzeugmaschinen derartige Parameter manuell eingestellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Wenn Paramater für die Tischgeschwindigkeit manuell eingestellt werden, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 08-314531 beschrieben ist, besteht die Befürchtung, dass die Parameter eingestellt werden, ohne das Gewicht der auf dem Tisch angeordneten Objekte zu berücksichtigen, was möglicherweise zu Parameterwerten führt, die für das tatsächliche Gewicht der Objekte auf dem Tisch ungeeignet sind. Das Durchführen von Bearbeitungsvorgängen mit Parametereinstellungen, die für ein höheres Gewicht gelten als das Gewicht der Objekte auf dem Tisch, kann in nachteiliger Weise die Zeit des Bearbeitungszyklus unnötig verlängern. Andererseits kann das Durchführen von Bearbeitungsvorgängen mit Parametereinstellungen, die für ein geringeres Gewicht als das Gewicht der Objekte auf dem Tisch gelten, die Werkzeugmaschine beschädigen, die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verschlechtern und die Lebensdauer (Standzeit) der Werkzeugmaschine nachteilig verkürzen.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Parametereinstellvorrichtung vorzuschlagen, die in der Lage ist, einen Parameter für die Geschwindigkeit des Tisches automatisch so einzustellen, dass er zu dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte passt, sowie ein System und ein Parametereinstellverfahren .
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Parametereinstellvorrichtung vorgeschlagen, die dazu ausgestaltet ist, einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit eines Tisches einer Werkzeugmaschine bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch angeordneten Objektes einzustellen. Die Parametereinstellvorrichtung umfasst eine Lastermittlungseinheit, die dazu ausgestaltet ist, die Größe der Belastung des Tisches zu ermitteln, eine Speichereinheit, die den Parameter entsprechend der Größe der Belastung speichert, und eine Parametereinstelleinheit, die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der Speichereinheit den Parameter auf der Basis der Größe der Belastung, die durch die Lastermittlungseinheit bei stillstehendem Tisch ermittelt wurde, einzustellen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System vorgeschlagen, das die oben beschriebene Parametereinstellvorrichtung und eine Antriebssteuereinheit umfasst, die dazu ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeitssteuerung des Tisches auf der Basis des durch die Parametereinstelleinheit eingestellten Parameters durchzuführen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Parametereinstellverfahren vorgeschlagen zum Einstellen eines Parameters, der sich auf die Geschwindigkeit des Tisches einer Werkzeugmaschine bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch angeordneten Objekts. Das Parametereinstellverfahren umfasst einen Lastermittlungsschritt zum Ermitteln der Größe der Belastung des Tisches, und eine Parametereinstellschritt zum Einstellen des Parameters auf der Basis der in dem Lastermittlungsschritt bei stillstehendem Tisch ermittelten Größe der Belastung unter der Verwendung einer Speichereinheit, die den der Größe der Belastung zugeordneten Parameter speichert.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit des Tisches bezieht, passend zu dem Gewicht der auf dem Tisch angeordneten Objekte automatisch einzustellen.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems gemäß einer Ausführungsform darstellt,
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Messeinheit, die aus einem Luftmikrosensor besteht,
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Größe der Belastung und einer Zeitkonstante zeigt,
4 ist ein Fließbild, das ein Parametereinstellverfahren durch die Parametereinstellvorrichtung darstellt,
5 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems gemäß einer ersten Modifikation zeigt,
6 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems gemäß einer zweiten Modifikation zeigt,
7 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems gemäß einer dritten Modifikation zeigt,
8 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Messeinheit, die aus Kontaktsensoren gemäß einer vierten Modifikation besteht,
9 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems gemäß einer fünften Modifikation zeigt,
10 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems gemäß einer sechsten Modifikation zeigt, und
11 ist ein Diagramm, zur Erläuterung einer Messeinheit gemäß einer siebten Modifikation, die aus einem Magnet und einem Hall-Element besteht.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Parametereinstellvorrichtung, das System und das Parametereinstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
[Ausführungsform]
1 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines System 10 gemäß einer Ausführungsform darstellt. Das System 10 ist eine Werkzeugmaschine, die einen Werkzeugmaschinenkörper 10a und eine numerische Steuervorrichtung 10b aufweist. Das System 10 kann nachfolgend als eine Werkzeugmaschine 10 bezeichnet werden. Der Werkzeugmaschinenkörper 10a umfasst ein Werkzeug 12, eine Spindel 12a, ein Bett 14, Y-Achsen-Schienen 16, einen Sattel 18, X-Achsen-Schienen 20 und einen Tisch 22. Die numerische Steuervorrichtung 10b steuert die Relativposition zwischen dem Werkzeug 12 und dem Tisch 22 des Werkzeugmaschinenkörpers 10a, wenn ein Werkstück W auf dem Tisch 22 bearbeitet wird. Die numerische Steuervorrichtung 10b umfasst eine Antriebssteuereinheit 24, eine Parametereinstellvorrichtung 26 und eine Parameterhalteeinheit 28.
