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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anomalie-Erkennungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine, die ein Werkzeug oder ein Werkstück bewegt, um das Werkstück zu bearbeiten.
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Stand der Technik
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Als Werkzeugmaschine ist eine Maschine bekannt, die eine Spindel, die ein Werkzeug oder ein Werkstück dreht, und eine Vorschubachse, die das Werkzeug oder das Werkstück bewegt und das Werkzeug und das Werkstück in Bezug zueinander bewegt, um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen. In einer solchen Werkzeugmaschine kann eine solche Anomalie auftreten, dass ein Werkzeug und ein Werkstück oder ein Werkzeug und eine Vorrichtung, die ein Werkstück fixiert, aufeinander prallen (stören) und eine übermäßig große Last auf eine Spindel oder eine Vorschubachse aufgebracht wird.
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Aus diesem Grund hat eine Werkzeugmaschine die Funktion, eine Last einer Spindel und einer Vorschubachse zu überwachen, eine Anomalie in einer Maschine zu erkennen, wenn die Last für einen vorbestimmten Zeitraum einen Schwellenwert überschreitet, und einen Alarm oder dergleichen zum Anhalten der Maschine zu erzeugen (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 bis 3). Auf diese Weise ist es möglich, bei der Kollision eines Werkzeugs mit einem Werkstück oder bei der Kollision eines Werkzeugs mit einer Vorrichtung eine Anomalie in der Werkzeugmaschine sofort zu erkennen und die Maschine sofort zu stoppen. Dadurch ist es möglich, die Verschlechterung oder Zerstörung von Komponenten einer Maschine, wie beispielsweise einer Spindel und einer Vorschubachse, zu unterdrücken oder zu verhindern.
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2009-285792
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H 10-286743
- Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H07 -051997
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Schwellenwert für die Anomalie-Erkennung der oben beschriebenen Werkzeugmaschine muss so eingestellt werden, dass er größer ist als die Belastung der Spindel oder der Vorschubachse während der Bearbeitung. Aus diesem Grund kann bei einer Kollision eines Werkzeugs mit einem Werkstück oder einer Kollision eines Werkzeugs mit einer Vorrichtung eine Anomalie in der Werkzeugmaschine nicht erkannt, die Maschine nicht gestoppt und die Zerstörung von Komponenten der Maschine wie einer Spindel und einer Vorschubachse nicht verhindert werden. Wenn außerdem ein Schwellenwert so eingestellt ist, dass er im Wesentlichen gleich der Last ist, die während der Bearbeitung auf die Spindel oder die Vorschubachse ausgeübt wird, um die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine zu erhöhen, kann eine Variation der Last, die auf die Spindel oder die Vorschubachse ausgeübt wird, fälschlicherweise als die Kollision des Werkzeugs und des Werkstücks oder die Kollision des Werkzeugs und der Vorrichtung erkannt werden (d.h. eine Anomalie in der Werkzeugmaschine).
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anomalie-Erkennungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung einer Werkzeugmaschine zu verbessern.
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(1) Eine Anomalie-Erkennungsvorrichtung (beispielsweise eine später zu beschreibende Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10) einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung einer Werkzeugmaschine (beispielsweise eine später zu beschreibende Werkzeugmaschine 1) mit einer Spindel (beispielsweise einer später zu beschreibenden Spindel 2s), die ein Werkzeug oder ein Werkstück dreht, und einer Vorschubachse (beispielsweise einer später zu beschreibenden Vorschubachse 2f), die das Werkzeug oder das Werkstück bewegt und umfasst: eine Lastüberwachungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Lastüberwachungseinheit 12), die eine Last von wenigstens der Spindel und/oder der Vorschubachse überwacht; eine Anomalie-Erkennungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Anomalie-Erkennungseinheit 14), die eine Anomalie in der Werkzeugmaschine erkennt, wenn die Last von wenigstens der Spindel und/oder der von der Lastüberwachungseinheit überwachten Vorschubachse gleich oder größer als ein Schwellenwert ist; eine Speichereinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Speichereinheit 16), die Formdaten des Werkstücks und Formdaten des Werkzeugs im Voraus speichert; eine Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18), die wenigstens einen Nicht-Bearbeitungsbereich berechnet, in dem das Werkzeug das Werkstück nicht stört, und/oder einen Bearbeitungsbereich, in dem das Werkzeug das Werkstück stört, auf Grundlage der Formdaten des Werkstücks und der Formdaten des Werkzeugs berechnet; und eine Schwellenänderungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Schwellenänderungseinheit 20), die einen Schwellenwert für die Erkennung von Anomalien im Nicht-Bearbeitungsbereich auf einen Wert ändert, der niedriger ist als ein Schwellenwert für die Erkennung von Anomalien im Bearbeitungsbereich oder einen Schwellenwert für die Erkennung von Anomalien im Bearbeitungsbereich auf einen Wert ändert, der höher ist als ein Schwellenwert für die Erkennung von Anomalien im Nicht-Bearbeitungsbereich.
