机床的控制装置的制造方法_2

文档序号:9699142阅读:来源:国知局
机的电流I计算出电动机的单位时间的温度上升量Tc。
[0026][式1]
[0027]Tc = K1XI2 (1)
[0028]其中,通过实验预先计算常数K1。也就是说,根据某电流值持续流过电动机时的温度上升量逆运算出常数K1。
[0029]然后,在预定的采样周期Ts求出电动机的温度上升量T的情况下,通过以下的递归式(2)表示第η次采样时的温度上升量Τ (η)。
[0030][式2]
[0031]Τ(η) = λ ΧΤ(η-1) + (1-λ) XTc (2)
[0032]其中,通过下式(3),根据采样周期Ts和电动机的热时间常数τ计算出上述的递归式(2)中的常数λ。
[0033][式3]
[0034]λ = exp (~Ts/ τ ) (3)
[0035]对上述的递归式(2)进行变形而得到下式(4)。
[0036][式4]
[0037]T(n) = λη(Τ (0)-Tc)+Tc (4)
[0038]其中,上式(4)中的T(0)是电动机的温度上升量Τ (η)的初始值,即某时间点的电动机的温度与周围温度的温度差。
[0039]使用上式(4),能够根据电动机的温度上升量的初始值Τ(0)求出任意时间点的温度上升量Τ (η)。
[0040]对上式(4)进一步进行变形而得到下式(5)。
[0041][式5]
[0042]η = 1/Ιη ( λ ) X In {(Τ (n) -Tc) / (Τ (0) -Tc)} (5)
[0043]然后,假定在第η次采样时电动机的温度达到最大容许温度Tm,向上式(5)代入T(n) = Talm时,能够得到下式(6)。其中,Talm是与最大容许温度Tm对应的温度上升量。
[0044][式6]
[0045]η = 1/Ιη ( λ ) X In {(Talm-Tc) / (T (0) -Tc)} (6)
[0046]在上述的假定下,通过对Ts和η进行乘法运算来求出从开始采样后到电动机的温度达到最大容许温度Tm的所需时间。因此,使在某时间点检测出的电流值持续流过主轴电动机Ml的情况下,可以根据从在上述的时间点检测出的主轴电动机Ml的温度与周边温度的温度差T(0),通过下式(7)计算出主轴电动机Ml的温度达到最大容许温度Tm为止的剩余时间R。
[0047][式7]
[0048]R = TsXn
[0049]= Ts/In ( λ ) X In {(Talm-Tc) / (T (0) -Tc)} (7)
[0050]本例子的剩余时间推定部15使用上式(7)来推定剩余时间R。在JP2014 —156005A也示出了县共同的推定方法。
[0051]接着,参照图1时,本例子的主轴电动机控制部16是控制主轴电动机Ml的动作的电动机驱动器。更具体而言,本例子的主轴电动机控制部16通过调整向主轴电动机Ml供给的电流的量、方向以及定时等来控制主轴电动机Ml的动作。此外,本例子的进给轴电动机控制部17是控制进给轴电动机M2的动作的电动机驱动器。更具体而言,本例子的进给轴电动机控制部17通过调整向进给轴电动机M2供给的电流的量、方向以及定时等来控制进给轴电动机M2的动作。如图1所示,本例子的进给轴电动机控制部17包含进给速度变更部171。并且,本例子的进给速度变更部171根据剩余时间推定部15求出的上述的剩余时间R的推定值来执行进给轴电动机M2的倍率控制。尤其,本例子的进给速度变更部171在剩余时间推定部15推定出的剩余时间R在预定阈值以下的情况下,执行使基于进给轴电动机M2的进给运动的速度减少的倍率控制。以下,将基于进给轴电动机M2的进给运动的速度简单地称为“进给速度”。