Die Y-Achsen-Schienen 16 sind auf dem Bett 14 so angeordnet, dass sie sich in Richtung der Y-Achse erstrecken. Der Sattel 18 weist Bewegungselemente 30 auf, die sich linear auf den Y-Achsen-Schienen 16 in der Richtung der Y-Achse bewegen können, und kann sich somit in der Richtung der Y-Achse auf den Y-Achsen-Schienen 16 bewegen. Der Sattel 18 kann in Richtung der Y-Achse bewegt werden, indem ein Y-Achsen-Motor (nicht dargestellt), der durch die Antriebssteuereinheit 24 gesteuert wird, angetrieben wird.
Die X-Achsen-Schienen 20 sind auf dem Sattel 18 so angeordnet, dass sie sich in Richtung der X-Achse erstrecken. Der Tisch 22 weist Bewegungselemente 32 auf, die sich auf den X-Achsen-Schienen 20 in Richtung der X-Achse linear bewegen können, und kann sich somit auf den X-Achsen-Schienen 20 in Richtung der X-Achse bewegen. Der Tisch 22 kann in Richtung der X-Achse bewegt werden, indem ein X-Achsen-Motor (nicht dargestellt), der durch die Antriebsteuereinheit 24 gesteuert wird, angetrieben wird. Der Sattel 18 trägt den Tisch 22 auf diese Weise und die Antriebsteuereinheit 24 ermöglicht eine Bewegung des Werkstücks W auf dem Tisch 22 in der Richtung der X-Ache und der Richtung der Y-Achse.
An einer oberen Fläche des Sattels 18 sind mehrere Messeinheiten 34 vorgesehen. Hierbei sind die Messeinheiten 34 an mehreren Positionen des Sattels 18 vorgesehen, um die Größe der Belastung an den mehreren Positionen des Tisches 22 zu ermitteln. Ein besonderes Beispiel für die Messeinheit 34 ist ein Luftmikrosensor (Luftspaltsensor zur präzisen Bearbeitung). 2 ist ein Diagramm, dass die Messeinheit 34 darstellt, die aus einem Luftmikrosensor besteht. Der auf der oberen Fläche des Sattels 18 als Messeinheit 34 vorgesehene Luftmikrosensor bläst Luft 35 gegen die Bodenfläche des Tisches 22, um die Größe der Änderung des Luftdrucks zu messen.
Die Parametereinstellvorrichtung 26 umfasst eine Lastermittlungseinheit 36, eine Speichereinheit 38 und eine Parametereinstelleinheit 40.
Die Lastermittlungseinheit 36 ermittelt die Größe der Belastung des Tisches 22 auf der Basis der durch die Messeinheit 34 gemessenen Messwerte. Die Größe der Änderung des Luftdrucks, die ein Messwert ist, der von dem als Messeinheit 34 dienenden Luftmikrosensor gemessen wird, entspricht der Größe der Änderung des Abstandes zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18. Außerdem entspricht die Größe der Änderung des Abstandes zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18 der Größe der Belastung des Tisches 22 entsprechend dem Gewicht der auf dem Tisch 22 angeordneten Objekte, so dass die Lastermittlungseinheit 36 die Größe der Belastung des Tisches 22 aus der Größe der Änderung des Luftdrucks, die als Messwert gegeben wird, ermitteln kann. Da die Messeinheiten 34 an mehreren Positionen angeordnet sind, kann die Lastermittlungseinheit 36 mehrere Größen der Belastung an den mehreren Positionen des Tisches 22 ermitteln.
Die Speichereinheit 38 speichert einen Parameter oder mehrere Parameter, die der Größe der Belastung zugeordnet sind. Nun sind der/die Parameter solche, die sich auf eine Bewegungsgeschwindigkeit (Geschwindigkeit) des Tisches 22 beziehen. Besondere Beispiele der Parameter umfassen eine Zeitkonstante zur Bestimmung der Beschleunigung des Tisches 22, eine Maximalgeschwindigkeit des Tisches und so weiter. Der/Die Parameter können die Zeitkonstante und/oder die Maximalgeschwindigkeit umfassen oder können sowohl die Zeitkonstante als auch die Maximalgeschwindigkeit umfassen. Damit die Werkzeugmaschine 10 einen geeigneten Bearbeitungsvorgang durchführt, ist es erforderlich, dass der/die Parameter, der/die sich auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Tisches 22 beziehten), entsprechend dem Gewicht der auf dem Tisch 22 angeordneten Objekte bestimmt wird/werden. Die Speichereinheit 38 kann Parameter jeweils für die Richtung der X-Achse und die Richtung der Y-Achse speichern.
