DE60113593T2 - Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit System zur Erkennung der Radialabweichung der Spindel - Google Patents

Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit System zur Erkennung der Radialabweichung der Spindel Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine NC-Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (siehe beispielsweise US-4,967,154-A), welche eine Spindel zum Drehen eines damit gehaltenen Werkzeugs aufweist und zum numerischen Steuern einer Relativbewegung zwischen der Spindel und einem Werkstück und Durchführen einer Diagnose über den Auslauf der Spindel adaptiert ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Der Auslauf einer Spindel einer Werkzeugmaschine wirkt sich direkt auf die Bearbeitungsgenauigkeiten aus, welche mit der Position, dem Innendurchmesser und der Rundheit einer bearbeiteten Öffnung assoziiert werden. Daher wird die Werkzeugmaschine auf den Auslauf der Spindel geprüft und derart konditioniert, dass der Spindelauslauf vor der Lieferung derselben von einem Werkzeugmaschinenhersteller zu einem Benutzer innerhalb einer vorbestimmten Standardtoleranz liegt.
  • Ein typisches Verfahren zur Prüfung vor der Lieferung ist derart, dass ein zylinderförmiges Prüfwerkzeug mit einer äußeren Umfangsfläche, welche mit einem hohen Grad an Genauigkeit endbearbeitet wurde, oder ein Prüfwerkzeug mit einer kugelförmigen Kugel, welche an einem Schaft desselben befestigt ist, in eine konische Öffnung der Spindel eingefügt und um eine Achse desselben gedreht wird und die Menge einer Abweichung der äußeren Umfangsfläche des Prüfwerkzeugs gemessen wird, basierend auf welcher der Auslauf des Prüfwerkzeugs bestimmt wird. Ein anderes bekanntes Prüfungsverfahren ist derart, dass ein Para bolspiegel mit einem kleinen Durchmesser an der Mitte eines Spindelkopfes angebracht und ein Lichtstrahl von einem Mikroskop, welches mit der optischen Achse desselben im Wesentlichen mit der Mittelachse der Spindel axial ausgerichtet angeordnet ist, auf dem Parabolspiegel reflektiert und durch das Mikroskop zum Abbilden auf einen Film projiziert wird und der Auslauf der Mittelachse der Spindel basierend auf dem Abbildungsergebnis bestimmt wird.
  • Eine Vorrichtung zur Prüfung vor der Lieferung wird separat von der NC-Werkzeugmaschine vorgesehen. Wenn der Spindelauslauf auf einer Benutzerseite gemessen wird, muss der Benutzer solch eine Prüfungsvorrichtung auf der Benutzerseite vorsehen.
  • Da die NC-Werkzeugmaschine zur Bearbeitung verwendet wird, wird der Spindelauslauf von einem Anfangsgrad, welches bei der Lieferung beobachtet wird, aufgrund des Alterns eines die Spindel tragenden Lagers allmählich erschwert. Daher wird bevorzugt die Spindel auf den Auslauf zur Verhinderung eines Bearbeitungsfehlers und einer Funktionsstörung der Werkzeugmaschine regelmäßig zu prüfen. Mit einer jüngsten Tendenz zur Bearbeitungsbeschleunigung wurde die Drehzahl der Spindel auf mehrere zehntausend U/Min. (Min–1) erhöht. Daher wird bevorzugt einen statischen Auslauf, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit einer niedrigeren Drehzahl gedreht wird, sowie einen dynamischen Auslauf zu bestimmen, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit einer höheren Drehzahl gedreht wird.
  • Jedoch werden im Allgemeinen hohe Kosten für die Produktion der Prüfvorrichtung auf der Benutzerseite erfordert, so dass es sehr schwierig ist eine Spezialprüfvorrichtung, wie oben beschrieben wurde, auf der Benutzerseite anzufertigen.
  • Ein typisches Verfahren zur Bestimmung des Spindelauslaufs auf der Benutzerseite ist derart, dass ein Prüfwerkzeug wie oben beschrieben wurde an der Spindel befestigt wird und der Auslauf des Prüfwerkzeugs unter Verwendung eines Anzeigegerätes, wie beispielsweise einer Messuhr, gemessen wird, während die Spindel langsam gedreht wird, wobei ein Messfühler des Anzeigegeräts gegen die äußere Umfangsfläche des Prüfwerkzeugs gedrückt wird.
