CN104508931B - 数控装置 - Google Patents

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Abstract

为了尽可能简单地避免主轴电动机的过热，数控装置对加工工件时的循环时间进行测定(步骤S5)，对在主轴电动机中流过的每个单位循环的电流量进行测定(步骤S3、步骤S4)，基于测定出的每个单位循环的电流量，计算能够保障抑制主轴电动机发生过热的占空比时间(步骤S6)，基于占空比时间和循环时间的比较，判断主轴电动机是否会过热(步骤S7)，在主轴电动机会过热的情况下(步骤S7，Yes)，与从占空比时间中减去循环时间而得到的等待时间设定值Tw相对应地使下一次循环的开始延迟(步骤S8、步骤S10、No、步骤S11)。

Description

数控装置
技术领域
本发明涉及一种数控装置。
背景技术
当前，存在下述情况，即，在1个循环内对工作机械多次反复执行使主轴电动机的加减速反复的加工工序的情况下，主轴电动机的温度上升，最后由于主轴电动机发生过热，加工紧急停止。
对此，在专利文献1中公开了下述技术，即，根据由温度传感器测定出的电动机温度而对电动机温度进行预测。根据专利文献1的技术，作为预测出的电动机温度大于或等于阈值而可能引起过热的情况的对策，执行下述方法，即，使电动机的最高速度降低的方法、使电动机的加减速时常数变大并使加减速时的电动机电流的值变小的方法、以及在使电动机所驱动的机械重复进行相同的动作模式的情况下使动作停止时间变长的方法等。
另外，根据专利文献1的技术，基于通过预先测定而得出的电动机平均电流和电动机温度上升量的关系，进行电动机温度的预测，或者使用根据实验数据等而预先求出的函数，进行电动机温度的预测，其中，该函数是用于根据规定周期之间的测定电动机温度差求出预测电动机温度的函数。另外，电动机加减速时常数、电动机最高速度、动作停止时间的变更调整为预先设定的值。
专利文献1：日本特开平10－80055号公报
发明内容
但是，根据专利文献1所记载的技术，存在下述问题，即，为了进行电动机温度预测，需要存储电动机平均电流和电动机温度上升量的关系的大容量存储器。另外，在使用根据规定周期之间的测定电动机温度差求出预测电动机温度的函数进行电动机温度的预测的情况下，存在需要针对每次电动机种类的变化进行实验的问题。另外，使用预先设定出的设定值(固定值)，对电动机加减速时常数、电动机最高速度、动作停止时间进行调整，因此，存在由于设定值而导致调整效果不同的问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种能够尽可能简单地避免主轴电动机的过热的数控装置。
为了解决上述课题，并实现目的，本发明的特征在于，具有：循环时间测定部，其对加工被加工物时的循环时间进行测定；电流量测定部，其对在驱动被加工物旋转轴的电动机中流过的每个单位循环的电流量进行测定；循环时间计算部，其基于所述测定出的每个单位循环的电流量，计算能够保障抑制所述电动机发生过热的循环时间；处理部，其基于所述循环时间计算部的循环时间计算值和所述循环时间测定部的循环时间测定值的比较，判断所述电动机是否会过热；以及延迟部，其在所述处理部判断为所述电动机会过热的情况下，至少与从所述循环时间计算值减去所述循环时间测定值而得到值相对应地使下一个循环的开始延迟。
发明的效果
本发明所涉及的数控装置不需要进行事先的实验和每个电动机的详细的电流/温度特性的输入而抑制主轴电动机的过热发生，因此，能够尽可能简单地避免主轴电动机的过热。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的数控装置的结构的图。
图2是对实施方式1的数控装置的动作进行说明的流程图。
图3是对占空比计算处理部所涉及的记录项目进行说明的图。
图4是对与等待时间设定值Tw相对应地使下一次循环的加工的开始进行待机的情况进行说明的图。
图5是表示本发明的实施方式2的数控装置的结构的图。
图6是对在实施方式2的数控装置中执行的加工程序的一个例子进行说明的图。
图7是对实施方式2的数控装置的动作进行说明的流程图。
图8是对步骤S32的处理进行说明的图。
图9是对连续运转时的主轴电动机的温度的推移进行说明的图。
图10是表示本发明的实施方式3的数控装置的结构的图。
图11是对实施方式3的数控装置的动作进行说明的流程图。
图12是表示本发明的实施方式4的数控装置的结构的图。
图13-1是对主轴电动机加减速合成单元所执行的处理的概要进行说明的图。
图13-2是对主轴电动机加减速合成单元所执行的处理的概要进行说明的图。
图14-1是对主轴电动机加减速合成单元所执行的处理的概要进行说明的图。
图14-2是对主轴电动机加减速合成单元所执行的处理的概要进行说明的图。
图15是对实施方式4的数控装置的动作进行说明的流程图。
图16是表示主轴电动机电流和直至发生过热而能够连续运转的时间的关系的图。
图17是表示主轴电动机温度和加工个数的关系的图。
图18是表示本发明的实施方式5的数控装置的结构的图。
图19是对实施方式5的数控装置的动作进行说明的流程图。
