DE112021007678T5

DE112021007678T5 - Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE112021007678T5
Application number: DE112021007678.7T
Authority: DE
Inventors: Masashi Yasuda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2024-04-11
Also published as: JPWO2023007602A1; WO2023007602A1; CN117693408A

Abstract

Es wird eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, die ein Werkstück durch Schwingungssteuerung einer Steuerwelle bearbeitet, wobei ein Rütteln der Werkzeugmaschine als Ganzes zuverlässig unterdrückt wird. Diese Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine umfasst: eine Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung, die eine Schwingungsbedingung einstellt, die mindestens einen Frequenzparameter, der eine Schwingungsfrequenz oder ein Schwingungsfrequenz-Vielfaches umfasst, einen Amplitudenparameter, der eine Schwingungsamplitude oder ein Schwingungsamplituden-Vielfaches umfasst, und eine Schwingungsrichtung einschließt; eine Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes, die in Übereinstimmung mit der Schwingungsfrequenz und/oder der Schwingungsrichtung einen oberen Grenzwert des Schwingungsparameters einstellt, der durch die Schwingungsbedingung bestimmt wird und die Schwingungsfrequenz, die Schwingungsamplitude, eine Schwingungsgeschwindigkeit, eine Schwingungsbeschleunigung und/oder einen Schwingungsruck einschließt; eine Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung, die auf der Grundlage des oberen Grenzwertes des Schwingungsparameters den durch die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung eingestellte Schwingungsbedingung begrenzt; und eine Schwingungssteuereinheit, die eine Steuerwelle auf der Grundlage des durch die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung begrenzte Schwingungsbedingung schwingungssteuert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Werkzeugmaschinen.
HINTERGRUNDKUNST
Herkömmlicherweise sind Steuervorrichtungen für Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen ein Werkstück bearbeitet wird, indem die Steuerwelle so gesteuert wird, dass sie sich bewegt, während sie vibriert, wie z. B. beim Oszillationsschneiden oder bei der Kurbelzapfenbearbeitung. Wenn die Steuerwelle auf diese Weise in Schwingung versetzt wird, kann die Schwingung zu übermäßigen Erschütterungen in der gesamten Werkzeugmaschine führen, was die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen kann.
Dementsprechend wurde eine Technik vorgeschlagen, um den oberen Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung oder des Rucks festzulegen und die Schwingung unterhalb des festgelegten oberen Grenzwerts zu regeln, um ein übermäßiges Rütteln der gesamten Werkzeugmaschine, das durch die Schwingung der Steuerwelle verursacht wird, zu verhindern (siehe z. B. Patentdokument 1). Es wird angenommen, dass diese Technik eine gute Oberflächengüte gewährleisten kann.
Patentdokument 1: Unbeanstandete japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2007-044849
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Doch selbst wenn die Schwingungsbeschleunigung durch die Festlegung eines oberen Grenzwerts für die Schwingungsbeschleunigung verringert wird, können die Erschütterungen der gesamten Werkzeugmaschine aufgrund des Einflusses der für die Werkzeugmaschine spezifischen Resonanzfrequenz und der unterschiedlichen Trägheit der einzelnen Steuerwellen umgekehrt zunehmen. Mit anderen Worten: Die bloße Festlegung eines oberen Grenzwerts für die Schwingungsbeschleunigung oder den Ruck ohne Berücksichtigung der Schwingungsfrequenz und der Trägheit der Steuerwelle kann das Rütteln der gesamten Werkzeugmaschine nicht zuverlässig unterdrücken.
Daher wurde eine Technik gesucht, die das Rütteln der gesamten Werkzeugmaschine in einer Werkzeugmaschinensteuervorrichtung, die die Schwingungen der Steuerwelle während der Bearbeitung eines Werkstücks kontrolliert, zuverlässig unterdrücken kann.
Mittel zur Lösung der Probleme
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, während ein Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander in Schwingung versetzt werden, wobei die Steuervorrichtung für die Werkzeugmaschine umfasst: eine Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung, die eine Schwingungsbedingung einstellt, die mindestens einen Frequenzparameter, der aus einer Schwingungsfrequenz oder einem Schwingungsfrequenz-Multiplikationsfaktor besteht, einen Amplitudenparameter, der aus einer Schwingungsamplitude oder einem Schwingungsamplituden-Multiplikationsfaktor besteht, oder eine Schwingungsrichtung einschließt; eine Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes, die einen oberen Grenzwert eines Schwingungsparameters einstellt, der mindestens eine Schwingungsfrequenz, eine Schwingungsamplitude, eine Schwingungsgeschwindigkeit, eine Schwingungsbeschleunigung oder einen Schwingungsruck einschließt, der durch die Schwingungsbedingung bestimmt wird, basierend auf der Schwingungsfrequenz oder der Schwingungsrichtung oder beiden; eine Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung, die die durch die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung eingestellte Schwingungsbedingung auf der Grundlage des oberen Grenzwertes des Schwingungsparameters einschränkt; und eine Schwingungssteuereinheit, die eine Schwingungssteuerung einer Steuerwelle auf der Grundlage der durch die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung eingeschränkten Schwingungsbedingung ausführt.
