DE102020001251A9 - Informationsverarbeitungsvorrichtung und -verfahren - Google Patents

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Abstract

Eine Informationsverarbeitungsvorrichtung (18) ist mit einer Messvorrichtung (16) in der Nähe einer Werkzeugmaschine (12) zur Bearbeitung eines Werkstückes (W) mit einem Werkzeug und mit einer numerischen Steuervorrichtung (14) verbunden, die eingerichtet ist zum Steuern der Werkzeugmaschine (12). Die Informationsverarbeitungsvorrichtung (18) enthält: eine Anzeigeeinheit (42), die eingerichtet ist zum Anzeigen von Informationen; eine erste Erfassungseinheit (50), die eingerichtet ist, von der Messvorrichtung (16) Messinformationen zu gewinnen, die mit der Messvorrichtung (16) gemessen sind; und eine zweite Erfassungseinheit (52), die eingerichtet ist, von der numerischen Steuervorrichtung (14) Zustandsinformationen zu gewinnen, die einen Zustand der Werkzeugmaschine (12) angeben; und eine Anzeigesteuereinheit (58), die eingerichtet ist, die Anzeigeeinheit (42) zu veranlassen, die Messinformation und die Zustandsinformation anzuzeigen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die Erfindung betrifft eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die mit einer Messeinrichtung verbunden ist, welche nahe einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Werkzeug und mit einer numerischen Steuerung zum Steuern der Werkzeugmaschine angeordnet ist, und weiterhin betrifft die Erfindung ein Informationsverarbeitungsverfahren.
  • Zum Stand der Technik:
  • Eine numerische Steuervorrichtung hat eine Anzeigeeinheit zum Darstellen von Zustandsinformationen, welche den Zustand der Werkzeugmaschine angeben. Beispielsweise beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung 08-106317 eine numerische Steuervorrichtung, welche auf einem Anzeigebildschirm die momentane Position eines Werkzeuges in einem Maschinenkoordinatensystem auf Basis von Drehstellungen eines Servomotors etc. anzeigt.
  • Auf dem Markt befindliche Messeinrichtungen enthalten Kameras mit Anzeigeeinheiten, Betriebsauswuchtgeräte für die Wuchtungseinstellung (Auswuchtung) eines Drehkörpers, wie einer Spindel, Messsonden zum Messen von Neigungen etc. eines Werkstückes und weiteres. Derartige auf dem Markt erhältliche Messeinrichtungen haben im Allgemeinen eine Anzeigeeinheit zum Darstellen der Messergebnisse.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bei Einsatz einer erhältlichen Messausrüstung prüft die Bedienungsperson die Messinformationen auf einer Anzeigeeinheit der Messeinrichtung und prüft auch die Zustandsinformationen auf der Anzeigeeinheit der numerischen Steuervorrichtung. Das bedeutet, dass die Bedienungsperson die Messinformationen und die Zustandsinformationen auf getrennten Anzeigebildschirmen prüfen muss. Um die Messinformationen und die Zustandsinformationen bequemer überwachen zu können, kann die Bedienungsperson beispielsweise gezwungen sein, die Position der Installierung von entweder der Messvorrichtung oder der numerischen Steuervorrichtung zu ändern. Dies ist aufwändig.
  • Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Informationsverarbeitungsvorrichtung und ein Informationsverarbeitungsverfahren bereitzustellen, mit denen die Arbeitseffizienz verbessert wird.
  • Eine erste Variante der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, die mit einer Messvorrichtung und einer numerischen Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die Messvorrichtung in der Nähe oder an einer Werkzeugmaschine angeordnet ist, welche eingerichtet ist zur Bearbeitung eines Werkstückes unter Einsatz eines Werkzeuges, und wobei die numerische Steuervorrichtung eingerichtet ist zum Steuern der Werkzeugmaschine. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung enthält: eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen von Informationen; eine erste Erfassungseinheit, die eingerichtet ist, von der Messvorrichtung Messinformationen zu erfassen (zu gewinnen), die mit der Messvorrichtung gemessen sind; eine zweite Erfassungseinheit, die eingerichtet ist, von der numerischen Steuervorrichtung Zustandsinformationen zu erfassen (zu gewinnen), die einen Zustand der Werkzeugmaschine angeben; und eine Anzeigesteuereinheit, die eingerichtet ist, die Anzeigeeinheit zu veranlassen, die Messinformationen und die Zustandsinformationen anzuzeigen.
  • Eine zweite Variante der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Informationsverarbeitungsverfahren zur Ausführung in einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, die mit einer Messvorrichtung und einer numerischen Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die Messvorrichtung in der Nähe oder an einer Werkzeugmaschine angeordnet ist, die eingerichtet ist zur Bearbeitung eines Werkstückes mit einem Werkzeug, wobei die numerische Steuervorrichtung eingerichtet ist zum Steuern der Werkzeugmaschine. Das Informationsverarbeitungsverfahren enthält: einen Erfassungsschritt, um von der Messvorrichtung Messinformationen, die mit der Messvorrichtung gemessen sind, zu gewinnen, und um von der numerischen Steuervorrichtung Zustandsinformationen zu gewinnen, welche einen Zustand der Werkzeugmaschine angeben; und einen Anzeigeschritt, um die Anzeigeeinheit zu veranlassen, die Messinformation und die Zustandsinformation anzuzeigen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann die Bedienungsperson sowohl die Messinformationen als auch die Zustandsinformationen auf einem einzigen Anzeigeschirm prüfen. Dementsprechend muss die Bedienungsperson nicht die Position der Installation der Messvorrichtung und/oder der numerischen Steuervorrichtung ändern, um in einfacher Weise sowohl die Messinformationen als auch die Zustandsinformationen zu überprüfen. Dies verbessert die Arbeitseffizienz.