[0052]图2是表示基于由图1中的进给轴电动机控制部所执行的示例性的倍率控制的进给速度V的时间变化的图表。在图2的图表中,与进给速度V的时间变化一起示出了向主轴电动机Ml施加的负载L和到过热的剩余时间R的各自的时间变化。从图2可知,在本例子的倍率控制中,若基于剩余时间推定部15的剩余时间R的推定值在阈值Rt以下,则进给速度变更部171使进给速度V以速度变化的斜率cl减少速度变化量dvl。预先将上述的速度变化的斜率cl和速度变化量dvl存储在存储部10中。这样,根据本例子的倍率控制,如果剩余时间R在阈值Rt以下,则进给速度V减少速度变化量dvl,因此主轴电动机Ml的负载也减少对应的变化量。由此,剩余时间R暂时增加,因此能够可靠地防止主轴电动机Ml的温度上升至最大容许温度Tm,即能够可靠地防止主轴电动机Ml陷入过热状态。
[0053]从图2可知,即使在进给速度V减少预定的速度变化量dvl后主轴电动机Ml的负载L比连续额定值Lc大的情况下,通过继续进行切削加工,使剩余时间R再次向阈值Rt减少。因此,在继续进行切削加工的期间,进给轴电动机控制部17 —边监视剩余时间R,一边重复使负载L成为连续额定值Lc以下的上述的倍率控制。另外,重复上述的倍率控制时分别使用的速度变化的斜率cl和速度变化量dvl可以是整个周期的均一值,也可以是在每个周期变动的值。
[0054]图3是表示图2所示的倍率控制的具体的顺序的流程图。如图3所示,首先,在步骤S301判定进给轴电动机控制部17是否正在进行使进给速度V减少的倍率控制。在步骤S301,判定为没有正在进行使进给速度V减少的倍率控制的情况下(步骤S301的否),进给轴电动机控制部17进一步判定剩余时间推定部15求出的剩余时间R的推定值是否在预定的阈值Rt以下(步骤S302)。
[0055]在步骤S302,判定为剩余时间R的推定值在阈值Rt以下的情况下(步骤S302的是),进给轴电动机控制部17的进给速度变更部171以预定的速度变化的斜率cl和速度变化量dvl开始使进给速度V减少的倍率控制(步骤S303)。随着进给速度V减少,主轴电动机Ml的负载L也减少,因此到过热为止的剩余时间R暂时增加(参照图2)。在步骤S302,判定为剩余时间R的推定值没有在阈值Rt以下的情况下,即剩余时间R的推定值比阈值Rt大的情况下(步骤S302的否),进给轴电动机控制部17按照当前的进给速度V的指令值控制进给轴电动机M2 (步骤S304)。
[0056]在步骤S301,判定为正在进行使进给速度V减少的倍率控制的情况下(步骤S301的是),进给轴电动机控制部17的进给速度变更部171进一步判定基于倍率控制的进给速度V的减少量是否达到了预定值(速度变化量dvl)(步骤S305)。在步骤S305,判定为进给速度V的减少量没有达到预定值的情况下(步骤S305的否),进给轴电动机控制部17的进给速度变更部171继续使进给速度V减少的倍率控制(步骤S306)。在步骤S305,判定为进给速度V的减少量达到了预定值的情况下(步骤S305)的是,进给轴电动机控制部17的进给速度变更部171停止使进给速度V减少的倍率控制(步骤S307)。
[0057]接着,说明通过图1中的进给轴电动机控制部17所执行的倍率控制的变形例。图4是表示基于本例子的倍率控制的进给速度V的时间变化的图表。与上述的图2的图表同样地,在图4的图表中,与进给速度V的时间变化一起示出了向主轴电动机Ml施加的负载L和到过热的剩余时间R的各自的时间变化。从图4可知,在本例子的倍率控制中,若基于剩余时间推定部15的剩余时间R的推定值在阈值Rt以下,则进给速度变更部171使进给速度V以速度变化的斜率cl减少速度变化量dvl。预先将上述的速度变化的斜率cl和速度变化量dvl存储在存储部10中。并且,在本例子的倍率控制中,进给速度V减少速度变化量dvl后,进给速度变更部171使进给速度V以其他速度变化的斜率c2增加比速度变化量dvl小的速度变化量。更具体而言,进给速度变更部171使进给速度V增加直到剩余时间R再次成为阈值Rt以下为止。预先将上述的速度变化的斜率c2存储在存储部10中。
[0058]从图4可知,在本例子的倍率控制中,一旦剩余时间R增加,则进给速度V本次以速度变化的斜率c2增加
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