-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung einer Werkzeugmaschine, die ein Werkzeug oder ein Werkstück zur Bearbeitung des Werkstücks antreibt.
-
Stand der Technik
-
Als eine Werkzeugmaschine ist eine Anlage bekannt, die eine Spindel bzw. Achse, die ein Werkzeug oder ein Werkstück in Drehung versetzt, und eine Vorschubachse aufweist, die das Werkzeug oder das Werkstück in Bewegung versetzt und das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander so bewegt, dass die Bearbeitung des Werkstücks ausgeführt wird. In einer derartigen Werkzeugmaschine kann eine Unregelmäßigkeit dahingehend auftreten, dass ein Werkzeug und ein Werkstück oder ein Werkzeug und eine Halterung, die ein Werkstück festhält, kollidieren (sich behindern), und dabei eine außergewöhnlich große Last auf eine Spindel oder eine Vorschubachse ausgeübt wird.
-
Aufgrund dessen hat eine Werkzeugmaschine die Funktion der Überwachung einer Last einer Spindel und einer Vorschubachse, wodurch eine Unregelmäßigkeit bzw. Normabweichung in der Anlage erfasst wird, wenn die Last einen Schwellenwert für eine vorbestimmte Zeitdauer übersteigt, und wodurch ein Alarm oder dergleichen erzeugt wird, um die Anlage anzuhalten (siehe beispielsweise die Patentschriften 1 bis 3). Wenn die Kollision eines Werkzeugs und eines Werkstücks oder die Kollision eines Werkzeugs und einer Halterung auftritt, ist es auf diese Weise möglich, eine Unregelmäßigkeit bzw. Normabweichung in der Werkzeugmaschine unmittelbar zu erkennen und die Anlage unmittelbar anzuhalten. Aufgrund dessen ist es möglich, eine Beeinträchtigung oder Zerstörung von Komponenten einer Anlage, etwa einer Spindel und einer Vorschubachse, zu reduzieren oder zu vermeiden.
-
- Patentschrift 1: ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 2009-285792
- Patentschrift 2: ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. H10-286743
- Patentschrift 3: ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. H07-051997
-
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
-
Alternativ kann ein Verfahren betrachtet werden, das verhindert, dass ein Werkzeug und ein Werkstück in einer Werkzeugmaschine miteinander kollidieren. Beispielsweise kann ein Verfahren betrachtet werden zum Speichern der Werkstückformdaten und der Werkzeugformdaten im Voraus und zum Begrenzen des Bewegungsbereichs der Vorschubachse derart, dass das Werkstück oder das Werkzeug nicht in einen Kollisionsbereich eintreten, in welchem das Werkstück und das Werkzeug miteinander kollidieren können.
-
Wenn jedoch eine Unregelmäßigkeit auftritt, etwa wenn falsche Werkstückformdaten oder Werkzeugformdaten eingegeben werden, oder wenn das Werkstück oder das Werkzeug an einer falschen Stelle befestigt werden, oder wenn ein falsches Werkstück oder ein Werkzeug angebracht wird, oder wenn ein fehlerhaftes Werkzeug angebracht wird, dann arbeitet das zuvor beschriebene Verfahren unter Umständen nicht angemessen, und eine Kollision zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück kann auftreten, und die Spindel oder die Vorschubachse können beeinträchtigt oder zerstört werden.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung bzw. eine Normabweichungserfassungseinrichtung einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, um ein Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine zu erfassen.