  • Das Anzeigegerät, wie beispielsweise die Messuhr, weist jedoch eine Messgenauigkeit von ca. 2 μm bis 10 μm auf und ist zweifellos als Auslauf-Detektor nicht zufrieden stellend. Selbst wenn die regelmäßige Prüfung unter Verwendung des Anzeigegeräts durchgeführt wird, besteht nahezu keine Änderung im erfassten Auslauf. Daher nimmt der Benutzer von der schwierigen Prüfoperation Abstand und neigt dazu das Durchführen der regelmäßigen Prüfung zu vernachlässigen. In den meisten Fällen prüft der Benutzer die Spindel auf den Auslauf nach dem Auftreten eines Bearbeitungsfehlers, um die Ursache des Bearbeitungsfehlers festzustellen.
  • In Anbetracht des Vorangehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine NC-Werkzeugmaschine zu liefern, welche jederzeit eine Überprüfung des Auslaufs einer Spindel derselben zulässt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zum Lösen der zuvor erwähnten Probleme eine NC-Werkzeugmaschine geliefert, welche eine Spindel zum Drehen eines damit gehaltenen Werkzeugs aufweist und zum numerischen Steuern einer Relativbewegung zwischen der Spindel und einem Werkstück adaptiert ist, wobei die NC-Werkzeugmaschine Folgendes aufweist: eine auf einem Sockel innerhalb eines Bearbeitungsbereichs vorgesehene Abweichungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Abweichung einer äußeren Umfangsfläche eines an der Spindel angebrachten Prüf werkzeugs, wenn das Prüfwerkzeug um eine Achse desselben gedreht wird; und eine Auslaufdiagnoseeinrichtung zum Durchführen einer Diagnose über den Auslauf der Spindel durch das Berechnen der Menge des Spindelauslaufs basierend auf der durch die Abweichungserfassungseinrichtung erfassten Abweichung und Vergleichen der berechneten Auslaufmenge mit einer vorbestimmten Toleranz.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das an der Spindel angebrachte Prüfwerkzeug manuell oder automatisch bewegt, so dass sich die äußere Umfangsfläche desselben innerhalb eines Erfassungsbereichs der Abweichungserfassungseinrichtung befindet. Dann wird das Prüfwerkzeug um die Achse desselben gedreht und die Abweichung der äußeren Umfangsfläche desselben durch die Abweichungserfassungseinrichtung erfasst, welche auf dem Sockel innerhalb des Bearbeitungsbereichs vorgesehen ist. Anschließend berechnet die Auslaufdiagnoseeinrichtung die Menge des Spindelauslaufs basierend auf der erfassten Abweichung und vergleicht die berechnete Auslaufmenge mit der im Voraus bestimmten Toleranz für die Diagnose über den Spindelauslauf.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Diagnose über den Spindelauslauf durch eine sehr einfache und leichte Operation durch das Bewegen des an der Spindel angebrachten Prüfwerkzeugs erzielt werden, so dass sich die äußere Umfangsfläche desselben innerhalb des Erfassungsbereichs der Abweichungserfassungseinrichtung befindet. Daher kann ein Benutzer der NC-Werkzeugmaschine bei einer täglichen Arbeit jederzeit leicht eine regelmäßige Auslaufdiagnoseoperation durchführen. Durch das Durchführen einer regelmäßigen Auslaufdiagnoseoperation auf diese Weise kann ein Bearbeitungsfehler und eine Funktionsstörung der Werkzeugmaschine verhindert werden.
  • Die Abweichungserfassungseinrichtung kann einen Hauptkörper mit einer Einführöffnung zum Aufnehmen des Prüfwerkzeugs und einen berührungslosen Abweichungserfassungssensor aufweisen, welcher am Hauptkörper befestigt ist, wobei ein Erfassungsabschnitt desselben in die Einführöffnung vorsteht. Der Hauptkörper ist am Sockel befestigt und die Abweichung des Prüfwerkzeugs wird durch den berührungslosen Abweichungserfassungssensor mit dem Prüfwerkzeug erfasst, welches in die Ein führöffnung des Hauptkörpers eingeführt ist.
