DE19919692A1 - Werkzeugmaschine mit mechanischem Energiespeicher - Google Patents
Werkzeugmaschine mit mechanischem EnergiespeicherInfo
- Publication number
- DE19919692A1 DE19919692A1 DE1999119692 DE19919692A DE19919692A1 DE 19919692 A1 DE19919692 A1 DE 19919692A1 DE 1999119692 DE1999119692 DE 1999119692 DE 19919692 A DE19919692 A DE 19919692A DE 19919692 A1 DE19919692 A1 DE 19919692A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- energy
- network
- machine tool
- axes
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J15/00—Systems for storing electric energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
- B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
- B23Q1/626—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
Abstract
Eine Werkzeugmaschine (10) umfaßt mehrere, über eine Steuereinheit steuerbare Achsen (21, 22, 23) und eine Energiezentrale, die aus einem Netz (29) Energie für den Betrieb der Achsen (21, 22, 23) bereitstellt. Ferner ist ein mechanischer Energiespeicher (30) vorgesehen, der bei einer Störung in dem Netz (29) Energie für eine Notversorgung der Achsen (21, 22, 23) liefert (Fig. 1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einer Werkzeugmaschine mit
mehreren, über eine Steuereinheit steuerbaren Achsen und einer
Energiezentrale, die aus einem Netz Energie für den Betrieb der
Achsen bereitstellt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern einer
derartigen Werkzeugmaschine.
Werkzeugmaschinen der vorstehend genannten Art sind allgemein
aus dem Stand der Technik bekannt.
Die bekannten Werkzeugmaschinen weisen in der Regel eine Vor
richtung zum Einspannen von zu bearbeitenden Werkstücken sowie
eine weitere Vorrichtung zum Einspannen eines Werkzeuges auf,
mit dem das Werkstück bearbeitet wird. Werkzeug und Werkstück
sind dabei relativ zueinander in mehreren Achsen verfahrbar,
wobei in der Regel die mechanischen Verschiebe- oder Drehein
heiten, über die dieses Verfahren erzielt wird, als "Achse" be
zeichnet werden.
Ein Beispiel für eine derartige Werkzeugmaschine ist eine soge
nannte Fahrständermaschine, bei der das Werkzeug in einer Spin
del gehalten ist, die über x-, y- und z-Verschiebeeinheiten ge
genüber dem Werkstück verfahrbar ist, das auf einem Werkstück
tisch aufgespannt ist. Solche Werkzeugmaschinen weisen in der
Regel eine CNC-Steuerung auf, über die die drei Achsen sowie
der Motor gesteuert werden, der die Spindel rotatorisch an
treibt.
Die einzelnen Verschiebeeinheiten sowie der Spindelmotor werden
in der Regel mit gepulster Gleichspannung betrieben, die über
eine Energiezentrale aus einem Dreiphasenwechselspannungsnetz
bereitgestellt wird.
Um Spannungsschwankungen im Wechselspannungsnetz auszugleichen,
können sowohl für die Energiezentrale als auch für die CNC-
Steuerung sogenannte USV, also unterbrechungsfreie Stromversor
gungen bereitgestellt werden, die an sich bekannt sind. Über
diese USV können bei vertretbarem Aufwand nur kurzfristige Aus
fälle oder Einbrüche des Netzes kompensiert werden, nicht je
doch längerfristige Störungen.
Solche längerfristigen Störungen im Netz bergen nun eine ganze
Reihe von Risiken für eine im Betrieb befindliche Werkzeugma
schine, so kann bei einer Unterbrechung der Spannungsversorgung
z. B. das im Eingriff befindliche Werkzeug und/oder das gerade
bearbeitete Werkstück unwiederbringlich zerstört werden. Falls
sich eine Achse der Werkzeugmaschine bei einem derartigen
Netzausfall gerade im Eilgang befindet, können darüber hinaus
größere Schäden an der Werkzeugmaschine selbst entstehen, wenn
nämlich keine elektrische Energie mehr zur Verfügung steht, um
den Schlitten definiert abzubremsen. Es besteht jedoch grund
sätzlich die Möglichkeit, über eine Kurzschlußbremsung der Ser
vomotoren oder eine Aktivierung der in den Servomotoren einge
bauten mechanischen Bremse ein ungeregeltes Abbremsen zu errei
chen.
