(57)【要約】  機械要素（４，６）と対象物（５，７）との間の接触が認識され、接触が認識された際に、機械軸が接触中に制御装置（１４）により自動化されて高速移動モードにて移動させられている場合に、機械軸（３，４１，４２，４３）の駆動装置（４２，４３）が直ちに停止させられることによって、機械軸（３，４１，４２，４３）の更なる移動が停止させられ、接触が認識された際に、機械軸（３，４１）が接触中に制御装置（１４）により自動化されて低速移動モードにて移動させられている場合に、衝突認識が行なわれ、衝突が認識された際には機械軸（３，４１，４２，４３）の更なる移動が停止させられる。したがって、本発明は、機械の機械要素（４，６）と対象物（５，７）との間の衝突の影響ができる限り僅かに保つことを可能にする。
2008535071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の機械要素（４，６）と対象物（５，７）との間の接触時における目標とされる反応のための方法において、
機械の機械軸（３，４１，４２，４３）により機械要素（４，６）および／または対象物（５，７）が移動され、
機械が高速移動モードおよび低速移動モードを有し、
機械要素（４，６）と対象物（５，７）との間の接触が認識され、
接触が認識された際に、機械軸が接触中に制御装置（１４）により自動化されて高速移動モードにて移動させられている場合に、機械軸（３，４１，４２，４３）の駆動装置（４２，４３）が直ちに停止させられることによって、機械軸（３，４１，４２，４３）の更なる移動が停止させられ、
接触が認識された際に、機械軸（３，４１）が接触中に制御装置（１４）により自動化されて低速移動モードにて移動させられている場合に、衝突認識が行なわれ、衝突が認識された際には機械軸（３，４１，４２，４３）の更なる移動が停止させられることを特徴とする方法。
【請求項２】
接触が認識された際に、機械軸（３，４１，４２，４３）が接触中に操作者によって手動で移動されかつ操作者によって加工信号が発生させられている場合に、衝突認識が行なわれ、衝突が認識された際には機械軸の更なる移動が停止させられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
接触が認識された際に、機械軸（３，４１，４２，４３）が接触中に操作者によって手動で移動されかつ操作者によって加工信号が発生させられていない場合に、機械軸（３，４１，４２，４３）の更なる移動が停止させられることを特徴とする請求項１乃至２の１つに記載の方法。
【請求項４】
切削毎の送り（ＶPS）が切削毎の送りの限界値（ＶPSG）と比較されることによって衝突認識（２９）が行なわれ、切削毎の送りの限界値（ＶPSG）が超過された場合に衝突と認識されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
切削力（ＦS）の上昇速度が切削力上昇速度限界値（ＦSAG）と比較されることによって衝突認識（３０）が行なわれ、切削力上昇速度限界値（ＦSAG）が超過された場合に衝突と認識されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
機械軸の駆動電流（ＩA）が高域通過または帯域通過のフィルタ処理をされて駆動電流限界値（ＩAG）と比較され、駆動電流限界値（ＩAG）が超過された場合に衝突と認識されることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
機械要素に作用する力（ＦM）が力限界値（ＦMG）と比較されることおよび／または対象物および／または機械要素の加速度が加速度限界値と比較されることによって衝突認識（３２）が行なわれ、力限界値（ＦMG）および／または加速度限界値が超過された場合に衝突と認識されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
なおも適切な時機の停止が機械軸（３，４１，４２，４３）の適合させられた速度下降によって可能であるかどうかが先ずチェックされ、これが可能である場合には機械軸（３，４１，４２，４３）が適合させられた速度下降によって停止させられ、これが可能でないない場合には機械軸（３，４１，４２，４３）の駆動装置（４２，４３）が直ちに停止させられることによって、機械の更なる移動が停止されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