  • Da die Abweichung des Prüfwerkzeugs mit dem Prüfwerkzeug erfasst wird, welches in die Einführöffnung des Hauptkörpers eingeführt ist, kann das Prüfwerkzeug in Bezug auf den Abweichungserfassungssensor einfach durch das Einführen des Prüfwerkzeugs in die Einführöffnung genau und richtig positioniert werden. Daher kann das Positionieren des Prüfwerkzeugs leicht durch das manuelle Bewegen des Prüfwerkzeugs erzielt werden. Zudem kann die Abweichung des Prüfwerkzeugs durch das genaue Positionieren des Prüfwerkzeugs mit einem hohen Grad an Genauigkeit erfasst werden.
  • Die Abweichungserfassungseinrichtung kann mindestens zwei berührungslose Abweichungserfassungssensoren beinhalten, welche angeordnet sind, wobei sich die Abweichungserfassungsrichtungen derselben zueinander vertikal befinden.
  • Die Spindel läuft aus der Drehmittelachse bzw. Rotationsachse derselben nicht nur gleichmäßig sondern auch exzentrisch in eine Richtung aus. In solch einem Fall kann, wenn sich ein einziger Abweichungserfassungssensor zur Erfassung der Abweichung des Prüfwerkzeugs in einer Position befindet, in welcher die Abweichung geringer ist, die Abweichung des Prüfwerkzeugs (d.h. der Spindelauslauf) nicht genau erfasst werden. Mit der zuvor erwähnten Anordnung sind die mindestens zwei Abweichungserfassungssensoren angeordnet, wobei die Erfassungsrich tungen derselben vertikal zueinander sind, damit sogar der exzentrische Spindelauslauf durch einen der Abweichungserfassungssensoren mit Sicherheit erfasst werden kann. Folglich kann der Spindelauslauf genau erfasst werden.
  • Die Abweichungserfassungseinrichtung kann zwei Paare an berührungslosen Abweichungserfassungssensoren beinhalten, welche in einem diametral entgegengesetzten Verhältnis angeordnet sind, wobei die Abweichungserfassungsrichtungen eines Paares an berührungslosen Sensoren senkrecht zu den Abweichungserfassungsrichtungen des anderen Paares an berührungslosen Abweichungserfassungssensoren sind.
  • Mit dieser Anordnung sind die zwei Paare an berührungslosen Abweichungserfassungssensoren in einem diametral entgegengesetzten Verhältnis angeordnet, wobei die Abweichungserfassungsrichtungen des einen Paares senkrecht zu den Abweichungserfassungsrichtungen des anderen Paares sind, damit der Spindelauslauf genauer erfasst werden kann.
  • Die Auslaufdiagnoseeinrichtung kann adaptiert sein eine Diagnose über einen statischen Auslauf, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit einer niedrigeren Drehzahl gedreht wird, und einen dynamischen Auslauf durchzuführen, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit einer höheren Drehzahl gedreht wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird die Spindel zur Beschleunigung der Bearbeitung mit mehreren zehntausend U/Min. (Min.–1) gedreht. Daher wird bevorzugt den statischen Auslauf der mit einer niedrigeren Drehzahl gedrehten Spindel sowie den dynamischen Auslauf der mit einer höheren Drehzahl gedrehten Spindel zu bestimmen. Mit der zuvor erwähnten Anordnung wird die Diagnose über den statischen Auslauf der mit einer niedrigeren Drehzahl gedrehten Spindel und den dynamischen Auslauf der mit einer höheren Drehzahl gedrehten Spindel durchgeführt, damit die Operation zum Diagnostizieren des Spindelauslaufs auf geeignete Weise für die Bearbeitung mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Der Ausdruck „niedrigere Drehzahl" bedeutet hierin eine Drehzahl bis zu 100 Min.–1 und zur sicheren Abweichungsmessung der Abweichung beträgt die niedrigere Drehzahl vorzugsweise nicht mehr als 100 Min.–1. Der Ausdruck „höhere Drehzahl" bedeutet hierin eine Drehzahl, welche höher als die niedrigere Drehzahl ist. Die höhere Drehzahl ist vorzugsweise die höchst möglichste Drehzahl, solange Daten durch eine Steuerung richtig abgetastet werden können. Bevorzugter ist die höhere Drehzahl eine Drehzahl, welche einer Eigenfrequenz der Spindel näher ist, um striktere Messzustände zu liefern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konstruktion einer NC-Werkzeugmaschine nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
  • 2 ist eine Perspektivansicht, welche einen Zustand veranschaulicht, in welchem die Abweichungserfassungseinrichtung nach der Ausführungsform auf einem Tisch befestigt ist;
  • 3 ist eine Draufsicht, welche die Abweichungserfassungseinrichtung nach der Ausführungsform veranschaulicht;
  • 4 ist eine Schnittansicht, die in Richtung der Pfeile I-I in 3 gezeigt ist;
  • 5 ist eine Draufsicht, welche ein Prüfwerkzeug veranschaulicht, welches in der Ausführungsform einzusetzen ist; und
  • 6 ist ein Ablaufplan zum Erläutern eines Verfahrens, welches durch einen Auslaufdiagnoseabschnitt nach der Ausführungsform durchzuführen ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In Bezug auf die anhängenden Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung hiernach mittels einer bestimmten Ausführungsform derselben beschrieben werden. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konstruktion einer NC-Werkzeugmaschine nach dieser Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
  • Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die NC-Werkzeugmaschine 1 dieser Ausführungsform eine numerische Steuerung 2, einen Steuerkreis 13, eine Zuführeinrichtung 14, eine Spindeleinheit 15, eine ATC-Einheit 16, ein Operationspult 17, eine Kathodenstrahlröhre 18 und eine Abweichungserfassungseinrichtung 20, wie in den 2 bis 4 veranschaulicht.