Auswirkungen der Erfindung
In einer Werkzeugmaschinensteuerung, die die Schwingungen der Steuerwelle bei der Bearbeitung eines Werkstücks regelt, kann gemäß der vorliegenden Offenbarung das Rütteln der gesamten Werkzeugmaschine zuverlässig unterdrückt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Schwingungskontrolle gemäß dieser Ausführungsform;
3 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines ersten Beispiels für die Schwingungskontrolle gemäß der Ausführungsform; und
4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Beispiels für die Schwingungskontrolle gemäß dieser Ausführungsform.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform betreibt mindestens eine Hauptwelle zum Drehen eines Schneidwerkzeugs (im Folgenden als Werkzeug bezeichnet) und eines Werkstücks relativ zueinander sowie mindestens eine Vorschubwelle zum Bewegen des Werkzeugs relativ zum Werkstück, wodurch das Werkzeug das Werkstück schneidet und bearbeitet. Der Einfachheit halber ist in 1 nur ein Motor 3 dargestellt, der eine Vorschubwelle antreibt.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt das Oszillationsschneiden (im Folgenden auch als Schwingungsschneiden bezeichnet) durch Betätigung der Hauptwelle und der Vorschubwelle durch. Das heißt, die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 führt eine spanende Bearbeitung durch, indem sie das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander dreht, während sie das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander oszilliert (im Folgenden auch als Schwingung bezeichnet). Die Werkzeugbahn wird so eingestellt, dass sich die aktuelle Bahn teilweise mit der vorherigen Bahn überschneidet und ein in der vorherigen Bahn bearbeiteter Teil in die aktuelle Bahn aufgenommen wird. Das Trennen der Werkzeugspitze von der Werkstückoberfläche (Luftschneiden) zerkleinert daher zuverlässig die Späne, die bei der spanenden Bearbeitung kontinuierlich anfallen.
Die vorliegende Ausführungsform gilt für die Konfiguration, bei der das Werkzeug in Schwingung versetzt wird, während es sich in Vorschubrichtung in Bezug auf das Werkstück bewegt, das sich um die zentrale Achsenlinie dreht, und sie gilt auch für die Konfiguration, bei der sich das Werkzeug T um die zentrale Achsenlinie des Werkstücks dreht und sich das Werkstück in Vorschubrichtung in Bezug auf das Werkzeug bewegt. Die vorliegende Ausführungsform ist sowohl für die Bearbeitung eines Außen- als auch eines Innendurchmessers eines Werkstücks anwendbar. Ferner ist die vorliegende Ausführungsform auf den Fall anwendbar, in dem mehrere Vorschubwellen (Z-Achse und X-Achse) erforderlich sind, weil das Werkstück einen konischen Teil oder einen bogenförmigen Teil auf der Bearbeitungsfläche aufweist, und sie ist auch auf den Fall anwendbar, in dem eine bestimmte Achse (Z-Achse) für die Vorschubwelle ausreichend ist, weil das Werkstück säulenförmig oder zylindrisch ist.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 ist unter Verwendung eines Computers konfiguriert, der einen Speicher wie ROM (Nur-Lese-Speicher) oder RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) und eine Kommunikationssteuerungseinheit enthält, die über einen Bus miteinander verbunden sind. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 eine Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11, eine Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12, eine Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13, eine Schwingungssteuereinheit 14 und eine Anzeigeeinheit 15, wobei die Funktionen und Operationen dieser Einheiten durch das Zusammenwirken der CPU, des Speichers und des in dem auf dem Computer montierten Speicher gespeicherten Steuerprogramms erreicht werden können.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 ist mit übergeordneten Rechnern (nicht abgebildet) verbunden, z. B. mit einer CNC-Steuerung (Computer Numerical Controller) oder einer SPS-Steuerung (Programmable Logic Controller). Diese übergeordneten Computer geben Bearbeitungsprogramme, Drehzahlen, Vorschubgeschwindigkeiten und andere Bearbeitungsbedingungen für das Werkstück in die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 ein.
Die Bearbeitungsbedingungen für das Werkstück umfassen die relativen Drehgeschwindigkeiten des Werkstücks und des Werkzeugs um die zentrale Achsenlinie des Werkstücks, die relativen Vorschubgeschwindigkeiten des Werkzeugs und des Werkstücks sowie Positionsbefehle für die Vorschubwelle usw. In der vorliegenden Ausführungsform kann die CPU in der Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 so konfiguriert sein, dass sie die Rotationsgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit aus dem eingegebenen Bearbeitungsprogramm als Bearbeitungsbedingungen ausliest und an die Schwingungssteuereinheit 14 ausgibt; alternativ kann eine Einheit zur Erzeugung von Positionsbefehlen usw. in der Schwingungssteuereinheit 14 auf den übergeordneten Computern vorgesehen sein.
Die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 stellt Schwingungsbedingungen ein, die mindestens eines der folgenden Elemente umfassen: Frequenzparameter, die aus der Schwingungsfrequenz oder dem Schwingungsfrequenz-Multiplikationsfaktor bestehen; Amplitudenparameter, die aus der Schwingungsamplitude oder dem Schwingungsamplituden-Multiplikationsfaktor bestehen; oder die Schwingungsrichtung. Die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 stellt die Schwingungsbedingungen unter den Beschränkungen der Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 ein, basierend auf den Bearbeitungsprogrammen und den Bearbeitungsbedingungen usw., die in die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 eingegeben werden. Die Schwingungsbedingungen, die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellt werden, werden an die später beschriebene Schwingungssteuereinheit 14 ausgegeben.