機械要素（６，８）が対象物（５，７）から電気的に絶縁されて配置されていて、機械要素（６，８）と対象物（５，７）との間に電圧が印加され、接触時に生じる検出電流（ＩD）が検出されることによって、機械要素（６，８）と対象物（５，７）との間の接触が認識されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
接触の検出後に、検出電流（ＩD）が定められた時間（Ｔ2）にわたって検出電流限界値（ＩDG）が中断なく超過された場合に、衝突と認識されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
機械軸の移動速度（ＶV）の予期しない変化の場合に接触と認識されることによって、機械要素（６，８）と対象物（５，７）との間の接触が認識されることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
機械要素（６，８）が工具または主軸として構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
対象物（５，７）が工作物（５）、送り台（７）または締め付け装置として構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
十分な損傷低減が駆動装置による制動によって達成できるかどうかが先ずチェックされ、これが可能である場合には機械軸（３，４１，４２，４３）が駆動装置（４２，４３）によって停止され、これが可能でない場合には停止のための付加的なブレーキの使用および／または力作用の伝達解除が行なわれることによって、機械軸の駆動装置が直ちに停止されることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
機械が工作機械、生産機械および／またはロボットとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の方法。
【請求項１６】
制御装置（１４）によるコンピュータプログラムの呼び出し時に請求項１乃至１５の１つに記載の方法を実行可能にするコード部分を含むコンピュータプログラムが格納されているプログラムメモリを有する制御装置（１４）。
【請求項１７】
請求項１乃至１５の１つに記載の方法を実行可能にするコード部分を含む請求項１６による制御装置（１４）のためのコンピュータプログラム生産物。
【請求項１８】
請求項１６記載の制御装置（１４）を有する工作機械、生産機械および／またはロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械の機械要素と対象物との間の接触時における目標とされる反応のための方法に関する。
【０００２】
更に、本発明は、制御装置のコンピュータプログラムの呼び出し時に上記の方法が実行可能であるコード部分を含んだコンピュータプログラムが格納されているプログラムメモリを有する制御装置に関する。
【０００３】
例えば工作機械、生産機械および／またはロボットのような機械においては、高い加工速度および加工精度のほかに、高いプロセス精度が要求される。起こり得るプロセス障害は、例えば工具または主軸の形で存在し得る機械要素と、例えば工作物、送り台または締め付け装置の形で存在し得る対象物との衝突である。その他のプロセス障害に比べて衝突は非常に高い修理コストおよび非常に長い損失時間をもたらす。
【０００４】
修理および損失時間を回避するため、または少なくとも低減するために、従来において種々のシステムおよび方策が開発された。商業的に入手可能なセンサ付きの機械的に作用する装置またはシステムは、接触が発生して機械的構造内での力形成までの付加的な遅延後にやっと有効になるので、もはや損傷を軽減することしかできない。例えば過負荷防止カップリングのような受動的な機械的システムは、送りの力が過大な場合に、例えば摩擦継手またはノッチ継手によって発生力が制限されるという原理に基づく。しかし、衝突の結果は、高速移動の場合、制限することしかできない。一般に遅い反応により重大な損傷、特に製作精度の損失がもたらされるという欠点がある。なぜならば、構成要素の明白な過負荷の際に、すなわち発生した力が既に大きくなり、たいていは既に損傷をひき起こしたときに、やっと反応するからである。更に、非常に僅かな移動速度の場合ですら、衝突後に主軸および工具のつり合いを検査しなければならず、極端な場合には機械を新たに測定し直さなければならず、これは高コストを意味する。