  • Wie in 2 gezeigt, beinhaltet die Abweichungserfassungseinrichtung 20 einen an einem Sockel, wie beispielsweise einem Tisch 19, befestigten Hauptkörper 21 und Abweichungserfassungssensoren 22, welche am Hauptkörper 21 befestigt sind. Die Abweichungserfassungssensoren 22 können einer berührungslosen Art sein, wie beispielsweise einer Wirbelstrom-, Kapazitäts-, Infrarotstrahlen-, Röntgenstrahlen- oder Gammastrahlenart.
  • Der Hauptkörper 21 ist ein ringförmiges Element mit einer Einführöffnung 21a, welche in der Mitte desselben zum Aufnehmen eines an der Spindeleinheit 15 angebrachten Prüfwerkzeugs T gebildet ist. Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist der Hauptkörper 21 vier Durchgangsöffnungen 21b auf, welche in einer Umfangswand desselben peripher äquidistant gebildet sind, da sie sich von der äußeren Umfangsfläche zur Mitte der Einführöffnung 21a erstrecken. Die Abweichungserfassungssensoren 22 sind jeweils in die Durchgangsöffnungen 21b eingefügt und am Hauptkörper 21 befestigt, wobei die Erfassungsabschnitte derselben in die Einführöffnung 21a vorstehen. Die Abweichungserfassungssensoren 22 werden nicht mit dem Prüfwerkzeug T in Kontakt gebracht, welches in die Einführöffnung 21a eingeführt ist. Wie in 1 gezeigt, sind die Abweichungserfassungssensoren 22 jeweils über den Steuerkreis 13 an der numerischen Steuerung 2 angeschlossen und Daten, welche für eine durch die jeweiligen Abweichungserfassungssensoren 22 erfasste Abweichung bezeichnend sind, werden in die numerische Steuerung 2 eingegeben.
  • Wie in 5 gezeigt, beinhaltet das Prüfwerkzeug T einen Konus Tb, welcher in eine konische Öffnung einer Spindel einzufügen ist, und einen zylinderförmigen Abschnitt Ta, welcher mit dem Konus Tb genau koaxial ausgerichtet ist und eine hohe Rundheit aufweist. Das Prüfwerkzeug T wird üblicherweise in einem nicht gezeigten Werkzeugmagazin aufbewahrt und nach Bedarf aus dem Werkzeugmagazin getragen und durch die ATC-Einheit 16 an der Spindel angebracht.
  • Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die numerische Steuerung 2 einen Abschnitt 3 zum Ausführen eines Bearbeitungsprogramms, einen Spindelsteuerabschnitt 4, einen Zuführsteuerabschnitt 5, einen ATC-Steuerabschnitt 6, einen Auslaufdiagnoseabschnitt 8, einen Displaysteuerabschnitt 9, einen Datenspeicherabschnitt 10 und eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 12. Der Abschnitt 3 zum Ausführen eines Bearbeitungsprogramms, der Spindelsteuerabschnitt 4, der Zuführsteuerabschnitt 5, der ATC-Steuerabschnitt 6, der Auslaufdiagnoseabschnitt 8 und der Displaysteuerabschnitt 9 sind durch eine Zentraleinheit, einen Festwertspeicher, einen Direktzugriffsspeicher und ähnliches gebildet. Der Datenspeicherabschnitt 10 besteht aus einem Hilfsspeicher.