Allgemein ist es bereits bekannt, in der CNC-Steuerung soge
nannte Notfallroutinen abzulegen, die bei einer Alarmmeldung
das Werkzeug außer Eingriff mit dem Werkstück bringen, sich be
wegende Verschiebeeinheiten abbremsen und die Maschine insge
samt in einem definierten Zustand verfahren.
Des weiteren ist es bekannt, die Energiezentrale auf der
Gleichspannungsseite mit einem Zwischenspeicher für elektrische
Energie zu versehen, der wie eine USV, die in der Regel primär
seitig wirkt, für eine konstante Bereitstellung von Gleichspan
nung zum Antrieb der Achsen sorgt. Auf diese Weise wird z. B.
verhindert, daß bei einem gleichzeitigen Anfahren mehrere Ach
sen sowie des Spindelmotors infolge der Einschaltüberhöhung die
Gleichspannung zusammenbricht. Der Zwischenspeicher dient also
wie ein Kondensator zur sekundärseitigen Glättung der benötig
ten Gleichspannung. Dies gilt auch für die Rückspeisung im ge
neratorischen Betrieb.
Schließlich ist es noch bekannt, die beim Abbremsen einer im
Eilgang befindlichen Verschiebeeinheit sowie der Spindel ent
stehende mechanische Energie nicht in Wärme umzuwandeln, son
dern nach Art einer Nutzlastbremsung in elektrische Energie,
die von der Energiezentrale in das Wechselspannungsnetz zurück
gespeist wird. Auf diese Weise wird eine übermäßige Erhitzung
der Bauelemente verhindert, die die rückgespeiste Energie
"vernichten". Diese Bauelemente, in der Regel elektrische Lei
stungswiderstände, sind normalerweise im Schaltschrank der Ma
schine eingebaut. Während durch die beschriebenen Maßnahmen so
gut wie sämtliche im Betrieb einer Werkzeugmaschine auftreten
den Probleme sicher beherrscht werden, ergibt sich insbesondere
in Ländern mit unsicherer Netzversorgung ein bisher nicht be
herrschtes Problem.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, die eingangs erwähnte Werkzeugmaschine sowie das erwähnte
Verfahren zu ihrer Ansteuerung derart weiterzubilden, daß auch
eine Störung im Netz auf konstruktiv einfache Weise sicher be
herrschbar wird.
Bei der eingangs erwähnten Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mechanischer Energie
speicher vorgesehen ist, der bei einer Störung in dem Netz
Energie für eine Notversorgung der Achsen liefert.
Bei dem eingangs erwähnten Verfahren wird diese Aufgabe erfin
dungsgemäß gelöst durch die Schritte:
- - Überwachen des Netzes auf eine Störung,
- - Starten einer mechanische Energie speichernden Notversor gung für die Achsen, und
- - Verfahren der Achsen nach einer Notfallroutine.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt,
daß sich in einem mechanischen Energiespeicher genügend Energie
speichern läßt, die bei Netzausfall in elektrische Energie um
gewandelt und solange bereitgestellt werden kann, bis eine Not
fallroutine abgearbeitet worden ist, durch die die einzelnen
Achsen in einen Zustand gebracht werden können, in dem nicht
mehr die Gefahr besteht, daß Schäden an der Werkzeugmaschine,
einem Werkzeug oder einem Werkstück hervorgerufen werden kön
nen.
Als mechanischer Energiespeicher kann z. B. ein Schwungrad oder
ein Federspeicher verwendet werden. Bei Netzausfall wird dieser
mechanische Energiespeicher ausgelöst und erzeugt über einen
nachgeschalteten Generator die erforderliche Energie in Form
von Wechselspannung, die von der Energiezentrale entsprechend
umgewandelt wird.