图20是表示本发明的实施方式6的数控装置的结构的图。
图21是对实施方式6的数控装置的动作进行说明的流程图。
图22是表示主轴电动机的负载和加工个数(或者时间)的关系的图。
图23是表示本发明的实施方式7的数控装置的结构的图。
图24是对实施方式7的数控装置的动作进行说明的流程图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明所涉及的数控装置的实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的数控装置的结构的图。如图所示，数控装置1具有显示部10、输入操作部20、控制运算部30以及驱动部90。
例如，根据由用户进行的自动起动键(未图示)的操作，自动起动的信号向控制运算部30供给。控制运算部30如果接收到自动起动的信号，则起动加工程序343。然后，控制运算部30根据加工程序343，生成X轴的移动量指令、Z轴的移动量指令、以及主轴(被加工物旋转轴)的旋转指令，并将生成的各指令向驱动部90供给。驱动部90具有X轴伺服控制部91、Z轴伺服控制部92、以及主轴伺服控制部94，根据从控制运算部30输入的X轴的移动量指令、Z轴的移动量指令，对X轴伺服电动机901、Z轴伺服电动机902进行驱动。另外，针对主轴电动机904，根据从控制运算部30输入的主轴的转速指令，对主轴电动机904进行旋转控制。另外，X轴伺服控制部91接收来自X轴伺服电动机901的X轴位置传感器95的反馈位置数据而进行位置反馈控制。同样地，Z轴伺服控制部92接收来自Z轴伺服电动机902的Z轴位置传感器96的反馈位置数据而进行位置反馈控制。主轴伺服控制部94接收来自主轴电动机904的主轴传感器97的反馈速度数据或者反馈位置数据而进行速度反馈控制或者位置反馈控制。
控制运算部30还具有PLC(Programmable Logic Controller)36、机械控制信号处理部35、存储部34、解析处理部37、插补处理部38、加减速处理部43、轴数据输入输出部42、画面处理部31、输入控制部32、数据设定部33、以及占空比计算处理部(循环时间计算部、处理部)41。
存储部34具有存储参数341、加工程序343、以及画面显示数据344的区域。另外，具有作为工作区的共有区域345。输入操作部20例如由硬件开关、触摸面板等输入装置构成。参数341以及加工程序343，通过操作者操作输入操作部20而经由输入控制部32输入至数据设定部33。数据设定部33对输入的参数341以及加工程序343进行数据变换，并将它们分别存储在存储部34中。存储部34所存储的画面显示数据344由画面处理部31读入，并发送至显示部10。显示部10构成为具有例如液晶面板等显示装置，并以操作者能够识别的方式对发送来的画面显示数据344进行显示。
所述的自动起动的信号经由PLC36输送至机械控制信号处理部35。接收到自动起动的信号的机械控制信号处理部35经由存储部34(存储部34中的例如共有区域345)，向解析处理部37指示开始加工程序343的执行。接收到开始执行加工程序343的指示的解析处理部37开始加工程序343的读入。
解析处理部37根据起动指示，从存储部34读出加工程序343，对加工程序343的各程序块(各行)进行解析处理，将作为解析结果的位置指令经由共有区域345传递至插补处理部38。
插补处理部38从解析处理部37接收解析结果(位置指令)，并对解析结果(位置指令)进行插补处理，并将插补处理的结果(移动量、旋转量)向加减速处理部43供给。另外，插补处理部38从解析处理部37经由共有区域345接收主轴电动机904的旋转指令和转速指令，并将本旋转指令和转速指令传递至加减速处理部43。
加减速处理部43对从插补处理部38供给来的插补处理的结果进行加减速处理。加减速处理部43将与X轴、Z轴相关的加减速处理结果输出至占空比计算处理部41。另外，加减速处理部43进行主轴电动机904的加减速处理，并经由占空比计算处理部41和轴数据输入输出部42将加减速处理结果输出至主轴伺服控制部94。
占空比计算处理部41将接收到的加减速处理结果经由轴数据输入输出部42输出至X轴伺服控制部91、Z轴伺服控制部92。
X轴伺服控制部91接收来自X轴伺服电动机901的X轴位置传感器95的反馈位置数据而进行位置反馈控制。Z轴伺服控制部92也同样地接收来自Z轴伺服电动机902的Z轴位置传感器96的反馈位置数据而进行位置反馈控制。主轴伺服控制部94接收来自主轴电动机904的主轴传感器97的速度反馈数据或者位置反馈数据而进行速度反馈控制或者位置反馈控制。
主轴伺服控制部94对主轴电动机904的电流进行检测，并经由轴数据输入输出部42将该电流输出至占空比计算处理部41。占空比计算处理部41基于从轴数据输入输出部42接收的主轴电动机904的电流，计算能够保障抑制主轴电动机904发生过热的最小加工时间(下面，记载为占空比时间)。另外，占空比计算处理部41通过对后述的循环时间测定部382测定出的循环时间和占空比时间进行比较，判断主轴电动机904是否会过热。
插补处理部38具有延迟部381以及循环时间测定部382。
