[發明專利]機床控制裝置

有效

• 申請號: 201010162669.2
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101866166A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 巖下平輔;置田肇;手塚淳一
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明涉及對加工中心等機床進行控制的機床控制裝置。

背景技術

已知抑制加工工件時的消耗電能的裝置。在特開平6-161535號公報(JP6-161535A)記載的裝置中，延長軸進給用伺服電動機的加速時間，降低所需要的電流的最大值，由此抑制消耗電能。

但是，在這種機床中，在加工工件時不僅驅動軸進給用電動機，還同時驅動切削液供給用液壓泵等以恒定的功率進行動作的設備。因此，如JP6-161535A中記載的裝置那樣，在延長軸進給用伺服電動機的加速時間的結構中，循環時間增長，上述設備的消耗電能增加，難以把整個機床的消耗電能抑制到最佳。

發明內容

根據本發明的一個形式，機床的控制裝置具備：第一消耗電能計算單元，其計算進給軸驅動用電動機的消耗電能；第二消耗電能計算單元，其計算以恒定的功率進行動作的設備的消耗電能；以及電動機控制單元，其根據第一消耗電能計算單元計算出的消耗電能和第二消耗電能計算單元計算出的消耗電能的總和，決定與進給軸驅動用電動機的加速時間以及減速時間中的至少一方具有相對關系的目標時間常數，根據該目標時間常數控制進給軸驅動用電動機。

附圖說明

本發明的目的、特征以及優點，通過與附圖關聯的以下的實施方式的說明會進一步明了。附圖中，

圖1是概要地表示應用本發明的實施方式的控制裝置的機床的全體結構的圖。

圖2是表示本發明的實施方式的控制裝置的結構的框圖。

圖3是表示加工程序的一例的時序圖。

圖4A是表示加工程序的圖形的圖。

圖4B是表示與圖4A不同的加工程序的圖形的圖。

圖5是表示通過本發明的實施方式的控制裝置而得到的加減速時間常數和循環時間以及總消耗電能的關系的圖。

圖6是表示在圖1的控制器中執行的處理的一例的流程圖。

圖7是表示圖5的變形例的圖。

圖8是表示通過本發明的變形例的控制裝置設定時間常數時的系數的關系的圖。

具體實施方式

以下，參照圖1～圖8說明本發明的實施方式。圖1是概要地表示應用了本發明實施方式的控制裝置的機床的全體結構的圖。

圖1所示的機床，是在鉛直方向上配置了主軸的、所謂的立式的加工中心。通過主軸電動機10s對主軸進行旋轉驅動，通過主軸電動機10s的驅動，對刀具11進行旋轉驅動。刀具11是立銑刀(end?mill)、銑刀(cutter)、鉆頭(drill)等切削刀具或者磨削刀具，以可以裝卸的方式安裝在主軸頭12上。在刀具11的下方橫向設置工作臺13，在工作臺13上固定了工件14。

在工作臺13上，經由螺母15螺栓結合了滾珠螺桿16。通過進給軸電動機10f對滾珠螺桿16進行旋轉驅動，通過進給軸電動機10f的驅動，工作臺13在水平方向(例如XY方向)上移動。雖然省略了圖示，但在主軸側也設置了與之相同的進給機構，通過進給軸電動機10f的驅動，主軸頭12在上下方向上(Z方向)移動。即，在機床上對應于正交3軸的進給軸的方向(XYZ方向)設置多個進給軸電動機10f，通過這些進給軸電動機10f的驅動，工件14相對于刀具11進行相對移動。

主軸電動機10s由AC主軸電動機構成，進給軸電動機10f由AC伺服電動機構成。這些電動機10s、10f通過經由放大器供給的來自電源的功率進行驅動。主軸驅動用電動機10s和進給軸驅動用電動機10f的結構不限于此。來自電源的功率還被提供給供給切削液的液壓泵等周邊設備17。該周邊設備17在工件14的加工過程中通過恒定的功率進行動作。

通過控制器20控制主軸電動機10s以及進給軸電動機10f的驅動。控制器20包含運算處理裝置，該運算處理裝置具有CPU、ROM、RAM、以及其它周邊電路等。在控制器20上連接了輸入與工件14的加工相關的各種指令的輸入裝置31、以及根據由控制器20執行的處理來顯示各種信息的顯示裝置32。輸入裝置31可以由鍵盤或觸摸板等構成。

圖2是表示本發明實施方式的控制裝置的結構的框圖，主要表示了控制器20的內部結構。數據設定部21根據來自輸入裝置31的指令，設定基于進給軸驅動的進給速度(目標進給軸速度)vf或目標移動量X、主軸的旋轉速度(目標主軸速度)vs、初始的時間常數、電動機固有的物理特性、主軸以及進給軸的摩擦力矩、周邊設備17單位時間內消耗的消耗功率P0等各種數據，并且設定在加工程序中包含的數據。速度、移動量、時間常數等也可以通過加工程序的形式來設定。還把目標進給軸速度vf和目標主軸速度vs分別稱為設定速度。