Der Multiplikationsfaktor für die Schwingungsfrequenz ist ein Frequenzparameter, der sich aus der Division der Schwingungsfrequenz durch die Drehzahl der Hauptwelle ergibt. Der Multiplikationsfaktor für die Schwingungsamplitude ist ein Amplitudenparameter, den man erhält, indem man die Schwingungsamplitude durch die Hälfte des Vorschubbetrags der Vorschubwelle pro Umdrehung der Hauptwelle teilt. Die Schwingungsrichtung wird durch einen Neigungswinkel θ relativ zur zentralen Achsenlinie (Richtung der Z-Achse) des Werkstücks dargestellt (siehe 4, siehe unten).
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 legt die oberen Grenzwerte der Schwingungsparameter fest, zu denen die Schwingungsfrequenz, die Schwingungsamplitude, die Schwingungsgeschwindigkeit, die Schwingungsbeschleunigung oder der Schwingungsruck gehören, wie sie durch die Schwingungsbedingungen bestimmt werden, und zwar auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz oder der Schwingungsrichtung oder beider. Die oberen Grenzwerte der Schwingungsparameter, die von der Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 festgelegt werden, werden an die später beschriebene Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 ausgegeben.
Bei der Einstellung des oberen Grenzwerts der Schwingungsparameter auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz stellt die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter vorzugsweise so ein, dass er mit zunehmender Schwingungsfrequenz schrittweise oder kontinuierlich abnimmt. Der Grund dafür ist, dass die Werkzeugmaschine mit zunehmender Schwingungsfrequenz eher ins Wanken gerät. Beispielsweise stellt die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 die oberen Grenzwerte der Schwingungsparameter, wie die Beschleunigungsgrenzwerte, so ein, dass sie mit zunehmender Schwingungsfrequenz in 10-Hz-Intervallen, wie 0-10 Hz, 10-20 Hz, 20-30 Hz usw., abnehmen (siehe 3, die später beschrieben wird).
Die Erschütterung der gesamten Werkzeugmaschine durch die Schwingungsregelung der Steuerwelle ist auf die Schwingungsfrequenz, die Schwingungsamplitude, die Schwingungsgeschwindigkeit, die Schwingungsbeschleunigung und den Schwingungsruck zurückzuführen. Die Schwingungsamplitude, die Schwingungsgeschwindigkeit, die Schwingungsbeschleunigung und der Schwingungsstoß werden durch die Schwingungsfrequenz beeinflusst. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Ausführungsform durch die Einstellung der oberen Grenzwerte von Schwingungsparametern wie Schwingungsfrequenz, Schwingungsamplitude, Schwingungsgeschwindigkeit, Schwingungsbeschleunigung und Schwingungsruck auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz und die Einstellung der Schwingungsbedingungen auf der Grundlage dieser eingestellten oberen Grenzwerte das Schütteln der gesamten Werkzeugmaschine wirksam unterdrückt.
Wenn die Schwingungsfrequenz der werkzeugmaschinenspezifischen Resonanzfrequenz entspricht, setzt die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters vorzugsweise auf einen kleineren Wert als in den Fällen anderer Frequenzen. Beträgt die werkzeugmaschinenspezifische Resonanzfrequenz beispielsweise 40 bis 50 Hz, setzt die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter auf einen kleineren Wert als bei anderen Schwingungsfrequenzen unter 40 Hz oder über 50 Hz.
Wenn die Schwingungsfrequenz bei der Schwingungssteuerung der Steuerwelle der für die Werkzeugmaschine spezifischen Resonanzfrequenz entspricht, schwingt die Werkzeugmaschine stärker synchron mit der Schwingung der Steuerwelle. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Ausführungsform durch die Einstellung des oberen Grenzwerts der Schwingungsparameter auf einen kleineren Wert, wenn die Schwingungsfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, und die Einstellung der Schwingungsbedingungen auf der Grundlage dieser eingestellten oberen Grenzwerte das Schütteln der gesamten Werkzeugmaschine wirksamer unterdrückt.
Wenn die Schwingungsfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht, kann die für die Werkzeugmaschine spezifische Resonanzfrequenz in das Schwingungsfrequenzband mit einer bestimmten Breite, z. B. 10 Hz, aufgenommen werden. In diesem Fall wird die Breite des Schwingungsfrequenzbandes entsprechend eingestellt.
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 kann den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter vorzugsweise so einstellen, dass er schrittweise oder kontinuierlich abnimmt, wenn die Neigung der Schwingungsrichtung relativ zur zentralen Achsenrichtung des Werkstücks zunimmt. In diesem Fall, wenn beispielsweise die Neigung θ der Schwingungsrichtung (im Folgenden auch als Schwingungsrichtung bezeichnet) relativ zur zentralen Achsenlinie (Z-Achsen-Richtung) des Werkstücks in 10°-Intervallen wie 0° bis 10°, 10° bis 20° und 20° bis 30° zunimmt, nimmt der obere Grenzwert der Schwingungsparameter, wie der obere Beschleunigungsgrenzwert, ab, wenn die Neigung θ der Schwingungsrichtung relativ zur Z-Achsen-Richtung zunimmt (siehe 4, die später beschrieben wird).