循环时间测定部382通过插补处理部38的内部处理而被周期性地调用。循环时间测定部382基于调用次数和周期(调用间隔)而对加工程序343的循环时间(1个循环单位的时间)进行测定。
延迟部381对占空比计算处理部41计算出的占空比时间和循环时间测定部382测定出的加工程序343的循环时间的差进行计算，在测定出的加工程序343的循环时间比占空比计算处理部41计算出的占空比时间小的情况下，与该差值的时间相对应地使下一次的加工循环的开始延迟。
此外，控制运算部30典型地通过具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(ReadOnly Memory)、RAM(Random Access Memory)以及I/O接口的计算机而实现。具体地说，CPU通过执行在所述ROM中预先存储的数控程序，而作为PLC 36、机械控制信号处理部35、解析处理部37、插补处理部38、加减速处理部43、画面处理部31、数据设定部33、以及占空比计算处理部41起作用。存储部34由ROM、RAM或者它们两者构成。输入控制部32以及轴数据输入输出部42的功能通过I/O接口而实现。此外，控制运算部30可以将作为典型地在CPU上实现而例举出的功能部中的一部分或者全部，通过硬件、或者硬件与软件(数控程序)的组合而实现。
图2是对实施方式1的数控装置1的动作进行说明的流程图。
如果操作者进行起动的操作，则解析处理部37在共有区域345中对用于测量已加工完的工件(被加工物)的个数(加工个数)的加工个数计数器进行累加(+1)(步骤S1)。此外，在初始状态下，对加工个数计数器的值存储零值，通过最初的步骤S1的处理设定成“1”。另外，加工个数计数器例如设定在共有区域345中。
然后，控制运算部30执行工件的加工(步骤S2)。步骤S2的处理的详细内容具体如下。
即，在步骤S2的处理中，首先，解析处理部37进行加工程序343的解析，并将加工程序343的解析结果(位置指令)传递至插补处理部38。插补处理部38从解析处理部37接收解析结果(位置指令)，对解析结果(位置指令)进行插补处理，并将插补处理的结果向加减速处理部43供给。加减速处理部43对供给来的插补处理的结果进行加减速处理，并将加减速处理结果经由占空比计算处理部41供给至轴数据输入输出部42。然后，轴数据输入输出部42进行轴数据输出处理。即，轴数据输入输出部42将从占空比计算处理部41供给来的X轴的移动量指令△X、Z轴的移动量指令△Z、主轴的转速指令或者位置指令向驱动部90供给。驱动部90根据所输入的X轴的移动量指令△X、Z轴的移动量指令△Z，驱动X轴伺服电动机901、Z轴伺服电动机902。另外，针对主轴电动机904，根据从轴数据输入输出部42输入的主轴的转速指令或者位置指令，对主轴电动机904进行旋转控制或者位置控制。另外，X轴伺服控制部91接收来自X轴伺服电动机901的X轴位置传感器95的反馈位置数据而进行位置反馈控制。Z轴伺服控制部92也同样地接收来自Z轴伺服电动机902的Z轴位置传感器96的位置反馈数据而进行位置反馈控制。主轴伺服控制部94接收来自主轴电动机904的主轴传感器97的速度反馈数据或者位置反馈数据而进行速度反馈控制或者位置反馈控制。
在步骤S2的处理的执行过程中，占空比计算处理部41对在加工中的主轴电动机904中流过的电流值进行测定(步骤S3)。具体地说，主轴伺服控制部94从主轴电动机904检测反馈电流，并将该检测出的反馈电流经由轴数据输入输出部42输出至占空比计算处理部41。占空比计算处理部41将接收到的主轴电动机904的反馈电流分类成加速时的电流值和时间、减速时的电流值和时间、以及稳定旋转时的电流值和时间，并存储在存储部34的共有区域345中。
图3是对占空比计算处理部41所涉及的记录项目进行说明的图。如图3所示，在主轴转速从零值状态以固定加速度进行加速而到达规定的速度之后，固定保持该速度，并在最后以固定加速度进行减速而到达零值，在包含以上时间推移而构成的情况下，加速时的电流值Ia、加速时的时间ta、稳定旋转时的电流值Ib、稳定旋转时的时间tb、减速时的电流值Ic、以及减速时的时间tc由占空比计算处理部41记录在共有区域345中。
在步骤S2的处理的执行过程中，解析处理部37判断1个循环单位的加工是否结束(步骤S4)。在1个循环单位的加工没有结束的情况下(步骤S4，No)，解析处理部37再次执行步骤S3的判断处理。在1个循环单位的加工结束的情况下(步骤S4，Yes)，进入步骤S5的处理。
在步骤S5的处理中，循环时间测定部382测量加工程序343的循环时间(1个循环单位的时间)(步骤S5)。循环时间测定部382基于自身的处理的调用次数和周期(调用间隔)，测量加工程序343的循环时间。
占空比计算处理部41将共有区域345所记录的加速时的电流值、加速时的时间、稳定旋转时的电流值、稳定旋转时的时间、减速时的电流值、以及减速时的时间代入下面的公式1，计算占空比时间(步骤S6)。
占空比时间＝
((主轴加速时电流^2×加速时间)+(主轴减速时电流^2×减速时间)+(主轴稳定时电流^2×稳定旋转时间))/((连续额定输出/短时间额定输出)^2)···(公式1)