  • Obige sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Figuren, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläuternd dargestellt sind.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch ein Bearbeitungssystem gemäß einem Ausführungs beispiel;
    • 2 zeigt schematisch die Konfiguration einer Informationsverarbeitungsvorrichtung;
    • 3 zeigt ein Beispiel für eine Anzeigendarstellung; und
    • 4 ist ein Flussdiagramm für die Messung einer Unwucht.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
  • [Ausführungsbeispiel]
  • 1 zeigt schematisch ein Bearbeitungssystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Bearbeitungssystem 10 dieses Ausführungsbeispieles enthält eine Werkzeugmaschine 12, eine numerische Steuervorrichtung 14, eine Messvorrichtung 16 und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung 18.
  • Die Werkzeugmaschine 12 ist eingerichtet zum Bearbeiten eines Werkstückes W unter Einsatz eines Werkzeuges 20. Die Werkzeugmaschine 12 enthält das Werkzeug 20, einen Tisch 22, einen Werkzeughalter 24, eine Spindel 26 und eine Fluidversorgungseinheit 28.
  • Das Werkzeug 20 ist eine Einrichtung zum Bearbeiten oder Schneiden des Werkstückes W, wie etwa ein Fräswerkzeug. Der Tisch 22 stützt das Werkstück W austauschbar ab und der Werkzeughalter 24 stützt das Werkzeug 20 ebenfalls austauschbar ab. Die Spindel 26 ist eine Welle, die mittels eines Fluids, wie komprimierter Luft, gedreht wird. Der Werkzeughalter 24 ist an einem Ende an der Spindel 26 befestigt. Somit dreht das am Werkzeughalter 24 befestigte Werkzeug 20 mit der Spindel 26. Die Fluidversorgungseinheit 28 versorgt die Spindel 26 mit einem Fluid für die Drehung der Spindel.
  • Die numerische Steuervorrichtung 14 ist eingerichtet, die Werkzeugmaschine 12 zu steuern. Die numerische Steuervorrichtung 14 enthält eine Einstelleinheit 30. Die Einstelleinheit 30 bewirkt eine Rückmeldungssteuerung (Regelung) zur Fluidversorgungseinheit 28 auf Basis der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 derart, dass die Versorgungsrate, mit der das Fluid von der Fluidversorgungseinheit 28 zur Spindel 26 geführt wird, einen Zielwert anstrebt, um so die Versorgungsrate einzustellen, mit der die Fluidversorgungseinheit 28 das Fluid der Spindel 26 zuführt.
  • Ist die Spindel 26 eingerichtet, durch Drehung eines Spindelmotors rotiert zu werden, dann hat der Spindelmotor im Allgemeinen einen Rotationssensor zum Detektieren der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Spindel 26 durch Fluid rotiert, so dass kein derartiger Rotationssensor vorgesehen ist zum Detektieren der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26. Dementsprechend erhält die Einstelleinheit 30 die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 von der Messvorrichtung 16 und führt eine Rückkoppelungssteuerung (Regelung) aus für die Fluidversorgungseinheit 28 auf Basis der so ermittelten Rotationsgeschwindigkeit.
  • Die Messvorrichtung 16 ist eingerichtet, eine Unwucht der Spindel 26 zu erfassen, und sie ist in der Nähe oder an der Werkzeugmaschine 12 installiert. Die Messvorrichtung 16 enthält einen Rotationssensor 32, einen Vibrationssensor 34 und einen Hauptmesskörper 36.
  • Der Rotationssensor 32 misst die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 und der Vibrationssensor 34 misst einen Vibrationswert der Spindel 26. Der Hauptmesskörper 36 misst die Unwucht der Spindel 26 auf Basis der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26, wie sie durch den Rotationssensor 32 gemessen wird, und des Vibrationswertes der Spindel 26, wie er durch den Vibrationssensor 34 gemessen wird. Die Unwucht ist eine Information, welche anzeigt, bei welchem Drehwinkel und in welchem Ausmaß eine Unregelmäßigkeit bezüglich der Wucht vorliegt. Der Begriff „Messen“ ist hier allgemein zu verstehen, also auch im Sinne von „Erfassen“, „Ermitteln“ oder dergleichen.
  • Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 18 ist eingerichtet, verschiedene Informationen zu verarbeiten. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 18 ist an die numerische Steuervorrichtung 14 und an die Messvorrichtung 16 so angeschlossen, dass verschiedene Informationen zu bzw. von der numerischen Steuervorrichtung 14 und der Messvorrichtung 16 gesendet bzw. von diesen empfangen werden. 2 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration der Informationsverarbeitungsvorrichtung 18. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 18 enthält eine Eingabeeinheit 40, eine Anzeigeeinheit 42, ein Speichermedium 44 und eine Signalverarbeitungseinheit 46.
  • Die Eingabeeinheit 40 ist eine Betriebseinheit, welche der Bedienungsperson ermöglicht, Befehle etc. einzugeben. Die Eingabeeinheit 40 enthält ein numerisches Tastenfeld zum Eingeben numerischer Daten, eine Tastatur, ein berührungsempfindliches Feld, einen Verstärkungsdrehknopf und dergleichen. Das berührungsempfindliche Feld kann auf einem Anzeigebildschirm oder auf der Anzeigeeinheit 42 vorgesehen sein.
  • Die Anzeigeeinheit 42 ist. eingerichtet zum Anzeigen von Informationen und das Speichermedium 44 speichert Informationen. Insbesondere kann es sich bei der Anzeigeeinheit 42 um eine Flüssigkristallanzeige handeln und bei dem Speichermedium 44 kann es sich um eine Festplatte handeln, jeweils als Beispiele.
  • Die Signalverarbeitungseinheit 46 ist mit der Eingabeeinheit 40 verbunden sowie mit der Anzeigeeinheit 42, dem Speichermedium 44 und sie enthält einen Prozessor, wie eine CPU (zentraler Prozessor) oder eine MPU (Mikroprozessor). Der Prozessor führt ein Hauptprogramm aus, welches in dem Speichermedium 44 gespeichert ist, so dass die Signalverarbeitungseinheit 46 als eine erste Erfassungseinheit 50, eine zweite Erfassungseinheit 52, eine Steuereinheit 54, eine Bestimmungseinheit 56 und eine Anzeigesteuereinheit 58 wirkt.
  • Die erste Erfassungseinheit 50 ist eingerichtet, von der Messvorrichtung 16 von dieser gemessene Messinformationen zu gewinnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel gewinnt die erste Erfassungseinheit 50 den Vibrationswert der Spindel 26 und die Unwucht der Spindel 26 als die Messinformation von der Messvorrichtung 16.
  • Die zweite Erfassungseinheit 52 ist eingerichtet, von der numerischen Steuervorrichtung 14 Zustandsinformationen zu gewinnen, die einen Zustand der Werkzeugmaschine 12 angeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel gewinnt die zweite Erfassungseinheit 52 die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 und den Betrag der Abweichung (Positionsabweichung) einer Steuerachse in axialer Richtung als die Zustandsinformationen von der numerischen Steuervorrichtung 14, wobei die Steuerachse durch die numerische Steuervorrichtung 16 gesteuert wird. Die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26, welche die zweite Erfassungseinheit 52 gewinnt, ist die Rotationsgeschwindigkeit, welche die numerische Steuervorrichtung 14 von der Messvorrichtung 16 gewonnen hat. Der Begriff „Steuern“ umfasst hier auch ein „Regeln“.
  • Die Steuereinheit 54 ist eingerichtet zum Steuern der numerischen Steuervorrichtung 14 und der Messvorrichtung 16. Die Steuereinheit 54 erzeugt einen Spindelrotationsbefehl zum Drehen der Spindel 26 mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die spezifiziert ist entsprechend einer Betätigung der Eingabeeinheit 40 durch eine Bedienungsperson und gibt den erzeugten Spindelrotationsbefehl an die numerische Steuervorrichtung 14, um so die numerische Steuervorrichtung 14 derart zu steuern, dass die Spindel 26 mit der spezifizierten Rotationsgeschwindigkeit dreht.
  • Bei Ausgabe des Spindelrotationsbefehls an die numerische Steuervorrichtung 14 vergleicht die Steuereinheit 54 die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26, welche die zweite Erfassungseinheit 52 von der numerischen Steuervorrichtung 14 erhält, mit einem gegebenen Rotationsschwellenwert. Übersteigt die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 den Rotationsschwellenwert, gibt die Steuereinheit 54 einen Mess-Startbefehl an die Messvorrichtung 16, um so die Messvorrichtung 16 zu veranlassen, mit der Messung der Unwucht der Spindel 26 zu beginnen.
  • Die Bestimmungseinheit 56 ist eingerichtet, festzustellen, ob die Unwucht der Spindel 26 anormal ist oder nicht. Die Bestimmungseinheit 56 vergleicht den Vibrationswert, welche die erste Erfassungseinheit 50 von dem Vibrationssensor 54 der Messvorrichtung 16 gewinnt, mit einem gegebenen Vibrationsschwellenwert und vergleicht den Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse, welchen die zweite Erfassungseinheit 52 von der numerischen Steuervorrichtung 14 gewinnt, mit einem vorgegebenen axialen Abweichungsschwellenwert.