Zum Beispiel sind schwere Gegenstände wie Servomotoren oft in Richtung der X-Achse (die radiale Richtung des Werkstücks) orthogonal zur Richtung der Z-Achse (die Richtung der zentralen Achslinie des Werkstücks) angeordnet; daher sind die Schwingung und die Trägheit der Steuerwelle in der X-Achse größer als in der Z-Achse. Die Trägheit der Steuerwelle variiert je nach Werkzeugmaschine; daher wird die Erschütterung der gesamten Werkzeugmaschine, die durch die Schwingung der Steuerwelle verursacht wird, durch die Schwingungsrichtung beeinflusst, die das Verhältnis der Schwingungsmenge der Steuerwelle darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die oberen Grenzwerte der Schwingungsparameter wie Schwingungsbeschleunigung und Schwingungsstoß auf der Grundlage der Neigung θ der Schwingungsrichtung relativ zur Z-Achse festgelegt; daher wird durch die Einstellung der Schwingungsbedingungen auf der Grundlage dieser festgelegten oberen Grenzwerte der Schwingungsparameter das Schütteln der gesamten Werkzeugmaschine effektiver unterdrückt.
Natürlich variieren die relativen Größen der Trägheit der Z-Achse und der X-Achse je nach Maschinenkonfiguration; daher kann es Fälle geben, in denen die Trägheit in der Z-Achse größer ist als in der X-Achse. Wenn in solchen Fällen die Neigung θ der Schwingungsrichtung in 10°-Intervallen wie 0° bis 10°, 10° bis 20° und 20° bis 30° zunimmt, wird das Schütteln der gesamten Werkzeugmaschine effektiver unterdrückt, indem der obere Grenzwert der Schwingungsparameter wie der obere Beschleunigungsgrenzwert erhöht wird.
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 stellt vorzugsweise unterschiedliche obere Grenzwerte der Schwingungsparameter ein, wenn die Schwingungsrichtung parallel oder nicht parallel zur Antriebsrichtung jeder Steuerwelle ist. Der Fall, in dem die Schwingungsrichtung parallel zur Antriebsrichtung jeder Steuerwelle ist, bezieht sich auf den Fall, in dem eine einzelne Steuerwelle in Schwingung versetzt wird, und der nicht-parallele Fall bezieht sich auf den Fall, in dem eine Vielzahl von Antriebswellen koordiniert in Schwingung versetzt werden. Das heißt, wenn mehrere Antriebswellen koordiniert in Schwingung versetzt werden, wird ein oberer Grenzwert der Schwingungsparameter vorzugsweise getrennt vom oberen Grenzwert der Schwingungsparameter für jede Steuerwelle festgelegt. Auf diese Weise können die Erschütterungen der gesamten Werkzeugmaschine wirksamer unterdrückt werden.
Wenn die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 auf der Grundlage der Schwingungsrichtung den oberen Grenzwert festlegt, kann die Schwingungsfrequenz als oberer Grenzwert der Schwingungsparameter festgelegt werden. In diesem Fall nimmt mit zunehmender Schwingungsfrequenz auch die Erschütterung der Werkzeugmaschine zu; daher wird der obere Grenzwert der Schwingungsfrequenz vorzugsweise so eingestellt, dass er mit zunehmender Neigung der Schwingungsrichtung relativ zur Richtung der Mittelachse des Werkstücks abnimmt.
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 kann den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter auf der Grundlage der gemessenen Erschütterungen der Werkzeugmaschine bestimmen, wenn die Schwingungsregelung der Steuerwelle tatsächlich im Voraus durchgeführt wird, was vom Benutzer visuell überprüft oder von verschiedenen Sensoren gemessen werden kann.
Die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 schränkt die Schwingungsbedingungen ein, die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellt werden, basierend auf dem oberen Grenzwert des Schwingungsparameters, der von der Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 eingestellt wird. Insbesondere erfasst die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 den Frequenzparameter und die Schwingungsrichtung von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 und schränkt die Schwingungsbedingungen unter Verwendung des oberen Grenzwerts des Schwingungsparameters entsprechend dem erfassten Frequenzparameter und der Schwingungsrichtung ein.
Die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 schränkt vorzugsweise die Schwingungsbedingungen ein, die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellt werden, um den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters, der dem erfassten Frequenzparameter und der Schwingungsrichtung entspricht, nicht zu überschreiten. Beispielsweise begrenzt die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 die Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude innerhalb des Bereichs, der den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters nicht überschreitet. Alternativ kann die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 das Bearbeitungsprogramm durch Ausgabe eines Alarms (Warnung) anhalten, wenn der obere Grenzwert des Schwingungsparameters überschritten wird.
Die Schwingungssteuereinheit 14 führt eine Schwingungssteuerung der Steuerwelle auf der Grundlage der Schwingungsbedingungen durch, die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 unter den Einschränkungen der Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 festgelegt werden. Die Schwingungssteuereinheit 14 umfasst verschiedene Funktionseinheiten (die alle nicht dargestellt sind), wie z. B. eine Einheit zur Erzeugung eines Positionsbefehls, eine Einheit zur Erzeugung eines Schwingungsbefehls, eine Einheit zur Erzeugung eines überlagerten Befehls, eine Lernsteuerungseinheit und eine Einheit zur Steuerung der Positionsgeschwindigkeit, um die Schwingungssteuerung der Steuerwelle durchzuführen.