此外，连续额定输出、短时间额定输出是针对每个主轴电动机904确定出的常数。连续额定输出、短时间额定输出由操作者预先登记在参数341中，通过步骤S6的处理，由占空比计算处理部41读出并使用。
然后，占空比计算处理部41判断通过步骤S5的处理得到的循环时间是否比通过步骤S6的处理得到的占空比时间小(步骤S7)。循环时间比占空比时间小的情况意味着如果进行连续加工，则主轴电动机904会过热。在循环时间比占空比时间小的情况下(步骤S7，Yes)，占空比计算处理部41使用下面的公式2计算等待时间设定值Tw(步骤S8)。
等待时间设定值Tw＝占空比时间－循环时间···(公式2)
在循环时间比占空比时间大的情况下(步骤S7，No)，占空比计算处理部41将等待时间设定值Tw设为零值(步骤S9)。此外，占空比计算处理部41将计算出的等待时间设定值Tw记录在共有区域345中。
在步骤S8或者步骤S9的处理之后，插补处理部38判断在共有区域345所存储的加工个数计数器的值是否到达在参数341等中预先设定的预定加工个数(步骤S10)。在加工个数计数器的值未到达预定加工个数的情况下(步骤S10，No)，延迟部381与等待时间设定值Tw相对应地使下一次加工的开始延迟(步骤S11)。具体地说，延迟部381在待机直至经过等待时间设定值Tw之后，发出用于开始下一次加工的循环开始指令。此时，在等待时间设定值Tw被设定为零值的情况下，没有等待时间而发出循环开始指令。
图4是对与等待时间设定值Tw相对应地使下一次循环的加工的开始待机的情况进行说明的图。如图所示，即使在由实际的加工程序343进行的1个循环单位的加工结束之后，也在停止状态下进行与等待时间设定值Tw相对应的待机，然后才使下一次循环的加工开始。
在加工个数计数器的值到达预定加工个数的情况下(步骤S10，Yes)，插补处理部38将加工个数计数器的值初始化(清零)(步骤S12)，数控装置1的动作结束。
图9是对在应用上面的动作进行连续运转的情况下的主轴电动机904的温度推移进行说明的图。在存在发生过热的危险的情况下，针对每1个循环加工***休止时间，因此，即使进行连续运转，如图9所示，主轴电动机904也不会到达发生过热警报的温度。
如上所述，根据本发明的实施方式1，数控装置1具有：循环时间测定部382，其对加工工件时的循环时间进行测定；占空比计算处理部41，其作为电流量测定部、循环时间计算部以及处理部起作用，其中，该电流量测定部对在主轴电动机904中流过的每个单位循环的电流量进行测定，该循环时间计算部基于所述测定出的每个单位循环的电流量，计算能够保障抑制主轴电动机904发生过热的占空比时间，该处理部基于占空比时间和循环时间的比较，对主轴电动机904是否会过热进行判断；以及延迟部381，其在占空比计算处理部41判断为主轴电动机904会过热的情况下，与从占空比时间中减去循环时间而得到的等待时间设定值Tw相对应地使下一次循环的开始延迟。由此，数控装置1能够不进行事先的实验和每个电动机的详细的电流/温度特性的输入而抑制主轴电动机904发生过热。即，能够尽可能简单地避免主轴电动机904的过热。
此外，对于延迟部381，说明了与等待时间设定值Tw相对应地使下一次循环的开始延迟的情况，但延迟量也可以大于等待时间设定值Tw。
另外，数控装置1还具有预先存储主轴电动机904的额定输出(连续额定输出、短时间额定输出)的存储部34，循环时间计算部利用存储部34存储的主轴电动机904的额定输出而计算占空比时间。由此，数控装置1能够不进行事先的实验和每个电动机的详细的电流/温度特性的输入而抑制主轴电动机904的过热发生。
实施方式2
图5是表示本发明的实施方式2的数控装置的结构的图。此外，在这里，对与实施方式1相同的结构要素标注与实施方式1相同的名称以及标号，并省略重复的说明。
如图所示，实施方式2的数控装置2的下述几点与实施方式1不同，即，从插补处理部38中省略延迟部381、在解析处理部37中追加有休止时间变量设定部371、以及在存储部34中取代加工程序343而预先存储有加工程序346。
图6是对在实施方式2的数控装置2中执行的加工程序346的一个例子进行说明的图。如图所示，根据加工程序346，在程序末尾所记述的返回(rewind)指令(M99)之前，***有与所指定的数值或者变量相对应地进行静止的暂停(dwell)指令(G4U#5500)。返回指令(M99)是在没有加工程序346的开始信号的情况下使控制跳回至加工程序346的起始位置的指令。另外，G4Ux中的G4意味着是暂停指令，在U的后面记述的数值或者变量x是对休止时间进行指定的数值或者变量。即，G4U#5500意味着以由变量#5500指定出的时间进行休止的指令。此外，作为指定休止时间的变量，也能够采用除了#5500以外的变量。
休止时间变量设定部371将占空比计算处理部41所计算出的等待时间设定值Tw代入指定休止时间的变量。解析处理部37对在变量中设定有等待时间设定值Tw的暂停指令进行解析，并输出使下一次循环的开始与等待时间设定值Tw相对应地进行延迟的解析结果。即，根据实施方式2，具有休止时间变量设定部371的解析处理部37作为延迟部起作用。
图7是对实施方式2的数控装置2的动作进行说明的流程图。
如图7所示，在步骤S21～步骤S30中，分别执行与实施方式1的步骤S1～步骤S10的处理相同的处理。在步骤S30的判断处理中，在判断为加工个数计数器的值未到达预定加工个数的情况下(步骤S30，No)，休止时间变量设定部371将等待时间设定值Tw代入变量#5500(步骤S31)。这样，解析处理部37基于向变量#5500代入了等待时间设定值Tw的暂停指令(G4U#5500)的解析结果，以与等待时间设定值Tw相对应的时间进行休止(步骤S32)。然后，通过解析处理部37解析暂停指令(G4U#5500)之后的返回指令(M99)而使控制跳回至加工程序346，从而执行步骤S21的处理。
图8是说明步骤S32的处理的图。如图所示可知，在程序末尾处，在以由G4U#5500指定出的休止时间进行等待之后，控制跳回至加工程序346的起始位置处。
在判断为加工个数计数器的值到达预定加工个数的情况下(步骤S30，Yes)，在步骤S33中，执行与实施方式1的步骤S12的处理相同的处理，数控装置2的动作结束。
由此，根据本发明的实施方式2，存储部34预先存储加工程序346，该加工程序346在返回指令(返回代码)之前，具有暂停指令(休止代码)，该暂停指令使加工与在其后面部分所设定的延迟量相对应地进行休止，休止时间变量设定部371对暂停指令的延迟量设定等待时间设定值Tw。由此，在存在发生过热的危险的情况下，对每1个循环加工***与等待时间设定值Tw相对应的休止时间，因此，数控装置2能够抑制主轴电动机904的过热发生。
实施方式3
本发明的实施方式3的数控装置通过执行1个循环单位的加工程序，对从保障主轴电动机904不发生过热的循环时间(占空比时间)中减去循环时间而得到的值(下面称为富余时间)进行显示。另外，在富余时间为负值的情况下，能够显示用于表示主轴电动机904可能不久会发生过热的警告(下面，称为占空比警告)。
图10是表示本发明的实施方式3的数控装置的结构的图。此外，在这里，对与实施方式1相同的结构要素标注与实施方式1相同的名称以及标号，并省略重复的说明。如图所示，在数控装置3中，占空比计算处理部41还具有占空比显示处理部(显示处理部)412以及占空比警告处理部(显示处理部)413这一点与实施方式1不同。
占空比显示处理部412从循环时间中减去占空比时间而计算富余时间Td，并将计算出的富余时间Td显示在显示部10中。另外，占空比警告处理部413对富余时间Td是否为负值进行判断，如果富余时间Td为负值，则将占空比警告显示在显示部10中。
图11是对实施方式3的数控装置3的动作进行说明的流程图。在步骤S41～步骤S45中，分别执行与实施方式1的步骤S2～步骤S6的处理相同的处理。在步骤S45的处理之后，占空比显示处理部412计算出富余时间Td(＝循环时间－占空比时间)(步骤S46)，并将占空比时间以及计算出的富余时间Td显示在显示部10中(步骤S47)。步骤S47的处理，具体地说通过下述方式而执行，即，占空比显示处理部412生成显示富余时间Td的画面显示数据344，并将所生成的画面显示数据344存储在存储部34中。对在存储部34中所存储的富余时间Td进行显示的画面显示数据344由画面处理部31读出，并被显示在显示部10中。此外，在步骤S47的处理中，可以取代富余时间Td而显示循环时间。
然后，占空比警告处理部413对富余时间Td的值是否为负值进行判断(步骤S48)。在富余时间Td为负值的情况下(步骤S48，Yes)，占空比警告处理部413通过与步骤S47相同的方法在显示部10中显示占空比警告(步骤S49)，数控装置3的动作结束。在富余时间Td的值为正值的情况下(步骤S48，No)，跳过步骤S49的处理。
如上所述，根据本发明的实施方式3，数控装置3具有占空比警告处理部413，该占空比警告处理部413在从循环时间中减去占空比时间而得到的值为负值的情况下显示警告。由此，操作者通过仅执行1个循环单位加工程序343，就能够预知在连续运转本加工程序343的情况下，是否存在主轴电动机904过热的可能性。
另外，数控装置3具有占空比显示处理部412，该占空比显示处理部412显示占空比时间、和循环时间或者循环时间与占空比时间的差值。由此，即使在主轴电动机904没有过热的情况下，操作者也能够确定直至主轴电动机904过热的富裕量，并在操作者将加工程序343的循环时间变短的情况下成为参考。
实施方式4
图12是表示本发明的实施方式4的数控装置的结构的图。此外，在这里，对与实施方式1相同的结构要素标注与实施方式1相同的名称以及标号，并省略重复的说明。如图所示，数控装置4的下述几点与实施方式1不同，即，解析处理部37还具有主轴位置指令***372、以及加减速处理部43还具有加减速处理变更部431。
主轴位置指令***372对在加工程序343中的主轴旋转指令(基于速度指令的旋转指令)之间是否存在定位、C轴等的位置指令进行判断。
加减速处理变更部431在判断为在主轴旋转指令之间不存在位置指令的情况下，为了缩短占空比时间，变更主轴电动机904的加减速处理，以使得不执行紧接着主轴旋转指令之间的区间的前一个减速处理的一部分或者全部和紧接着所述区间的后一个加速处理的一部分或者全部，使主轴电动机904在主轴旋转指令之间持续旋转。
图13-1、图13-2、图14-1以及图14-2是对加减速处理变更部431所执行的处理的概要进行说明的图。如图13-1所示，存在基于下述主轴旋转指令的3个旋转区间(旋转区间1311、1312、1313)，所述主轴旋转指令是称为以固定加速度提高主轴转速、以稳定转速进行旋转、以及以固定加速度降低主轴转速的指令，在旋转区间1311与旋转区间1312之间既不存在定位指令也不存在C轴指令，而在旋转区间1312与旋转区间1313之间存在基于定位指令的旋转区间1314，在上述情况下，如图13-2所示，加减速处理变更部431取消与旋转区间1311相关的减速处理的全部和与旋转区间1312相关的加速处理的全部，使主轴电动机904在旋转区间1311和旋转区间1312之间持续旋转。由此，能够分别减少1个与使主轴电动机904以固定速度进行旋转的情况相比消耗电流较大的加速处理和减速处理，因此，根据公式1的关系，能够缩短占空比时间。
另外，如图14-1所示，在旋转区间1411、1412、1413中，旋转区间1411与其他的旋转区间1412、1413相比，固定速度下的主轴转速较小，在旋转区间1411与旋转区间1412之间既不存在定位指令又不存在C轴指令，而在旋转区间1412与旋转区间1413之间，存在基于定位指令的旋转区间1414，在上述情况下，如图14-2所示，加减速处理变更部431取消与旋转区间1411相关的减速处理的全部，使主轴电动机904在旋转区间1411和旋转区间1412之间持续旋转，将与旋转区间1412相关的加速处理中的一部分与取消的旋转区间1411相关的减速处理相对应地取消。由此，能够减少1个减速处理，并能够省略加速处理的一部分，因此，根据公式1的关系，能够缩短占空比时间。
此外，加减速处理变更部431可以变更加减速处理，以使得以固定的加速度使速度缓慢地从与旋转区间1411相关的固定速度旋转状态加速至与旋转区间1412相关的固定速度旋转状态。
此外，如在旋转区间1311与旋转区间1312之间的区间、在旋转区间1411与旋转区间1412之间的区间那样，将在基于速度控制的2个旋转区间之间的所述电动机停止的区间且在所述2个旋转区间之间的不存在位置控制的区间，标记为主轴停止区间。
图15是对实施方式4的数控装置4的动作进行说明的流程图。此外，图15的流程图是对执行第1次循环的加工时的动作进行说明的图，第2次循环及其以后执行与实施方式1相同的处理。
如图15所示，首先，在步骤S51、步骤S52中分别执行与步骤S2、步骤S3相同的处理。然后，主轴位置指令***372判断在主轴旋转指令之间有无位置指令(步骤S53)。具体地说，主轴位置指令***372检查在该区间中是主轴通过位置指令进行旋转还是主轴停止，并将该信息存储在共有区域345中。
然后，在步骤54～步骤S56的处理中，分别执行与步骤S4～步骤S6的处理相同的处理。在步骤S56的处理之后，与步骤S7的处理相同地，占空比计算处理部41判断循环时间是否比占空比时间小(步骤S57)。
在判断为循环时间比占空比时间小的情况下(步骤S57，Yes)，加减速处理变更部431基于通过主轴位置指令***372的步骤S53的处理而存储于共有区域345中的信息，判断有无主轴停止区间(步骤S58)。在存在主轴停止区间的情况下(步骤S58，Yes)，将主轴停止区间的前后的减速期间以及加速期间合并，减少加减速的次数(步骤S59)。在不存在主轴停止区间的情况下(步骤S58，No)，跳过步骤S59的处理。
另外，在步骤S57的判断处理中，在判断为循环时间比占空比时间大的情况下(步骤S57，No)，一并跳过步骤S58、步骤S59的处理。
然后，数控装置4执行图2的流程图中的第2次循环的动作(步骤S60)。即，在第2次循环中，如果等待时间设定值Tw为正值，则与等待时间设定值Tw相对应地使下一次循环的开始延迟。在第2次循环中计算出的等待时间设定值Tw为正值的情况下，并且，在第1次循环的步骤S58的判断处理中判断为存在主轴停止区间的情况下，通过步骤S59的处理使占空比时间缩短，因此，循环开始的延迟量与实施方式1相比减少。另外，还存在下述情况，即，能够通过由步骤S59的处理使占空比发生缩短的时间，将在第2次循环中计算出的等待时间设定值Tw设为零值。
如上所述，根据本发明的实施方式4，数控装置4具有加减速处理变更部431，该加减速处理变更部431判断有无主轴停止区间，在存在主轴停止区间的情况下，对主轴电动机904的加减速处理进行变更，以使得不执行紧接着主轴停止区间的前一个减速处理的一部分或者全部和紧接着主轴停止区间的后一个加速处理的一部分或者全部，使主轴电动机904在主轴停止区间中持续旋转。由此，能够缩短占空比时间，因此，能够尽可能地将循环时间之间的休止时间变短。
实施方式5
根据实施方式5的数控装置，操作者仅通过使加工进行1个循环，就能够确定出直至主轴电动机904过热为止能够加工的个数。
图16是表示在主轴电动机904中流过的电流和直至过热为止的连续运转时间的关系的图。主轴电动机电流的单位通过％表示与额定电流的比率。例如，在电动机负载为100％的情况下能够进行30分钟的连续加工，在电动机负载为70％的情况下能够进行50分钟的连续加工。另外，示出在电动机负载为60％的情况下不会发生过热警报，能够进行连续加工的情况。另外，如果能够推测出能够进行连续加工的时间，则如图17所示，能够推测出直至主轴电动机904过热为止的加工个数。实施方式5的数控装置预先存储有图16所示的关系，对主轴电动机904的电流的平均值进行测量，基于测量出的平均值和图16的关系，显示主轴电动机904过热之前能够执行的循环数即加工个数。
图18是表示本发明的实施方式5的数控装置的结构的图。如图所示，对于数控装置5的结构，下述几点与实施方式1不同，即，预先存储连续运转时间信息347、以及占空比计算处理部41具有加工个数推定部(推定处理部)411。
连续运转时间信息347是记述有在主轴电动机904中流过的电流和在该电流流过的状态下直至主轴电动机904发生过热为止的时间的关系的信息，例如，通过查询表、函数进行记述。加工个数推定部411使用主轴电动机904的电流的平均值并参照连续运转时间信息347，求出能够进行连续加工的时间，并将求出的时间除以循环时间而计算出能够连续加工的个数。
图19是对实施方式5的数控装置5的动作进行说明的流程图。如图所示，步骤S71～步骤S74的处理分别执行与步骤S2～步骤S5的处理相同的处理。
在步骤S74的处理之后，加工个数推定部411求出通过步骤S72所取得的主轴电动机电流的平均电流值(步骤S75)。然后，加工个数推定部411参照在共有区域345中所存储的连续运转时间信息347，对直至主轴电动机904过热为止能够连续加工的加工个数进行计算(步骤S76)。
例如，在主轴电动机904的平均电流值为70％的情况下，如果根据图16的关系，能够连续加工的时间是50分钟。另外，在步骤S74的处理中，由于对循环时间进行测量，因此，如果将能够连续加工的时间除以循环时间，则能够计算出直至主轴电动机904过热为止的加工个数。例如，在循环时间是2分钟的情况下，50/2＝25，直至过热为止的加工个数是25个。所述计算出的加工个数通过加工个数推定部411并经由画面处理部31显示在显示部10中。另外，在显示部10中不仅可以显示直至主轴电动机904过热为止的加工个数，还可以直接显示直至主轴电动机904过热为止的时间。
在步骤S76的处理之后，数控装置5结束动作。
由此，根据本发明的实施方式5，数控装置5具有：存储部34，其预先存储有连续运转时间信息347，该连续运转时间信息347记述有在主轴电动机904中流过的电流和在该电流流过的状态下直至主轴电动机904过热为止的时间的关系；循环时间测定部382，其测定循环时间；占空比计算处理部41，其作为对在主轴电动机904中流过的每个单位循环的电流量进行测定的电流量测定部起作用；以及加工个数推定部411，其基于循环时间测定部的循环时间测定值、所述电流量测定部的电流量测定值、以及所述连续运转时间信息，对主轴电动机904不发生过热而能够连续加工工件的时间或者加工个数进行推定并显示。由此，操作者能够在加工了1个工件的阶段，获知直至主轴电动机904过热为止的时间或者加工个数的推测值，因此，在想要加工几个到几十个工件的情况下，操作者能够判断上述情况是否可能。
实施方式6
图20是表示本发明的实施方式6的数控装置的结构的图。如图所示，对于数控装置6的结构，在插补处理部38具有延迟部383而取代延迟部381、循环时间测定部382这一点与实施方式1不同。
图21是对实施方式6的数控装置6的动作进行说明的流程图。如图所示，如果数控装置6开始连续运转，则延迟部383判断在主轴电动机904发生过热之前所发出的主轴电动机904的过负载警告是否已经发生(步骤S81)。在主轴电动机904的过负载警告已经发生的情况下(步骤S81，Yes)，延迟部383使下一次循环的开始延迟，直至过负载警告消除为止(步骤S82)。在主轴电动机904的过负载警告没有发生的情况下(步骤S81，No)或者在步骤S82的处理之后，延迟部383再次执行步骤S81的判断处理。
图22是表示在由数控装置6执行加工的情况下的主轴电动机904的负载和加工个数(或者时间)的关系的图。根据实施方式6，数控装置6具有延迟部383，该延迟部383在与主轴电动机904相关的过负载警告发生时，使下一次循环的开始延迟，直至不发生该过负载警告为止。由此，如图22所示，在每次主轴电动机904的负载发生过负载时使加工停止，其结果，能够不发生主轴电动机904过热地进行连续加工。
实施方式7
图23是表示本发明的实施方式7的数控装置的结构的图。如图所示，对于数控装置7的结构，追加有与实施方式1相同的循环时间测定部382，并且，具有延迟部385以取代延迟部383这一点与实施方式6不同。
图24是对实施方式7的数控装置7的动作进行说明的流程图。如图所示，如果数控装置7开始连续运转，则延迟部385判断在主轴电动机904发生过热之前所发出的主轴电动机904的过负载警告是否已经发生(步骤S91)。在主轴电动机904的过负载警告已经发生的情况下(步骤S91，Yes)，延迟部385将循环时间乘以加工剩余数，而计算出加工休止时间Tk(步骤S92)。此外，循环时间能够从循环时间测定部382取得。另外，加工剩余数能够通过从在参数341中设定的预定加工个数中减去加工个数计数器的值而得到。
然后，延迟部385与计算出的加工休止时间Tk相对应地使下一次加工的循环的开始延迟(步骤S93)。在主轴电动机904的过负载警告没有发生的情况下(步骤S91，No)或者在步骤S93的处理之后，延迟部385再次执行步骤S91的判断处理。
如上所述，根据实施方式7，数控装置7具有：循环时间测定部382，其测定循环时间；以及延迟部385，其在发生与主轴电动机904相关的过负载警告时，使下一次循环的开始延迟，直至经过将循环时间测定部382的循环时间的测定值乘以加工剩余数而得到的值的时间为止。由此，能够得到与实施方式6相同的效果。
工业实用性
如上所述，本发明所涉及的数控装置适合应用于反复执行加工程序的数控装置中。
标号的说明
1～7 数控装置
10 显示部
20 输入操作部
30 控制运算部
31 画面处理部
32 输入控制部
33 数据设定部
34 存储部
35 机械控制信号处理部
37 解析处理部
36 PLC(Programmable Logic Controller)
38 插补处理部
41 占空比计算处理部
42 轴数据输入输出部
43 加减速处理部
90 驱动部
91 X轴伺服控制部
92 Z轴伺服控制部
94 主轴伺服控制部
95 X轴位置传感器
96 Z轴位置传感器
97 主轴传感器
341 参数
343、346 加工程序
344 画面显示数据
345 共有区域
347 连续运转时间信息
371 休止时间变量设定部
372 主轴位置指令***
381、383、385 延迟部
382 循环时间测定部
411 加工个数推定部
412 占空比显示处理部
413 占空比警告处理部
431 加减速处理变更部
901 X轴伺服电动机
902 Z轴伺服电动机
904 主轴电动机
1311、1312、1313、1314、1411、1412、1413、1414 旋转区间

Claims (7)

1.一种数控装置，其特征在于，
具有：
循环时间测定部，其对加工被加工物时的循环时间进行测定；
电流量测定部，其对在驱动被加工物旋转轴的电动机中流过的每个单位循环的电流量进行测定；
循环时间计算部，其基于所述测定出的每个单位循环的电流量，计算能够保障抑制所述电动机发生过热的循环时间；
处理部，其基于所述循环时间计算部的循环时间计算值和所述循环时间测定部的循环时间测定值的比较，判断所述电动机是否会过热；以及
延迟部，其在所述处理部判断为所述电动机会过热的情况下，至少与从所述循环时间计算值中减去所述循环时间测定值而得到的值相对应地使下一次循环的开始延迟。
2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，
具有加工程序存储部，该加工程序存储部预先存储有加工程序，利用该加工程序对所述被加工物进行加工，该加工程序在返回代码之前具有休止代码，该休止代码使加工与在其后面部分所设定的延迟量相对应地进行休止，
所述延迟部将所述休止代码的延迟量设定为从所述循环时间计算值中减去所述循环时间测定值而得到的值。
3.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，
还具有加减速处理变更部，该加减速处理变更部在所述处理部判断为所述电动机会过热的情况下，对在基于速度控制的2个旋转期间之间的所述电动机停止且在所述2个旋转期间之间不存在位置控制的区间即主轴停止区间的有无进行判断，在存在所述主轴停止区间的情况下，不执行紧接着所述主轴停止区间的前一个减速处理的一部分或者全部、和紧接着所述主轴停止区间的下一个加速处理的一部分或者全部，使所述电动机在所述主轴停止区间中持续旋转。
4.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，
还具有显示处理部，该显示处理部对所述循环时间计算值以及所述循环时间测定值或者所述循环时间测定值和所述循环时间计算值的差值进行显示。
5.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，
还具有显示处理部，在所述处理部判断为所述电动机会过热的情况下，该显示处理部显示警告。
6.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，
还具有参数存储部，该参数存储部预先存储所述电动机的额定输出，
所述循环时间计算部使用所述参数存储部所存储的所述电动机的额定输出，计算能够保障抑制所述电动机发生过热的循环时间。
7.一种数控装置，其特征在于，
具有：
存储部，其预先存储连续运转时间信息，该连续运转时间信息表示在驱动被加工物旋转轴的电动机中流过的电流和在流过该电流的状态下直至所述电动机过热为止的时间的关系，
循环时间测定部，其对加工被加工物时的循环时间进行测定；
电流量测定部，其对在所述电动机中流过的每个单位循环的电流量进行测定；以及
推定处理部，其基于所述循环时间测定部的循环时间测定值、所述电流量测定部的电流量测定值、以及所述连续运转时间信息，对不发生所述电动机过热而能够连续加工所述被加工物的时间或者加工个数进行推定，并进行显示。
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