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(2) In der Anomalie-Erkennungsvorrichtung der Werkzeugmaschine gemäß (1) kann die von der Lastüberwachungseinheit überwachte Last ein Lastmomentwert oder ein Antriebsstromwert sein.
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(3) In der Anomalie-Erkennungsvorrichtung der Werkzeugmaschine gemäß (1) oder (2) kann die Speichereinheit weiterhin Formdaten einer Vorrichtung speichern, die das Werkstück fixiert, und die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit kann den Nicht-Bearbeitungsbereich oder den Bearbeitungsbereich auf der Grundlage der Formdaten des Werkstücks, der Formdaten des Werkzeugs und der Formdaten der Vorrichtung berechnen.
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(4) In der Anomalie-Erkennungsvorrichtung der Werkzeugmaschine gemäß einem der (1) bis (3) können die Formdaten des Werkstücks Formdaten vor der Bearbeitung oder Formdaten während der Bearbeitung sein.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung einer Werkzeugmaschine zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
- 2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Anomalie-Erkennungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist ein Diagramm, das einen Bearbeitungsbereich darstellt, in dem sich ein Werkstück und ein Werkzeug gegenseitig stören.
- 4 ist ein Diagramm, das einen Nicht-Bearbeitungsbereich darstellt, in dem sich ein Werkstück und ein Werkzeug nicht gegenseitig stören.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird ein Beispiel für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder entsprechenden Abschnitte in den jeweiligen Zeichnungen werden durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Eine in 1 dargestellte Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Spindel 2s, die ein Werkzeug dreht (nicht dargestellt) und eine Vorschubachse 2f, die das Werkzeug oder ein Werkstück bewegt (nicht dargestellt) und das Werkzeug und das Werkstück in Bezug zueinander bewegt, um eine Bearbeitung (beispielsweise Schneiden) des Werkstücks durchzuführen. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst eine numerische Steuerung 4, Servosteuerungen 6s und 6f, die Spindel 2s und die Vorschubachse 2f.
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Obwohl die Vorschubachse 2f fünf oder sechs Achsen mit drei Linearachsen (X-, Y- und Z-Achse) und zwei oder drei Drehachsen (zwei oder alle A-, B- und C-Achsen, die sich um die X-, Y- und Z-Achse drehen) umfasst, ist eine Achse unter diesen Achsen in 1 repräsentativ dargestellt. Obwohl fünf oder sechs Servosteuerungen 6f entsprechend den Vorschubachsen 2f vorgesehen sind, ist eine Servosteuerung unter diesen Servosteuerungen in 1 repräsentativ dargestellt.
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Die numerische Steuerung 4 berechnet auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms einen Geschwindigkeitsbefehl und steuert die Spindel 2s über die Servosteuerung 6s. Darüber hinaus berechnet die numerische Steuerung 4 auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms einen Positionsbefehl für die Vorschubachse und steuert die Vorschubachse 2f über die Servosteuerung 6f an.
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Die Servosteuerung 6s führt eine Geschwindigkeits- und Stromregelung mit Pl-Regelung durch, beispielsweise auf der Grundlage des Geschwindigkeitsbefehls des numerischen Reglers 4 zur Berechnung eines Antriebsstroms eines Motors der Spindel 2s. So berechnet (führt Geschwindigkeitsregelung aus) beispielsweise die Servosteuerung 6s einen Drehmomentbefehl eines Motors der Spindel 2s basierend auf einem Geschwindigkeitsfehler zwischen dem Geschwindigkeitsbefehl und einer Geschwindigkeitsrückführung, die von einem im Motor der Spindel 2s vorgesehenen Geber erfasst wird, und berechnet (führt eine Stromregelung durch) einen Antriebsstrom des Motors der Spindel 2s auf der Grundlage des Drehmomentbefehls.