Die Positionsbefehls-Erzeugungseinheit erzeugt Positionsbefehle als Bewegungsbefehle für den Motor 3, basierend auf dem Bearbeitungsprogramm und den Bearbeitungsbedingungen, die in die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 eingegeben werden. Insbesondere erzeugt die Positionsbefehls-Erzeugungseinheit Positionsbefehle (Bewegungsbefehle) für jede Vorschubwelle, basierend auf der relativen Rotationsgeschwindigkeit des Werkstücks und des Werkzeugs um die zentrale Achsenlinie des Werkstücks und der relativen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs und des Werkstücks.
Die Einheit zur Erzeugung von Schwingungsbefehlen erzeugt Schwingungsbefehle.
Die Einheit zur Erzeugung von Schwingungsbefehlen erzeugt Schwingungsbefehle auf der Grundlage der Schwingungsbedingungen, die von der oben beschriebenen Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 festgelegt wurden.
Die Einheit zur Erzeugung eines überlagerten Befehls berechnet eine Positionsabweichung, die eine Differenz zwischen der Positionsrückmeldung, die auf der Positionserfassung durch den Encoder des Motors 3 der Vorschubwelle basiert, und dem Positionsbefehl ist, und erzeugt einen überlagerten Befehl, indem sie den von der Einheit zur Erzeugung eines Schwingungsbefehls erzeugten Schwingungsbefehl mit der berechneten Positionsabweichung überlagert. Alternativ kann der Schwingungsbefehl dem Positionsbefehl anstelle der Positionsabweichung überlagert werden.
Die lernende Steuereinheit berechnet den Kompensationsbetrag des überlagerten Befehls auf der Grundlage des überlagerten Befehls und kompensiert den überlagerten Befehl durch Addieren des berechneten Kompensationsbetrags zu dem überlagerten Befehl. Die lernende Steuereinheit enthält einen Speicher, speichert die Beziehung zwischen der Schwingungsphase und dem Kompensationsbetrag in einem oder mehreren Schwingungszyklen im Speicher, liest den im Speicher gespeicherten überlagerten Befehl zu einem Zeitpunkt, der die Phasenverzögerung des Schwingungsvorgangs gemäß der Reaktionsfähigkeit des Motors kompensieren kann, und gibt den überlagerten Befehl als Kompensationsbetrag aus. Wenn die Schwingungsphase, die den Kompensationsbetrag ausgibt, nicht im Speicher gespeichert ist, kann ein auszugebender Kompensationsbetrag aus dem Kompensationsbetrag mit einer ungefähren Schwingungsphase berechnet werden. Im Allgemeinen nimmt mit zunehmender Schwingungsfrequenz die Positionsabweichung vom Schwingungsbefehl zu; daher kann durch Kompensation mit der lernenden Steuereinheit die Befolgbarkeit des periodischen Schwingungsbefehls verbessert werden.
Die Lageregelungseinheit erzeugt einen Drehmomentbefehl für den Motor 3, der die Vorschubwelle antreibt, basierend auf dem überlagerten Befehl, zu dem der Kompensationsbetrag addiert wird, und steuert den Motor 3 mit dem erzeugten Drehmomentbefehl. Als Ergebnis wird die Bearbeitung durchgeführt, während das Werkzeug T und das Werkstück W relativ zueinander vibrieren.
Die Anzeigeeinheit 15 zeigt auf einem Bildschirm den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters an, der durch die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 eingestellt wird, sowie die Schwingungsbedingungen, die durch die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellt und durch die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 auf der Grundlage des oberen Grenzwertes eingeschränkt werden. Die Anzeigeeinheit 15 zeigt neben anderen Einstellparametern das in die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 eingegebene Bearbeitungsprogramm an. Dies ermöglicht dem Benutzer, den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter und Schwingungsbedingungen über eine Eingabeeinheit (nicht dargestellt) einzustellen, während er den Anzeigebildschirm überprüft.
Als nächstes wird die Schwingungskontrolle der Steuerwelle beschrieben, die von der Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Schwingungsregelung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt, gibt es mehrere Kombinationen von Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude, die eine Schwingungsbeschleunigung von 1.800.000 [mm/min²] erfüllen. 2 zeigt drei Muster der Muster 1 bis 3, in denen die auf der Grundlage der Schwingungsbedingungen in den Mustern 1 bis 3 ermittelte Schwingungsbeschleunigung 1.800.000 [mm/min²] beträgt. Diese Schwingungsbeschleunigung wird nach der folgenden Formel (1) berechnet.
