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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsmaschine, in der der Druck eines Fluides, das einem statischen Drucklager zum Lagern einer Antriebswelle zugeführt wird, eingestellt wird, sowie auf ein Druckeinstellverfahren.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In einer Bearbeitungsmaschine kann eine Antriebswelle durch ein Fluid schwimmend gelagert werden. In diesem Fall wird die Antriebswelle durch ein statisches Drucklager gelagert. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2018-025253 beschreibt ein Fluidsteuersystem für die Zufuhr eines Fluids zu einem statischen Drucklager, so dass der Druck des dem statischen Drucklager zugeführten Fluids konstant gehalten wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es gibt aber Fälle, bei denen der Zustand des Fluids, das die Antriebswelle schwimmend trägt, sich aufgrund der Wärmeerzeugung des Motors zum Antreiben der Antriebswelle und Veränderungen in der Umgebung um die Antriebswelle ändert. Wenn sich der Zustand des Fluids auch nur in geringem Maße ändert, ändert sich der Abstand zwischen der Welle und dem statischen Drucklager entsprechend, so dass die Bearbeitungsgenauigkeit instabil werden kann. Diese Tendenz liegt insbesondere dann nahe, wenn ein Werkstück auf der Basis eines von einem Bearbeitungsprogramm gegebenen Befehls bearbeitet wird, der eine Bearbeitungsgenauigkeit von 100 nm oder weniger enthält.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsmaschine und ein Druckeinstellverfahren vorzuschlagen, mit denen die Instabilität bei der Bearbeitungsgenauigkeit (Prozessgenauigkeit) durch eine Zustandsänderung eines Fluids vermieden werden kann.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines zu bearbeitenden Objekts mit einem statischen Drucklager, das dazu ausgestaltet ist, eine Antriebswelle zu lagern, einer Fluidzuführvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein dem statischen Drucklager zuzuführendes Fluid entsprechend der Drehung eines Servomotors auszugeben, einem Sensor, der dazu ausgestaltet ist, eine physikalische Größe des von der Fluidzuführungsvorrichtung ausgegebenen Fluids zu erfassen, und einer Steuereinheit, die dazu ausgestaltet ist, die Drehgeschwindigkeit des Servomotors entsprechend der physikalischen Größe des Fluids zu steuern.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Druckeinstellverfahren für eine Bearbeitungsmaschine mit einer Fluidzuführvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, ein einem statischen Drucklager, das dazu ausgestaltet ist, eine Antriebswelle zu lagern, zuzuführendes Fluid entsprechend der Drehung eines Servomotors auszugeben, und das Verfahren umfasst einen Erfassungsschritt zum Erfassen einer physikalischen Größe des von der Fluidzuführvorrichtung ausgegebenen Fluids, und einen Steuerschritt zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Servomotors entsprechend der physikalischen Größe des Fluids, die in dem Erfassungsschritt erfasst wird.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird auch dann, wenn sich die physikalische Größe des von der Fluidzuführvorrichtung ausgegebenen Fluids ändert, eine der physikalischen Größe entsprechende, passende Output-Menge an Fluid von der Fluidzuführvorrichtung dem statischen Drucklager zugeführt. Daher ist es möglich, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit zu vermeiden, die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt wird.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau einer Bearbeitungsmaschine zeigt,
- 2 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Druck und der Temperatur eines Fluids zeigt,
- 3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Fluiddruck und der Drehgeschwindigkeit eines Servomotors zeigt,
- 4 ist ein Fließbild, das den Ablauf eines Druckeinstellprozesses darstellt, der durch eine Steuereinheit durchgeführt wird,
- 5 ist ein Diagramm, das eine Bearbeitungsmaschine gemäß Modifikation 3 zeigt, und
- 6 ist ein Diagramm, das eine Bearbeitungsmaschine gemäß Modifikation 4 zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail erläutert, indem bevorzugte Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
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[Ausführungsform]
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Bearbeitungsmaschine 10 zeigt. Die Bearbeitungsmaschine 10 bearbeitet oder zerspant ein Werkstück mit einem Werkzeug. Hierbei kann die Bearbeitungsmaschine 10 eine Präzisionsbearbeitungsmaschine sein, die ein Werkstück entsprechend einem durch ein Bearbeitungsprogramm spezifizierten Befehl bearbeitet, der eine Bearbeitungsgenauigkeit von 100 nm oder weniger vorgibt. Außerdem kann die Bearbeitungsmaschine 10 eine Präzisionsbearbeitungsmaschine sein, die ein Werkstück entsprechend einem von einem Bearbeitungsprogramm vorgegebenen Befehl bearbeitet, der eine Bearbeitungsgenauigkeit von 10 nm oder weniger vorgibt. Die Bearbeitungsmaschine 10 umfasst eine Antriebswelle 12, ein statisches Drucklager 14, einen Motor 16, eine Fluidzuführvorrichtung 18, einen Sensor 20 und eine Steuereinheit 22.