  • Ist der Vibrationswert der Spindel 26 gleich oder größer als der Vibrationsschwellenwert oder ist der Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse gleich oder größer als der gegebene axiale Abweichungsschwellenwert, stellt die Bestimmungseinheit 56 fest, dass die Unwucht der Spindel 26 anormal ist. Die Bestimmungseinheit 56 stellt eine Anormalität der Unwucht der Spindel 26 auch fest, wenn der Vibrationswert der Spindel 26 gleich oder größer ist als der Vibrationsschwellenwert und der Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse gleich oder größer ist als der gegebene axiale Abweich ungsschwellenwert.
  • Ist andererseits der Vibrationswert der Spindel 26 kleiner als der Vibrationsschwellenwert und der Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse kleiner als der gegebene axiale Abweichungsschwellenwert, stellt die Bestimmungseinheit 56 fest, dass die Unwucht der Spindel 26 nicht anormal ist.
  • Die Anzeigesteuereinheit 58 steuert die Anzeigeeinheit 42. Stellt die Bestimmungseinheit 56 fest, dass die Unwucht der Spindel 26 nicht anormal ist, dann bewirkt die Anzeigesteuereinheit 58 eine Mitteilung, die anzeigt, dass die Unwucht der Spindel 26 normal ist.
  • Stellt andererseits die Bestimmungseinheit 56 fest, dass die Unwucht der Spindel 26 anormal ist, bewirkt die Anzeigesteuereinheit 58, dass die Anzeigeeinheit 42 die Messinformation, wie sie von der Messvorrichtung 16 durch die erste Erfassungseinheit 50 gewonnen ist, und die Zustandsinformation, wie sie von der numerischen Steuervorrichtung 14 durch die zweite Erfassungseinheit 52 gewonnen ist, angezeigt werden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel bewirkt gemäß 3 die Anzeigesteuereinheit 58 beispielsweise, dass die Anzeigeeinheit 42 die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 und die Unwucht anzeigt einschließlich des Winkels, bei dem die anormale Unwucht auftritt und des Ausmaßes der Unwucht. Dies ermöglicht der Bedienungsperson, die Unwucht der Spindel 26 zu korrigieren durch Prüfung der Unwucht entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26. Das Beispiel gemäß 3 zeigt zwar bezüglich der Unwucht einen Bildschirm mit Darstellung bei welchem Rotationswinkel und in welchem Ausmaß die anormale Unwucht auftreten, es könnte jedoch auch eine Kraftkomponente auf dem Bildschirm dargestellt werden, wenn Kraftkomponenten des drehenden Körpers (Spindel 26) nicht bei gleichen Intervallen auftreten.
  • Nachfolgend wird ein Informationsverarbeitungsverfahren zur Ausführung in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 18 näher beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm des Ablaufs der Messung einer Unwucht.
  • Das Informationsverarbeitungsverfahren in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 18 geht zu Schritt S1, wenn ein Modus zum Messen der Unwucht der Spindel 26 eingestellt wird. In Schritt S1 gibt die Steuereinheit 54 den Spindelrotationsbefehl an die numerische Steuervorrichtung 14, um so die numerische Steuerung 14 zu veranlassen, die Spindel 26 mit der angegebenen Rotationsgeschwindigkeit zu drehen und sodann geht der Prozess zu Schritt S2.
  • In Schritt S2 gewinnt die zweite Erfassungseinheit 52 die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 von der numerischen Steuervorrichtung 14 und das Verfahren geht zu Schritt S3.
  • In Schritt S3 ermittelt die Steuereinheit 54, ob die in Schritt S2 gewonnene Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 den vorgegebenen Rotationsschwellenwert überschreitet oder nicht. Hat die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 den Rotationsschwellenwert nicht überschritten, geht das Verfahren zurück zu Schritt S2. Hat andererseits die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 den Rotationsschwellenwert überschritten, geht das Verfahren zu Schritt S4.
  • In Schritt S4 gibt die Steuereinheit 54 den Befehl zum Messstart an die Messvorrichtung 16, so dass diese die Messung der Unwucht der Spindel 26 beginnt und das Verfahren geht zu Schritt S5.
  • In Schritt S5 gewinnt die erste Erfassungseinheit 50 von der Messvorrichtung 16 den Vibrationswert, der durch den Vibrationssensor 34 gemessen ist. Weiterhin gewinnt die zweite Erfassungseinheit 52 von der numerischen Steuervorrichtung 14 den Betrag der Abweichung der Steuerachse in Bezug auf die Axialrichtung. Sind der Vibrationswert der Spindel 26 und der Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse beide gewonnen, geht das Verfahren zu Schritt S6.
  • In Schritt S6 gibt die Steuereinheit 54 einen Rotationsstoppbefehl für die Spindel 26 an die numerische Steuervorrichtung 14, um die numerische Steuervorrichtung 14 zu veranlassen, die Rotation der Spindel 26 zu stoppen, und das Verfahren geht zu Schritt S7.