[Formel 1] $Schwingungsbeschleunigung = α \times (Schwingungsamplitude) \times {(Schwingungsfrequenz)}^{2}$
Es wird ein Fall betrachtet, in dem, wie auf der Anzeigeeinheit 15 in 2 angezeigt, der obere Grenzwert der Beschleunigung durch die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 auf 1.800.000 [mm/min²] eingestellt ist, und die Schwingungsfrequenz von 40 Hz und die Schwingungsamplitude von 0,2 mm durch das Bearbeitungsprogramm festgelegt sind. In diesem Fall übersteigt die nach Formel (1) berechnete Schwingungsbeschleunigung den oberen Grenzwert von 1.800.000 [mm/min²], wie im Vergleich zu Muster 1, in dem die Schwingungsfrequenz 40 Hz und die Schwingungsamplitude 0,015 mm beträgt, deutlich wird. Daher kommt es zu starken Erschütterungen in der gesamten Werkzeugmaschine.
In der vorliegenden Ausführungsform begrenzt die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 die Schwingungsamplitude auf 0,015 mm, so dass die Schwingungsbeschleunigung den oberen Grenzwert von 1.800.000 [mm/min²] nicht überschreitet, während die Schwingungsfrequenz beispielsweise bei 40 Hz gehalten wird. Die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 stellt die Schwingungsfrequenz von 40 Hz und die eingespannte Schwingungsamplitude von 0,015 mm als Schwingungsbedingungen ein. Damit wird sichergestellt, dass die Schwingungsbeschleunigung dem oberen Grenzwert von 1.800.000 [mm/min²] entspricht und die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Erschütterungen zuverlässig unterdrückt werden.
Es ist zu beachten, dass die Begrenzung nicht auf die Schwingungsamplitude beschränkt ist, sondern auch die Schwingungsfrequenz oder sowohl die Schwingungsamplitude als auch die Schwingungsfrequenz begrenzt werden können. Das Verfahren zur Begrenzung der Schwingungsbedingungen ist nicht auf das Einspannen beschränkt; beispielsweise kann ein Verfahren so konfiguriert werden, dass das Bearbeitungsprogramm durch Ausgabe eines Alarms oder Ähnliches gestoppt wird, wenn der Schwingungsparameter, wie z. B. die Schwingungsbeschleunigung, seinen oberen Grenzwert überschreitet.
3 ist ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für die Schwingungsregelung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Das erste in 3 dargestellte Beispiel ist der Fall, in dem der obere Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz festgelegt wird. Insbesondere wird, wie auf der Anzeigeeinheit 15 in 3 dargestellt, der obere Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung auf 2.000.000 [mm/min²] für eine Schwingungsfrequenz von 0 Hz bis 10 Hz eingestellt (was gleich oder größer als 0 Hz und kleiner als 10 Hz ist; Gleiches gilt im Folgenden), 1.900.000 [mm/min²] für 10 bis 20 Hz, 1.800.000 [mm/min²] für 20 bis 30 Hz, 1.600.000 [mm/min²] für 30 bis 40 Hz, 1.000.000 [mm/min²] für 40 bis 50 Hz und 1.500.000 [mm/min²] für 50 bis 60 Hz; der obere Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung wird also für jedes Schwingungsfrequenzband in Abständen von 10 Hz festgelegt. Im ersten Beispiel wird der obere Grenzwert der Beschleunigung mit zunehmender Schwingungsfrequenz kleiner, und vor allem wird der kleinste obere Grenzwert der Beschleunigung für die Schwingungsfrequenz von 40 bis 50 Hz festgelegt, was der Resonanzfrequenz der Werkzeugmaschine entspricht.
Im ersten Beispiel, das in 3 auf der Anzeigeeinheit 15 dargestellt ist, gibt das in die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 eingegebene Bearbeitungsprogramm eine Schwingungsfrequenz von 25 Hz und eine Schwingungsamplitude von 0,1 mm für das Schwingungsschneiden an. Wenn die Schwingungsfrequenz 25 Hz und die Schwingungsamplitude 0,1 mm beträgt, überschreitet die nach Formel (1) berechnete Schwingungsbeschleunigung den oberen Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung von 1.800.000 [mm/min²] bei einer Schwingungsfrequenz von 25 Hz. Daher wird im ersten Beispiel, während die Schwingungsfrequenz bei 25 Hz gehalten wird, die Schwingungsamplitude auf einen kleineren Wert geändert, bis die berechnete Schwingungsbeschleunigung den oberen Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung nicht mehr überschreitet; dann wird die Schwingungsamplitude zu diesem Zeitpunkt auf 0,00384 mm festgelegt. Indem die Schwingungsbedingungen so eingestellt werden, dass der obere Grenzwert für die Schwingungsbeschleunigung nicht überschritten wird, werden die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Erschütterungen zuverlässig unterdrückt.
4 ist ein Diagramm, das das zweite Beispiel der Schwingungsregelung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Das zweite in 4 dargestellte Beispiel ist der Fall, in dem der obere Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung auf der Grundlage der Schwingungsrichtung festgelegt wird. Insbesondere, wie auf der Anzeigeeinheit 15 in 4 dargestellt, wird der obere Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung auf 2.000.000 [mm/min²] eingestellt, wenn die Neigung θ der Schwingungsrichtung zur Z-Achse 0° bis 10° beträgt (was gleich oder größer als 0° und kleiner als 10° ist; Gleiches gilt im Folgenden), 1.900.000 [mm/min²] für 10 bis 20°, 1.800.000 [mm/min²] für 20 bis 30°, 1.600.000 [mm/min²] für 30 bis 40°, 1.400.000 [mm/min²] für 40 bis 50° und 1.100.000 [mm/min²] für 50 bis 60°; der obere Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung wird also für jeden Neigungswinkelbereich in Abständen von 10° festgelegt. Im zweiten Beispiel wird der obere Grenzwert für die Beschleunigung mit zunehmender Neigung der Schwingungsrichtung zur Z-Achse kleiner.