【０００５】
しばしば工業的に実践されているように、移動すべき機械軸の駆動装置の駆動トルクを有効に活用する場合に同様に反応が遅れる。なぜならば、既に高い駆動力が立ち上がったときにやっと衝突が認識されるからである。
【０００６】
制御技術的な解決策によって一連の衝突は予め認識可能であり、かつ防止可能である。制御構成要素の故障による衝突は、機械の数値制御におけるいわゆる安全機能によって回避することができる。数値制御は、例えばコレットおよび心押し台または境界輪郭の周りの保護ゾーンを監視することができる。しかしながら、商業上利用可能な解決策はしばしば制限されていて、例えばしばしば作動中の工具の先端しか監視されず、保護ゾーンとして簡単なジオメトリしか定義することができない。他の欠点は、工作物が一般に考慮されていないことにある。ＮＣプログラムのシミュレーションによって、例えば工作物または工具の間における衝突を認識することができる。シミュレーションは仮定された工具質量および工作物質量でもって動作するので、誤った工作物（誤った目測、離れていない突起）および誤った工具の装着は認識できない。プログラムの準備の際における誤りは同様に認識できない。
【０００７】
本発明の課題は、機械の機械要素と対象物との間の衝突の影響をできるだけ僅かに留めることにある。
【０００８】
この課題は、機械の機械要素と対象物との間の接触時における目標とされる反応のための方法において、
機械の機械軸により機械要素および／または対象物が移動され、
機械が高速移動モードおよび低速移動モードを有し、
機械要素と対象物との間の接触が認識され、
接触が認識された際に、機械軸が接触中に制御装置により自動化されて高速移動モードにて移動させられている場合に、機械軸の駆動装置が直ちに停止させられることによって、機械軸の更なる移動が停止させられ、
接触が認識された際に、機械軸が接触中に制御装置により自動化されて低速移動モードにて移動させられている場合に、衝突認識が行なわれ、衝突が認識された際には機械軸の更なる移動が停止させられることによって解決される。
【０００９】
更に、この課題は、制御装置によるコンピュータプログラムの呼び出し時に上述の方法を実行可能にするコード部分を含むコンピュータプログラムが格納されているプログラムメモリを有する制御装置によって解決される。
【００１０】
接触が認識された際に、機械軸が接触中に操作者によって手動で移動されかつ操作者によって加工信号が発生させられている場合に、衝突認識が行なわれ、衝突が認識された際には機械軸の更なる移動が停止させられることが有利であることが分かった。これによって、操作者による手動での移動時にも接触が認識されたならば、目標とされる反応が可能にされる。
【００１１】
更に、接触が認識された際に、機械軸が接触中に操作者によって手動で移動されかつ操作者によって加工信号が発生させられていない場合には、機械軸の更なる移動が停止させられることが有利であることが分かった。これによって、操作者による手動での移動時にも接触が認識されたならば、目標とされる反応が可能にされる。
【００１２】
更に、切削毎の送りが切削毎の送りの限界値と比較されることによって衝突認識が行なわれ、切削毎の送りの限界値が超過された場合に衝突と認識されることが有利であることが分かった。これによって、簡単な衝突認識が可能にされる。
【００１３】
更に、切削力の上昇速度が切削力上昇速度限界値と比較されることによって衝突認識が行なわれ、切削力上昇速度限界値が超過された場合に衝突と認識されることが有利であることが分かった。これによって、衝突の特に簡単な認識が可能にされる。
【００１４】
更に、機械軸の駆動電流が高域通過または帯域通過のフィルタ処理をされて駆動電流限界値と比較され、駆動電流限界値が超過された場合に衝突と認識されることが有利であることが分かった。これによって、衝突の特に簡単な認識が保証にされる。
【００１５】