Besonders bevorzugt ist es bei der neuen Werkzeugmaschine, wenn
eine weitere, über die Steuereinheit steuerbare Achse vorgese
hen ist, in der mechanische Lageenergie speicherbar ist.
Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß in die sowieso vorhan
dene Steuereinheit lediglich ein weiteres Modul für die An
steuerung einer weiteren Achse eingesteckt werden muß, in die
sem Fall für eine Speicherachse. Die Speicherachse kann dann
über die Steuerung selbst programmiert und angesteuert werden,
so daß auch bestehende Werkzeugmaschinen ohne großen Aufwand
mit dem mechanischen Energiespeicher nachgerüstet werden kön
nen. Bei einem Netzausfall verzweigt die CNC-Steuerung dann in
ein Notfallprogramm, in dem zunächst die Speicherachse ausge
löst und dann eine Notfallroutine angestoßen wird, durch die
die anderen Achsen definiert verfahren werden.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die weitere Achse eine
im wesentlichen vertikal angeordnete Verschiebeeinheit umfaßt,
deren Schlitten ein Gewicht trägt, dessen Masse die Lageenergie
bestimmt, und deren Motor im Nutzlastbremsbetrieb elektrische
Energie für die Notversorgung erzeugt.
Hier ist von Vorteil, daß eine weitere CNC-Achse mit Schlitten,
Kugelrollspindel und Servomotor für die mechanische Energie
speicherung verwendet werden kann. Mit anderen Worten, es muß
lediglich eine weitere Verschiebemechanik vorgesehen werden,
die vertikal aufgestellt wird und an ihrem Schlitten ein Ge
wicht trägt, dessen Masse die gespeicherte Lageenergie be
stimmt. Im Normalbetrieb ist der Schlitten ganz nach oben ge
fahren, so daß in dem Gewicht maximale Lageenergie gespeichert
wird. Bei einem Netzausfall wird die Speicherachse dann so an
getrieben, daß das Gewicht nach unten fährt, wobei die frei
werdende mechanische Energie über den Servomotor unmittelbar in
elektrische Energie umgewandelt wird, die sogar schon auf der
Sekundärseite der Energiezentrale zur Verfügung steht. Diese
Energie kann unmittelbar zur Notversorgung der anderen Achsen
eingesetzt werden.
Ein großer Vorteil besteht bei dieser Anordnung neben der ein
fachen Implementierung der Mechanik und der Steuerung darin,
daß die aus der mechanischen Lageenergie erzeugte elektrische
Energie unmittelbar zur Verfügung steht, es gehen keine Umwand
lungsverluste etc. verloren. Damit kann die gespeicherte mecha
nische Lageenergie sehr effizient für die Notversorgung der an
deren Achsen eingesetzt werden. Diese Energie steht auch kon
stant für einen gewissen Zeitraum zur Verfügung, was als Vor
teil gegenüber Schwungrad und Federspeicher anzusehen ist, die
beide über der Abgabezeit nicht konstant arbeiten.
Versuche im Prüffeld der Anmelderin haben ergeben, daß durch
die mit einem Gewicht belastete CNC-Achse bis zu acht Sekunden
eine Notversorgung der Achsen bereitgestellt werden kann. Die
ser Zeitraum ist ausreichend, um die Spindel abzubremsen und
die Achsen so zu verfahren, daß ein im Eingriff befindliches
Werkzeug sicher außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird.
Es konnte gezeigt werden, daß selbst Gewindeschneider noch si
cher außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die elektrische Energie
gezielt nach Art einer Notbremsung erzeugt werden kann, indem
die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Gewichtes an der
Speicherachse variierbar so programmiert wird, daß gerade die
benötigte Energie erzeugt wird.
Weiter ist es bevorzugt, wenn ein Zwischenspeicher für elektri
sche Energie vorgesehen ist, in dem bei der Nutzlastbremsung
erzeugte elektrische Energie zumindest teilweise zwischenge
speichert wird.
Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, daß an die Steuerroutine
für das gezielte Verfahren der Speicherachse geringere Anforde
rungen zu stellen sind, kurzfristige Schwankungen bei der Ener
gieabnahme können durch den Zwischenspeicher ausgeglichen wer
den.
Dabei ist es bevorzugt, wenn eine Schaltung zur Netzausfaller
kennung vorgesehen ist, die eine Störung in dem Netz an die
Steuereinheit meldet, und wenn die Energiezentrale einen über
die Steuereinheit ansteuerbaren Schalter umfaßt, über den die
Energiezentrale von dem Netz abtrennbar ist. Auf diese Weise
ist es möglich, vor dem Start der Notversorgung die Energiezen
trale von dem Netz abzutrennen, um einen Rückfluß der von der
Speicherachse erzeugten elektrischen Energie in das Netz zu
verhindern. Auch diese Maßnahme sorgt für eine effiziente Aus
nutzung der gespeicherten mechanischen Energie und verlängert
damit die für die Notfallroutine zur Verfügung stehende Zeit.
Ein Netzausfall wird dabei daran erkannt, daß die sekundärsei
tige und/oder die primärseitige Spannung für eine gewisse Zeit
dauer unterhalb eines gewissen Spannungspegels liegt. Sobald
diese Bedingung erfüllt wurde, wird die Werkzeugmaschine entwe
der galvanisch oder aber über Halbleiterschalter "logisch" vom
Netz getrennt und die Notfallroutine ausgelöst, selbst wenn das
Netz sich unmittelbar danach wieder erholt. Auf diese Weise
wird verhindert, daß die Werkzeugmaschine durch stärkere, län
gerfristige Schwankungen und Störungen im Netz in undefinierte
Zustände gerät.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei
gefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils
angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinatio
nen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der neuen Werkzeug
maschine;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Speicherachse der
Werkzeugmaschine aus Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Schaltzentrale der Werkzeug
maschine aus Fig. 1; und
Fig. 4 ein Flußdiagramm für ein von der Steuereinheit aus
geführtes Notfallprogramm.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Werkzeugmaschine bezeichnet, die ei
nen Werkstücktisch 11 aufweist, auf dem ein zu bearbeitendes
Werkstück 12 aufgespannt ist.
Zur Bearbeitung des Werkstückes 12 dient ein Werkzeug 14, das
in eine Spindel 15 eingespannt ist, die drehbar in einem Spin
delkopf 16 gelagert ist. Der Spindelkopf 16 ist an einer z-
Verschiebeeinheit 17 gelagert, die wiederum auf einer y-
Verschiebeeinheit 18 verfahrbar ist. Die y-Verschiebeeinheit 18
schließlich ist auf einer x-Verschiebeeinheit 19 angeordnet.
Neben der Werkzeugmaschine ist noch eine weitere Verschiebeein
heit 20 zu erkennen.
Während die Verschiebeeinheiten 17-19 zum Verfahren des Spin
delkopfes 16 in einer x-Achse 21, einer y-Achse 22 sowie einer
z-Achse 23 dient, stellt die weitere Verschiebeeinheit 20 eine
noch näher zu beschreibende Speicherachse 24 dar.
Die Werkzeugmaschine 10 umfaßt ferner eine Schaltzentrale 25,
von der Leitungen 26, 27 zu den einzelnen Verschiebeeinheiten
17, 18, 19 und 20 gehen. Über ein Netzkabel 28 ist die Schalt
zentrale 25 ferner mit einem Netz 29 verbunden, das im vorlie
genden Fall ein Dreiphasenwechselspannungsnetz ist.
Damit bei einer Störung oder einem Ausfall des Netzes 29 das
Werkzeug 14 noch außer Eingriff mit dem Werkstück 12 gebracht
werden kann, dient die Speicherachse 24 als mechanischer Ener
giespeicher 30, dessen Lageenergie auf Anforderung der Schalt
zentrale 25 in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Die Speicherachse 24 ist schematisch in Fig. 2 in einer Vorder
ansicht dargestellt. Sie umfaßt einen üblichen Servomotor 31,
der eine Kugelrollspindel 32 antreibt, über die ein Schlitten
33 verfahrbar ist, der an einer senkrecht angeordneten Führung
34 läuft, die wiederum auf einem Fuß 35 angeordnet ist. An dem
Schlitten 33 ist ein Gewicht 36 angeordnet, dessen Masse z. B.