3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Größe der Belastung und der Zeitkonstante darstellt. Die vertikale Achse steht für die Größe der Belastung, wobei die Größe der Belastung ihre obere Grenze bei einer Belastung gleich 0 hat und negative Werte mit nach unten zunehmenden Absolutwerten zeigt. Die horizontale Achse steht für die Zeitkonstante, wobei der Wert nach rechts zunimmt und nach links abnimmt. Der Absolutwert der Größe der Belastung steigt, wenn das Gewicht der Objekte auf dem Tisch 22 zunimmt, und die Zeitkonstante muss erhöht werden, wenn das Gewicht der Objekte auf dem Tisch 22 zunimmt.
Wie in 3 gezeigt ist, ist es daher notwendig, die Zeitkonstante zu vergrößern, wenn der Absolutwert der Größe der Belastung steigt. Diese Beziehung zwischen der Größe der Belastung und der Zeitkonstante ist vorab in der Speichereinheit 38 als ein der Größe der Belastung zugeordneter Parameter gespeichert. Da der Parameter wie oben erwähnt eine Maximalgeschwindigkeit des Tisches 22 sein kann, kann eine Beziehung zwischen der Größe der Belastung und der Maximalgeschwindigkeit vorab als ein der Größe der Belastung zugeordneter Parameter in der Speichereinheit 38 gespeichert werden. Bei der Beziehung zwischen der Größe der Belastung und der Maximalgeschwindigkeit sinkt der Absolutwert der Maximalgeschwindigkeit, wenn der Absolutwert der Größe der Belastung steigt.
Die Parametereinstelleinheit 40 stellt den/die Parameter in der Parameterhalteeinheit 28 ein. Im Einzelnen bezieht die Parametereinstelleinheit 40 von der Speichereinheit 38 einen Parameter, der der Größe der Belastung zugeordnet ist, welche die Lastermittlungseinheit 36 bei still stehenden Tisch 22 ermittelt hat, und stellt den bezogenen Parameter in die Parameterhalteeinheit 28 ein. Hierbei stellt die Parametereinstelleinheit 40 in der Parameterhalteeinheit 28 eine Zeitkonstante oder eine Maximalgeschwindigkeit als den Parameter ein, der der ermittelten Größe der Belastung zugeordnet ist, indem ein Verhältnis zwischen der Größe der Belastung und der Zeitkonstante oder ein Verhältnis zwischen der Größe der Belastung und der Maximalgeschwindigkeit, die in der Speichereinheit 38 gespeichert sind, verwendet werden.
Da die Lastermittlungseinheit 36 die Größe der Belastung von den Messeinheiten 34, die an mehreren Positionen angeordnet sind, bezieht, stellt nun die Parametereinstelleinheit 40 einen Parameter ein, der dem Durchschnittswert der mehreren Belastungsgrößen, dem größten Belastungswert von den mehreren Belastungswerten (den maximalen Betrag der Belastung) oder dergleichen entspricht. Wenn die Parametereinstelleinheit 40 den Durchschnittswert der mehreren Belastungswerte berechnet, kann sie den Durchschnittswert berechnen, wobei alle der mehreren Belastungswerte gemäß einer vorbestimmten Bedingung gewichtet werden. Hierbei kann anstelle der mehreren Messeinheiten 34 auch lediglich eine Messeinheit 34 an einer bestimmten Position vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Parametereinstelleinheit 40 dazu angepasst, einen Parameter entsprechend der Größe der Belastung, die durch die eine Messeinheit 34 gemessen wird, einzustellen.
Die Parameterhalteinheit 28 ist ein Speichermedium, das Parameter hält (speichert). Die Antriebssteuereinheit 24 steuert die Geschwindigkeit des Tisches 22 auf der Basis der eingestellten Parameter, die in der Parameterhalteeinheit 28 gehalten werden. Somit steuert die Antriebssteuereinheit 24 die Geschwindigkeit des Tisches 22 entsprechend der Zeitkonstante, der maximalen Geschwindigkeit, die durch die Parametereinstelleinheit 40 eingestellt wurden, so dass das Werkstück W bearbeitet wird. Die Antriebssteuereinheit 24 führt auf der Basis der eingestellten Parameter eine Geschwindigkeitssteuerung des Tisches 22 in der Richtung der X-Achse und eine Geschwindigkeitssteuerung in der Richtung der Y-Achse durch.
4 ist ein Fließbild, das ein Parametereinstellverfahren darstellt, das durch die Parametereinstellvorrichtung 26 durchgeführt wird. Zunächst ermittelt die Lastermittlungseinheit 36 die Größe der Belastung des Tisches 22 auf der Basis der Messungen, die durch die Messeinheiten 34 bei still stehendem Tisch 22 durchgeführt werden (Schritt S1).