-
(1) Eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung (beispielsweise eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10, die später beschrieben ist) einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung einer Werkzeugmaschine (beispielsweise einer Werkzeugmaschine 1, die später beschrieben ist), die eine Spindel (beispielsweise eine Spindel 2s, die später beschrieben ist), die ein Werkzeug oder ein Werkstück in Drehung versetzt, und eine Vorschubachse (beispielsweise eine Vorschubachse 2f, die später beschrieben ist) aufweist, die das Werkzeug oder das Werkstück in Bewegung versetzt, mit: einer Lastüberwachungseinheit (beispielsweise einer Lastüberwachungseinheit 12, die später beschrieben ist), die eine Last bzw. Belastung der Spindel und/oder der Vorschubachse überwacht; einer Bearbeitungszustandsermittlungseinheit (beispielsweise einer Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14), die später beschrieben ist), die ermittelt, dass die Werkzeugmaschine in einem Bearbeitungszustand ist, wenn die Last der Spindel und/oder der Vorschubachse, die von der Lastüberwachungseinheit überwacht wird, gleich oder größer als ein Schwellenwert ist; einer Speichereinheit (beispielsweise eine Speichereinheit 16, die später beschrieben ist), die Formdaten des Werkstück und Formdaten des Werkzeugs im Voraus speichert; einer Kollisionsbereichsberechnungseinheit (beispielsweise eine Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18, die später beschrieben ist), die einen Kollisionsbereich, in welchem das Werkzeug mit dem Werkstück kollidiert bzw. in welchem das Werkzeug das Werkstück störend beeinflusst, auf der Grundlage der Formdaten des Werkstücks und der Formdaten des Werkzeugs berechnet; und einer Unregelmäßigkeitserfassungseinheit (beispielsweise eine Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20, die später beschrieben ist), die eine Unregelmäßigkeit bzw. Normabweichung in der Werkzeugmaschine erfasst, indem eine Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück, - wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit ermittelt, dass die Werkzeugmaschine in dem Bearbeitungszustand bzw. bearbeitenden Zustand ist -, oder die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück, - wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit ermittelt, dass die Werkzeugmaschine nicht in dem bearbeitenden Zustand ist -, mit dem Kollisionsbereich verglichen wird, der von der Kollisionsbereichsberechnungseinheit berechnet ist.
-
(2) Bei der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung der Werkzeugmaschine nach (1) kann die durch die Lastüberwachungseinheit überwachte Last bzw. Belastung ein Lastmomentwert, der auf die Spindel oder die Vorschubachse einwirkt, oder ein Motoransteuerstromwert der Spindel oder der Vorschubachse sein.
-
(3) Bei der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung der Werkzeugmaschine nach (1) oder (2) kann die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit eine Unregelmäßig bzw. Normabweichung in der Werkzeugmaschine erfassen, wenn die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück nicht in dem Kollisionsbereich liegt, der von der Kollisionsbereichsberechnungseinheit berechnet ist, wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit ermittelt, dass die Werkzeugmaschine sich in dem bearbeitenden Zustand befindet.
-
(4) Bei der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung der Werkzeugmaschine nach (1) oder (2) kann die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine erkennen, wenn die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück in dem Kollisionsbereich liegt, der von der Kollisionsbereichsberechnungseinheit berechnet ist, wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit ermittelt, dass die Werkzeugmaschine nicht in dem bearbeitenden Zustand ist.
-
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Unregelmäßigkeit bzw. Normabweichung in einer Werkzeugmaschine zu erkennen.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
- 3 ist ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs eines Lastmoments, das von einer Lastüberwachungseinheit überwacht wird.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen wird nunmehr ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Teile in den jeweiligen Zeichnungen werden durch die gleichen Bezugszeichen benannt.
-
1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Werkzeugmaschine 1, die in 1 gezeigt ist, beinhaltet eine Spindel bzw. eine Achse 2s, die ein Werkzeug (nicht dargestellt) in Drehung versetzt, und eine Vorschubachse 2f, die das Werkzeug oder ein Werkstück (nicht dargestellt) in Bewegung versetzt und das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander so bewegt, dass eine Bearbeitung (beispielsweise ein Schneiden) des Werkstücks ausgeführt wird. Die Werkzeugmaschine 1 beinhaltet eine numerische Steuerung 4, Servo-Steuerungen 6s und 6f, die Spindel 2s und die Vorschubachse 2f.
-
Obwohl die Vorschubachse 2f fünf oder sechs Achsen mit drei linearen Achsen (X, Y und Z-Achsen) und zwei oder drei Drehachsen (zwei oder alle der A-, B- und C-Achsen, die sich entsprechend um die X, Y und Z-Achse drehen) beinhaltet, ist von diesen Achsen lediglich eine Achse repräsentativ in 1 dargestellt. Obwohl ferner fünf oder sechs Servo-Steuerungen 6f entsprechend zu den Vorschubachsen 2f vorgesehen sind, ist in 1 repräsentativ eine einzelne Servo-Steuerung aus diesen Servo-Steuerungen dargestellt.
-
Die numerische Steuerung 4 berechnet einen Geschwindigkeitssollwert auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms und steuert die Spindel 2s mittels der Servo-Steuerung 6s. Des Weiteren berechnet die numerische Steuerung 4 einen Positionssollwert für die Vorschubachse auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms und steuert die Vorschubachse 2f mittels der Servo-Steuerung 6f.