更に、機械要素に作用する力が力限界値と比較されることおよび／または対象物および／または機械要素の加速度が加速度限界値と比較されることによって衝突認識が行なわれ、力限界値および／または加速度限界値が超過された場合に衝突と認識されることが有利であることが分かった。この措置によって、簡単な衝突認識が可能にされる。
【００１６】
更に、なおも適切な時期の停止が機械軸の適合させられた速度下降によって可能であるかどうかが先ずチェックされ、これが可能である場合には機械軸が適合させられた速度下降によって停止させられ、これが可能でないない場合には機械軸の駆動装置が直ちに停止させられることによって、機械の更なる移動が停止されることが有利であることが分かった。これによって、その都度の状況に合った停止反応が可能にされる。
【００１７】
更に、機械要素が対象物から電気的に絶縁されて配置されていて、機械要素と対象物との間に電圧が印加され、接触時に生じる検出電流が検出されることによって、機械要素と対象物との間の接触が認識されることが有利であることが分かった。この措置によって、簡単かつ安全な接触認識が可能にされる。
【００１８】
これに関連して、接触の検出後に、検出電流が定められた時間にわたって検出電流限界値が中断なく超過された場合に、衝突と認識されることが有利であることが分かった。これによって、簡単かつ安全な衝突認識が可能にされる。
【００１９】
更に、機械軸の移動速度の予期しない変化の場合に接触と認識されることによって、機械要素と対象物との間の接触が認識されることが有利であることが分かった。この措置によって、安全かつ信頼性のある接触認識が可能にされる。
【００２０】
更に、機械要素が工具または主軸として構成されていることが有利であることが分かった。工具または主軸としての機械要素の構成は機械要素の普通の構成である。
【００２１】
更に、対象物が工作物、送り台または締め付け装置として構成されていることが有利であることが分かった。工作物、送り台または締め付け装置としての対象物の構成はこのような対象物の普通の構成である。
【００２２】
更に、十分な損傷低減が駆動装置による制動によって達成できるかどうかが先ずチェックされ、これが可能である場合には機械軸が駆動装置によって停止され、これが可能でない場合には停止のための付加的なブレーキの使用および／または力作用の伝達解除が行なわれることによって、機械軸の駆動装置が直ちに停止されることが有利であることが分かった。この措置によって、機械軸の最適な停止が可能にされる。
【００２３】
更に、機械が工作機械、生産機械および／またはロボットとして構成されていることが有利であることが分かった。工作機械、生産機械および／またはロボットとしての機械の構成は機械の普通の構成である。しかし、本発明がその他の機械にも適していることは自明のことである。
【００２４】
更に、本発明による方法を実行可能にするコード部分を含む本発明による制御装置のためのコンピュータプログラム生産物が用意されていることが好ましいことが分かった。
【００２５】
更に、本発明による制御装置を有する工作機械、生産機械および／またはロボットを構成することが有利であることが分かった。
【００２６】
制御装置の有利な構成は方法の有利な構成に類似してもたらされ、またその逆もそうである。
【００２７】
本発明の実施例を図面に示し、以下において更に詳細に説明する。図面において、図１は工作機械を示し、図２は本発明による方法のフローチャートを示し、図３は刃ごとの送り評価による衝突認識のための方法を示し、図４は切断力の評価による衝突認識のための方法を示し、図５は機械要素に作用する力の評価による衝突認識のための方法を示し、図６は機械要素と対象物との間の接触を認識するための方法を示し、図７は機械要素と対象物との間の接触を認識するための他の方法を示し、図８は駆動電流の評価による衝突認識のための方法を示し、図９は検出電流の評価による衝突認識のための方法を示す。
【００２８】