Als nächstes bezieht die Parametereinstelleinheit 40 von der Speichereinheit 38 einen Parameter, der der Größe der Belastung entspricht, die durch die Lastermittlungseinheit 36 in Schritt S1 ermittelt wurde (Schritt S2).
Dann stellt die Parametereinstelleinheit 40 den in Schritt S2 bezogenen Parameter in die Parameterhalteeinheit 28 ein (Schritt S3). Der Prozess zum automatischen Einstellen eines Parameters ist damit abgeschlossen.
Gemäß dem/den Parameter(n), die in Schritt S3 in der Parameterhalteinheit 28 eingestellt wurden, steuert die Antriebssteuereinheit 24 die Geschwindigkeit des Tisches 22, um dadurch den Tisch 22 so anzutreiben, dass das Werkstück W passend bearbeitet werden kann.
Mit der Parametereinstellvorrichtung 26, dem System 10 und dem Parametereinstellverfahren gemäß der Ausführungsform ist es möglich, einen Parameter für die Geschwindigkeit des Tisches 22 der Werkzeugmaschine 10 automatisch in einer Weise einzustellen, die zu dem Gewicht der auf dem Tisch angeordneten Objekte passt, ohne den Tisch 22 zu bewegen. Dadurch kann die Geschwindigkeit des Tisches 22 in geeigneter Weise entsprechend dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte gesteuert werden. Dies ermöglicht es wiederum, die Bearbeitungszykluszeit zu optimieren, die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks W zu verbessern, ohne die Werkzeugmaschine 10 zu beschädigen, und die Lebenszeit der Werkzeugmaschine 10 zu verlängern.
[Modifikation]
Die oben beschriebene Ausführungsform kann in der unten beschriebenen Weise modifiziert werden.
(Erste Modifikation)
5 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Systems 42 gemäß einer ersten Modifikation darstellt. Das System 42 ist eine Werkzeugmaschine und wird nachfolgend als eine Werkzeugmaschine 42 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 42 ist ähnlich gestaltet wie die Werkzeugmaschine 10 gemäß 1. Bei der Werkzeugmaschine 42 umfasst aber eine Steuervorrichtung 46, die sich von der numerischen Steuervorrichtung 44 unterscheidet, die Parametereinstellvorrichtung 26. Indem die Steuervorrichtung 46, beispielsweise ein Personalcomputer oder Mikrocomputer, der anders ist als die numerische Steuervorrichtung 44, die Funktion der Parametereinstellvorrichtung 26 aufweist, wird es möglich, Wartungsarbeiten zu erleichtern, ohne die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung 44 wesentlich zu verändern. Die numerische Steuervorrichtung 44 umfasst hierbei die Antriebssteuereinheit 24 und die Parameterhalteeinheit 28.
(Zweite Modifikation)
6 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Systems 50 gemäß einer zweiten Modifikation darstellt. Das System 50 ist ein Werkzeugmaschinensystem, das mehrere Werkzeugmaschinen 52 enthält, die jeweils eine numerische Steuervorrichtung 56 aufweisen. Bei der zweiten Modifikation umfasst die numerische Steuervorrichtung 46 einer der mehreren Werkzeugmaschinen 52 die Parametereinstellvorrichtung 26. Hierbei umfasst jede Werkzeugmaschine 52 die Messeinheit 34, und jede numerische Steuervorrichtung 56 umfasst die Antriebssteuereinheit 24 und die Parameterhalteeinheit 28.
Bei der zweiten Modifikation stellt die Parametereinstellvorrichtung 26 Parameter für jede einzelne Werkzeugmaschine 52 auf der Basis der Größe der Belastung ein, die von den Messeinheiten 34 für jede der mehreren Werkzeugmaschinen 52 bezogen wurde. Auch wenn das System 50 eine höhere Zahl an Werkzeugmaschinen 52 umfasst, kann auf diese Weise die in einer numerischen Steuervorrichtung 56 vorgesehene Parametereinstellvorrichtung 26 Parameter für jede einzelne Werkzeugmaschine 52 entsprechend dem Gewicht der auf dem Tisch 22 jeder der Werkzeugmaschinen 52 platzierten Objekte einstellen. Auch bei einem Werkzeugmaschinensystem mit mehreren Werkzeugmaschinen 52 ist es somit möglich, geeignete Parameter für die Geschwindigkeit des Tisches 22 jeder Werkzeugmaschine 52 automatisch einzustellen. Die Speichereinheit 38 der Parametereinstellvorrichtung 26 kann einen der Größe der Belastung zugeordneten Parameter wie in 3 gezeigt für jede einzelne Werkzeugmaschine 52 speichern.