-
Die Servo-Steuerung 6s führt eine Geschwindigkeitssteuerung und eine Stromsteuerung unter Anwendung beispielsweise einer PI-Steuerung auf der Grundlage der Sollgeschwindigkeit aus der numerischen Steuerung 4 aus, um einen Ansteuerstrom des Motors der Spindel 2s zu berechnen. Beispielsweise berechnet die Servo-Steuerung 6s ein Sollmoment eines Motors der Spindel 2s auf der Grundlage des Geschwindigkeitsfehlers zwischen der Sollgeschwindigkeit und einer rückgekoppelten Geschwindigkeit, die von einem Geber erfasst wird, der in dem Motor der Spindel 2s vorgesehen ist (führt eine Geschwindigkeitssteuerung aus), und berechnet ferner einen Ansteuerstrom des Motors der Spindel 2s auf der Grundlage des Drehmomentsollwerts (führt eine Stromsteuerung aus).
-
Die Servo-Steuerung 6f führt eines Positionssteuerung, Geschwindigkeitssteuerung und Stromsteuerung beispielsweise unter Anwendung einer PI-Steuerung auf der Grundlage des Positionssollwerts aus der numerischen Steuerung 4 aus, um einen Ansteuerstrom des Motors der Vorschubachse 2f zu berechnen. Beispielsweise berechnet die Servo-Steuerung 6f einen Geschwindigkeitssollwert auf der Grundlage eines Positionsfehlers zwischen dem Positionssollwert und einer rückgekoppelten Position, die von einem Geber erfasst wird, der beispielsweise in dem Motor der Vorschubachse 2f vorgesehen ist (es wird eine PositionsSteuerung ausgeführt), sie berechnet ferner einen Drehmomentsollwert des Motors der Vorschubachse 2f auf der Grundlage des Geschwindigkeitssollwerts und der rückgekoppelten Geschwindigkeit, die von dem Geber erfasst wird (sie führt eine Geschwindigkeitssteuerung aus), und sie berechnet ferner einen Ansteuerstrom des Motors der Vorschubachse 2f auf der Grundlage des Drehmomentsollwerts (sie führt eine Stromsteuerung aus).
-
Die Spindel 2s beinhaltet einen Spindelmotor und dreht sich durch die Wirkung des Spindelmotors, der auf der Grundlage des Ansteuerstroms aus der Servo-Steuerung 6f angesteuert wird, um damit das Werkzeug in Drehung zu versetzen. Die Vorschubachse 2f beinhaltet einen Vorschubachsenmotor und dreht sich aufgrund des Vorschubachsenmotors, der auf der Grundlage des Ansteuerstroms aus der Servo-Steuerung 6f angesteuert ist, um damit das Werkzeug oder das Werkstück in Bewegung zu versetzen.,
-
In einer derartigen Werkzeugmaschine 1 kann eine Unregelmäßigkeit dahingehend auftreten, dass das Werkzeug und das Werkstück oder das Werkzeug und eine Halterung, die das Werkstück hält, miteinander kollidieren (einander behindern) und somit eine übermäßig große Last auf die Spindel 2s oder die Vorschubachse 2f einwirkt. Diesbezüglich kann beispielsweise ein Verfahren betrachtet werden, in welchem die Werkstückformdaten und die Werkzeugformdaten im Voraus gespeichert werden und der Bewegungsbereich der Vorschubachse derart begrenzt wird, dass das Werkzeug nicht in einen Kollisionsbereich eintritt, in welchem das Werkzeug mit dem Werkstück kollidieren bzw. eine gegenseitige Behinderung stattfinden kann.
-
Wenn jedoch eine Unregelmäßigkeit auftritt, etwa wenn falsche Werkstückformdaten oder falsche Werkzeugformdaten eingegeben werden, oder wenn das Werkstück oder das Werkzeug an einer falschen Position befestigt werden, oder wenn ein falsches Werkstück oder ein falsches Werkzeug angebracht wird, oder wenn ein beschädigtes Werkzeug angebracht wird, dann arbeitet das zuvor beschriebene Verfahren gegebenenfalls nicht in geeigneter Weise, und es kann eine Kollision zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auftreten und die Spindel oder Vorschubachse können beeinträchtigt oder zerstört werden. Aufgrund dessen beinhaltet die Werkzeugmaschine 1 eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung, die nachfolgend beschrieben ist.