Im zweiten Beispiel, das in 4 auf der Anzeigeeinheit 15 dargestellt ist, gibt das in die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 eingegebene Bearbeitungsprogramm die Schwingungsfrequenz mit 25 Hz und die Schwingungsamplitude mit 0,04 mm für das Schwingungsschneiden an. Die Bewegungsrichtung des vom Bearbeitungsprogramm angegebenen Bewegungsbefehls wird auf 45° von der durch G00, G01 angegebenen X-Koordinatenposition und Z-Koordinatenposition festgelegt. Da die Schwingungsrichtung in diesem Beispiel mit der Bewegungsrichtung des Bewegungsbefehls übereinstimmt, beträgt die Neigung θ der Schwingungsrichtung zur Z-Achse 45°. Wenn die Schwingungsfrequenz 25 Hz und die Schwingungsamplitude 0,04 mm beträgt, überschreitet die nach Formel (1) berechnete Schwingungsbeschleunigung den oberen Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung von 1.400.000 [mm/min²], wenn die Neigung θ der Schwingungsrichtung zur Z-Achse 45° beträgt. Daher wird im zweiten Beispiel die Schwingungsamplitude unter Beibehaltung der Schwingungsfrequenz von 25 Hz auf einen kleineren Wert geändert, bis die berechnete Schwingungsbeschleunigung den oberen Grenzwert der Schwingungsbeschleunigung nicht mehr überschreitet; dann wird die Schwingungsamplitude zu diesem Zeitpunkt auf 0,0299 mm festgesetzt. Indem die Schwingungsbedingungen so eingestellt werden, dass der obere Grenzwert für die Schwingungsbeschleunigung nicht überschritten wird, werden die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Erschütterungen zuverlässig unterdrückt.
Mit der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Effekte erzielt.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11, die eine Schwingungsbedingung einstellt, die mindestens einen der Frequenzparameter, die aus der Schwingungsfrequenz oder dem Schwingungsfrequenz-Multiplikationsfaktor bestehen, die Amplitudenparameter, die aus der Schwingungsamplitude oder dem Schwingungsamplituden-Multiplikationsfaktor bestehen, oder die Schwingungsrichtung umfasst. Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 enthält auch die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13, die den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter einstellt, einschließlich mindestens einer von Schwingungsfrequenz, Schwingungsamplitude, Schwingungsgeschwindigkeit, Schwingungsbeschleunigung oder Schwingungsruck, die durch die Schwingungsbedingung bestimmt werden, basierend auf der Schwingungsfrequenz oder der Schwingungsrichtung oder beiden. Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst: die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12, die die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellte Schwingungsbedingung auf der Grundlage des oberen Grenzwerts der Schwingungsparameter einschränkt; und die Schwingungssteuereinheit 14, die die Steuerwelle auf der Grundlage der von der Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 eingeschränkten Schwingungsbedingung steuert.
Das Schütteln der gesamten Werkzeugmaschine, das mit der Schwingungskontrolle der Steuerwelle verbunden ist, ist in erster Linie den Schwingungsparametern wie der Schwingungsbeschleunigung und dem Schwingungsruck zuzuschreiben, und diese Schwingungsparameter werden von der Schwingungsfrequenz und der Schwingungsrichtung beeinflusst. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Ausführungsform der durch die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellten Schwingungsbedingung durch die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 auf der Grundlage des oberen Grenzwerts der durch die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 eingestellten Schwingungsparameter auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz oder der Schwingungsrichtung oder beider eingeschränkt. Daher kann die Schwingungssteuerung der Steuerwelle die Schwingungsbedingung so einstellen, dass der obere Grenzwert der auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz und der Schwingungsrichtung eingestellten Schwingungsparameter nicht überschritten wird, und kann das in der gesamten Werkzeugmaschine auftretende Rütteln zuverlässig unterdrücken.
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 der vorliegenden Ausführungsform stellt den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter so ein, dass er mit steigender Schwingungsfrequenz schrittweise oder kontinuierlich abnimmt. Die Werkzeugmaschine neigt dazu, mit zunehmender Schwingungsfrequenz stärker zu rütteln; gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch ein geeigneterer oberer Grenzwert der Schwingungsparameter auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz eingestellt werden; daher können die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Schwingungen zuverlässiger unterdrückt werden.
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 der vorliegenden Ausführungsform stellt unterschiedliche Werte für den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter ein, wenn die Schwingungsrichtung parallel oder nicht parallel zur Antriebsrichtung jeder Steuerwelle ist. Dadurch kann das Schütteln der gesamten Werkzeugmaschine wirksamer unterdrückt werden.