(Dritte Modifikation)
7 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems 66 gemäß einer dritten Modifikation darstellt. Das System 66 ist ein Werkzeugmaschinensystem, das eine Steuervorrichtung 68 und mehrere Werkzeugmaschinen 76 umfasst, die jeweils eine numerische Steuervorrichtung 76 aufweisen. Bei der dritten Modifikation umfasst die Steuervorrichtung 68, beispielsweise ein Personalcomputer oder Microcomputer, der sich von der numerischen Steuervorrichtung 76 unterscheidet, die Parametereinstellvorrichtung 26. Hierbei weisen die Werkzeugmaschinen 70 jeweils die Messeinheiten 34 auf und jede numerische Steuervorrichtung 76 weist die Antriebssteuereinheit 24 und die Parameterhalteeinheit 28 auf.
Bei der dritten Modifikation stellt die Parametereinstellvorrichtung 26 Parameter für jede einzelne Werkzeugmaschine 70 auf der Basis der Größe der Belastung ein, die von den Messeinheiten 34 jeder der mehreren Werkzeugmaschinen 70 bezogen wurde. Auf diese Weise kann die in der Steuervorrichtung 68 vorgesehene Parametereinstellvorrichtung 26 Parameter für jede einzelne Werkzeugmaschine 70 entsprechend dem Gewicht der auf dem Tisch 22 jeder der Werkzeugmaschinen 70 angeordneten Objekte einstellen, auch wenn das System 66 eine erhöhte Zahl an Werkzeugmaschinen 70 aufweist. Auch bei einem Werkzeugmaschinensystem mit mehreren Werkzeugmaschinen 70 ist es daher möglich, Parameter, die sich auf die Geschwindigkeit des Tisches 22 jeder Werkzeugmaschine 70 beziehen, in geeigneter Weise automatisch einzustellen, ohne die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtungen 76 wesentlich zu verändern. Die Speichereinheit 38 der Parametereinstellvorrichtung 26 kann einen der Größe der Belastung zugeordneten Parameter wie in 3 gezeigt für jede einzelne Werkzeugmaschine 70 speichern.
(Vierte Modifikation)
8 ist ein Diagramm, das eine Messeinheit 84 gemäß einer vierten Modifikation darstellt, die durch Kontaktsensoren gebildet wird. Bei der vierten Modifikation werden die Messeinheiten 34 des Systems 10 gemäß 1 durch Messeinheiten 84 mit Kontaktsensoren ersetzt. Jede Messeinheit 84 umfasst mehrere Kontaktsensoren 84a bis 84d. Der Aufbau ist der gleiche wie bei 1 bis auf die Messeinheiten 84. Die Lastermittlungseinheit 36 ermittelt die Größe der Belastung auf der Basis der Messwerte, die von den Messeinheiten 84 gemessen werden. Die Kontaktsensoren 84a bis 84d sind an dem Sattel 18 vorgesehen. Es sind Sensoren, die eingeschaltet werden, wenn ein Abstand d zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18 kleiner wird als ein bestimmter Wert, und sind ansonsten ausgeschaltet. Im Einzelnen schaltet der Kontaktsensor 84a ein, wenn d < d1, der Kontaktsensor 84b schaltet ein, wenn d ≤ d2, der Kontaktsensor 84c schaltet ein, wenn d ≤ d3, und der Kontaktsensor 84d schaltet ein, wenn d ≤ d4. Hierbei gilt die Relation d1 > d2 > d3 > d4. Die Lastermittlungseinheit 36 weist Messwerte auf, die anzeigen, ob die Kontaktsensoren 84a bis 84d in einem Ein- oder Auszustand sind. Wenn die Kontaktsensoren 84a und 84b sich einschalten und die Kontaktsensoren 84c und 84d aus bleiben, kann somit gefolgert werden, dass d2 ≥ d > d3, wodurch die Lastermittlungseinheit 36 die Größe der Belastung des Tisches 22 durch Abschätzen ermitteln kann. Die Messeinheit 84 kann den Wert (klein und groß) der Größe der Belastung grob abschätzen, wenn sie wenigstens zwei Kontaktsensoren aufweist, die zwei unterschiedlichen Abständen zugeordnet sind.
(Fünfte Modifikation)
9 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Systems 86 gemäß einer fünften Modifikation darstellt. Bei dem System 86 sind die Messeinheiten 34 des Systems 10 gemäß 1 durch Messeinheiten 88 ersetzt, die durch einen Dehnungsmessstreifen gebildet werden. Die Messeinheiten 88, die durch einen Dehnungsmessstreifen gebildet werden, sind auf den X-Achsen-Schienen 20 an Positionen vorgesehen, an denen die Last des Tisches 22 über die Bewegungselemente 32 wirkt, wenn der Tisch 22 steht. Es ist somit möglich, das Gewicht der auf dem Tisch 22 angeordneten Objekte als Größe der Belastung (Dehnung) zu messen. Vier Messeinheiten 88 mit Dehnungsmessstreifen sind insgesamt vorgesehen, einschließlich derjenigen, die an der X-Achsen-Schiene 20 vorgesehen sind, die auf der Rückseite des Zeichnungsblattes versteckt ist. Die Lastermittlungseinheit 36 kann die von den Messeinheiten 88 gemessenen Belastungswerte beziehen.
(Sechste Modifikation)
10 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Systems 90 gemäß einer sechsten Modifikation darstellt. Bei dem System 90 sind die Messeinheiten 34 des Systems 10 gemäß 1 durch eine Messeinheit 92 ersetzt, die durch eine optische Kamera gebildet wird. Die Messeinheit 92 einer optischen Kamera kann Bilder eines Bereichs zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18 aufnehmen, um einen Abstand zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18 zu erkennen und zu messen. Auf der Basis des Abstandes zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18, der durch die Messeinheit 92 gemessen wird, kann die Lastermittlungseinheit 36 die Größe der Belastung des Tisches 22 ermitteln.
(Siebte Modifikation)
11 ist ein Diagramm, das eine Messeinheit 94 gemäß einer siebten Modifikation darstellt, die aus einem Magnet 94a und einem Hall-Element 94b besteht. Bei der siebten Modifikation werden die Messeinheiten 34 in dem System 10 gemäß 1 durch Messeinheiten 94 ersetzt. Jede Messeinheit 94 besteht aus dem Magnet 94a und dem Hall-Element 94b. Der Aufbau ist der gleiche wie bei 1 bis auf die Messeinheiten 94. Die Lastermittlungseinheit 36 ermittelt die Größe der Belastung auf der Basis der Messwerte, die von den Messeinheiten 94 gemessen werden. Der Magnet 94a ist an einer unteren Fläche des Tisches 22 angeordnet, und das Hall-Element 94b ist an einer oberen Fläche des Sattels 18 angeordnet. Das Hall-Element 94b kann aber auch an der unteren Fläche des Tisches 22 angeordnet sein, wobei dann der Magnet 94a an der oberen Fläche des Sattels 18 angeordnet ist. Bei der so konfigurierten Messeinheit 94 erfasst das Hall-Element 94b die Stärke des Magnetfeldes, das von dem Abstand zwischen dem Tisch 22 und dem Sattel 18 abhängt, als Hall-Strom. Somit kann die Lastermittlungseinheit 36 die Größe der Belastung des Tisches 22 auf der Basis des von dem Hall-Element 94b der Messeinheit 94 gemessenen Hall-Stroms ermitteln.
[Erfindung die sich aus den Ausführungsformen ergibt]
Die Erfindung, die sich aus den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen ableiten lässt, wird nachfolgend beschrieben.
<Erste Erfindung>
Die Parametereinstellvorrichtung (26) ist dazu ausgestaltet, einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit eines Tisches (22) einer Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch (22) angeordneten Objekts einzustellen. Die Parametereinstellvorrichtung (26) umfasst einer Lastermittlungseinheit (36), die dazu ausgestaltet ist, die Größe der Belastung des Tisches (22) zu ermitteln, eine Speichereinheit (38), welche den der Größe der Belastung zugeordneten Parameter speichert, und eine Parametereinstelleinheit (40), die dazu ausgestaltet ist, unter Verwendung der Speichereinheit (38) den Parameter auf der Basis der Belastung einzustellen, die von der Lastermittlungseinheit (36) bei still stehendem Tisch (22) ermittelt wurde.
Somit ist es möglich, einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit des Tisches (22) der Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, in einer Weise automatisch einzustellen, die zu dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte passt, ohne den Tisch (22) zu bewegen. Dadurch kann eine passende Geschwindigkeitssteuerung des Tisches 22 entsprechend dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte durchgeführt werden. Dies ermöglicht es wiederum, die Bearbeitungszykluszeit zu optimieren, die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks (W) zu verbessern, ohne die Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) zu beschädigen, und die Lebenszeit der Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) zu verlängern.
Der Parameter kann eine Zeitkonstante und/oder eine Maximalgeschwindigkeit umfassen.
Die Lastermittlungseinheit (36) kann dazu ausgestaltet sein, die Größe der Belastung an mehreren Positionen des Tisches (22) zu ermitteln. Die Parametereinstelleinheit (40) kann dazu ausgestaltet sein, den Parameter entsprechend einem Durchschnittswert der Belastungsgrößen an den mehreren Positionen einzustellen. Dadurch ist es möglich, einen Parameter einzustellen, der das Gewicht des auf dem Tisch (22) angeordneten Objekte präziser wiedergibt.
<Zweite Erfindung>
Ein System (10, 42, 50, 66, 86, 90) umfasst die oben beschriebene Parametereinstellvorrichtung (26) und eine Antriebssteuereinheit (24), die dazu ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeitssteuerung des Tisches (22) auf der Basis des durch die Parametereinstelleinheit (40) eingestellten Parameters durchzuführen.