-
2 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10, die in 2 dargestellt ist, vergleicht die Position (beispielsweise eine Maschinenkoordinate) des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück, wenn ermittelt wird, dass die Werkzeugmaschine 1 in dem bearbeitenden Zustand ist, wobei dies auf der Grundlage der Last auf die Spindel 2s und die Vorschubachse 2f erfolgt, mit einem Kollisionsbereich (beispielsweise einer Maschinenkoordinate) des Werkzeugs in Bezug auf das Werkstück, wobei der Kollisionsbereich auf der Grundlage der Werkstückformdaten und der Werkzeugformdaten berechnet wird, die im Voraus gespeichert wurden, und die Einrichtung erfasst eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1, wenn es im Vergleichsergebnis einen Widerspruch gibt. Des Weiteren zeigt die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 einen Alarm oder eine Nachricht an, wenn eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erkannt wird. Die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 beinhaltet eine Lastüberwachungseinheit 12, eine Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14, eine Speichereinheit 16, eine Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18, eine Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 und Anzeigeeinheit 22.
-
Die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 kann in der numerischen Steuerung 4, die in 1 gezeigt ist, vorgesehen sein und/oder kann in den Servo-Steuerungen 6s und 6f vorgesehen sein, und/oder kann auch in einer weiteren Steuerung vorgesehen sein, die nicht die numerische Steuerung 4 und die Servo-Steuerungen 6s und 6f ist. Des Weiteren können die Lastüberwachungseinheit 12, die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14, die Speichereinheit 16, die Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18, die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 und die Anzeigeeinheit 22 der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 getrennt voneinander in der numerischen Steuerung 4, den Servo-Steuerungen 6s und 6f oder in einer weiteren Steuerung vorgesehen sein. Des Weiteren kann die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 so vorgesehen sein, dass eine Erfassung einer Unregelmäßigkeit für mehrere Werkzeugmaschinen ausgeführt wird, die den gleichen Arbeitsvorgang ausführen.
-
Die Lastüberwachungseinheit 12 überwacht die Last, die auf die Spindel 2s und die Vorschubachse 2f ausgeübt wird. Beispielsweise kann die Lastüberwachungseinheit 12 Lastdrehmomentwerte der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f als eine Last überwachen und die Ansteuerstromwerte der Motoren der Spindeln 2s und der Vorschubachse 2f überwachen. Die Lastüberwachungseinheit 12 ist beispielsweise einen Servo-Verstärker, der Stromrückkopplungswerte der Motoren der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f erhält.
-
Die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14 ermittelt, dass die Werkzeugmaschine 1 sich in einem Bearbeitungszustand bzw. bearbeitenden Zustand befindet, wenn die Last (ein Lastdrehmomentwert oder ein Ansteuerstromwert) der Spindel 2s und/oder der Vorschubachse 2f, die von der Lastüberwachungseinheit 12 überwacht werden, für eine vorgegebene Zeitdauer oder länger als die vorgegebene Zeitdauer gleich oder größer ist als ein Schwellenwert, der in der Speichereinheit 16 gespeichert, die nachfolgend beschrieben ist. 3 zeigt ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs des Lastdrehmoments, das von der Lastüberwachungseinheit 12 überwacht wird. In 3 wird ermittelt, dass die Werkzeugmaschine 1 in den Zeitdauern T1, T2, T3 und T4 in dem bearbeitenden Zustand ist, in denen das Lastdrehmoment für eine vorbestimmte Zeitdauer oder länger als die vorbestimmte Zeitdauer gleich oder größer als der Schwellenwert ist. Da in der vorliegenden Ausführungsform eine Zeitdauer von einer ansteigenden Flanke des Lastdrehmoments bis zu einem Zeitpunkt, an welchem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, nachdem das Lastdrehmoment den Schwellenwert erreicht hat, nicht als ein bearbeitender Zustand betrachtet wird, kann das Ermittlungsergebnis korrigiert werden, so dass diese Zeitdauer ebenfalls als ein bearbeitender Zustand ermittelt wird.
-
Die Speichereinheit 16 speichert den Schwellenwert zur Ermittlung eines bearbeitenden Zustands der Werkzeugmaschine 1. Dieser Schwellenwert wird für die Last festgelegt, die auf die Spindel 2s oder die Vorschubachse 2f während der Bearbeitung ausgeübt wird. Ferner speichert die Speichereinheit 16 die Formdaten des Werkstücks und die Formdaten des Werkzeugs im Voraus. Die Speichereinheit 16 ist beispielsweise ein beschreibbarer Speicher, etwa ein EEPROM.