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Die Servosteuerung 6f führt Positionsregelung, Geschwindigkeitsregelung und Stromregelung mit PI-Regelung durch, beispielsweise auf der Grundlage des Positionsbefehls der numerischen Steuerung 4 zum Berechnen eines Antriebsstroms des Motors der Vorschubachse 2f. So berechnet (führt Positionsregelung aus) beispielsweise die Servosteuerung 6f einen Geschwindigkeitsbefehl auf der Grundlage eines Positionsfehlers zwischen dem Positionsbefehl und einer von einem im Motor der Vorschubachse 2f vorgesehenen Geber erfassten Positionsrückführung, berechnet (führt Geschwindigkeitsregelung aus) einen Drehmomentbefehl des Motors der Vorschubachse 2f auf der Grundlage des Geschwindigkeitsbefehls und der vom Geber erfassten Geschwindigkeitsrückführung, und berechnet (führt Stromregelung aus) einen Antriebsstrom des Motors der Vorschubachse 2f auf der Grundlage des Drehmomentbefehls..
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Die Spindel 2s umfasst einen Spindelmotor und dreht sich mit Hilfe des Spindelmotors, der auf Basis des Antriebsstroms der Servosteuerung 6s antreibt, um dadurch das Werkzeug zu drehen. Die Vorschubachse 2f umfasst einen Vorschubachsmotor und dreht sich mit Hilfe des Vorschubachsmotors, der auf der Grundlage des Antriebsstroms von der Servosteuerung 6f antreibt, um dadurch das Werkzeug oder das Werkstück zu bewegen.
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In einer solchen Werkzeugmaschine 1 kann eine solche Anomalie auftreten, dass das Werkzeug und das Werkstück oder das Werkzeug und eine Vorrichtung, die das Werkstück fixiert, aufeinander prallen (stören) und eine übermäßig große Last auf die Spindel 2s oder die Vorschubachse 2f aufgebracht wird. Aus diesem Grund umfasst die Werkzeugmaschine 1 eine Anomalie-Erkennungsvorrichtung, die später beschrieben wird.
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2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Anomalie-Erkennungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Die in 2 dargestellte Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 überwacht die Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f und erkennt eine Anomalie in der Werkzeugmaschine, wenn die Last für einen vorbestimmten Zeitraum einen Schwellenwert überschreitet. Darüber hinaus zeigt die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 einen Alarm oder eine Meldung an und stoppt die Werkzeugmaschine 1, wenn eine Anomalie in der Werkzeugmaschine erkannt wird. Die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 umfasst eine Lastüberwachungseinheit 12, eine Anomalie-Erkennungseinheit 14, eine Speichereinheit 16, eine Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18, eine Schwellenänderungseinheit 20, eine Anzeigeeinheit 22 und eine Stoppsteuereinheit 24.
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Die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 kann in der in 1 dargestellten numerischen Steuerung 4 und in den Servosteuerungen 6s bzw. 6f und in einer anderen Steuerung, die sich von der numerischen Steuerung 4 und den Servosteuerungen 6s und 6f unterscheidet, vorgesehen sein. Darüber hinaus können die Lastüberwachungseinheit 12, die Anomalie-Erkennungseinheit 14, die Speichereinheit 16, die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18, die Schwellenänderungseinheit 20, die Anzeigeeinheit 22 und die Stoppsteuereinheit 24 der Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 separat in einer der numerischen Steuerungen 4, den Servosteuerungen 6s und 6f und einer anderen Steuerung vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 vorgesehen werden, um eine Anomalie-Erkennung einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen durchzuführen, die die gleiche Bearbeitung durchführen.
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Die Lastüberwachungseinheit 12 überwacht die auf die Spindel 2s und die Vorschubachse 2f wirkende Last. So kann beispielsweise die Lastüberwachungseinheit 12 die Lastmomentwerte der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f als Last überwachen und die Antriebsstromwerte der Motoren der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f überwachen. Die Lastüberwachungseinheit 12 ist ein Servoverstärker, der beispielsweise Stromrückführungen der Motoren der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f erhält.
