[發(fā)明專利]具有時間推定單元的機床的控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410025233.7
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103941643A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 堤智久;森田有紀(jì)
• 申請（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;文志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有驅(qū)動主軸的電動機的機床的控制裝置。

背景技術(shù)

用機床的主軸進行切削加工時，通常將驅(qū)動主軸的電動機在連續(xù)額定負(fù)荷以下使用。連續(xù)額定負(fù)荷是只要在該負(fù)荷以下使用，將該負(fù)荷持續(xù)施加無限時間也不會成為過熱的級別。

然而，在進行重切削時，或者想在短時間內(nèi)增加負(fù)荷來縮短加工時間時，有時施加超過連續(xù)額定負(fù)荷的負(fù)荷使電動機旋轉(zhuǎn)。

一般來說，對于超過連續(xù)額定負(fù)荷的切削，對每個電動機規(guī)定了知曉“對于負(fù)荷n%的切削在過熱之前能夠切削幾分鐘”的表示容許負(fù)荷特性的圖，操作者根據(jù)該信息大致估算來進行切削加工。在容許負(fù)荷特性圖中規(guī)定了與負(fù)荷對應(yīng)的可切削時間，參照容許負(fù)荷特性圖可以知曉將某個負(fù)荷持續(xù)施加給電動機多長時間會導(dǎo)致電動機過熱。

圖9是表示電動機的容許負(fù)荷特性的一個例子的圖。圖9中，橫軸表示電動機轉(zhuǎn)速，縱軸表示對電動機施加的負(fù)荷。負(fù)荷為100%時表示連續(xù)額定負(fù)荷，這時將該負(fù)荷持續(xù)施加無限時間，電動機也不會出現(xiàn)過熱。圖9所示的例子中，在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中表示200%負(fù)荷是在10分鐘周期內(nèi)能夠進行2.5分鐘切削的負(fù)荷，表示230%負(fù)荷是10分鐘周期內(nèi)能夠進行1分鐘切削的負(fù)荷。

當(dāng)施加超過連續(xù)額定負(fù)荷的負(fù)荷使電動機旋轉(zhuǎn)時，電動機可能產(chǎn)生超過容許發(fā)熱量的發(fā)熱，出現(xiàn)故障。

為了應(yīng)對這樣的問題，例如在日本特開2000-271836號公報中記載的那樣，提出了一種控制裝置，根據(jù)快速進給時以及切削進給時的電動機發(fā)熱量預(yù)測值推定整個程序的發(fā)熱量，改變時間常數(shù)以保持在容許發(fā)熱量以下。

另外例如在國際公開第2005/093942號中記載的那樣提出了一種方法，求出電動機中產(chǎn)生的損失(銅損和鐵損)，將從額定損失中減去該損失后的量視作電動機能夠消費的損失，通過流動與之對應(yīng)的d軸電流來防止電動機的過負(fù)荷。

一般每個電動機的容許負(fù)荷特性不同，但操作者在進行切削作業(yè)時，一邊經(jīng)常參照容許負(fù)荷特性圖一邊進行工作的效率不高，通常并不這樣做。因此，一般地，以操作者的經(jīng)驗和直覺進行加工。例如，可以根據(jù)電動機原本具有的性能保持相當(dāng)?shù)挠嗟貋眚?qū)動電動機使得電動機不會過熱，但這種驅(qū)動方法效率不高。另外例如操作者依靠直覺進行加工的結(jié)果是有時出現(xiàn)過負(fù)荷而發(fā)生過熱，導(dǎo)致加工中斷。

例如，在上述的日本特開2000-271836號公報中記載的發(fā)明中，雖然進行了電動機的發(fā)熱的推定，但無法知道電動機在過熱之前還能進行多長時間加工。

例如，在上述的國際公開第2005/093942號公報中記載的發(fā)明中，雖然進行了包括鐵損在內(nèi)的損失的預(yù)估，但無法知道電動機在過熱之前還能進行多長時間加工。

有時以超過連續(xù)額定負(fù)荷的負(fù)荷進行加工的情況下，如果能夠知道在持續(xù)向電動機施加當(dāng)前的過負(fù)荷的情況下能夠繼續(xù)進行多長時間的加工，則能夠在使用電動機時充分發(fā)揮電動機的性能，而不使電動機發(fā)生過熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是鑒于上述問題，提供一種機床的控制裝置，在施加負(fù)荷驅(qū)動電動機時能夠容易地推定達到過熱溫度的時間。

為了實現(xiàn)上述目的，在第1實施方式中，具有驅(qū)動主軸的電動機的機床的控制裝置具備：電流檢測單元，其檢測驅(qū)動電動機的電流；存儲單元，其存儲對電動機規(guī)定的過熱溫度；溫度檢測單元，其檢測電動機的溫度；時間推定單元，其使用溫度檢測單元檢測的溫度和過熱溫度，推定在電流檢測單元檢測出的電流持續(xù)流過電動機時電動機從當(dāng)前開始達到過熱溫度時的時間；以及提供單元，其提供由時間推定單元推定的時間。

根據(jù)上述第1實施方式，機床的控制裝置具備溫度上升值推定單元，其推定電流檢測單元檢測出的電流持續(xù)流過電動機時產(chǎn)生的電動機的銅損造成的溫度上升值，時間推定單元使用溫度檢測單元檢測出的溫度、過熱溫度、以及所述銅損造成的溫度上升值來推定時間。

另外，根據(jù)上述第1實施方式，機床的控制裝置還可以進一步具備轉(zhuǎn)速檢測單元，其檢測電動機的轉(zhuǎn)速，這種情況下，溫度上升值推定單元推定銅損造成的溫度上升值、以及電動機以轉(zhuǎn)速檢測單元檢測出的轉(zhuǎn)速持續(xù)旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電動機的鐵損造成的溫度上升值，時間推定單元使用溫度檢測單元檢測出的溫度、過熱溫度、銅損造成的溫度上升值、以及鐵損造成的溫度上升值，推定電動機以轉(zhuǎn)速檢測單元檢測出的轉(zhuǎn)速持續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且電流檢測單元檢測出的電流持續(xù)流過電動機時電動機從當(dāng)前開始達到過熱溫度時的時間。