-
Die Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18 berechnet einen Kollisionsbereich (beispielsweise eine Maschinenkoordinate), in welchem das Werkzeug mit dem Werkstück kollidiert, auf der Grundlage der Werkstückformdaten und der Werkzeugformdaten, die in der Speichereinheit 16 gespeichert sind, und auf der Grundlage einer Positionssollwertinformation (beispielsweise einer Maschinenkoordinate), die durch das Bearbeitungsprogramm aus der numerischen Steuerung 4 angegeben wird. Die Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18 kann temporär die Information über den berechneten Kollisionsbereich in der Speichereinheit 16 speichern.
-
Die Werkstückformdaten können zusammenhängend die Werkstückformdaten vor der Bearbeitung sein und können die Werkstückformdaten sein, die sich im Laufe der Zeit während der Bearbeitung ändern.
-
Die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 vergleicht die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück, wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14 ermittelt, dass die Werkzeugmaschine 1 in dem bearbeitenden Zustand ist, mit dem Kollisionsbereich, der von der Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18 berechnet ist, und erkennt bzw. erfasst eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1, wenn es einen Widerspruch im Vergleichsergebnis gibt (beispielsweise eine Differenz). Insbesondere erfasst die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1, wenn die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück nicht in dem Kollisionsbereich liegt, wenn ermittelt wird, dass die Werkzeugmaschine 1 in dem bearbeitenden Zustand ist (die Zeitdauern T1, T2, T3 und T4 im Beispiel des in 3 gezeigten Lastdrehmoments). Auf diese Weise kann die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 einen derartigen Widerspruch erkennen, wonach eine Bearbeitungslast groß ist in einem Gebiet, das nicht der Bearbeitungsbereich (der Kollisionsbereich bzw. Interaktionsbereich) ist.
-
Die Anzeigeeinheit 22 zeigt einen Alarm oder eine Nachricht an, wenn die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erkennt. Die Anzeigeeinheit 22 ist beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige. Die Anzeigeeinheit 22 muss nicht notwendigerweise vorgesehen sein.
-
Die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 (ohne die Speichereinheit 16 und die Anzeigeeinheit 22) ist beispielsweise als ein arithmetischer Prozessor, etwa ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder als ein feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA), eingerichtet. Diverse Funktionen der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 werden beispielsweise durch die Ausführung einer vorbestimmten Software (eines Programms) eingerichtet, die in der Speichereinheit 16 gespeichert ist. Diverse Funktionen der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 können durch Zusammenwirken aus Hardware und Software realisiert werden oder werden auch nur durch Hardware (eine elektronische Schaltung) realisiert.
-
Wie zuvor beschrieben ist, werden gemäß der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 der Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform die Position (beispielsweise eine Maschinenkoordinate) des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück, - wenn auf der Grundlage der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f erkannt wird, dass die Werkzeugmaschine in dem bearbeitenden Zustand ist -, und der Kollisionsbereich bzw. Interaktionsbereich (beispielsweise eine Maschinenkoordinate) des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück, der auf der Grundlage der Werkstückformdaten und der Werkzeugformdaten berechnet ist, die im Voraus gespeichert sind, miteinander verglichen, und es wird eine Normabweichung buw. Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erkannt, wenn es einen Widerspruch in dem Vergleichsergebnis gibt. Auf diese Weise ist es möglich, eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 zu erkennen (d. h., falsche Werkstückformdaten oder Werkzeugformdaten sind eingegeben, das Werkstück oder das Werkzeug ist an einer falschen Position angebracht, oder es ist ein falsches Werkstück oder ein falsches Werkzeug angebracht), bevor eine Behinderung (Kollision) zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auftritt, und es ist möglich, den Fehler zu korrigieren. Aufgrund dessen wird eine Kollision zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück unterdrückt, so dass eine Beeinträchtigung oder eine Zerstörung der Spindel 2s oder der Vorschubachse 2f in zuverlässigerer Weise reduziert oder verhindert wird.
-
Ferner wird gemäß der Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Alarm oder eine Nachricht angezeigt, wenn eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erfasst wird. Auf diese Weise kann ein Bediener eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erkennen (d. h., es sind falsche Werkstückformdaten oder Werkzeugformdaten eingegeben, das Werkstück oder das Werkzeug ist an einer falschen Position befestigt, oder es ist ein falsches Werkstück oder ein falsches Werkzeug befestigt), wobei dies zuverlässiger möglich ist, bevor eine Kollision zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück auftritt.
-
Hiermit ist die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern es können diverse Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden. Beispielsweise erfasst in der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1, wenn die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück nicht in dem Kollisionsbereich, der von der Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18 berechnet ist, liegt, wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14 ermittelt, dass die Werkzeugmaschine 1 in dem bearbeitenden Zustand ist. Jedoch ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 kann eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erfassen, wenn die Position des Werkzeugs relativ zu dem Werkstück in dem Kollisionsbereich, der von der Kollisionsbereichsberechnungseinheit 18 berechnet ist, liegt, wenn die Bearbeitungszustandsermittlungseinheit 14 ermittelt, dass die Werkzeugmaschine 1 nicht in dem bearbeitenden Zustand ist (Zeitdauern, die nicht die Zeitdauern T1, T2, T3 und T4 in dem Beispiel des Lastdrehmoments in 3 sind).
-
Auf diese Weise kann die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 einen derartigen Widerspruch erkennen, wonach eine Bearbeitungslast in einem Gebiet gering ist, in welchem der Bearbeitungsbereich (der Kollisionsbereich bzw. Interaktionsbereich) liegt, wenn das Werkzeug beispielsweise beschädigt und gekürzt wird. Auf diese Weise kann ein Bediener eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 vor einer Kollision zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zuverlässiger erkennen (d. h., dass falsche Werkstückformdaten oder Werkzeugformdaten eingegeben sind, dass das Werkstück oder das Werkzeug an einer falschen Position befestigt ist, ein falsches Werkstück oder ein falsches Werkzeug befestigt ist, oder ein beschädigtes Werkzeug angebracht ist).
-
Ferner ist in der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 einer Werkzeugmaschine dargestellt, die einen Schneidevorgang ausführt. Jedoch ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die Erfindung kann auf eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung einer Werkzeugmaschine angewendet werden, die diverse Bearbeitungsvorgänge unter Anwendung einer Spindel und einer Vorschubachse ausführt.
-
Ferner ist in der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung 10 einer Werkzeugmaschine dargestellt, die das Werkzeug mittels der Spindel 2s in Drehung versetzt. Jedoch ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Erfindung kann auf eine Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung einer Werkzeugmaschine angewendet werden, die ein Werkstück mittels einer Spindel in Drehung versetzt (eine Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitung eines säulenartigen oder zylindrischen Werkstücks ausführt).
-
Des Weiteren ist in der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Anzeigeeinheit 22 als eine Einrichtung zur Benachrichtigung eines Bedieners über die Tatsache, dass die Unregelmäßigkeitserfassungseinheit 20 eine Unregelmäßigkeit in der Werkzeugmaschine 1 erkannt hat, dargestellt. Jedoch ist eine derartige Benachrichtigungseinrichtung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Benachrichtigungseinrichtung eine lichtemittierende Einheit sein, etwa eine oder mehrere LEDs. Wenn eine einzelne LED verwendet wird, können unterschiedliche Informationen unter Anwendung von beispielsweise Einschalten/Ausschalten und des Ein/Aus-Zustands eines Blinkens berichtet werden. Wenn ferner mehrere LEDs verwendet werde, können unterschiedliche Informationen bekannt gegeben werden, indem unterschiedliche Farben verwendet werden, oder indem die Anzahl der eingeschalteten LEDs der gleichen Farbe variiert wird. Beispielsweise kann die Benachrichtigungseinrichtung eine Klangerzeugungseinheit sein, die einen Summton oder Sprache erzeugt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1:
- Werkzeugmaschine
- 2s:
- Spindel bzw. Achse
- 2f:
- Vorschubachse
- 4:
- numerische Steuerung
- 6s, 6f:
- Servo-Steuerung
- 10:
- Unregelmäßigkeitserfassungseinrichtung
- 12:
- Lastüberwachungseinheit
- 14:
- Bearbeitungszustandsermittlungseinheit
- 16:
- Speichereinheit
- 18:
- Kollisionsbereichsberechnungseinheit
- 20:
- Unregelmäßigkeitserfassungseinheit
- 22:
- Anzeigeeinheit
-
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 2009285792 [0003]
- JP H10286743 [0003]
- JP H07051997 [0003]