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Die Anomalie-Erkennungseinheit 14 erkennt eine Anomalie in der Last der Spindel 2s oder der Vorschubachse 2f (d.h. eine Anomalie in der Werkzeugmaschine 1), wenn die Last (ein Lastmomentwert oder ein Antriebsstromwert) einer der Spindel 2s und der von der Lastüberwachungseinheit 12 überwachten Vorschubachse 2f gleich oder größer als ein Schwellenwert zum Erfassen der Anomalie in der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f für einen vorbestimmten Zeitraum oder mehr ist.
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Der Schwellenwert zum Erkennen einer Anomalie in der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f ist ein Wert, der von der später zu beschreibenden Schwellenänderungseinheit 20 geliefert wird, und ein Wert, der auf einem in der Speichereinheit 16 gespeicherten Schwellenwert basiert, der später zu beschreiben ist.
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Die Speichereinheit 16 speichert einen Schwellenwert zum Erfassen einer Abweichung in der Belastung der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f. Dieser Schwellenwert ist größer als die Belastung der Spindel 2s oder der Vorschubachse 2f während der Bearbeitung. Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 16 Formdaten des Werkstücks, Formdaten des Werkzeugs und Formdaten der Vorrichtung, die das Werkstück im Voraus fixiert. Die Speichereinheit 16 ist ein wiederbeschreibbarer Speicher, wie beispielsweise EEPROM.
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Die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 berechnet einen Bearbeitungsbereich (beispielsweise eine Maschinenkoordinate), in dem das Werkzeug das Werkstück stört, wie in 3 dargestellt, und einen Nicht-Bearbeitungsbereich (beispielsweise eine Maschinenkoordinate), in dem das Werkzeug das Werkstück nicht stört, wie in 4 dargestellt, auf der Grundlage der in der Speichereinheit 16 gespeicherten Formdaten des Werkstücks, der Werkzeugformdaten und der Vorrichtungsformdaten („jig shape data“) und der Positionsbefehlsinformationen (beispielsweise eine Maschinenkoordinate), die durch das Bearbeitungsprogramm von der numerischen Steuerung 4 angezeigt werden. Darüber hinaus kann die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 wenigstens einen der Bearbeitungsflächen und den Nicht-Bearbeitungsflächen berechnen. Die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 kann die Informationen über den Bearbeitungsbereich und den Nicht-Bearbeitungsbereich in der Speichereinheit 16 zwischenspeichern.
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Die Formdaten des Werkstücks können kontinuierlich die Formdaten des Werkstücks vor der Bearbeitung verwenden und können Formdaten des Werkstück sein, die sich mit der Zeit inmitten der Bearbeitung ändern. Darüber hinaus können die Vorrichtungsformdaten („jig shape data“) nicht unbedingt verwendet werden.
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Wenn der aktuelle Bereich von der Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 als Bearbeitungsbereich berechnet wird, liefert die Schwellenänderungseinheit 20 den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f (d.h. den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine 1), die in der Speichereinheit 16 gespeichert sind. Wenn andererseits der aktuelle Bereich durch die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 als Nicht-Bearbeitungsbereich berechnet wird, ändert die Schwellenänderungseinheit 20 den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f (d.h. den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine 1), die in der Speichereinheit 16 gespeichert sind, auf einen niedrigeren Wert und liefert den geänderten Schwellenwert an die Anomalie-Erkennungseinheit 14.
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Das heißt, die Schwellenänderungseinheit 20 hält den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich auf einem Wert, der größer ist als die Belastung der Spindel 2s oder der Vorschubachse 2f während der Bearbeitung. Andererseits ändert die Schwellenänderungseinheit 20 den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich auf einen Wert, der niedriger ist als der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich.
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Hier wird im Allgemeinen der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Belastung der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f größer eingestellt als die Belastung der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f während der Bearbeitung. In diesem Fall kann selbst bei einer Kollision des Werkzeugs mit dem Werkstück oder einer Kollision des Werkzeugs mit der Vorrichtung keine Anomalie in der Werkzeugmaschine 1 festgestellt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch, da der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich auf einen Wert geändert wird, der niedriger ist als der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich, die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich verbessert.