Dadurch ist es möglich, einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit des Tisches (22) der Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, in einer Weise automatisch einzustellen, die zu dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte passt, ohne den Tisch (22) zu bewegen. Dadurch kann eine geeignete Geschwindigkeitssteuerung des Tisches (22) entsprechend dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte durchgeführt werden. Dies ermöglicht es wiederum, die Bearbeitungszykluszeit zu optimieren, die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks (W) zu verbessern, ohne die Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) zu beschädigen, und die Lebenszeit der Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) zu verlängern.
Das System (10, 42) kann die Werkzeugmaschine (10, 42) sein.
Die numerische Steuervorrichtung (10b) der Werkzeugmaschine (10) kann die Parametereinstellvorrichtung (26) und die Antriebssteuereinheit (24) umfassen.
Die numerische Steuervorrichtung (44) der Werkzeugmaschine (42) kann die Antriebssteuereinheit (24) aufweisen, und die Steuervorrichtung (46), die sich von der numerischen Steuervorrichtung (44) unterscheidet, kann die Parametereinstellvorrichtung (26) aufweisen. Dadurch ist es möglich, die Wartungsarbeiten zu erleichtern, ohne die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtung (44) wesentlich zu verändern.
Das System (50) kann außerdem mehrere der Werkzeugmaschinen (52) aufweisen, die jeweils eine numerische Steuervorrichtung (56) aufweisen. Jede der numerischen Steuervorrichtung (56) kann die Antriebssteuereinheit (24) aufweisen, und die numerische Steuervorrichtung (56) einer der mehreren Werkzeugmaschinen (52) kann die Parametereinstellvorrichtung (26) aufweisen. Mit dieser Konfiguration ist es auch bei einem Werkzeugmaschinensystem mit mehreren Werkzeugmaschinen (52) möglich, geeignete Parameter, die sich auf die Geschwindigkeiten der Tische (22) der einzelnen Werkzeugmaschinen (52) beziehen, automatisch einzustellen.
Das System (66) kann außerdem mehrere der Werkzeugmaschinen (70) umfassen, die jeweils eine numerische Steuervorrichtung (76) aufweisen. Jede der numerischen Steuervorrichtungen (76) kann die Antriebssteuereinheit (24) aufweisen, und eine Steuervorrichtung (68), die sich von den numerischen Steuervorrichtungen (76) unterscheidet, kann die Parametereinstellvorrichtung (26) aufweisen. Auch bei einem Werkzeugmaschinensystem mit mehreren Werkzeugmaschinen (70) ist es hierdurch möglich, geeignete Parameter, die sich auf die Geschwindigkeiten der Tische (22) der einzelnen Werkzeugmaschinen (70) beziehen, automatisch einzustellen, ohne die Konfiguration der numerischen Steuervorrichtungen (76) wesentlich zu verändern.
Die Lastermittlungseinheit (36) kann dazu ausgestaltet sein, die Größe der Belastung auf der Basis eines Messwertes zu ermitteln, der durch eine in der Werkzeugmaschine vorgesehene Messeinheit (34, 84, 88, 92, 94) gemessen wird.
Die Messeinheit (34, 84, 88, 92) kann ein Luftmikrosensor, ein Kontaktsensor, ein Dehnungsmessstreifen oder eine optische Kamera sein.
Die Messeinheit (94) kann einen Magneten (94a), der an dem Tisch (22) oder einem dem Tisch (22) tragenden Sattel (18) vorgesehen ist, und ein Hall-Element (94b), das an dem jeweils anderen des Tisches (22) und des Sattels (18) vorgesehen ist, aufweisen, wobei das Hall-Element dazu ausgestaltet ist, die Stärke eines Magnetfeldes zu erfassen.
<Dritte Erfindung>
Ein Parametereinstellverfahren stellt einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit eines Tisches (22) einer Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch (22) angeordneten Objekts ein. Das Parametereinstellverfahren umfasst einen Lastermittlungsschritt (S1) zum Ermitteln der Größe der Belastung des Tisches (22) und einen Parametereinstellschritt (S3) zum Einstellen des Parameters auf der Basis der Größe der Belastung, die in dem Lastermittlungsschritt (S1) bei still stehendem Tisch (22) ermittelt wurde, unter Verwendung einer Speichereinheit (38), welche dem der Belastung zugeordneten Parameter speichert.
Dadurch ist es möglich, einen Parameter, der sich auf die Geschwindigkeit des Tisches (22) der Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, in einer Weise automatisch einzustellen, dass er zu dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte passt, ohne den Tisch (22) zu bewegen. Dadurch kann eine geeignete Geschwindigkeitssteuerung des Tisches (22) entsprechend dem Gewicht der darauf angeordneten Objekte durchgeführt werden. Dies ermöglicht es wiederrum, die Bearbeitungszykluszeit zu optimieren, die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks (2) zu verbessern, ohne die Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) zu beschädigen, und die Lebensdauer der Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) zu verlängern.