図１には実施例の形で概略化された形で工作機械が示されている。工作機械は、機械ベッド２と、送り台７と、主軸８を介して工具６を駆動する駆動装置４とを有する。更に、機械は、機械の制御のための制御装置１４（例えば数値制御装置）を有する。制御装置１４は接続線１６を介して機械を制御する。模範例として示されている機械は２つの機械軸を有する。送り台７は、水平方向において、二重矢印３（水平機械軸）の方向に水平機械軸の駆動装置４３により移動可能である。主軸の回転駆動のための駆動装置４は、主軸８および工具６と共に、垂直方向において、二重矢印４１（垂直機械軸）の方向に垂直機械軸の駆動装置４４により移動可能である。駆動装置４３および４４は、相応の直線移動の発生のために駆動軸４５および４６を有する。送り台７上には工具６により加工すべき工作物５が配置されている。工具５は絶縁体１により送り台７から電気的に絶縁されて配置されている。この場合に、絶縁は他の個所において行なわれてもよい。代替として、例えば送り台または主軸を電気的に絶縁することも考えられ得る。工作物５は送り台７により水平方向に移動可能である。ここで指摘しておくに、本発明の枠内において工具６は機械の機械要素とみなされる。この実施例では工具６がフライスの形で構成されている。工作物５の加工のために制御装置１４によって両機械軸が駆動され、それにともなって工作物５および工具６が相応に移動される。この場合に、例えば工具６または主軸８の如き機械要素と例えば工作物５または送り台７の如き対象物との間における予期されない、すなわち意図されない衝突が起こり得る。この場合に本発明の枠内において衝突とは、機械要素と対象物との間の単なる接触ではなくて、その後での対象物および／または機械要素への大きな力作用につながる接触であると理解される。市販品の衝突認識はこの大きな力作用を検出することを基礎とするために、市販のシステムにおいては接触認識が行なわれるのではなくて、接触後に発生する大きな力およびそれの影響が検出される。
【００２９】
本発明による方法は、できるだけなおも、他の方法の場合に機械軸がさらされたであろう大きな力の発生前に、機械軸を駆動する駆動装置の停止を可能にするために、接触が認識された際に既に直ちに目標とされる反応を開始させようとするものである。この場合に、移動速度に依存して、その都度目標とされる反応が、機械要素と対象物との間のほとんど単なる接触の場合において既に開始させられる。
【００３０】
実施例においては、工作物５が絶縁体１により送り台７から絶縁されて配置されている。工作物５と工具６または主軸４との間における接触検出のために、電源１３により工作物５と工具６との間に電圧Ｕが印加される。工具６は主軸４と電気伝導性にて接続されている。工作物５と工具６との間の接触発生時に、すなわち工作物５と工具６との軽度の接触が既に存在するとき、電流ＩDが流れ始め、この電流が測定装置１５によって検出されて、制御装置１４に入力量として導かれる。機械状態に依存して、接触が認識された際に制御装置１４によって目標とされる反応が図２にしたがって開始させられる。
【００３１】
ここで指摘しておくに、上述の検出電流ＩDによる接触認識に対する付加または代替として、機械においていずれにせよ存在する測定システムの助けにより関与機械軸の移動速度を算定しかつ機械軸の移動速度の予期しない変化の際に接触を認識するという接触認識を行なうこともできる。移動速度のこのような予期しない変化は非常に高感度に設定可能であるので、その移動速度の変化に反応するのに同様に大きな力を必要としない。これは、特に実現可能である。なぜならば、加速度のような妨害的な信号影響は適切な目標値設定によって抑制可能であるからである。
【００３２】
図２にはフローチャートの形で本発明による方法の経過が示されている。上述の接触認識４２が接触を認識した後に、先ず判定ブロック２５において、接触中の機械軸が制御装置１４によりちょうど今自動的に移動させられている、すなわち制御装置１４によって制御されて移動させられているのであって手動運転により移動させられているのではないことが確認される。これがそうである場合には、他の判定ブロック２６において、機械軸が高速移動モードにあるかどうかが確認される。市販の機械装置は、ほとんど２つの基本の移動モードを有する。すなわち、低速移動モードおよび高速移動モードを有する。高速移動モードでは、例えば工具を基本位置からまず最初に工作物の近くへ移動させるために、相応の機械軸が高速移動させられる。このような高速移動モードは、市販品の場合にも、いわゆる急速送りと呼ばれている。低速移動モードは機械軸のゆっくりした移動であると理解される。これは、本来の加工プロセス中（例えばフライスプロセス中）に使用され僅かな移動速度しか持たない送りに関する移動であると理解される。
【００３３】