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Die Anzeigeeinheit 22 zeigt einen Alarm oder eine Meldung an, wenn die Anomalie-Erkennungseinheit 14 eine Anomalie in der Belastung der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f (d.h. eine Anomalie in der Werkzeugmaschine 1) erkennt. Die Anzeigeeinheit 22 ist beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige. Auf diese Weise kann ein Bediener eine Abweichung in der Werkzeugmaschine 1 erkennen und die Werkzeugmaschine 1 stoppen. Dadurch wird die Verschlechterung oder Zerstörung von Komponenten der Werkzeugmaschine 1 wie der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f unterdrückt oder verhindert.
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Die Stoppsteuereinheit 24 stoppt die Werkzeugmaschine 1, wenn die Anomalie-Erkennungseinheit 14 eine Anomalie in der Belastung der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f (d.h. eine Anomalie in der Werkzeugmaschine 1) erkennt. Dadurch wird die Verschlechterung oder Zerstörung von Komponenten der Werkzeugmaschine 1 wie der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f unterdrückt oder verhindert.
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Die Anzeigeeinheit 22 und die Stoppsteuerung 24 sind nicht unbedingt vorhanden. Wenn die Last (der Lastmomentwert oder der Antriebsstromwert) einer der Spindel 2s und der von der Lastüberwachungseinheit 12 überwachten Vorschubachse 2f gleich oder größer als ein erster Schwellenwert zum Erfassen einer Anomalie in der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f ist, kann die Anomalie-Erkennungseinheit 14 außerdem eine erste Anomalie in der Last der Spindel 2s oder der Vorschubachse 2f (d.h. eine erste Anomalie in der Werkzeugmaschine 1) erkennen. Wenn die Last (der Lastmomentwert oder der Antriebsstromwert) einer der Spindel 2s und der von der Lastüberwachungseinheit 12 überwachten Vorschubachse 2f gleich oder größer als ein zweiter Schwellenwert ist, der größer als der erste Schwellenwert ist, kann die Anomalie-Erkennungseinheit 14 eine zweite Anomalie in der Last der Spindel 2s oder der Vorschubachse 2f (d.h. eine zweite Anomalie in der Werkzeugmaschine 1) erkennen. In diesem Fall kann die Anzeigeeinheit 22 einen Alarm oder eine Meldung anzeigen, wenn die zweite Anomalie erkannt wird, und die Stoppsteuereinheit 24 kann die Maschine 1 stoppen, wenn die zweite Anomalie erkannt wird.
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Die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 (mit Ausnahme der Speichereinheit 16 und der Anzeigeeinheit 22) ist als Betriebsprozessor konfiguriert, wie beispielsweise ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA). Verschiedene Funktionen der Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 werden durch Ausführen einer vorgegebenen Software (Programm) realisiert, die beispielsweise in der Speichereinheit 16 gespeichert ist. Verschiedene Funktionen der Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 können durch Zusammenwirken von Hard- und Software und nur durch Hardware (elektronische Schaltung) realisiert werden.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 für eine Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine im Nicht-Bearbeitungsbereich zu verbessern, da der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich auf einen Wert geändert wird, der niedriger ist als der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich. Auf diese Weise, wenn die Kollision des Werkzeugs mit dem Werkstück oder die Kollision des Werkzeugs mit der Vorrichtung im Nicht-Bearbeitungsbereich auftritt, wird eine Abweichung in der Werkzeugmaschine 1 erkannt und die Werkzeugmaschine 1 gestoppt. Dadurch wird die Verschlechterung oder Zerstörung von Komponenten der Werkzeugmaschine 1 wie der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f besser unterdrückt oder verhindert.
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Darüber hinaus ist es gemäß der Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 der Werkzeugmaschine der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Zeitpunkt der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine 1 im Nicht-Bearbeitungsbereich voranzutreiben. Auf diese Weise ist es möglich, die Kollision des Werkzeugs und dem Werkstück oder die Kollision von Werkzeug und Vorrichtung im Nicht-Bearbeitungsbereich schneller zu erkennen und die Werkzeugmaschine 1 schneller zu stoppen. Dadurch ist es möglich, die Verschlechterung oder Zerstörung von Komponenten der Werkzeugmaschine 1 wie der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f zuverlässiger zu unterdrücken oder zu verhindern.
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Hierin wurde die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. So ändert beispielsweise die Schwellenänderungseinheit 20 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich auf einen Wert, der niedriger ist als der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich. Die Schwellenänderungseinheit 20 kann jedoch den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich auf einen Wert ändern, der höher ist als der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich.