Die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 der vorliegenden Ausführungsform stellt den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter so ein, dass er schrittweise oder kontinuierlich ab- oder zunimmt, wenn die Neigung θ der Schwingungsrichtung relativ zur Richtung der Mittelachse (Z-Achse) des Werkstücks zunimmt. Je nach Maschinenkonfiguration ist es wahrscheinlicher oder unwahrscheinlicher, dass die Werkzeugmaschine mit zunehmender Neigung θ der Schwingungsrichtung relativ zur Zentralachsenrichtung (Z-Achse) des Werkstücks erschüttert wird; gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch ein geeigneterer oberer Grenzwert der Schwingungsparameter auf der Grundlage der Schwingungsrichtung eingestellt werden; daher können die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Erschütterungen zuverlässiger unterdrückt werden.
Wenn die Schwingungsfrequenz der spezifischen Resonanzfrequenz der Werkzeugmaschine entspricht, setzt die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes 13 bei der vorliegenden Ausführungsform den oberen Grenzwert der Schwingungsparameter auf einen kleineren Wert als bei anderen Frequenzen. Wenn die Schwingungsfrequenz der Resonanzfrequenz der Werkzeugmaschine entspricht, wird die Werkzeugmaschine eher erschüttert; gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch ein geeigneterer oberer Grenzwert der Schwingungsparameter auf der Grundlage der Resonanzfrequenz eingestellt werden; daher können die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Erschütterungen zuverlässiger unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform schränkt die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung 12 die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung 11 eingestellte Schwingungsbedingung so ein, dass der obere Grenzwert der Schwingungsparameter nicht überschritten wird. Infolgedessen kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Überschreiten des oberen Grenzwerts der Schwingungsparameter zuverlässig vermieden werden; daher können die in der gesamten Werkzeugmaschine auftretenden Erschütterungen zuverlässiger unterdrückt werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass Änderungen und Verbesserungen, die das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreichen können, in der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
In der obigen Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung zum Beispiel auf das Schwingungsschneiden angewendet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine anwendbar, die eine Steuerwelle bei der Bearbeitung eines Werkstücks steuert, während sie vibriert und die Steuerwelle bewegt, wie z. B. bei der Kurbelzapfenbearbeitung, bei der ähnliche Effekte wie bei der obigen Ausführungsform erzielt werden können.
Die obige Ausführungsform wurde anhand des Beispiels der Einstellung des oberen Grenzwerts des Schwingungsparameters auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz und des Beispiels der Einstellung desselben auf der Grundlage der Schwingungsrichtung beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der obere Grenzwert des Schwingungsparameters kann auch auf der Grundlage sowohl der Schwingungsfrequenz als auch der Schwingungsrichtung eingestellt werden.
In der obigen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 mit einer Anzeigeeinheit 15 ausgestattet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine 1 kann auch ohne die Anzeigeeinheit 15 auskommen und stattdessen auf einem übergeordneten Rechner oder dergleichen vorgesehen sein.
ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZIFFERN

1: Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine
3: Motor
11: Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung
12: Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung
13: Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes
14: Schwingungssteuereinheit
15: Anzeigeeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007044849 [0004]

Claims

Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, während ein Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander vibrieren, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung, die eine Schwingungsbedingung einstellt, die mindestens einen Frequenzparameter, der aus einer Schwingungsfrequenz oder einem Schwingungsfrequenz-Multiplikationsfaktor besteht, einen Amplitudenparameter, der aus einer Schwingungsamplitude oder einem Schwingungsamplituden-Multiplikationsfaktor besteht, oder eine Schwingungsrichtung umfasst; eine Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes, die einen oberen Grenzwert eines Schwingungsparameters einstellt, der mindestens eine Schwingungsfrequenz, eine Schwingungsamplitude, eine Schwingungsgeschwindigkeit, eine Schwingungsbeschleunigung oder einen Schwingungsstoß umfasst, die durch die Schwingungsbedingung auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz oder der Schwingungsrichtung oder beider bestimmt werden; eine Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung, die die durch die Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung eingestellte Schwingungsbedingung auf der Grundlage des oberen Grenzwerts des Schwingungsparameters einschränkt; und eine Schwingungssteuereinheit, die eine Schwingungssteuerung einer Steuerwelle auf der Grundlage des durch die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung beschränkten Schwingungsbedingung durchführt.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes den oberen Grenzwert des Übersetzung der ursprünglich eingereichten PCT-Ansprüche Schwingungsparameters so einstellt, dass er schrittweise oder kontinuierlich abnimmt, wenn die Schwingungsfrequenz zunimmt.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters auf unterschiedliche Werte einstellt, wenn die Schwingungsrichtung parallel oder nicht parallel zur Antriebsrichtung jeder Steuerwelle ist.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters so einstellt, dass er schrittweise oder kontinuierlich abnimmt oder zunimmt, wenn die Neigung der Schwingungsrichtung relativ zur Richtung der Mittelachse des Werkstücks zunimmt.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die Schwingungsfrequenz einer werkzeugmaschinenspezifischen Resonanzfrequenz entspricht, die Einheit zur Einstellung eines oberen Schwingungsgrenzwertes den oberen Grenzwert des Schwingungsparameters auf einen kleineren Wert einstellt als im Falle anderer Frequenzen.
Die Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einheit zur Einschränkung einer Schwingungsbedingung die von der Einheit zur Einstellung einer Schwingungsbedingung eingestellte Schwingungsbedingung so einschränkt, dass der obere Grenzwert des Schwingungsparameters nicht überschritten wird.