判定ブロック２６において、機械がちょうど今、高速移動モードにあることが確認されると、機械軸の駆動装置が直ちに緊急停止モジュール４０により停止されることによって、すなわち機械ができる限り速やかに停止されることによって、機械軸の更なる移動が停止される。市販品ではこのような停止が緊急停止とも呼ばれ、場合によっては、できる限り速やかな機械軸停止を達成するために、付加的なブレーキも使用されおよび／または力作用が、例えば能動的または受動的に開くカップリングにより機械的に解除される。機械的なブレーキの使用および力作用の解除は、再始動のためのある程度の浪費をもたらす。したがって、この反応は損傷危険性の評価に基づいて作動させられる。通常の場合にはその他の全ての機械軸も停止される。
【００３４】
緊急停止モジュール４０においては、このために先ず十分な損傷低減が駆動装置による制動によって達成可能であるかどうかがチェックされ、これが可能である場合には、機械軸３，４１，４２，４３が駆動装置４２，４３によって停止させられ、これが可能でない場合には、停止のための付加的なブレーキが使用され、および／または力作用が機械的に解除される。
【００３５】
判定ブロック２６において機械軸がちょうど今、高速移動モードにより移動されていないことが確認された場合には、衝突認識モジュール２９，３０，３１および３２により衝突認識が行なわれる。個々のモジュール２９，３０，３１および３２は衝突認識のために並行して動作し、衝突認識はもちろん少ないモジュールにても行なうことができる。
【００３６】
切削毎の送りの監視のためのモジュール２９においては、工具の切削毎の送りが切削毎の予め与えられた送り限界値と比較されることによって衝突が認識され、切削毎の送り限界値が超過された際に衝突と認識される。図３にはこれに対応する機能ブロック図が示されている。切削毎の送りの現在値ＶPSが切削毎の予め与えられた送り限界値ＶPSGを上回った場合に限界値警報器９が出力側に衝突を示す相応の信号を発生する。
【００３７】
更に、切削力を監視するためのモジュール３０において、切削力ＦSの上昇速度ＦSAが切削力上昇速度限界値ＦSGと比較されることによって衝突認識が行なわれ、切削上昇速度限界値ＦSGが超過された際に衝突と認識される。このために、制御装置１４によって、例えば機械軸の駆動電流から求められた切削力ＦSが、図４にしたがって、微分器１０に供給され、そのようにして切削力上昇速度ＦSAが求められ、切削力上昇速度ＦSAが限界値警報器１１により切削上昇速度限界値ＦSAGと比較され、切削上昇速度限界値ＦSAGが超過された際に次によって衝突と認識される。すなわち、切削上昇速度限界値ＦSAGが超過された際に限界値警報器１１が相応の出力信号を発生することによって衝突と認識される。場合によっては、限界値警報器１１の後段に接続された図示されていない付加的な投入遅延要素により次のことが達成される。すなわち、予め定められた時間Ｔ3にわたって中断なく切削上昇速度限界値が超過された際にはじめて衝突と認識されることである。
【００３８】
図８には衝突認識のためのモジュール３１の機能態様が示されている。機械軸の駆動装置のための駆動電流ＩAが先ず高域通過フィルタ２０により高域通過フィルタ処理をされ、それから限界値警報器２１において駆動電流限界値ＩAGと比較される。駆動電流ＩAが、投入遅延要素２３にて実現されている予め与えられた時間Ｔ1にわたって、駆動電流限界値ＩAGを中断なく上回ったならば、衝突と認識される。代替または追加として、機械要素に作用する力ＦMまたは駆動電流ＩAから導き出した量も同様に、図８において説明した衝突認識のための機能ダイアグラムにしたがって、相応の限界値との比較によって評価することができる。
【００３９】
これに対する代替または追加として、モジュール３１において検出電流ＩDの監視による衝突認識も行なうことができる。接触検出後に検出電流ＩDが定められた時間Ｔ2の間中断なく上回った際に、同様に衝突と認識される。
【００４０】
図９には限界値警報器２２および投入遅延要素２４を有する相応の機能ブロック図が示されている。限界値警報器２２は、例えば工具がフライスの形で存在しかつフライスが既にそれの直径まで工作物中に入り込んでいる場合に、誤作動を回避するために、阻止信号Ｂｌｏｃｋ２により阻止されなければならない。
【００４１】