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Wenn beispielsweise der aktuelle Bereich durch die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 als Nicht-Bearbeitungsfläche berechnet wird, liefert die Schwellenänderungseinheit 20 den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f (d.h. den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine 1), der in der Speichereinheit 16 gespeichert ist, an die Anomalie-Erkennungseinheit 14, wie sie ist. Wenn andererseits der aktuelle Bereich durch die Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit 18 als Bearbeitungsbereich berechnet wird, ändert die Schwellenänderungseinheit 20 den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Last der Spindel 2s und der Vorschubachse 2f (d.h. den Schwellenwert der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine 1), die in der Speichereinheit 16 gespeichert sind, auf einen höheren Wert und liefert den geänderten Schwellenwert an die Anomalie-Erkennungseinheit 14.
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Wenn hier ein Schwellenwert eingestellt ist, der im Wesentlichen gleich der Last ist, die während der Bearbeitung auf die Spindel oder die Vorschubachse ausgeübt wird, um die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung der Werkzeugmaschine zu erhöhen, kann eine Variation der Last, die auf die Spindel oder die Vorschubachse ausgeübt wird, fälschlicherweise als Kollision des Werkzeugs und dem Werkstück oder der Kollision des Werkzeugs und der Vorrichtung erkannt werden (d.h. eine Anomalie in der Werkzeugmaschine). Da jedoch nach dieser Modifikation der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich auf einen Wert geändert wird, der höher ist als der Schwellenwert der Anomalie-Erkennung im Nicht-Bearbeitungsbereich, wird ein Erkennungsfehler der Anomalie in der Werkzeugmaschine unterdrückt und die Genauigkeit der Anomalie-Erkennung im Bearbeitungsbereich verbessert.
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Darüber hinaus wurde in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 einer Werkzeugmaschine, die das Schneiden durchführt, veranschaulicht. Die Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann auf eine Anomalie-Erkennungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine angewendet werden, die verschiedene Bearbeitungen mit einer Spindel und einer Vorschubachse durchführt.
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Darüber hinaus wurde in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Anomalie-Erkennungsvorrichtung 10 einer Werkzeugmaschine, die das Werkzeug mit Hilfe der Spindel 2s dreht, dargestellt. Das Merkmal der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann auf eine Anomalie-Erkennungsvorrichtung einer Werkzeugmaschine angewendet werden, die ein Werkstück mit Hilfe einer Spindel dreht (eine Werkzeugmaschine, die die Bearbeitung eines Säulen- oder Zylinderwerks durchführt).
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Darüber hinaus ist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, obwohl die Anzeigeeinheit 22 als Mittel zur Benachrichtigung eines Bedieners über die Tatsache dargestellt wurde, dass die Anomalie-Erkennungseinheit 14 eine Anomalie in der Werkzeugmaschine 1 festgestellt hat, ein solches Benachrichtigungsmittel nicht darauf beschränkt. So kann beispielsweise das Benachrichtigungsmittel eine lichtemittierende Einheit wie eine oder mehrere LEDs sein. Wenn eine LED verwendet wird, können verschiedene Informationen beispielsweise durch Blinken/Nicht-Blinken gemeldet werden. Darüber hinaus können bei Verwendung einer Vielzahl von LEDs verschiedene Informationen mit unterschiedlichen Farben oder die Anzahl der blinkenden LEDs für die gleiche Farbe gemeldet werden. Darüber hinaus kann das Benachrichtigungsmittel beispielsweise eine Klangerzeugungseinheit sein, die einen Summton oder eine Stimme erzeugt.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Werkzeugmaschine
- 2s:
- Spindel
- 2f:
- Vorschubachse
- 4:
- Numerische Steuerung
- 6s, 6f:
- Servosteuerungen
- 10:
- Anomalie-Erkennungsvorrichtung
- 12:
- Lastüberwachungseinheit
- 14:
- Anomalie-Erkennungseinheit
- 16:
- Speichereinheit
- 18:
- Nicht-Bearbeitungsbereich-oder-Bearbeitungsbereich-Berechnungseinheit
- 20:
- Schwellwertänderungseinheit
- 22:
- Anzeigeeinheit
- 24:
- Stoppsteuereinheit