Der Parameter kann eine Zeitkonstante und/oder eine Maximalgeschwindigkeit umfassen.

Claims

Eine Parametereinstellvorrichtung (26), die dazu ausgestaltet ist, einen Parameter, der sich auf eine Geschwindigkeit eines Tisches (22) einer Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch angeordneten Objekts einzustellen, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Lastermittlungseinheit (36), die dazu ausgestaltet ist, die Größe der Belastung des Tisches zu ermitteln, eine Speichereinheit (38), die den Parameter, der der Größe der Belastung zugeordnet ist, speichert, und eine Parametereinstelleinheit (40), die dazu ausgestaltet ist, durch Verwenden der Speichereinheit den Parameter auf der Basis der Größe der Belastung, die durch die Lastermittlungseinheit ermittelt wurde, bei still stehendem Tisch einzustellen.
Die Parametereinstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Zeitkonstante und/oder eine maximale Geschwindigkeit umfasst.
Die Parametereinstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lastermittlungseinheit dazu ausgestaltet ist, die Größe der Belastung an mehreren Positionen des Tisches zu ermitteln, und wobei die Parametereinstelleinheit dazu ausgestaltet ist, den Parameter entsprechend einem Durchschnittswert der Belastungen an den mehreren Positionen einzustellen.
Ein System (10, 42, 50, 66, 86, 90) mit der Parametereinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einer Antriebssteuervorrichtung (24), die dazu ausgestaltet ist, auf der Basis des durch die Parametereinstelleinheit eingestellten Parameters eine Geschwindigkeitssteuerung des Tisches vorzunehmen.
Das System nach Anspruch 4, wobei das System die Werkzeugmaschine ist.
Das System nach Anspruch 5, wobei eine numerische Steuervorrichtung (1 0b) der Werkzeugmaschine die Parametereinstellvorrichtung und die Antriebssteuervorrichtung aufweist.
Das System nach Anspruch 5, wobei eine numerische Steuervorrichtung (44) der Werkzeugmaschine die Antriebssteuereinheit aufweist und wobei eine andere Steuervorrichtung (46) als die numerische Steuervorrichtung die Parametereinstellvorrichtung aufweist.
Das System nach Anspruch 4, außerdem mit mehreren Werkzeugmaschinen, die jeweils eine numerische Steuervorrichtung (56) aufweisen, wobei jede der numerischen Steuervorrichtungen die Antriebssteuereinheit aufweist, und wobei die numerische Steuervorrichtung einer der mehreren Werkzeugmaschinen die Parametereinstellvorrichtung aufweist.
Das System nach Anspruch 4, außerdem mit mehreren Werkzeugmaschinen, die jeweils eine numerische Steuervorrichtung (76) aufweisen, wobei jede der numerischen Steuervorrichtungen die Antriebssteuereinheit aufweist, und wobei eine andere Steuervorrichtung (68) als die numerischen Steuervorrichtungen die Parametereinstellvorrichtung aufweist.
Das System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die Lastermittlungseinheit dazu ausgestaltet ist, die Größe der Belastung auf der Basis eines Messwertes zu ermitteln, der durch eine in der Werkzeugmaschine vorgesehene Messeinheit (34, 84, 88, 92, 94) gemessen wird.
Das System nach Anspruch 10, wobei die Messeinheit einen Luftmikrosensor, einen Kontaktsensor, einen Dehnungsmessstreifen oder eine Kamera aufweist.
Das System nach Anspruch 10, wobei die Messeinheit einen Magneten (94a), der an dem Tisch oder einem dem Tisch tragenden Sattel (18) vorgesehen ist, und ein Hall-Element (94b), das an dem jeweils anderen des Tisches und des Sattels vorgesehen ist, aufweist, wobei das Hall-Element dazu ausgestaltet ist, die Stärke eines Magnetfeldes zu detektieren.
Ein Parametereinstellverfahren zum Einstellen eines Parameters, der sich auf die Geschwindigkeit eines Tisches (22) einer Werkzeugmaschine (10, 42, 52, 70) bezieht, entsprechend dem Gewicht eines auf dem Tisch angeordneten Objektes, wobei das Verfahren umfasst: einen Lastermittlungsschritt zum Ermitteln der Größe der Belastung des Tisches, und einen Parametereinstellschritt zum Einstellen des Parameters auf der Basis der Größe der Belastung, die in dem Lastermittlungsschritt bei still stehendem Tisch ermittelt wurde, unter Verwendung einer Speichereinheit (38), die dem der Größe der Belastung zugeordneten Parameter speichert.
Das Parametereinstellverfahren nach Anspruch 13, wobei der Parameter eine Zeitkonstante und/oder eine maximale Geschwindigkeit aufweisen.