Patent DE-102017105972-B4 (DE)
Title: Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, um den synchronisierten Betrieb einer Hauptspindel und einer Vorschubspindel zu steuern
Inventor: MORITA YUUKI
IPC: B23G3/08
Filed: 2017-03-20
Granted: 2020-10-29
Abstract: Vorrichtung zum Steuern einer Werkzeugmaschine, die so ausgeführt ist, dass sie einen synchronisierten Betrieb einer Hauptspindel (12) und einer Vorschubspindel (14) steuert, wobei die Vorrichtungeine numerische Steuereinheit (16), die so ausgebildet ist, dass sie auf Basis eines Gewindeschneideprogramms (P) einen Hauptspindelbefehl (CS) und einen Vorschubspindelbefehl (CF) erstellt;eine Hauptspindelsteuereinheit (18), die so ausgebildet ist, dass sie eine Drehbewegung der Hauptspindel (12) gemäß dem Hauptspindelbefehl (CS) steuert;eine Umdrehungsdetektionseinheit (20), die so ausgebildet ist, dass sie eine Umdrehungsposition (FBS) der Hauptspindel (12) detektiert; undeine Vorschubspindelsteuereinheit (22), die so ausgebildet ist, dass sie eine Vorschubbewegung der Vorschubspindel (14) gemäß dem Vorschubspindelbefehl (CF) auf Basis der Umdrehungsposition (FBS) steuert,umfasst, wobei die numerische Steuereinheit (16)eine Hauptspindelbefehlsausgabeeinheit (26), die so ausgebildet ist, dass sie von dem Gewindeschneideprogramm (P) ein gesamtes Umdrehungsausmaß (S0; S0') und eine maximale Umdrehungsgeschwindigkeit (V0; V0') der Hauptspindel (12) während eines Zeitraums, in dem sich die Hauptspindel von einer Anfangsposition zu einer Zielposition bewegt, erhält und das gesamte Umdrehungsausmaß (S0; S0') und die maximale Umdrehungsgeschwindigkeit (V0; V0') als Hauptspindelbefehl (CS) an die Hauptspindelsteuereinheit (18) sendet, umfasst;wobei die Hauptspindelsteuereinheit (18)eine Anfangsbetriebssteuereinheit (30), die so ausgebildet ist, dass sie die Hauptspindel (12) dazu bringt, durch eine Geschwindigkeitssteuerung, bei der die maximale Umdrehungsgeschwindigkeit (V0; V0') als Zielwert festgelegt ist, unter Verwendung eines maximal zulässigen Stroms einer Antriebsquelle eine beschleunigte Drehung bei einer maximalen Kapazität von der Anfangsposition vorzunehmen;eine Maximalbeschleunigungsdetektionseinheit (32), die so ausgebildet ist, dass sie auf Basis der Umdrehungsposition (FBS) eine maximale Beschleunigung (A0; A0') der Hauptspindel (12) während der beschleunigten Drehung bei der maximalen Kapazität detektiert;eine Restumdrehungsausmaßdetektionseinheit (34), die so ausgebildet ist, dass sie auf Basis des gesamten Umdrehungsausmaßes (S0; S0') und der Umdrehungsposition (FBS) ein Restumdrehungsausmaß (Sr; Sr') der Hauptspindel (12) während eines Zeitraums, in dem sich die Hauptspindel von einer gegenwärtigen Position bis zu der Zielposition bewegt, detektiert;eine Detektionseinheit (36) zum Erfassen einer gegenwärtigen Geschwindigkeit, die so ausgebildet ist, dass sie auf Basis der Umdrehungsposition (FBS) eine gegenwärtige Geschwindigkeit (Vc; Vc') der Hauptspindel (12) detektiert;eine Verlangsamungsbetriebssteuereinheit (38), die so ausgebildet ist, dass sie nach der beschleunigten Umdrehung bei der Maximalkapazität eine Geschwindigkeitssteuerung auf Basis des Restumdrehungsausmaßes (Sr; Sr') und der gegenwärtigen Geschwindigkeit (Vc; Vc') ausführt, um die Hauptspindel (12) eine derartige verlangsamte Drehung vornehmen zu lassen, dass eine vorherbestimmte Zwischengeschwindigkeit (Vb; Vb') erreicht wird;eine Positionierungsbetriebssteuereinheit (40), die so ausgebildet ist, dass sie nach dem Erreichen der Zwischengeschwindigkeit (Vb; Vb') durch die Hauptspindel (12) eine Positionssteuerung auf Basis des Restumdrehungsausmaßes (Sr; Sr') und der gegenwärtigen Geschwindigkeit (Vc; Vc') ausführt, um die Hauptspindel (12) eine derartige verlangsamte Umdrehung bei einer maximalen Verlangsamung (A0; A0'), die der maximalen Beschleunigung (A0; A0;) entspricht, vornehmen zu lassen, dass die Zielposition erreicht wird; undeine Drehmomentbefehlsbeschränkungseinheit (42), die so ausgebildet ist, dass sie eine Schwankung eines Drehmomentbefehls der Positionssteuerung, der der Hauptspindel (12) durch die Positionierungsbetriebssteuereinheit (40) erteilt wird, über einen Zeitraum (TL) von einem Zeitpunkt, an dem die Hauptspindel (12) die Zwischengeschwindigkeit (Vb; Vb') erreicht, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem eine vorherbestimme Ablaufbedingung erfüllt wird, auf einen vorherbestimmten Bereich beschränkt,umfasst.