  • Der Abschnitt 3 zum Ausführen eines Bearbeitungsprogramms analysiert ein vorbereitend gespeichertes Bearbeitungsprogramm und führt das Programm aus. Genauer liest der Abschnitt 3 zum Ausführen eines Bearbeitungsprogramms Befehle, welche die Spindeldrehung, eine Zuführgeschwindigkeit, eine Zuführposition, einen Werkzeugwechsel und ähnliches betreffen, aus dem Bearbeitungsprogramm aus und überträgt einen Drehungsbefehl der Spindeleinheit 15 zum Spindelsteuerabschnitt 4, einen Zuführgeschwindigkeits- und Zuführpositionsbefehl der Zuführeinrichtung 14 zum Zuführsteuerabschnitt 5 und einen Werkzeugwechselbefehl zum ATC-Steuerabschnitt 6. Nach dem Empfang der Befehle vom Abschnitt 3 zum Ausführen eines Bearbeitungsprogramms erzeugen der Spindelsteuerabschnitt 4, Zuführsteuerabschnitt 5 und ATC-Steuerabschnitt 6 jeweils Steuersignale und übertragen die Steuersignale über die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 12 und den Steuerkreis 13 zur Zuführeinrichtung 14, Spindeleinheit 15 und ATC-Einheit 16 zur Steuerung der Operationen derselben. Der Displaysteuerabschnitt 9 ist über die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 12 zur Steuerung des Displays auf der Kathodenstrahlröhre 18 an der Kathodenstrahlröhre 18 angeschlossen. Die Koordinaten der Position der Zuführeinrichtung 14 und das Bearbeitungsprogramm werden üblicherweise auf der Kathodenstrahlröhre 18 angezeigt.
  • Der Auslaufdiagnoseabschnitt 8 weist ein Diagnoseprogramm zum Durchführen eines Verfahrens auf, wie in 6 gezeigt, und analysiert das Diagnoseprogramm zur Ausführung des Programms.
  • Genauer beginnt der Auslaufdiagnoseabschnitt 8 das Durchführen des in 6 gezeigten Verfahrens nach dem Empfang eines Diagnoseausführungssignals, welches vom Operationspult 17 eingegeben wurde. Erst wird ein Befehl zum Anbringen des im Werkzeugmagazin aufbewahrten Prüfwerkzeugs T an der Spindel zum ATC-Steuerabschnitt 6 übertragen und die ATC-Einheit 16 unter der Steuerung des ATC-Steuerabschnitts 6 angetrieben, um das Prüfwerkzeug T an der Spindel anzubringen (Schritt S1).
  • Dann wird ein Bewegungsbefehl zum Einführen des Prüfwerkzeugs T in die Einführöffnung 21a des Hauptkörpers 21 zum Zuführsteuerabschnitt 5 übertragen und die Zuführeinrichtung 14 unter der Steuerung des Zuführsteuerabschnitts 5 angetrieben, um das Prüfwerkzeug T in die Einführöffnung 21a des Hauptkörpers 21 einzuführen (Schritt S2).
  • Anschließend wird ein Befehl zum Drehen der Spindel mit einer niedrigeren Drehzahl zum Spindelsteuerabschnitt 4 übertragen und die Spindeleinheit 15 unter der Steuerung des Spindelsteuerabschnitts 4 angetrieben, um die mit dem Prüfwerkzeug T ausgestattete Spindel mit der niedrigeren Drehzahl zu drehen (Schritt S3). Der Ausdruck „niedrigere Drehzahl" bedeutet hierin eine Drehzahl bis zu ca. 100 Min.–1 und zur sicheren Abweichungsmessung beträgt die Drehzahl vorzugsweise nicht mehr als 100 Min.–1.
  • Die von den vier Abweichungserfassungssensoren 22 eingegebenen Abweichungsdaten werden wiederum für eine im Voraus bestimmte Zeitdauer abgetastet und im Datenspeicherabschnitt 10 gespeichert. Dann wird ein Unterschied zwischen einem Höchstwert und einem Mindestwert der Abweichungsdaten als Abweichungsmenge für jeden der Abweichungserfassungssensoren 22 berechnet. Die Höchste der Abweichungsmengen für die jeweiligen Abweichungserfassungssensoren 22 wird als statischer Auslauf δs im Datenspeicherabschnitt 10 gespeichert (Schritt S4).
  • Anschließend wird ein Befehl zum Drehen der Spindel mit einer höheren Drehzahl zum Spindelsteuerabschnitt 4 übertragen und die Spindel mit der höheren Drehzahl gedreht (Schritt S5). Der Ausdruck „höhere Drehzahl" bedeutet hierin eine Drehzahl, welche höher als die niedrige Drehzahl ist. Die höhere Drehzahl ist vorzugsweise die höchst mögliche Drehzahl, solange die Daten durch die numerische Steuerung 2 richtig abgetastet werden können. Bevorzugter ist die höhere Drehzahl eine Drehzahl, welche einer Eigenfrequenz der Spindel näher ist, um striktere Messzustände zu liefern.
  • Wie im Schritt S4 werden die von den vier Abweichungserfassungssensoren 22 eingegebenen Abweichungsdaten für eine im Voraus bestimmte Zeitdauer abgetastet und im Datenspeicherabschnitt 10 gespeichert. Dann wird ein Unterschied zwischen einem Höchstwert und einem Mindestwert der Abweichungsdaten als Abweichungsmenge für jeden der Abweichungserfassungssensoren 22 berechnet. Die Höchste der Abweichungsmengen für die jeweiligen Abweichungserfassungssensoren 22 wird als dynamischer Auslauf δd im Datenspeicherabschnitt 10 gespeichert (Schritt S6).
  • Danach wird der statische Auslauf δs mit einem Bezugswert δs0 des statischen Auslaufs verglichen, welcher vorbereitend im Datenspeicherabschnitt 10 gespeichert wurde, (Schritt S7) und wenn beurteilt wird, dass δs kleiner als δs0 ist, geht das Verfahren zum nächsten Schritt. Dann wird der dynamische Auslauf δd mit dem Bezugswert δd0 des dynamischen Auslaufs verglichen, welcher vorbereitend im Datenspeicherabschnitt 10 gespeichert wurde, (Schritt S8) und wenn beurteilt wird, dass δd kleiner als δd0 ist, wird eine Ausgabe erzeugt, um anzuzeigen, dass der Auslauf normal ist (Schritt S9). Wenn im Schritt S7 beurteilt wird, dass δs nicht kleiner als δs0 ist, oder im Schritt S8 beurteilt wird, dass δd nicht kleiner als δd0 ist, wird eine Ausgabe erzeugt, um anzuzeigen, dass der Auslauf anormal ist (Schritt S10). Die im Schritt S9 oder S10 erzeugte Ausgabe wird zum Displaysteuerabschnitt 9 übertragen, welcher wiederum „NORMAL" oder „ANORMAL" auf der Kathodenstrahlröhre 18 anzeigt.
  • Nach der Diagnose über den statischen und dynamischen Auslauf wird ein Bewegungsbefehl zum Zuführsteuerabschnitt 5 übertragen und die Zuführeinrichtung 14 angetrieben, um das Prüfwerkzeug T zurück zur Ausgangsposition zu bewegen (Schritt S11). Dann wird ein Werkzeugwechselbefehl zum ATC-Steuerabschnitt 6 übertragen und die ATC-Einheit 16 angetrieben, um das Prüf werkzeug T im Werkzeugmagazin aufzubewahren (Schritt S12). Folglich ist das Diagnoseverfahren vollendet.
  • Bei der NC-Werkzeugmaschine 1 dieser Ausführungsform mit der oben beschriebenen Konstruktion wird das Prüfwerkzeug T zur Auslaufdiagnose automatisch an der Spindel angebracht und zur Messposition bewegt, dann die Auslaufdiagnoseoperation automatisch durchgeführt und das Diagnoseergebnis auf der Kathodenstrahlröhre 18 angezeigt. Daher kann der Benutzer der NC-Werkzeugmaschine 1 bei einer täglichen Arbeit jederzeit leicht eine regelmäßige Auslaufdiagnoseoperation durchführen. Durch das Durchführen der regelmäßigen Auslaufdiagnoseoperation auf diese Weise kann ein Bearbeitungsfehler und eine Funktionsstörung der Werkzeugmaschine verhindert werden.
  • Die Spindel läuft aus der Rotationsachse derselben nicht nur gleichmäßig sondern auch exzentrisch in eine Richtung aus. In dieser Ausführungsform sind die vier Abweichungserfassungssensoren 22 peripher äquidistant angeordnet, wobei die Erfassungsrichtungen derselben senkrecht zueinander sind, damit sogar der exzentrische Auslauf der Spindel durch zumindest einen der Abweichungserfassungssensoren 22 mit Sicherheit erfasst werden kann. Folglich kann der Auslauf der Spindel zuverlässig erfasst werden.
  • In dieser Ausführungsform wird die Diagnose über den statischen Auslauf, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit der niedrigeren Drehzahl gedreht wird, und den dynamischen Auslauf durchgeführt, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit der höheren Drehzahl gedreht wird. Daher kann die Operation zum Diagnostizieren des Spindelauslaufs auf geeignete Weise für die Bearbeitung mit einer höheren Geschwindigkeit durchgeführt werden.
  • Zwar wurde folglich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, aber es sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt ist. Zwar wird das Prüfwerkzeug T in der oben beschriebenen Ausführungsform automatisch an der Spindel angebracht und zur Messposition bewegt, aber diese Operationen können auch manuell durchgeführt werden. Sogar in diesem Fall kann das Prüfwerkzeug T in Bezug auf die Abweichungserfassungssensoren 22 genau und richtig positioniert werden, da das Prüfwerkzeug T in die Einführöffnung 21a des Hauptkörpers 21 eingeführt ist. Zudem ist die Anzahl der Abweichungserfassungssensoren 22 nicht besonders beschränkt, aber kann eins oder mehr betragen.

Claims (5)

  1. NC-Werkzeugmaschine mit einer Funktion zum Diagnostizieren des Spindelauslaufs, wobei die NC-Werkzeugmaschine eine Spindel (15) zum Drehen eines Werkzeugs (T), welches damit gehalten wird und zum numerischen Steuern einer Relativbewegung zwischen der Spindel und einem Werkstück adaptiert ist, eine Abweichungserfassungseinrichtung (20) zum Erfassen der Abweichung einer äußeren Umfangsfläche des Prüfwerkzeugs (T), welches an der Spindel angebracht ist, wenn das Prüfwerkzeug (T) um die Achse derselben gedreht wird, und eine Auslaufdiagnoseeinrichtung (8) zum Durchführen einer Diagnose über den Auslauf einer Spindel durch das Berechnen der Menge des Spindelauslaufs basierend auf der durch die Abweichungserfassungseinrichtung (20) erfassten Abweichung und das Vergleichen der berechneten Auslaufmenge mit einer vorbestimmten Toleranz aufweist und die NC-Werkzeugmaschine durch die Abweichungserfassungseinrichtung (20) gekennzeichnet ist, welche auf einem Sockel innerhalb eines Bearbeitungsbereichs vorgesehen ist.
  2. NC-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abweichungserfassungseinrichtung (20) einen Hauptkörper (21) mit einer Einführöffnung (21a) zum Aufnehmen des Prüfwerkzeugs (T) und einen berührungslosen Abweichungserfassungssensor (22) aufweist, welcher am Hauptkörper (21) befestigt ist, wobei ein Erfassungsabschnitt desselben in die Einführöffnung (21a) vorsteht, wobei der Hauptkörper (21) am Sockel befestigt ist und die Abweichung des Prüfwerkzeugs (T) durch den berührungslosen Abweichungserfassungssensor (22) erfasst wird mit dem Prüfwerkzeug, welches in die Einführöffnung (21a) des Hauptkörpers (21) eingeführt wird.
  3. NC-Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, wobei die Abweichungserfassungseinrichtung (20) mindestens zwei berührungslose Abweichungserfassungssensoren (22) beinhaltet, welche angeordnet sind, wobei sich die Abweichungserfassungsrichtungen derselben zueinander vertikal befinden.
  4. NC-Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, wobei die Abweichungserfassungseinrichtung (20) zwei Paare an berührungslosen Abweichungserfassungssensoren (22) beinhaltet, welche in einem diametral entgegengesetzten Verhältnis angeordnet sind, wobei die Abweichungserfassungsrichtungen eines Paares berührungsloser Sensoren senkrecht zu den Abweichungserfassungsrichtungen des anderen Paares an berührungslosen Abweichungserfassungssensoren sind.
  5. NC-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Auslaufdiagnoseeinrichtung (20) eine Diagnose über einen statischen Auslauf, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit einer niedrigeren Drehzahl gedreht wird, und einen dynamischen Auslauf durchführt, welcher beobachtet wird, wenn die Spindel mit einer höheren Drehzahl gedreht wird.
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