更に、機械要素に作用する力ＦMの監視のためのモジュール３２においては、機械要素に作用する力ＦMが力限界値ＦMGと比較されることによって衝突監視が行なわれる。力限界値ＦMGが超過された際に衝突と認識される。対応する機能ブロック図が図５に示されている。機械要素に作用する力ＦMは、例えば機械軸の駆動電流から導き出すことができるが、しかし力ＦMを直接に測定する特別な力センサを機械に取り付けてもよい。力限界値ＦMGが超過された際に限界値警報器１２が相応の信号を出力する場合に、衝突と認識される。これに対する代替または追加として、対象物のおよび／または機械要素の加速度が加速度限界値と比較され、加速度限界値超過時に衝突と認識される。このために加速度が、例えば加速度センサにより測定されるとよい。
【００４２】
衝突認識のためのモジュール２９，３０，３１および３２は、持続的な監視を行なってよいし、あるいは接触認識後の予め定められた時間の間だけ監視を行なってもよい。
【００４３】
その都度の付属の投入遅延要素３３，３４，３５および３６において、すなわち衝突認識のためのモジュール２９，３０，３１および３２において衝突が認識された場合には、更に別の判定ブロック３７において、機械軸の現在の状態（例えば質量、速度、振動特性に関する状態）に適合させられた機械軸速度下降によって適切な時機の停止がなおも可能であるかどうかがチェックされ、これが可能である場合には、できる限り振動なしにまたは予め与えられた移動軌道からの機械軸のずれなしに制動過程を実行すべく、機械軸が適合させられた速度下降によって停止させられる。適合させられた速度下降は停止モジュール３９において行なわれる。適合させられた速度下降による停止がもはや可能でない場合には、機械軸の駆動装置が緊急停止モジュール４０により直ちに停止させられる。
【００４４】
自動化された移動が存在しないこと、すなわち機械軸が接触中操作者によって手動で移動させられかつ操作者によって加工信号が例えばキー操作により発生させられたことを判定ブロック２５が確認した場合には、このことが判定ブロック２７において確認され、その際に衝突認識が行なわれる。衝突が認識されたならば、機械要素の更なる移動は停止させられる。加工信号は、例えば工作物の加工を操作者が手動運転にて行なうつもりであることを指示する。
【００４５】
機械軸が接触中に操作者によって手動で移動され、かつ操作者によって加工信号が発生させられない場合には、判定ブロック２８において、なおも適切な時機の停止が機械の適合させられた速度下降によって可能であるかどうか求められる。これがなおも可能である場合には機械軸が停止モジュール３８によって適合させられた速度下降にて停止させられ、これが可能でない場合には機械軸の駆動装置が緊急停止モジュール４０によって直ちに停止させられる。
【００４６】
したがって、キー操作の助けにより操作者はなおも手動にてプロセスに介入することができる。更に、操作者は、場合によってはキー操作によってセットアップ信号をセットすることができる。それにより、接触認識に基づく監視によって経済的に適切な損傷低減が達成されるように急激に速度が強く低減されることが保証される。
【００４７】
図７には、検出電流ＩDの評価による接触認識が示されている。限界値警報器１９により検出電流ＩDが、とりわけ０である電流限界値ＩGと比較される。電流限界値ＩGの超過時に限界値警報器１９から相応の出力信号が発生させられ、これが認識された接触を指示する。
【００４８】
図６には移動速度ＶVの評価による衝突認識が示されている。移動速度ＶVは先ず微分器１７により時間微分され、このようにして微分器１７の出力端から、移動速度ＶVの変化に相当する移動加速度ａVが求められる。移動加速度ａVが移動加速度限界値ａVGを上回った場合に、限界値警報器１８から接触を指示する信号が発生させられる。移動速度ＶVの予期された変化の場合に、例えば起動中または意図された停止過程中において、認識誤りを避けるために、阻止信号Ｂｌｏｃｋ１の助けにより限界値警報器１８が機械軸の移動速度ＶVの予期された変化の際には制御装置１４によって阻止される。
【００４９】
ここで指摘しておくに、接触および衝突の認識のための信号に摩擦および加速度のような願わしくない外乱量が重畳している場合には、信号補正により願わしくない外乱作用が信号から除去される。
【００５０】