180 oder 270 kg beträgt und die in der Speicherachse 24 gespei
cherte mechanische Energie bestimmt.
Ein Blockschaltbild der Schaltzentrale 25 ist in Fig. 3 ge
zeigt. Die Schaltzentrale 35 umfaßt zunächst ein Leistungsmodul
37, das die Spannung aus dem Netz 29, die z. B. Dreiphasen-400
VAC beträgt, in Gleichspannung umgewandelt, z. B. 560 VDC. Diese
Gleichspannung wird auf einer Gleichstromschiene 38 zur Verfü
gung gestellt.
Das Leistungsmodul 37 ist mit einer USV 39 verbunden, damit es
bei einem Netzausfall weiterhin mit Steuerspannung versorgt
werden kann. Leistungsmodul 37 und USV 39 bilden zusammen eine
Energiezentrale 40.
Die Schaltzentrale 25 umfaßt ferner eine Steuereinheit 41, die
eine speicherprogrammierbare Steuerung sowie fest programmierte
Maschinenroutinen umfaßt. Auch für die Steuereinheit 41 ist ei
ne USV 42 vorgesehen.
Auf der Primärseite des Leistungsmoduls 37 ist noch eine
Netzausfallerkennung 43 vorgesehen, die auf einer Leitung 44
einen Netzausfall an die Steuereinheit 41 liefert. Über eine
Leitung 45 schaltet die Steuereinheit 41 bei einem derartigen
Netzausfall einen Schalter 46 in dem Leistungsmodul 37, wodurch
die Gleichstromseite des Leistungsmoduls 37 entweder galvanisch
oder logisch über Halbleiterschalter von dem Netz 29 abgetrennt
wird.
An die Gleichstromschiene 38 sind vier Servomodule 47, 48, 49
und 50 angeschlossen, die einen x-Motor 51 für die x-Achse 21,
einen y-Motor 52 für die y-Achse 18, einen z-Motor 53 für die
z-Achse 23 sowie den Servomotor 31 der Speicherachse 24 antrei
ben. Ferner ist ein Spindelmodul 54 angeschaltet, über das ein
Spindelmotor 55 angetrieben wird, der die Spindel 15 in Rota
tion versetzt.
Die Servomodule 47, 48, 49, 50, das Leistungsmodul 37 sowie das
Spindelmodul 54 sind über einen Bus 57 mit der Steuereinheit 41
verbunden. Über diesen Bus 57 steuert die Steuereinheit 41 die
Motoren 51, 52, 53, 55 und 31 nach Maßgabe von benutzerdefi
nierten Befehlen und/oder fest einprogrammierten Routinen.
Schließlich ist an die Gleichstromschiene 38 noch ein Zwischen
speicher 59 für elektrische Energie angeschlossen, der dazu
dient, Spannungsschwankungen auf der Gleichspannungsseite aus
zugleichen.
Wenn die Netzausfallerkennung 43 erkennt, daß das Netz 29 für
eine bestimmte Zeit unterhalb eines bestimmten Pegels bleibt,
so wird ein Notfallprogramm in der Steuereinheit 41 angestoßen,
das in Flußdiagrammform in Fig. 4 gezeigt ist.
