[發明專利]機床的控制裝置

有效

• 申請號: 201510347092.5
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN105302058B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 李耕;置田肇
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種進行電動機的過熱估計的機床的控制裝置。

背景技術

在通過機床的主軸進行切削加工的情況下，通常在主軸電動機的連續額定負荷以下使用。連續額定負荷是指：只要在該負荷以下使用，則即使將該負荷持續無限時間地施加也不會達到過熱(overheat)的水平的負荷。然而，在進行重切削的情況下、或者想要僅在短時間內增加負荷來縮短加工時間的情況下，有時施加超過連續額定負荷的負荷來使電動機旋轉。

在對電動機施加超過連續額定負荷的負荷的情況下，與該負荷相應地規定可切削時間，如果將負荷在超過該可切削時間的時間內持續施加，則導致電動機發生過熱。因此，在對電動機施加超過連續額定負荷的負荷來進行加工的情況下，需要如下指標：在持續施加當前的負荷時在電動機不發生過熱的狀態下將該加工還能夠繼續多長時間的指標。

一般來講，對于超過連續額定負荷的切削，針對每個電動機規定了表示如能夠獲知“當進行負荷n％的切削時直到過熱為止能夠切削幾分鐘”那樣的容許負荷特性的圖，操作者根據該信息設置大致的基準來進行切削加工。在容許負荷特性圖中規定有與負荷相應的可切削時間，如果參照容許負荷特性圖，則可知當將某負荷對電動機持續施加多長時間時電動機會發生過熱。

圖1是表示電動機的容許負荷特性的一例的圖。在圖1中，橫軸表示電動機轉速，縱軸表示施加到電動機的負荷。負荷為100％時表示連續額定負荷，在該情況下，即使將該負荷持續無限時間地施加，電動機也不會發生過熱。在圖1所示的例子中，在低速旋轉區域中200％負荷表示在10分鐘周期中能夠進行2.5分鐘的切削的負荷，230％負荷表示在10分鐘周期中能夠進行1分鐘的切削的負荷。如果施加超過連續額定負荷的負荷來使電動機持續旋轉，則存在電動機發出超過容許發熱量的熱量而發生故障的可能性。

為了應對這樣的問題，例如在日本特開2000-271836號公報所公開的基于數值控制的機床的控制方法和裝置中，根據進給軸電動機的快速進給時(非加工時)和切削進給時的電動機發熱量預想值來估計程序整體的發熱量，改變時間常數以使發熱量在容許發熱量以下。但是，在日本特開2000-271836號公報所公開的發明中，雖然進行電動機的發熱的估計，但并沒有公開關于直到過熱為止還能夠進行多長時間的切削加工的內容。

另外，在國際公開第2005/093942號所公開的永磁體式同步電動機的控制裝置中，求出電動機中產生的損失(銅損+鐵損)，認為從額定損失減去該損失所得到的損失量是電動機中能夠消耗的損失，通過流通與此相應的d軸電流來防止電動機的過負荷。但是，在國際公開第2005/093942號所公開的發明中，雖然進行了連鐵損都包括在內的損失估計，但并沒有公開關于直到過熱為止還能夠進行多長時間的切削加工的內容。

因此，本申請人提出了如下一種方法：準備根據電動機的電流值來估計電動機溫度的熱仿真式，對該式進行倒算，由此估計電動機還有多長時間達到過熱、即還能夠繼續切削多長時間。

但是，在本申請人提出的方法中，存在如下問題：由于根據電流值估計可繼續切削時間，因此當由于切削負荷變動而電流值細微地變化時，可繼續切削時間也頻繁地變動，從而難以把握時間。

發明內容

在一個方面，本發明的目的在于提供如下一種機床的控制裝置：根據電動機的電流值估計可繼續切削時間，對估計出的可繼續切削時間數據使用具有規定的時間常數的濾波器，即使在穩定的負荷大幅變動的情況下，也能夠準確地把握時間。

根據本發明的一個實施方式，提供一種具有對主軸進行驅動的電動機的機床的控制裝置，該機床的控制裝置的特征在于，具備：電流檢測裝置，其檢測電動機的電流值；存儲裝置，其存儲針對電動機規定的過熱溫度；溫度檢測裝置，其檢測電動機的溫度；時間估計裝置，其使用由溫度檢測裝置檢測出的溫度和過熱溫度，來估計在電流檢測裝置所檢測出的電流持續流過電動機的情況下從當前到上述電動機達到上述過熱溫度時為止的時間；濾波器，其對時間估計裝置所估計出的時間值進行濾波；時間常數變更裝置，其針對濾波器，根據電流值或在控制電動機時所提供的電流指令值來變更濾波器時間常數；以及顯示器，其顯示由濾波器輸出的時間值。

根據本發明的機床的控制裝置，具有如下效果：根據電動機的電流值估計可繼續切削時間，對估計出的可繼續切削時間數據使用具有規定的時間常數的濾波器，即使在負荷變動的情況下，也能夠準確地把握時間。

附圖說明

通過參照以下附圖，能夠更加明確地理解本發明。