  • In Schritt S7 ermittelt die Bestimmungseinheit 56, ob die Unwucht der Spindel 26 anormal ist oder nicht auf Basis des Vibrationswertes der Spindel 26 und des Betrages der axialen Abweichung der Steuerachse, entsprechend den Daten aus Schritt S5. Die Bestimmungseinheit 56 stellt fest, dass die Unwucht der Spindel 26 normal ist, wenn der Vibrationswert der Spindel 26 kleiner ist als der Vibrationsschwellenwert und wenn der Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse kleiner ist als der gegebene axiale Abweichungsschwellenwert. In diesem Fall veranlasst die Anzeigesteuereinheit 58 die Anzeigeeinheit 42, eine Mitteilung anzuzeigen, die angibt, dass die Unwucht normal ist und damit kommt der Modus der Messung der Unwucht zu einem Ende.
  • Wenn andererseits der Vibrationswert der Spindel 26 gleich oder größer ist als der Vibrationsschwellenwert oder wenn der Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse gleich oder größer ist als der gegebene axiale Abweichungsschwellenwert, stellt die Bestimmungseinheit 56 fest, dass die Unwucht der Spindel 26 anormal ist. Das Verfahren geht dann zu Schritt S8.
  • In Schritt S8 gewinnt die erste Erfassungseinheit 50 die Daten bezüglich der Unwucht von der Messvorrichtung 16. Weiterhin gewinnt die zweite Erfassungseinheit 52 die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 und den Betrag der axialen Abweichung der Steuerachse von der numerischen Steuervorrichtung 14. Sind sowohl die Unwucht und die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 gewonnen, geht das Verfahren zu Schritt S9.
  • In Schritt S9 veranlasst die Anzeigesteuereinheit 58 die Anzeige der Unwucht und der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 gemäß Schritt S8, wobei die Anzeige auf demselben Bildschirm der Anzeigeeinheit 42 erfolgt, und damit ist der Modus der Messung der Unwucht beendet.
  • [Abwandlungen]
  • Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben, jedoch ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf den Umfang dieses Ausführungsbeispieles beschränkt. Das obige Ausführungsbeispiel kann abgewandelt und in verschiedener Weise verbessert werden. Aus den Patentansprüchen ergibt sich, dass derartige abgewandelte oder verbesserte Ausführungsformen auch im technischen Umfang der Erfindung liegen.
  • (1. Abwandlung)
  • Beim obigen Ausführungsbeispiel wird die Spindel 26 mit ihrer Welle durch ein Fluid rotiert. Allerdings kann eine solche Welle auch mit einem Spindelmotor rotiert werden. Handelt es sich bei der Spindel 26 um eine Welle, die durch einen Spindelmotor rotiert wird, kann die Fluidversorgungseinheit 28 weggelassen werden. Die numerische Steuervorrichtung 14 gewinnt dann die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 von einem Rotationssensor am Spindelmotor und bewirkt eine Rückmeldungssteuerung (Regelung) bezüglich des Spindelmotors auf Basis der so gewonnenen Rotationsgeschwindigkeit, um so die Rotationsgeschwindigkeit des Spindelmotors auf einen Zielwert zu regeln.
  • (2. Abwandlung)
  • Bei obigem Ausführungsbeispiel bewirkt die Anzeigesteuereinheit 58, dass die Anzeigeeinheit 42 eine Mitteilung anzeigt, die angibt, dass die Unwucht der Spindel 26 normal ist wenn festgestellt ist, dass die Unwucht normal ist. Anstelle einer derartigen Mitteilung oder zusätzlich zu einer solchen Mitteilung kann die Anzeigesteuereinheit 58 auch die Anzeigeeinheit 42 veranlassen, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 26 und die Unwucht anzuzeigen. Wird die Unwucht der Spindel 26 als normal festgestellt, muss die Anzeigesteuereinheit 58 nicht notwendigerweise die Anzeigeeinheit 42 veranlassen, eine Mitteilung zu geben, dass die Unwucht normal ist.
  • (3. Abwandlung)
  • Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel und die beschriebenen Abwandlungen können willkürlich mit ihren Einzelmerkmalen kombiniert werden, wenn dadurch keine technischen Widersprüche auftreten.
  • [Sich aus den Ausführungsbeispielen und den Abwandlungen ergebende Erfindungen]
  • Nachfolgend werden sich aus den obigen Ausführungsbeispielen und Abwandlungen ergebende Erfindungen definiert:
  • (1. Erfindung)
  • Eine erste Erfindung stellt eine Informationsverarbeitungsvorrichtung (18) bereit, die mit einer Messvorrichtung (16) und einer numerischen Steuervorrichtung (14) verbunden ist, wobei die Messvorrichtung in der Nähe oder an einer Werkzeugmaschine (12) eingerichtet ist und die Werkzeugmaschine eingerichtet ist, ein Werkstück (W) unter Einsatz eines Werkzeuges (20) zu bearbeiten, und wobei die numerische Steuervorrichtung (14) eingerichtet ist, die Werkzeugmaschine (12) zu steuern. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung (18) enthält:
    • eine Anzeigeeinheit (42), die eingerichtet ist zum Anzeigen von Informationen; eine erste Erfassungseinheit (50), die eingerichtet ist, von der Messvorrichtung (16) Messinformationen zu gewinnen, die durch die Messvorrichtung (16) gemessen sind;
    • eine zweite Erfassungseinheit (52), die eingerichtet ist, von der numerischen Steuervorrichtung (14) Zustandsinformationen zu gewinnen, die einen Zustand der Werkzeugmaschine (12) angeben; und eine Anzeigesteuereinheit (58), die eingerichtet ist,
    • die Anzeigeeinheit (42) zu veranlassen, die Messinformation und die Zustandsinformation anzuzeigen.