Sobald eine Netzstörung erkannt wird, wird über die Leitung 45
und den Schalter 46 das Netz 49 von dem Leistungsmodul 37 abge
trennt. Daraufhin wird über den Bus 57 die Speicherachse 24 ge
startet, indem der Schlitten 33 in Fig. 2 nach unten bewegt
wird. Die gesamte zur Verfügung stehende Energie, die in der
Speicherachse 24 gespeichert wird, kann auf diese Weise gezielt
abgegeben werden. Die maximal gespeicherte Energie errechnet
sich aus der Masse des Gewichtes 36 sowie einem Verfahrweg 61,
den das Gewicht 36 von seinem oberen Anschlag bis zu seinem un
teren Anschlag zurücklegen kann. Durch gezielte Ansteuerung des
Servomotors 31 wird dabei gerade soviel Energie erzeugt, wie
die anderen Achsen 21, 22, 23 und der Spindelmotor 55 benöti
gen, um im Rahmen einer dann gestarteten Notfallroutine dafür
zu sorgen, daß das Werkzeug 14 außer Eingriff mit dem Werkstück
12 gelangt.
Dabei wird der Servomotor 31 im Nutzlastbremsbetrieb betrieben,
so daß er als Generator wirkt, der durch das sich nach unten
bewegende Gewicht 36 angetrieben wird. Die dabei erzeugte Span
nung, die einer vollweggleichgerichteten Wechselspannung ent
spricht, wird durch den Zwischenspeicher 49 geglättet, der dar
über hinaus Lastspitzen während der Notfallroutine ausgleicht.
Die für die Notfallroutine zur Verfügung stehende Zeit kann je
nach Zustand der Werkzeugmaschine bei Netzausfall bis zu acht
Sekunden betragen, was eine Zeitspanne ist, die sogar aus
reicht, einen im Eingriff befindlichen Gewindebohrer wieder
vollständig aus dem Werkzeug zurückzuziehen.
Nach dem Abarbeiten der Notfallroutine stoppt die Werkzeugma
schine definiert ab und kann von hier aus erneut gestartet wer
den, wobei dann auch die Speicherachse 24 wieder "geladen"
wird, indem das Gewicht 36 wieder hochgefahren wird.
Claims (10)
1. Werkzeugmaschine mit mehreren, über eine Steuereinheit
(41) steuerbaren Achsen (21, 22, 23) und einer Energiezen
trale (40), die aus einem Netz (29) Energie für den Be
trieb der Achsen (21, 22, 23) bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer Energiespei
cher (30) vorgesehen ist, der bei einer Störung in dem
Netz (29) Energie für eine Notversorgung der Achsen (21,
22, 23) liefert.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere, über die Steuereinheit (41) steuerbare
Achse (24) vorgesehen ist, in der mechanische Lageenergie
(36, 61) speicherbar ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Achse (24) eine im wesentlichen vertikal
angeordnete Verschiebeeinheit (20) umfaßt, deren Schlitten
(33) ein Gewicht (36) trägt, dessen Masse die Lageenergie
bestimmt, und deren Motor (31) im Nutzlastbremsbetrieb
elektrische Energie für die Notversorgung erzeugt.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Zwischenspeicher (59) für elektri
sche Energie vorgesehen ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Schaltung (43) zur Netzausfaller
kennung vorgesehen ist, die eine Störung in dem Netz (29)
an die Steuereinheit (41) meldet, und daß die Energiezen
trale (40) einen über die Steuereinheit (41) ansteuerbaren
Schalter (46) umfaßt, über den die Energiezentrale (40)
von dem Netz (29) abtrennbar ist.