更に、新たな部分プログラムのセットアップおよび調整運転のような特に危機的な段階のために、操作者によってセットアップ信号が例えばキー操作により発生させられ、機械が高速移動モードにある場合に、経済的な観点に基づいて有意義な損傷低減が可能であるという利点がある。ここで指摘しておくに、高速移動モードは、機械軸の急激な移動であるのみならず、例えば高い送り速度による移動でもあると理解すべきであり、セットアップ信号がセットされた場合に、送り速度において経済的に有意義な損傷低減が可能であるかどうかがチェックされる。これが可能でない場合には送り速度が適切に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】工作機械の概略図
【図２】本発明による方法のフローチャート
【図３】刃ごとの送り評価による衝突認識のための方法を示すブロック図
【図４】切断力の評価による衝突認識のための方法を示すブロック図
【図５】機械要素に作用する力の評価による衝突認識のための方法を示すブロック図
【図６】機械要素と対象物との間の接触を認識するための方法を示すブロック図
【図７】機械要素と対象物との間の接触を認識するための他の方法を示すブロック図
【図８】駆動電流の評価による衝突認識のための方法を示すブロック図
【図９】検出電流の評価による衝突認識のための方法を示すブロック図
【符号の説明】
【００５２】
１          絶縁体
２          機械ベッド
３          二重矢印
４          駆動装置
５          工作物
６          工具
７          送り台
８          主軸
９          限界値警報器
１０          微分器
１１          限界値警報器
１２          限界値警報器
１３          電圧源
１４          制御装置
１５          測定装置
１６          接続線
１７          微分器
１８          限界値警報器
１９          限界値警報器
２０          高域通過フィルタ
２１          限界値警報器
２２          限界値警報器
２３          投入遅延要素
２４          投入遅延要素
２５          判定ブロック
２６          判定ブロック
２７          判定ブロック
２８          判定ブロック
２９          衝突認識モジュール
３０          衝突認識モジュール
３１          衝突認識モジュール
３２          衝突認識モジュール
３３          判定ブロック
３４          判定ブロック
３５          判定ブロック
３６          判定ブロック
３７          判定ブロック
３８          停止モジュール
３９          停止モジュール
４０          緊急停止モジュール
４１          二重矢印
４２          接触認識
４３          駆動装置
４４          駆動装置
４５          駆動軸
４６          駆動軸
ａV          移動加速度
ａVG         移動加速度限界値
Ｂｌｏｃｋ１  阻止信号
Ｂｌｏｃｋ２  阻止信号
ＦM          機械要素に作用する力
ＦMG        機械要素に作用する力限界値
ＦS          切削力
ＦSA        切削力上昇速度
ＦSAG      切削力上昇速度限界値
ＩA          駆動電流
ＩAG        駆動電流限界値
ＩD          検出電流
ＩG          検出電流限界値
ＩDG        検出電流限界値
Ｔ1          予め与えられた時間
Ｔ2          予め与えられた時間
Ｕ            電圧
ＶPS        切削毎の送り
ＶPSG      切削毎の送り限界値
ＶV          移動速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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