  • Obige Konfiguration ermöglicht es einer Bedienungsperson, sowohl die Messinformation als auch die Zustandsinformation auf einem einzigen Anzeigebildschirm zu prüfen. Somit ist die Bedienungsperson nicht gezwungen, die Position der Installation der Messvorrichtung (16) und/oder der numerischen Steuervorrichtung (14) zu ändern, um damit eine erleichterte Prüfung sowohl der Messinformation als auch der Zustandsinformation zu ermöglichen. Dies verbessert die Arbeitseffizienz.
  • Die Messvorrichtung (16) kann eingerichtet sein, eine Unwucht einer Spindel (26) der Werkzeugmaschine (12) zu messen und die Anzeigesteuereinheit (58) kann eingerichtet sein, die Anzeige der Messinformation zu veranlassen, die eine Unwucht der Spindel (26) angibt, und eine Zustandsinformation, die eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) sowie den Betrag der Abweichung einer Steuerachse von der Axialrichtung anzeigt, wobei die Steuerachse durch die numerische Steuervorrichtung (14) gesteuert wird. Dies ermöglicht einer Bedienungsperson die Korrektur der Unwucht der Spindel (26) während der Prüfung der Unwucht entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) und des Betrages der axialen Abweichung der Steuerachse.
  • Die Informationsverarbeitungsvorrichtung (18) kann weiterhin eine Bestimmungseinheit (56) enthalten, die eingerichtet ist, zu bestimmen, ob die Unwucht der Spindel (26) anormal ist oder nicht, und eine Anzeigesteuereinheit (58) kann bewirken, dass die Messinformation und die Zustandsinformation nur angezeigt werden, wenn die Unwucht der Spindel (26) als anormal festgestellt ist. Dies verhindert eine irrtümliche Einstellung der Unwucht der Spindel (26) seitens der Bedienungsperson, wenn die Unwucht der Spindel (26) im Normalbereich liegt.
  • Die Bestimmungseinheit (56) kann eingerichtet sein, die Unwucht der Spindel (26) als anormal einzuordnen, wenn ein Vibrationswert der Spindel (26) gleich ist oder größer als ein gegebener Vibrationsschwellenwert, oder wenn der Betrag der Abweichung der Steuerachse von der Axialrichtung gleich oder größer ist als ein vorgegebener axialer Abweichungsschwellenwert. Dies verbessert die Genauigkeit der Bestimmung im Vergleich zu einer Feststellung einer Anormalität der Unwucht der Spindel (26) nur auf Basis des Vibrationswertes.
  • Die Informationsverarbeitungsvorrichtung (18) kann weiterhin eine Steuereinheit (54) aufweisen, die eingerichtet ist zum Steuern der numerischen Steuervorrichtung (14) zum Rotieren der Spindel (26) und weiterhin zum Steuern der Messvorrichtung (16) zum Start einer Messung der Unwucht der Spindel (26), wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) einen vorgegebenen Rotationsschwellenwert überschreitet. Dies verhindert eine unkorrekte Bestimmung seitens der Bestimmungseinheit (56) auf Basis einer Unwucht, welche gemessen wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) noch nicht stabil ist.
  • Die Spindel (26) kann eingerichtet sein, durch ein Fluid rotiert zu werden, welches von einer Fluidversorgungseinheit (28) zugeführt wird, die numerische Steuervorrichtung (14) kann eine Einstelleinheit (30) aufweisen, die eingerichtet ist zum Einstellen der Versorgungswerte, mit welcher das Fluid von der Fluidversorgungseinheit (28) zur Spindel (26) zugeführt wird, auf Basis der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26), wie sie von der Messvorrichtung (16) gewonnen wird, und die zweite Erfassungseinheit (52) kann von der numerischen Steuervorrichtung (14) die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) gewinnen, die mit der Messvorrichtung (16) gewonnen ist. Damit ist es möglich, die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) anzuzeigen, auch wenn die Werkzeugmaschine (12) nicht mit einem Rotationssensor versehen ist.
  • (2. Erfindung)
  • Eine zweite Erfindung stellt ein Informationsverarbeitungsverfahren bereit für eine Informationsverarbeitungsvorrichtung (18), welche mit einer Messvorrichtung (16) und einer numerischen Steuervorrichtung (14) verbunden ist, wobei die Messvorrichtung in der Nähe oder an einer Werkzeugmaschine (12) angeordnet ist, die eingerichtet ist zur Bearbeitung eines Werkstückes (W) mit einem Werkzeug (20) und die numerische Steuervorrichtung (14) eingerichtet ist zum Steuern der Werkzeugmaschine (12). Das Informationsverarbeitungsverfahren enthält: einen Gewinnungsschritt (S5), um von der Messvorrichtung (16) Messinformationen zu gewinnen, welche durch die Messvorrichtung (16) ermittelt werden, und die Gewinnung von Zustandsinformationen von der numerischen Steuervorrichtung (14), welche einen Zustand der Werkzeugmaschine (12) anzeigen; und einen Anzeigeschritt (S9), mit dem eine Anzeigeeinheit (42) veranlasst wird, die Messinformation und die Zustandsinformation anzuzeigen.
  • Damit kann eine Bedienungsperson sowohl die Messinformation als auch die Zustandsinformation auf einer einzigen Anzeigeeinrichtung prüfen. Deshalb ist die Bedienungsperson nicht veranlasst, die Position der Installation der Messvorrichtung (16) und/oder der numerischen Steuervorrichtung (14) zu ändern, und es ergibt sich eine erleichterte Prüfung sowohl der Messinformation als auch der Zustandsinformation. Dies verbessert die Arbeitseffizienz.
  • Die Messvorrichtung (16) kann eingerichtet sein, eine Unwucht einer Spindel (26) der Werkzeugmaschine (12) zu messen und in dem Anzeigeschritt (S9) kann die Messinformation dargestellt werden, welche die Unwucht der Spindel (26) anzeigt, und die Zustandsinformation, welche eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) und den Betrag der Abweichung einer Steuerachse von der Axialrichtung anzeigt, wobei die Steuerachse durch die numerische Steuervorrichtung (14) gesteuert wird. Dies ermöglicht einer Bedienungsperson die Unwucht der Spindel (26) zu korrigieren während der Prüfung der Unwucht, wobei die Korrektur erfolgt entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) und des Betrages der axialen Abweichung der Steuerachse.
  • Das Informationsverarbeitungsverfahren kann weiterhin enthalten einen Bestimmungsschritt (S7) zur Bestimmung, ob die Unwucht der Spindel (26) im anormalen Bereich liegt oder nicht, und der Anzeigeschritt (S9) kann die Messinformation und die Zustandsinformation anzeigen, wenn die Unwucht der Spindel (26) als im anormalen Bereich liegend bestimmt ist. Dies verhindert, dass die Bedienungsperson irrtümlich eine Unwucht der Spindel (26) zu korrigieren versucht, obwohl die Unwucht der Spindel (26) im Normalbereich liegt.
  • Der Bestimmungsschritt (S7) kann beinhalten, dass die Unwucht der Spindel (26) als anormal eingeordnet wird, wenn ein Vibrationswert der Spindel (26) gleich oder größer ist als ein gegebener Vibrationsschwellenwert oder wenn der Betrag der Abweichung der Steuerachse von der Axialrichtung gleich oder größer ist als ein gegebener axialer Abweichungsschwellenwert. Dies verbessert die Genauigkeit der Ermittlung im Vergleich zu einer Feststellung der Unwucht der Spindel (26) nur auf Basis des Vibrationswertes allein.
  • Das Informationsverarbeitungsverfahren kann weiterhin einen Rotationssteuerungsschritt (S1) beinhalten mit Steuerung der numerischen Steuervorrichtung (14) zum Rotieren der Spindel (26); und einen Messungssteuerungsschritt (S4) zum Steuern der Messvorrichtung (16) zum Start einer Messung der Unwucht der Spindel (26), wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) einen gegebenen Rotationsschwellenwert überschritten hat. Dies verhindert, dass die Bestimmungseinheit (56) eine ungenaue Bestimmung vornimmt auf Basis einer Unwucht, die gemessen wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel (26) instabil ist.
  • 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 8106317 [0002]

Claims (12)

  1. Informationsverarbeitungsvorrichtung (18), die mit einer Messvorrichtung (16) und einer numerischen Steuervorrichtung (14) verbunden ist, wobei die Messvorrichtung in der Nähe oder an einer Werkzeugmaschine (12) vorgesehen ist, die eingerichtet ist zur Bearbeitung eines Werkstückes (W) mit einem Werkzeug (20), wobei die numerische Steuervorrichtung eingerichtet ist zum Steuern der Werkzeugmaschine, wobei die Informationsverarbeitungsvorrichtung aufweist: eine Anzeigeeinheit (42), eingerichtet zum Anzeigen von Informationen; eine erste Erfassungseinheit (50), die eingerichtet ist, von der Messvorrichtung Messinformationen zu gewinnen, die mit der Messvorrichtung gemessen sind; eine zweite Erfassungseinheit (52), die eingerichtet ist, von der numerischen Steuervorrichtung Zustandsinformationen zu gewinnen, die einen Zustand der Werkzeugmaschine angeben; und eine Anzeigesteuereinheit (58), die eingerichtet ist, zu bewirken, dass die Anzeigeeinheit die Messinformation und die Zustandsinformation anzeigt.
  2. Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: die Messvorrichtung eingerichtet ist, eine Unwucht einer Spindel (26) der Werkzeugmaschine zu messen; und die Anzeigesteuereinheit eingerichtet ist, eine Steuerung durchzuführen zur Anzeige der Messinformationen, welche die Unwucht der Spindel anzeigen, und der Zustandsinformationen, welche eine Rotationsgeschwindigkeit der Spindel sowie einen Betrag der Abweichung einer Steuerachse von der Axialrichtung anzeigen, wobei die Steuerachse durch die numerische Steuervorrichtung gesteuert ist.
  3. Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, weiterhin eine Bestimmungseinheit (56) aufweisend, die eingerichtet ist, zu bestimmen, ob die Unwucht der Spindel anormal ist oder nicht, wobei: die Anzeigesteuereinheit bewirkt, dass die Messinformationen und die Zustandsinformationen angezeigt werden, wenn die Unwucht der Spindel als anormal festgestellt ist.
  4. Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Bestimmungseinheit eingerichtet ist, zu bestimmen, dass die Unwucht der Spindel anormal ist, wenn ein Vibrationswert der Spindel gleich oder größer ist als ein gegebener Vibrationsschwellenwert oder wenn der Betrag der Abweichung der Steuerachse in Bezug auf die Axialrichtung gleich oder größer ist als ein gegebener axialer Abweichungsschwellenwert.
  5. Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, weiterhin eine Steuereinheit (54) aufweisend, die eingerichtet ist zum Steuern der numerischen Steuervorrichtung zur Rotation der Spindel, und die weiterhin eingerichtet ist zum Steuern der Messvorrichtung zum Start der Messung der Unwucht der Spindel, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel einen gegebenen Rotationsschwellenwert überschritten hat.
  6. Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei: die Spindel eingerichtet ist, durch ein Fluid rotiert zu werden, welches von einer Fluidversorgungseinheit (28) zugeführt wird; die numerische Steuervorrichtung eine Einstelleinheit (30) aufweist, die eingerichtet ist zum Einstellen der Versorgungsrate, mit der die Fluidversorgungseinheit das Fluid der Spindel zuführt, auf Basis der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel, die von der Messvorrichtung gewonnen wird; und die zweite Erfassungseinheit von der numerischen Steuervorrichtung die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel gewinnt, die mit der Messvorrichtung über die numerische Steuervorrichtung erhalten ist.
  7. Informationsverarbeitungsverfahren für eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, welche mit einer Messvorrichtung und einer numerischen Steuervorrichtung verbunden ist, wobei die Messvorrichtung in der Nähe oder an einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist, die eingerichtet ist zum Bearbeiten eines Werkstückes unter Verwendung eines Werkzeuges, wobei die numerische Steuervorrichtung eingerichtet ist zum Steuern der Werkzeugmaschine, wobei das Informationsverarbeitungsverfahren aufweist: einen Gewinnungsschritt der Gewinnung von Messinformationen von der Messvorrichtung und zum Gewinnen von Zustandsinformationen von der numerischen Steuervorrichtung, welche einen Zustand der Werkzeugmaschine anzeigen; und einen Anzeigeschritt, mit dem eine Anzeigeeinheit die Messinformation und die Zustandsinformation anzeigt.
  8. Informationsverarbeitungsverfahren gemäß Anspruch 7, wobei: die Messvorrichtung eingerichtet ist, eine Unwucht einer Spindel der Werkzeugmaschine zu messen; und der Anzeigeschritt anzeigt: die Messinformation, welche die Unwucht der Spindel anzeigt, die Zustandsinformation, welche die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel anzeigt und den Betrag der Abweichung einer Steuerachse von der Axialrichtung, wobei die Steuerachse durch die numerische Steuervorrichtung gesteuert ist.
  9. Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, weiterhin einen Bestimmungsschritt aufweisend der Bestimmung, ob die Unwucht der Spindel anormal ist oder nicht, wobei: im Anzeigeschritt die Messinformation und die Zustandsinformation angezeigt werden, wenn die Unwucht der Spindel als anormal bestimmt ist.
  10. Informationsverarbeitungsverfahren gemäß Anspruch 9, wobei in dem Bestimmungsschritt festgestellt wird, dass die Unwucht der Spindel anormal ist, wenn ein Vibrationswert der Spindel gleich oder größer ist als ein gegebener Vibrationsschwellenwert oder wenn der Betrag der Abweichung der Steuerachse von der Axialrichtung gleich oder größer ist als ein gegebener axialer Abweichungsschwellenwert.
  11. Informationsverarbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, weiterhin aufweisend einen Rotationssteuerschritt zum Steuern einer numerischen Steuervorrichtung zur Rotation der Spindel; und einen Messungssteuerungsschritt zum Steuern der Messvorrichtung zum Start der Messung der Unwucht der Spindel, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel einen gegebenen Rotationsschwellenwert überschritten hat.
  12. Informationsverarbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei: die Spindel eingerichtet ist, von einem Fluid rotiert zu werden, welches von einer Fluidversorgungseinheit (28) zugeführt wird; die numerische Steuervorrichtung eine Einstelleinheit (30) aufweist, die eingerichtet ist zum Einstellen der Versorgungsrate, mit welcher die Fluidversorgungseinheit das Fluid der Spindel zuführt, entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel, wie sie durch die Messvorrichtung gewonnen ist; und im Gewinnungsschritt von der numerischen Steuervorrichtung die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel gewonnen wird, die mit der Messvorrichtung über die numerische Steuervorrichtung erhalten ist.
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