6. Verfahren zum Ansteuern einer Werkzeugmaschine (10), die
mehrere, über eine Steuereinheit (41) steuerbare Achsen
(21, 22, 23) und eine Energiezentrale (40) umfaßt, die aus
einem Netz (29) Energie für den Betrieb der Achsen (21,
22, 23) bereitstellt, mit den Schritten:
- - Überwachen des Netzes (29) auf eine Störung,
- - Starten einer mechanische Energie speichernden Not versorgung (30) für die Achsen (21, 22, 23), und
- - Verfahren der Achsen (21, 22, 23) nach einer Not fallroutine.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Starten der Notversorgung die Steuereinheit (41) eine wei
tere Achse (24) auslöst, in der die mechanische Energie
(36, 61) gespeichert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
weitere Achse (24) mechanische Lageenergie speichert und
zur Umwandlung dieser Lageenergie in elektrische Energie
gezielt nach Art einer Nutzlastbremsung angesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
bei der Nutzlastbremsung erzeugte elektrische Energie zu
mindest teilweise in einem Zwischenspeicher (59) für elek
trische Energie zwischengespeichert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß vor dem Start der Notversorgung die
Energiezentrale (40) von dem Netz (29) getrennt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999119692 DE19919692A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Werkzeugmaschine mit mechanischem Energiespeicher |
PCT/EP2000/001358 WO2000066320A1 (de) | 1999-04-30 | 2000-02-18 | Wekzeugmaschine mit mechanischem energiespeicher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999119692 DE19919692A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Werkzeugmaschine mit mechanischem Energiespeicher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19919692A1 true DE19919692A1 (de) | 2000-11-09 |
Family
ID=7906412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999119692 Ceased DE19919692A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Werkzeugmaschine mit mechanischem Energiespeicher |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19919692A1 (de) |
WO (1) | WO2000066320A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008000718A1 (de) * | 2008-03-18 | 2009-09-24 | Hiwin Mikrosystem Corp. | Dreiachsige Plattform |
CN102029522A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-04-27 | 北京科技大学 | 四轴四联动倒置式车铣复合加工装置 |
CN102126134A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-07-20 | 北京科技大学 | 五轴五联动倒置式车铣复合加工装置 |
DE102019001936A1 (de) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | Günther Zimmer | Energieversorgungssystem für ein Transport- und/oder Bearbeitungssystem |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10255033A1 (de) | 2002-11-19 | 2004-06-09 | Stama Maschinenfabrik Gmbh | Werkzeugmaschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
JP5395720B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2014-01-22 | オークマ株式会社 | 停電時制御装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3115508A1 (de) * | 1980-06-11 | 1982-03-18 | Heinz Rieder | Messgeraet, insbesondere laengen- oder winkelmessgeraet |
DE19745233A1 (de) * | 1996-10-19 | 1998-04-23 | Horkos Corp | Spindel-Halterungskasten für Werkzeugmaschinen, Dämpfungseinrichtung für Werkzeugmaschinen, Gaszuführeinrichtungen für Werkzeugmaschinen und gasbetätigte Einrichtung mit Ausgleichszylinder für Werkzeugmaschinen |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD154556A1 (de) * | 1980-11-14 | 1982-03-31 | Joachim Ebermann | Zwanglaufsteuerung an werkzeugmaschinen mit einer schaltungsanordnung zur schadensverhuetung |
FR2576818A1 (fr) * | 1985-02-06 | 1986-08-08 | Rectification Cylindrique Fse | Dispositif de securite pour degagement rapide, notamment sur une machine-outil |
DE4306307C2 (de) * | 1993-03-01 | 1997-08-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Schadensverhütung an numerisch gesteuerten Maschinen bei Netzausfall |
DE4312912A1 (de) * | 1993-04-10 | 1994-10-20 | Priesemuth W | Energiespeicher |
JP3369346B2 (ja) * | 1995-02-21 | 2003-01-20 | ファナック株式会社 | 停電時制御装置 |
DE29603668U1 (de) * | 1996-02-28 | 1996-04-25 | Liebherr Verzahntech Gmbh | Verzahnmaschine |