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Das statische Drucklager 14 lagert die Antriebswelle 12 beweglich. Das statische Drucklager 14 führt der Antriebswelle 12 ein zugeführtes Fluid zu, so dass die Antriebswelle 12 beweglich gleitend gelagert wird.
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Der Motor 16 ist dazu ausgestaltet, die Antriebswelle 12 anzutreiben. Der Motor 16 kann ein Spindelmotor sein, der die Antriebswelle 12 antreibt und dreht, oder ein Servomotor oder ein Linearmotor, der die Antriebswelle 12 linear antreibt.
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Wenn der Motor 16 ein Spindelmotor ist, ist die Antriebswelle 12 eine Spindel, und wenn der Motor 16 ein Servomotor oder ein Linearmotor ist, ist die Antriebswelle 12 eine Vorschubwelle.
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Die Fluidzuführvorrichtung 18 umfasst einen Servomotor 18A und eine Fluidpumpe 18B und fördert das dem statischen Drucklager 14 zuzuführende Fluid entsprechend der Rotation des Servomotors 18A. Beispiele des Fluids umfassen ein Gas, wie Luft und Stickstoff, oder eine Flüssigkeit, wie Öl.
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Die Fluidpumpe 18B gibt das Fluid nach außen aus, indem dem Fluid Energie entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18B zugeführt wird. Die Ausgabemenge (Durchflussrate oder Fluiddruck) des von der Fluidpumpe 18B nach außen abgegebenen Fluids erhöht sich, wenn die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18B ansteigt. Der Fluidoutput von der Fluidpumpe 18B wird dem statischen Drucklager 14 durch einen Strömungskanal zugeführt, der die Fluidpumpe 18B mit dem statischen Drucklager 14 verbindet.
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Der Sensor 20 detektiert eine physikalische Größe des von der Fluidzuführvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids. Bei dieser Ausführungsform ist der Sensor 20 ein Temperatursensor, der die Temperatur des Fluids erfasst. Wenn die Temperatur des Fluids erfasst wird, gibt der Sensor 20 die erfasste Fluidtemperatur an die Steuereinheit 22 aus.
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Die Steuereinheit 22 steuert den Motor 16 und den Servomotor 18A der Fluidzuführvorrichtung 18. Die Steuereinheit 22 führt eine Regelung des Motors 16 derart durch, so dass der Outputwert eines elektrischen Stroms von einem nicht dargestellten Stromsensor mit einem Zielwert übereinstimmt.
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Hierbei treten Fälle auf, bei denen der Druck des Fluids, das die Antriebswelle 12 schweben lässt, sich in Reaktion auf die Bewegung der durch den Motor 16 angetriebenen Antriebswelle 12, die Wärmeerzeugung durch die Fluidzuführvorrichtung 18 und/oder Änderungen in der Umgebung ändert. Wie in 2 gezeigt ist, fällt insbesondere der Fluiddruck, wenn die Fluidtemperatur ansteigt. Wie in 3 gezeigt ist, steigt dagegen der Fluiddruck, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors 18A der Fluidzuführvorrichtung 18 erhöht wird.
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Die Steuereinheit 22 steuert die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A der Fluidzuführvorrichtung 18 entsprechend der von dem Sensor 20 ausgegebenen Fluidtemperatur. Im Einzelnen treibt die Steuereinheit 22 den Servomotor 18A so an, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors 18A um so höher wird, je höher die Temperatur des Fluids wird.
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Somit variiert die Output-Menge (Durchflussrate oder Druck) des von der Fluidpumpe 18B nach außen abgegebenen Fluids. Wenn die von dem Sensor 20 erfasste Temperatur relativ hoch wird, wird somit die Ausgabemenge (Durchflussrate oder Durchflussdruck) des Fluids von der Fluidpumpe 18B erhöht, und wenn die Temperatur relativ niedrig wird, wird die Output-Menge (Durchflussrate oder Durchflussdruck) des Fluids von der Fluidpumpe 18B abgesenkt. Auch wenn sich die Temperatur des von der Fluidzufuhrvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids ändert, kann daher entsprechend der Temperatur eine geeignete Output-Menge an Fluid dem statischen Drucklager 14 zugeführt werden.
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Als nächstes wird ein Druckeinstellverfahren zum Einstellen des Drucks des Fluids beschrieben. 4 ist ein Fließbild, das den Ablauf eines Druckeinstellprozesses durch die Steuereinheit 22 zeigt.
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In Schritt S1 beschafft die Steuereinheit 22 die Temperatur als eine physikalische Größe des Fluids von dem Sensor 20 und dann geht die Steuerung weiter zu Schritt S2, an welchem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der erfassten Temperatur bestimmt wird.
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Die Steuereinheit 22 kann sich auf eine Tabelle beziehen, welche die Fluidtemperatur zu der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A in Beziehung setzt, um dadurch die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A zu bestimmen. Alternativ kann die Steuereinheit 22 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A durch Verwenden einer Relationsformel berechnen, welche die Fluidtemperatur zu der Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors 18A in Beziehung setzt.
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Die Steuereinheit 22 bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der in Schritt S1 erfassten Temperatur, und dann geht die Steuerung weiter zu Schritt S3. An Schritt S3 steuert die Steuereinheit 22 den Servomotor 18A der Fluidzuführvorrichtung 18 so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A mit dem in Schritt S2 bestimmten Wert übereinstimmt, und dann kehrt die Steuerung zurück zu Schritt S1.
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Somit steuert die Steuereinheit 22 den Servomotor 18A der Fluidzuführvorrichtung 18 entsprechend der Temperatur des von der Fluidzuführvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids, wodurch es möglich ist, eine geeignete Ausgabemenge an Fluid entsprechend der Temperatur von der Fluidzuführvorrichtung 18 zu dem statischen Drucklager 14 auszugeben, auch wenn sich die Fluidtemperatur ändert. Daher ist es möglich, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit, die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt würde, zu vermeiden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Art des Sensors 20 von der ersten Ausführungsform. Im Einzelnen ist bei der ersten Ausführungsform der Sensor 20 ein Temperatursensor, der die Temperatur des Fluids erfasst, während der Sensor 20 bei der zweiten Ausführungsform ein Drucksensor ist, der den Druck des Fluids erfasst.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich ein Teil des Steuerinhalts der Steuereinheit 22 von dem der ersten Ausführungsform. Im Einzelnen steuert bei der ersten Ausführungsform die Steuereinheit 22 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A der Fluidzufuhrvorrichtung 18 entsprechend der Fluidtemperatur, während die Steuereinheit 22 bei der vorliegenden Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A der Fluidzufuhrvorrichtung 18 entsprechend dem Fluiddruck steuert.
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Somit erfasst die Steuereinheit 22 den Fluiddruck von dem Sensor 20 (Schritt S1) und bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A umso geringer ist, je höher der erfasste Druck ist (Schritt S2). Die Steuereinheit 22 kann die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A durch Referenz zu einer Tabelle bestimmen, welche den Fluiddruck zu der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A in Beziehung setzt, oder durch Berechnen der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A mithilfe einer Relationsformel, welche den Fluiddruck zu der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A in Beziehung setzt.
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Die Steuereinheit 22 bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A, und dann führt die Steuereinheit 22 eine Regelung des Servomotors 18A der Fluidzufuhrvorrichtung 18 so durch, dass die bestimmte Drehgeschwindigkeit mit einem Zielwert übereinstimmt (Schritt S3).
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Bei dieser Konfiguration wird die Output-Menge (Durchflussrate oder Durchflussdruck) des Fluids von der Fluidpumpe 18B verringert, wenn der von dem Sensor 20 erfasste Druck relativ hoch wird, und die Output-Menge (Durchflussrate oder Durchflussdruck) des Fluids von der Fluidpumpe 18B wird gesteigert, wenn der Druck relativ niedrig wird. Auch wenn sich der Druck des von der Fluidzufuhrvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids ändert, wird daher entsprechend dem Druck eine geeignete Output-Menge an Fluid dem statischen Drucklager 14 zugeführt.
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Somit steuert die Steuereinheit 22 den Servomotor 18A der Fluidzufuhrvorrichtung 18 entsprechend dem Druck des von der Fluidzufuhrvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids, wodurch es möglich ist, wie bei der ersten Ausführungsform die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit (Zerspanungsgenauigkeit), die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt würde, zu vermeiden.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Sensor 20 ein Drucksensor, es kann aber auch ein Durchflussratensensor sein. Wenn der Sensor 20 ein Durchflussratensensor ist, steuert die Steuereinheit 22 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A der Fluidzufuhrvorrichtung 18 entsprechend der Durchflussrate des Fluids.
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Somit erfasst die Steuereinheit 22 die Durchflussrate des Fluids von dem Sensor 20 (Schritt S1) und bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A so, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Servomotors 18A umso niedriger wird, je höher die erfasste Durchflussrate ist (Schritt S2). Dann führt die Steuereinheit 22 eine Regelung des Servomotors 18A der Fluidzufuhrvorrichtung 18 derart durch, dass die bestimmte Drehgeschwindigkeit mit einem Zielwert übereinstimmt (Schritt S3).
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Auch wenn der Sensor 20 ein Durchflussratensensor ist, ist es somit möglich, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund einer Zustandsänderung des Fluids wie bei der vorliegenden Ausführungsform zu vermeiden.
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(Modifikationen)
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Auch wenn die obige Ausführungsform als Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert wurde, soll der technische Rahmen der Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen eingeschränkt sein. Es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen und Verbesserungen zu den obigen Ausführungsformen hinzugefügt werden können. Es ergibt sich auch aus dem Rahmen der Ansprüche, dass die um solche Modifikationen und Verbesserungen ergänzten Ausführungsformen vom technischen Rahmen der Erfindung umfasst sein sollten.
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(Modifikation 1)
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Die Steuereinheit 22 steuert bei der ersten Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der Fluidtemperatur. Bei der zweiten Ausführungsform steuert die Steuereinheit 22 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend dem Druck oder der Strömungsrate des Fluids. Die Steuereinheit 22 kann aber die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A auch entsprechend einer anderen physikalischen Größe als der Temperatur, dem Druck oder der Strömungsrate steuern.
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(Modifikation 2)
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Die Steuereinheit 22 steuert bei der ersten Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der Fluidtemperatur. Bei der zweiten Ausführungsform steuert die Steuereinheit 22 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend dem Druck oder der Strömungsrate des Fluids. Die Steuereinheit 22 kann aber die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A auch entsprechend der Temperatur und des Druckes des Fluides steuern, oder sie kann die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der Temperatur und der Strömungsrate des Fluides steuern.
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Beispielsweise empfängt die Steuereinheit 22 die Fluidtemperatur von dem Temperatursensor und empfängt den Druck (oder die Strömungsrate) von dem Drucksensor (oder dem Strömungsratensensor) (Schritt S1). Die Steuereinheit 22 bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A geringer wird, wenn der ermittelte Druck (oder die Strömungsrate) höher wird, und kompensiert die bestimmte Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A höher wird, wenn die ermittelte Temperatur höher wird (Schritt S2). Die Steuereinheit 22 führt eine Regelung des Servomotors 18A durch, so dass die kompensierte Drehgeschwindigkeit mit einem Zielwert übereinstimmt (Schritt S3).
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Die Steuereinheit 22 bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend dem Druck (oder der Strömungsrate), der von dem Drucksensor (oder dem Strömungsratensensor) empfangen wurde, und kompensiert den Zielwert so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A umso höher wird, je höher die von dem Temperatursensor erhaltene Temperatur wird (Schritt S2). In diesem Fall führt die Steuereinheit 22 eine Regelung des Servomotors 18A durch, so dass die bestimmte Drehgeschwindigkeit mit dem kompensierten Zielwert übereinstimmt (Schritt S3).
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Wenn die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der Temperatur und dem Druck (oder der Strömungsrate) des Fluids gesteuert wird, ist es somit möglich, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit, die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt wird, im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit auf der Basis einer einzelnen physikalischen Größe des Fluids gesteuert wird, weiter zu verringern.
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Außerdem kann die Steuereinheit 22 die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend dem Druck und der Strömungsrate des Fluids steuern, oder sie kann die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A entsprechend der Temperatur, dem Druck und der Strömungsrate des Fluids steuern. Auch in diesen Fällen kann die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund von Zustandsänderungen des Fluids im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A auf der Basis einer einzelnen physikalischen Größe des Fluids gesteuert wird, weiter verringert werden.
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(Modifikation 3)
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5 ist eine Ansicht, die eine Bearbeitungsmaschine 10 gemäß Modifikation 3 zeigt. Die gleichen Komponenten wie bei den obigen Ausführungsformen werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen und auf die wiederholte Beschreibung wie bei der obigen ersten Ausführungsform wird verzichtet.
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Die Bearbeitungsmaschine 10 gemäß Modifikation 3 unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform dahingehend, dass ein Stromsensor 24 hinzugefügt ist. Der Stromsensor 24 erfasst den Wert des elektrischen Stroms, der von der Steuereinheit 22 dem Motor 16 zugeführt wird, um den Motor 16 anzutreiben, und gibt den erfassten Stromwert an die Steuereinheit 22 aus.
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Es gibt Fälle, bei denen der Spalt zwischen der Antriebswelle 12 und dem statischen Drucklager 14 aufgrund beispielsweise einer Steigerung der auf den Tisch, auf dem ein Werkstück angeordnet ist, aufgebrachten Last enger wird. In diesem Fall steigt der Widerstand zwischen der Antriebswelle 12 und dem statischen Drucklager 14, so dass der Wert des zum Antreiben des Motors 16 erforderlichen Stroms zunimmt.
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Um mit dieser Situation umzugehen, wird bei dieser Modifikation die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A auf der Basis des Stromwertes, der dem Motor 16 zugeführt wird (der durch den Stromsensor 24 erfasste Stromwert), und der physikalischen Größe des von der Fluidzufuhrvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids (der physikalischen Größe des durch den Sensor 20 erfassten Fluids) gesteuert. Beispiele für die physikalische Größe des Fluids können die Temperatur, den Druck, die Strömungsrate und dergleichen umfassen. Bei dieser Modifikation ist die physikalische Größe des Fluids die Temperatur.
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Beispielsweise bezieht die Steuereinheit 22 die Temperatur des Fluids von dem Sensor 20 und den Stromwert von dem Stromsensor 24 (Schritt S1). Die Steuereinheit 22 bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A ansteigt, wenn der erhaltene Stromwert höher wird, und kompensiert die bestimmte Drehgeschwindigkeit so, dass die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A größer wird, wenn die ermittelte Temperatur höher wird (Schritt S2). Die Steuereinheit 22 steuert den Servomotor 18A so, dass er mit der kompensierten Drehgeschwindigkeit dreht (Schritt S3).
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Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht es die Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A auf der Basis des dem Motor 16 zugeführten Stromwerts und der physikalischen Größe des von der Fluidzufuhrvorrichtung 18 ausgegebenen Fluids, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund einer Zustandsänderung des Fluids im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit lediglich auf der Basis der physikalischen Größen des Fluids gesteuert wird, weiter zu verringern.
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(Modifikation 4)
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6 ist eine Ansicht, die eine Bearbeitungsmaschine 10 gemäß Modifikation 4 zeigt. Die gleichen Komponenten wie bei den obigen Ausführungsformen werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung wie bei der obigen ersten Ausführungsform wird verzichtet.
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Die Bearbeitungsmaschine 10 gemäß Modifikation 4 unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform dahingehend, dass zusätzlich ein Umgebungssensor 26 vorgesehen ist. Der Umgebungssensor 26 erfasst eine physikalische Größe der Umgebung und gibt die erfasste physikalische Größe an die Steuereinheit 22 aus. Beispiele für die physikalische Größe der Umgebung umfassen die Temperatur und den Druck.
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Wie oben beschrieben wurde, kann hierbei der Druck des Fluids, welcher die Antriebswelle 12 schweben lässt, in Abhängigkeit von Änderungen in der Umgebung variieren. Insbesondere, wenn beispielsweise die Temperatur der Umgebung ansteigt, sinkt der Druck des Fluids, und wenn die Temperatur der Umgebung sinkt, steigt die Temperatur des Fluids.
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Bei dieser Modifikation wird die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A auf der Basis der physikalischen Größe der Umgebung, die von dem Umgebungssensor 26 erfasst wird, und der physikalischen Größe des Fluids, die von dem Sensor 20 erfasst wird, gesteuert. Wenn beispielsweise die physikalische Größe der Umgebung die Temperatur und die physikalische Größe des Fluids der Druck ist, kann die Drehgeschwindigkeit des Servomotors 18A in der gleichen Weise gesteuert werden wie bei dem oben für die Modifikation 2 beschriebenen Fall.
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(Modifikation 5)
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Die obigen Ausführungsformen und Modifikationen können beliebig kombiniert werden, solange sich hierdurch keine technischen Widersprüche ergeben.
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[Erfindung, die sich aus dem obigen ableiten lässt]
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Erfindungen, die sich aus den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen ableiten lassen, werden nachfolgend beschrieben.
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{Erste Erfindung}
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Die erste Erfindung ist eine Bearbeitungsmaschine (10) zur Bearbeitung eines Objekts, das bearbeitet werden soll. Die Bearbeitungsmaschine (10) umfasst ein statisches Drucklager (14), das dazu ausgestaltet ist, eine Antriebswelle (12) zu lagern, eine Fluidzufuhrvorrichtung (18), die dazu ausgestaltet ist, entsprechend der Drehung eines Servomotors (18A) ein Fluid auszugeben, das dem statischen Drucklager (14) zugeführt werden soll, einen Sensor (20), der dazu ausgestaltet ist, eine physikalische Größe des von der Fluidzufuhrvorrichtung (18) ausgegebenen Fluids zu erfassen, und eine Steuereinheit (22), die dazu ausgestaltet ist, die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) entsprechend der physikalischen Größe des Fluids zu steuern.
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Auch wenn sich die physikalische Größe des von der Fluidzufuhrvorrichtung (18) ausgegebenen Fluids ändert, wird somit entsprechend der physikalischen Größe eine geeignete Output-Menge an Fluid von der Fluidzufuhrvorrichtung (18) dem statischen Drucklager (14) zugeführt, so dass es möglich ist, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit, die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt würde, zu verringern.
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Die physikalische Größe kann den Druck, die Strömungsrate und/oder die Temperatur umfassen. Dies versetzt die Fluidzufuhrvorrichtung (18) in die Lage, das statische Drucklager (14) entsprechend der Änderung des Druckes, der Strömungsrate und/oder der Temperatur mit einer geeigneten Output-Menge an Fluid zu versorgen.
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Die Bearbeitungsmaschine (10) kann außerdem einen Motor (16) aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, die Antriebswelle (12) anzutreiben, und die Steuereinheit (22) kann dazu ausgestaltet sein, die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) auf der Basis des Wertes eines elektrischen Stroms, der dem Motor (16) zugeführt wird, und der physikalischen Größe des Fluids zu steuern. Dies ermöglicht es, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund einer Zustandsänderung des Fluids im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) lediglich auf der Basis der physikalischen Größe des Fluids gesteuert wird, weiter zu verringern.
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Die Bearbeitungsmaschine (10) kann außerdem einen Umgebungssensor (26) aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, eine physikalische Größe der Umgebung um die Bearbeitungsmaschine (10) zu erfassen, und die Steuereinheit (22) kann dazu ausgestaltet sein, die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) auf der Basis der physikalischen Größe der Umgebung und der physikalischen Größe des Fluids zu steuern. Dies ermöglicht es, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit, die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt würde, im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) lediglich auf der Basis der physikalischen Größe des Fluids gesteuert wird, weiter zu verringern.
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{Zweite Erfindung}
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Die zweite Erfindung ist ein Druckeinstellverfahren für eine Bearbeitungsmaschine (10) mit einer Fluidzufuhrvorrichtung (18), die ein Fluid ausgibt, das einem statischen Drucklager (14) zum Lagern einer Antriebswelle (12) entsprechend der Drehung eines Servomotors (16A) zugeführt werden soll, und das Verfahren umfasst einen Ermittlungsschritt (S1) zum Ermitteln einer physikalischen Größe des von der Fluidzufuhrvorrichtung (18) ausgegebenen Fluids, und einen Steuerschritt (S3) zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) entsprechend der physikalischen Größe des Fluids, die in dem Ermittlungsschritt (S1) ermittelt wurde.
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Auch wenn sich die physikalische Größe des von der Fluidzufuhrvorrichtung (18) ausgegebenen Fluids ändert, wird daher entsprechend der physikalischen Größe eine geeignete Output-Menge an Fluid von der Fluidzufuhrvorrichtung (18) dem statischen Drucklager (14) zugeführt, so dass es möglich ist, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund einer Zustandsänderung des Fluids zu verringern.
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Die physikalische Größe kann den Druck, die Strömungsrate und/oder die Temperatur umfassen. Dies versetzt die Fluidzufuhrvorrichtung (18) in die Lage, das statische Drucklager (14) entsprechend einer Änderung des Druckes, der Strömungsrate und/oder der Temperatur mit einer geeigneten Output-Menge an Fluid zu versorgen.
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Der Ermittlungsschritt (S1) kann den Wert des elektrischen Stroms, der dem Motor (16) zum Antreiben der Antriebswelle (12) zugeführt wird, und die physikalische Größe des Fluids ermitteln, und der Steuerschritt (S3) kann die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) auf der Basis des Wertes des elektrischen Stromes und der physikalischen Größe des Fluids steuern. Dies ermöglicht es, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit aufgrund einer Zustandsänderung des Fluids im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) lediglich auf der Basis der physikalischen Größe des Fluids gesteuert wird, weiter zu verringern.
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Der Ermittlungsschritt (S1) kann eine physikalische Größe der Umgebung um die Bearbeitungsmaschine (10) und die physikalische Größe des Fluids ermitteln, und der Steuerschritt (S3) kann die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) auf der Basis der physikalischen Größe der Umgebung und der physikalischen Größe des Fluids steuern. Dies ermöglicht es, die Instabilität der Bearbeitungsgenauigkeit, die durch eine Zustandsänderung des Fluids bewirkt wird, im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit des Servomotors (18A) lediglich auf der Basis der physikalischen Größe des Fluids gesteuert wird, weiter zu verringern.