JPH1177484A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-23 | Murata Mach Ltd | Nc工作機械 |
-
1999
- 1999-04-30 DE DE1999119692 patent/DE19919692A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-02-18 WO PCT/EP2000/001358 patent/WO2000066320A1/de active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3115508A1 (de) * | 1980-06-11 | 1982-03-18 | Heinz Rieder | Messgeraet, insbesondere laengen- oder winkelmessgeraet |
DE19745233A1 (de) * | 1996-10-19 | 1998-04-23 | Horkos Corp | Spindel-Halterungskasten für Werkzeugmaschinen, Dämpfungseinrichtung für Werkzeugmaschinen, Gaszuführeinrichtungen für Werkzeugmaschinen und gasbetätigte Einrichtung mit Ausgleichszylinder für Werkzeugmaschinen |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008000718A1 (de) * | 2008-03-18 | 2009-09-24 | Hiwin Mikrosystem Corp. | Dreiachsige Plattform |
CN102029522A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-04-27 | 北京科技大学 | 四轴四联动倒置式车铣复合加工装置 |
CN102029522B (zh) * | 2010-12-16 | 2012-07-18 | 北京科技大学 | 四轴四联动倒置式车铣复合加工装置 |
CN102126134A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-07-20 | 北京科技大学 | 五轴五联动倒置式车铣复合加工装置 |
CN102126134B (zh) * | 2011-04-11 | 2013-05-22 | 北京科技大学 | 五轴五联动倒置式车铣复合加工装置 |
DE102019001936A1 (de) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | Günther Zimmer | Energieversorgungssystem für ein Transport- und/oder Bearbeitungssystem |
US11772284B2 (en) | 2019-03-20 | 2023-10-03 | Martin Zimmer | Power supply system for a transport and/or machining system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000066320A1 (de) | 2000-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0687395B1 (de) | Verfahren zur schadensverhütung an numerisch gesteuerten maschinen bei netzausfall | |
DE2521940C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Steuern von Elektromotoren einer Spinnereimaschine | |
DE102012021391B4 (de) | Servomotor-Ansteuervorrichtung, die einen Servomotor steuert, der mit einer Drehwelle verbunden ist | |
DE102018109769B4 (de) | Wandlervorrichtung, die die Initialladezeit eines Gleichstromzwischenkreis-Kondensators optimiert | |
DE102016110370A1 (de) | Servomotor-stoppsteuerung zum steuern und stoppen eines servomotors während eines notstopps | |
DE69835497T2 (de) | Notstromversorgungseinrichtung mit Stromausfallverwaltung | |
DE3625905A1 (de) | Schaltungsanordnung zum pruefen der lebensdauer einer batterie | |
EP0353569B1 (de) | Verfahren zur Vermeidung von Wechselrichterkippen bei einem Netzrückspeisestromrichter eines netzseitigen Umkehrstromrichters eines Spannungszwischenkreis-Umrichters bei dynamischer Spannungsabsenkung und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE602004007074T2 (de) | Unterbrechungsfreie Stromversorgung | |
CH667884A5 (de) | Einrichtung zum betreiben einer spinnerei- oder zwirnereimaschine. | |
DE2701413C2 (de) | Steuerungsvorrichtung für den Gleichstrommotor des Vorschubantriebs eines Tisches od.dgl. an Werkzeugmaschinen | |
DE102019132442A1 (de) | Werkzeugmaschinen-Controller | |
DE19919692A1 (de) | Werkzeugmaschine mit mechanischem Energiespeicher | |
EP0193039A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung | |
WO2018172309A1 (de) | Optimierter aufbau eines gleichspannungssystems sowie verfahren bei ausfall des speisenden netzes | |
DE10393689T5 (de) | Steuervorrichtung für eine automatische Maschine | |
EP2385608B1 (de) | Elektromotorischer Möbelantrieb mit einer Energieversorgungseinrichtung | |
DE10057113B4 (de) | Energieversorgungsanordnung für Rauch- und Wärmeabzugsanlagen mit elektrischen Antrieben | |
DE3015275A1 (de) | Verfahren zum selbsttaetigen fuehren der spannung eines elektrofilters an der durchschlagsgrenze | |
EP2463735A1 (de) | Einrichtung zum Schutz von Werkstück und Werkzeug bei spanenden Werkzeugmaschinen | |
EP1410114B1 (de) | Antriebsanlage mit einrichtung zum geregelten und/oder modulierten absteuern und stillsetzen einer seilbahn | |
WO2003071671A1 (de) | Antriebsanlage | |
DE2804727C2 (de) | Elektrische Widerstands-Abbrennschweißmaschine | |
DE102008007167A1 (de) | Energieversorgungssystem | |
AT391780B (de) | Haushaltsmaschine, insbesondere waschmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |