CN113296469A - 数控装置和数控装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控装置和数控装置的控制方法。CPU在主轴马达驱动主轴时，基于向主轴马达供给的电流，运算在主轴马达产生的输出扭矩。CPU在主轴马达驱动主轴时，根据设于主轴马达的编码器，运算主轴马达的加速度。CPU基于运算出来的输出扭矩和运算出来的加速度，运算估计刀具惯量Jm。CPU对运算出来的估计刀具惯量Jm是否超过阈值Th进行判断。CPU在判断为估计刀具惯量Jm超过阈值Th时告知错误。

Description

数控装置和数控装置的控制方法

技术领域

本发明涉及数控装置和数控装置的控制方法。

背景技术

日本特许公开2018年205891号公报所述的机床具有主轴头、主轴马达、联轴器、装配孔、刀柄和刀柄夹持部。主轴头在内部以主轴能够旋转的方式支承该主轴，主轴马达设于主轴头，主轴马达使主轴旋转。联轴器将主轴马达的输出轴和主轴连结起来。主轴在装配孔和装配孔周围的规定位置具有键。刀柄设有键槽，该键槽在刀柄装配于装配孔的锥形部的状态下能够相对于键卡合。刀柄装配于装配孔的锥形部。刀柄夹持部设于装配孔的上方，刀柄夹持部将刀柄夹持在装配孔的锥形部。主轴马达在保持有刀具的刀柄装配于装配孔且被夹持的状态下驱动主轴使之旋转。

上述机床有时会安装超过允许惯量的刀具。该情况下，当机床进行主轴加减速时，惯性力有时会变得大于因夹持力所产生的相对于装配孔的锥形部的摩擦力。此时，存在这样的可能性：机床产生键与键槽碰撞的冲击力，因该冲击力导致主轴马达的输出轴与主轴的连接位置偏移。

发明内容

本发明的目的是提供能够降低主轴马达的输出轴与主轴的连接位置偏移的可能性的数控装置和数控装置的控制方法。

技术方案1的数控装置控制机床的动作，该机床具有：主轴；及主轴马达，其驱动主轴，该数控装置的特征在于，该数控装置具有：检测部，其检测向主轴马达供给的电流值；扭矩运算部，其基于检测部检测到的电流值，运算在主轴马达产生的输出扭矩；加速度运算部，其基于来自设于主轴马达的编码器的速度反馈值所示的主轴的转数，运算主轴马达的加速度；估计刀具惯量运算部，其基于扭矩运算部运算出来的输出扭矩和加速度运算部运算出来的加速度，运算刀具的惯量的估计值即估计刀具惯量；判断部，其对估计刀具惯量运算部运算出来的估计刀具惯量是否超过预先设定的阈值进行判断；及告知部，在判断部判断为估计刀具惯量超过阈值时，由该告知部告知错误。

数控装置在运算出来的估计刀具惯量超过阈值时告知错误。因此，使用者能够意识到装配了超出允许范围的刀具，能够对主轴马达的输出轴与主轴的连接位置的偏移采取应对措施。因此，数控装置能够降低主轴马达的输出轴与主轴的连接位置偏移的可能性。

技术方案2的数控装置具有：估计惯性扭矩运算部，其基于加速度运算部运算出来的加速度和主轴的惯量即主轴惯量，运算在主轴产生的惯性扭矩的估计值即估计惯性扭矩；估计粘性扭矩运算部，其基于主轴的转数，运算在主轴产生的粘性扭矩的估计值即估计粘性扭矩；及估计加减速扭矩运算部，其基于由估计惯性扭矩运算部运算出来的估计惯性扭矩和由估计粘性扭矩运算部运算出来的主轴的估计粘性扭矩，运算在主轴产生的扭矩的估计值即估计加减速扭矩，扭矩运算部使电流值乘以规定的校正值来运算主轴马达输出的输出扭矩，估计刀具惯量运算部从主轴马达的输出扭矩中减去主轴的估计加减速扭矩获得差分值，并使该差分值除以主轴马达的加速度，来运算估计刀具惯量。数控装置能够通过从运算出来的输出扭矩中减去运算出来的估计加减速扭矩获得差分值，并使该差分值除以运算出来的加速度，来运算估计刀具惯量。

技术方案3的数控装置具有停止部，在判断部判断为由估计刀具惯量运算部运算出来的估计刀具惯量超过阈值时，由该停止部使主轴的旋转停止。因此，数控装置能够降低主轴马达的输出轴与主轴的连接位置偏移的可能性。

技术方案4的数控装置的停止部基于规定的时间常数使主轴的旋转减速并使之停止。因此，数控装置能够一边降低对主轴的负载一边使主轴的旋转停止。

技术方案5的数控装置的估计刀具惯量运算部以规定周期运算估计刀具惯量，判断部在主轴的转数达到相对于指令值而言的规定比率的转数之前，对估计刀具惯量是否超过阈值进行判断。在达到规定比率的转数后，数控装置的估计刀具惯量的运算误差变大。因此，数控装置能够以估计刀具惯量的运算精度较高的状态对估计刀具惯量是否超过阈值进行判断。

技术方案6的数控装置的估计刀具惯量运算部以规定周期运算估计刀具惯量，判断部在从主轴的旋转开始经过规定时间之前，对估计刀具惯量是否超过阈值进行判断。在从主轴的旋转开始经过规定时间之后，数控装置的估计刀具惯量的运算误差变大。因此，数控装置能够以估计刀具惯量的运算精度较高的状态对估计刀具惯量是否超过阈值进行判断。

技术方案7的数控装置的控制方法所涉及的数控装置控制机床的动作，该机床具有：主轴；及主轴马达，其驱动主轴，该数控装置的控制方法的特征在于，该数控装置的控制方法包括：检测步骤，在该步骤中，检测向主轴马达供给的电流值；扭矩运算步骤，在该步骤中，基于通过检测步骤检测到的电流值，运算在主轴马达产生的输出扭矩；加速度运算步骤，在该步骤中，基于来自设于主轴马达的编码器的速度反馈值所示的主轴的转数，运算主轴马达的加速度；估计刀具惯量运算步骤，在该步骤中，基于扭矩运算步骤运算出来的输出扭矩和加速度运算步骤运算出来的加速度，运算刀具的惯量的估计值即估计刀具惯量；判断步骤，在该步骤中，对估计刀具惯量运算步骤运算出来的估计刀具惯量是否超过预先设定的阈值进行判断；及告知步骤，在该步骤中，在判断步骤判断为估计刀具惯量超过阈值时，告知错误。

数控装置通过执行上述步骤，能够获得与技术方案1所述的数控装置相同的效果。

附图说明

图1是机床1的立体图。

图2是主轴头7周围的局部剖视图。

图3是刀具4和刀柄17的放大图。

图4是表示数控装置30和机床1的电气结构的框图。

图5是刀具惯量监视处理的流程图。

图6是表示利用干扰观测器39进行的估计刀具惯量Jm的运算处理的图。

图7的(a)是表示使适当的刀具4A旋转时的转数Rv的图，图7的(b)是表示估计刀具惯量Jm与阈值Th之间的关系的图。

图8的(a)是表示使不当的刀具4B旋转时的转数Rv的图，图8的(b)是表示估计刀具惯量Jm与阈值Th之间的关系的图。

图9的(a)是表示适当的刀具4A的图，图9的(b)是表示不当的刀具4B的图。

具体实施方式

说明本发明的实施方式。下面的说明中使用附图中用箭头表示的左右、前后和上下。机床1的左右方向为机床1的X轴方向，机床1的前后方向为机床1的Y轴方向，机床1的上下方向为机床1的Z轴方向。图1所示的机床1使主轴9上装配的刀具4旋转，对保持在工作台13的上表面的切削对象3实施切削加工。

参照图1和图2，说明机床1的构造。机床1具有底座2、立柱5、主轴头7、主轴9、工作台装置10、换刀装置20、控制箱6和操作面板15(参照图4)等。底座2为金属制的大致长方体状。立柱5固定在底座2的上部靠后方处。主轴头7设置为能够沿着立柱5的前表面沿Z轴方向移动。主轴头7在内部以主轴9能够旋转的方式支承该主轴9，主轴马达51设于主轴头7，主轴马达51驱动主轴9使之旋转。Z轴移动机构(省略图示)设于立柱5的前表面，与主轴头7相连接。Z轴马达52(参照图4)驱动，主轴头7借助Z轴移动机构沿Z轴方向移动。工作台装置10具有工作台13，工作台装置10使工作台13沿X轴方向和Y轴方向移动。

换刀装置20设于主轴头7的前侧，具有圆盘式的刀库21。刀库21在外周以放射状保持多个刀具(图1中省略图示)，刀库21将换刀指令指示的刀具4定位到换刀位置。换刀指令由数控程序命令。换刀位置是刀库21的最下部位置。换刀装置20对主轴9上装配的刀具4和处于换刀位置的刀具进行交换。

控制箱6中存放数控装置30(参照图4)。数控装置30分别控制设于机床1的主轴马达51、Z轴马达52、X轴马达53、Y轴马达54和刀库马达55(参照图4)，数控装置30使保持在工作台13上的切削对象3和主轴9上装配的刀具4相对移动来对切削对象3实施各种加工。各种加工为使用钻头、丝锥等进行的钻孔加工，使用端铣刀、铣刀等进行的侧面加工等。

操作面板15设于包覆机床1的罩(省略图示)的外壁。操作面板15具有输入部15A和显示部15B(参照图4)。输入部15A接受各种信息、操作指示等的输入，并向数控装置30输出该输入。显示部15B基于来自数控装置30的指令显示各种画面。

参照图2和图3，说明主轴头7的内部构造。主轴9具有沿上下方向延伸的旋转轴。主轴9借助联轴器23与主轴马达51的输出轴(省略图示)相连结。因此，主轴9通过主轴马达51的旋转驱动进行旋转。主轴9具有装配孔18、刀柄夹持构件19和牵引杆81。装配孔18设于主轴9的下端部。装配孔18以保持刀具4的刀柄17能够拆装的方式装配该刀柄17。主轴9在装配孔18周围的规定位置具有键29，键29能够与刀柄17的键槽25相卡合。在键29与键槽25卡合时，在键29与键槽25之间产生间隙24。

刀柄17在其一端侧保持刀具4，在其另一端侧具有锥形装配部17A和拉钉17B。锥形装配部17A呈大致圆锥状。拉钉17B从锥形装配部17A的顶部沿轴线方向突出。锥形装配部17A装配于主轴9的装配孔18。刀柄夹持构件19设于主轴9的内部且是设于装配孔18的上方。在将锥形装配部17A装配于装配孔18时，刀柄夹持构件19夹持刀柄17的拉钉17B。因此，刀具4通过主轴马达51的驱动与主轴9一起旋转。牵引杆81设于主轴9的内部，沿上下方向延伸。在利用曲柄杆60使牵引杆81将刀柄夹持构件19向下方推压时，刀柄夹持构件19解除对拉钉17B的夹持。

主轴头7在其后上部的内侧具有曲柄杆60。曲柄杆60呈大致字母L形且以支承轴61为中心摆动自如。支承轴61固定在主轴头7内。曲柄杆60具有纵向杆63和横向杆62。横向杆62的顶端部能够从上方与同牵引杆81正交地突出设置于该牵引杆81的销58相卡合。在横向杆62将销58按下去时，牵引杆81将刀柄夹持构件19向下方按下去。此时，刀柄夹持构件19解除对拉钉17B的夹持。

参照图4，说明数控装置30和机床1的电气结构。数控装置30和机床1具有CPU31、ROM32、RAM33、存储装置34、干扰观测器39、输入输出部35和驱动电路51A～55A等。CPU31综合控制数控装置30。ROM32存储包含主程序和监视程序在内的各种程序等。主程序用来执行主处理。主处理逐行读入数控程序来执行各种动作。数控程序由包含各种控制指令的多个行构成，控制指令包括机床1的轴移动、换刀等。监视程序用来执行后述的刀具惯量监视处理(参照图5)。RAM33临时存储各种信息。存储装置34为非易失性，其存储数控程序和各种信息。CPU31除了能够将使用者利用操作面板15的输入部15A输入的数控程序存储至存储装置34之外，还能够将通过外部输入读入的数控程序等存储至存储装置34。干扰观测器39将在后面叙述。

驱动电路51A与主轴马达51和编码器51B相连接。驱动电路52A与Z轴马达52和编码器52B相连接。驱动电路53A与X轴马达53和编码器53B相连接。驱动电路54A与Y轴马达54和编码器54B相连接。驱动电路55A与驱动刀库21的刀库马达55和编码器55B相连接。主轴马达51、Z轴马达52、X轴马达53、Y轴马达54和刀库马达55均为伺服马达(下面在统称时仅称为马达)。

驱动电路51A～55A从CPU31接受旋转指令等，并向所对应的各马达51～55输出基于扭矩指令的驱动电流。驱动电路51A～55A从编码器51B～55B接受反馈信号，进行位置和速度等的反馈控制。输入输出部35与驱动电路51A～55A和操作面板15相连接。

参照图5～图9，说明刀具惯量监视处理。CPU31在解释为数控程序的控制指令为主轴9的旋转指令时，从ROM32读出监视程序，与主处理并行执行本处理。在执行刀具惯量监视处理时，CPU31对主轴9是否已开始旋转进行判断(S1)。CPU31基于对来自编码器51B的反馈信号进行采样得到的速度反馈值ωfb(参照图6)，来判断主轴9是否已开始旋转。在CPU31判断为主轴9未开始旋转时(S1：否)，CPU31使处理返回到S1。在CPU31判断为主轴9已开始旋转时(S1：是)，CPU31对基于速度反馈值ωfb的主轴9的转数Rv是否超过旋转指令的指令值的20％进行判断(S3)。将指令值设为每分钟的主轴9的转数为10000转(参照图7的(a)和图8的(a))。该情况下，为指令值的20％的转数Rv即为每分钟2000转。在CPU31判断为主轴9的转数Rv不为指令值的20％以上时(S3：否)，CPU31使处理返回到S3并待机。在CPU31判断为主轴9的转数Rv为指令值的20％以上时(S3：是)，CPU31使用干扰观测器39，开始刀具4的惯量的估计值即估计刀具惯量Jm的运算(S5)。

参照图6，说明利用干扰观测器39进行的估计刀具惯量Jm的运算方法。干扰观测器39以规定周期持续估计刀具惯量Jm的运算。估计刀具惯量Jm基于电流值Ifb和速度反馈值ωfb来运算。针对电流值Ifb进行说明。CPU31基于数控程序的控制指令生成旋转指令，并向驱动电路51A输出该旋转指令。驱动电路51A按照旋转指令生成扭矩指令值，并控制向主轴马达51输出的驱动电流，使得主轴马达51以指令值旋转。驱动电路51A利用放大器78监视向主轴马达51输出的、基于扭矩指令值的驱动电流，获取驱动电流的电流值Ifb。

扭矩监控特性校正器82将监视到的电流值Ifb的单位换算成Nm。乘法器83使利用扭矩监控特性校正器82转换单位后的电流值Ifb乘以主轴马达51的扭矩常数kt。乘法器83运算在主轴马达51产生的输出扭矩Tm[Nm]。输出扭矩Tm以利用扭矩常数kt降低偏差后的状态向加法器75输出。

针对速度反馈值ωfb进行说明。主轴马达51的编码器51B向驱动电路51A输出主轴马达51的速度反馈信号。驱动电路51A对速度反馈信号进行采样，获取速度反馈值ωfb。乘法器84使速度反馈值ωfb乘以2π/(1000×60)，运算将单位换算成rad/sec的角速度v。低通滤波器85将角速度v的高频成分去除。放大器78输出的电流值Ifb被低通滤波器(省略图示)去除高频成分。乘法器87使经过低通滤波器85之后的角速度v乘以表示主轴9整体的粘性的粘性阻力系数Ct，运算在主轴9产生的粘性扭矩的估计值即估计粘性扭矩Tc。微分器71对角速度v进行微分，运算主轴9旋转时的角加速度(下面称为加速度a。)。乘法器88使加速度a乘以主轴整体的惯量即主轴惯量Jt，运算惯性扭矩的估计值即估计惯性扭矩Tj。加法器73将估计粘性扭矩Tc和估计惯性扭矩Tj加起来，来运算估计加减速扭矩Te。加法器75对基于电流值Ifb运算出来的输出扭矩Tm和基于速度反馈值ωfb运算出来的估计加减速扭矩Te之间的偏差即差分值dt进行运算。在未装配刀具时且无干扰的状态下，估计加减速扭矩Te与输出扭矩Tm的差分值dt为零。在装配有刀具4的状态下，差分值dt因与刀具惯量相应的加减速扭矩的原因变得不为零。此时，为主轴9达到指令转数之前，加工未开始，视为在主轴9不存在干扰，差分值dt全被视为刀具4的估计刀具惯量Jm的加减速扭矩。因此，乘法器89使运算出来的差分值dt除以加速度a，即，使差分值dt乘以1/a，来运算刀具4的估计刀具惯量Jm。

在通过S5的处理开始估计刀具惯量Jm的运算时，CPU31对运算出来的估计刀具惯量Jm是否超过预先设定的阈值Th进行判断(S7)。阈值Th预先存储至ROM32。在CPU31判断为估计刀具惯量Jm未超过阈值Th时(S7：否)，在图9的(a)所示的刀具4A旋转时，CPU31视为所安装的刀具4A适当，不存在问题，并使处理前进到S13，并对主轴9的转数Rv是否为指令值的80％以上进行判断(S13)。转数Rv的指令值为每分钟的主轴9的转数为10000转。该情况下，为指令值的80％的转数即为每分钟8000转(参照图7的(a)和图8的(a))。在CPU31判断为主轴9的转数低于指令值的80％时(S13：否)，CPU31使处理返回到S5。在CPU31判断为运算出来的估计刀具惯量Jm未超过阈值Th(S7：否)，且是在判断为达到指令值的80％以上的转数Rv(S13：是)之前，CPU31持续以规定周期运算估计刀具惯量Jm。在CPU31判断为转数Rv为指令值的80％以上时(S13：是)，CPU31结束估计刀具惯量Jm的运算(S15)。此时，主轴9即使以指令值旋转也能无问题地旋转。CPU31结束处理。

在CPU31判断为估计刀具惯量Jm超过阈值Th时(S7：是)，在图9的(b)所示的刀具4B旋转时，CPU31视为刀具4B超出允许范围，并使显示部15B显示“为不良刀具”，告知错误的发生(S9)。因此，使用者能够意识到装配了超出允许范围的刀具4B，能够对主轴马达51的输出轴与主轴9的连接位置偏移采取应对措施。

CPU31通过时间常数控制使主轴9的旋转停止(S11)，结束处理。时间常数控制是将规定的时间常数设为1sec，并使主轴9的转数Rv逐渐减速并使之停止的控制。因此，CPU31能够一边降低对主轴9的负载一边使主轴9的旋转停止。CPU31能够防止主轴9与马达的旋转轴的连接位置偏移。

参照图7的(b)和图8的(b)，对为适当的刀具4A时和为不当的刀具4B时的估计刀具惯量Jm的运算结果进行说明。在上述刀具惯量监视处理中，以转数Rv为指令值的20％～80％为对象进行估计刀具惯量Jm的运算，相对于此，图7的(b)和图8的(b)中的运算结果表示全时间范围估计刀具惯量Jm的运算结果。在图7的(b)中的时刻t1、图8的(b)中的时刻t3，转数Rv为指令值的20％即2000转。在图7的(b)中的时刻t2、图8的(b)中的时刻t4，转数Rv为指令值的80％即8000转。

如图7的(b)所示，在时刻t1之前，刀具4A的估计刀具惯量Jm随着主轴9的旋转开始急剧上升。在时刻t1～t2的期间，估计刀具惯量Jm稳定在0.0018[kgm²]左右。在时刻t2及其之后的期间，转数Rv变得较平坦因此加速度a接近于零。因此，运算结果发散并振动。估计刀具惯量Jm在运算结果较稳定的时刻t1～t2未超过阈值Th。此时，所安装的刀具4A的估计刀具惯量Jm在允许范围内，该刀具能够使用。

如图8的(b)所示，在时刻t3之前，刀具4B的估计刀具惯量Jm随着主轴9的旋转开始急剧上升。在时刻t3～t4的期间，估计刀具惯量Jm稳定在0.0035[kgm²]左右。在时刻t4及其之后的期间，转数Rv变得较平坦因此加速度a接近于零。因此，估计刀具惯量Jm的运算结果发散并振动。估计刀具惯量Jm在运算结果较稳定的时刻t3～t4超过阈值Th。此时，所安装的刀具4B的估计刀具惯量Jm超出允许范围因此无法使用。在转数Rv为指令值的20％～80％的范围(时刻t1～t2、时刻t3～t4)，估计刀具惯量Jm的运算结果较稳定。因此，可知，较佳的做法是，CPU31在转数Rv为指令值的20％～80％的范围执行估计刀具惯量Jm与阈值Th的大小比较。

如上，CPU31基于运算出来的输出扭矩Tm和运算出来的加速度a，运算刀具4的估计刀具惯量Jm。CPU31对运算出来的估计刀具惯量Jm是否超过阈值Th进行判断。CPU31在判断为估计刀具惯量Jm超过阈值Th时告知错误。

使用者能够通过错误的告知，意识到装配了超出允许范围的刀具4，能够对主轴马达51的输出轴与主轴9的连接位置的偏移采取应对措施。因此，CPU31能够降低主轴马达51的输出轴与主轴9的连接位置偏移的可能性。CPU31能够防止在上述连接位置偏移的状态下进行换刀等导致机械被损坏的情况。

CPU31基于运算出来的加速度a和主轴惯量Jt，运算在主轴9产生的估计惯性扭矩Tj。CPU31基于来自编码器51B的速度反馈值ωfb所示的主轴9的转数Rv，运算在主轴9产生的估计粘性扭矩Tc。CPU31基于运算出来的估计惯性扭矩Tj和运算出来的主轴9的估计粘性扭矩Tc，运算在主轴9产生的扭矩的估计值即估计加减速扭矩Te。CPU31使电流值Ifb乘以扭矩常数kt，运算主轴马达51输出的输出扭矩Tm。CPU31从主轴马达51的输出扭矩Tm中减去主轴9的估计加减速扭矩Te获得差分值dt，并使该差分值dt除以主轴马达51的加速度a，来运算在刀具4产生的估计刀具惯量Jm。CPU31从输出扭矩Tm中减去估计加减速扭矩Te获得差分值dt，并使该差分值dt除以加速度a，来运算估计刀具惯量Jm。

CPU31基于规定的时间常数使主轴9的旋转逐渐减速并使之停止。因此，CPU31能够降低对主轴9的负载并使主轴9的旋转停止。

CPU31以规定周期运算估计刀具惯量Jm。CPU31在主轴9的转数达到指令值的80％的转数之前，对估计刀具惯量Jm是否超过阈值Th进行判断。在达到指令值的80％的转数之后，CPU31的估计刀具惯量Jm的运算误差变大。因此，CPU31能够以估计刀具惯量Jm的运算精度较高的状态对估计刀具惯量Jm是否超过阈值Th进行判断。

本发明不限于上述实施方式，能够进行各种变形。上述实施方式的机床1中，装配刀具4的主轴9能够沿Z轴方向移动，工作台13能够沿X轴方向和Y轴方向移动，但是，相对于工作台13沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动的刀具的移动机构的安排不限定于上述实施方式。也可以是，主轴沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向这三轴驱动，工作台为固定或可旋转。

上述实施方式的工作台装置10是以工作台13能够沿X轴方向和Y轴方向同时行进的方式支承该工作台13的机械装置，但可以是，以工作台13能够旋转的方式支承该工作台13。上述实施方式的机床1是主轴9相对于Z轴方向平行的立式机床，但也可以是主轴沿水平方向延伸的卧式机床。上述实施方式的驱动电路51A～55A设于机床1，但可以将驱动电路51A～55A设于数控装置30。

上述实施方式中，干扰观测器39设于数控装置30，但不限于此。干扰观测器39可以设于驱动电路51A内。该情况下，可以是，CPU31运算根据驱动电路51A运算出来的估计刀具惯量Jm，并将之与阈值Th进行比较。CPU31在主轴9的旋转指令时执行刀具惯量监视处理，但可以始终执行该处理。CPU31在转数Rv为指令值的20％～80％的区间进行估计刀具惯量Jm的运算，但不限于此。可以是，CPU31设定在为指令值的10％～90％的区间进行运算等的适当的运算范围。CPU31可以始终执行估计刀具惯量Jm的运算。该情况下，CPU31只要指定估计刀具惯量Jm的运算结果较稳定的区间并与阈值Th比较大小即可。

CPU31在主轴9的转数Rv为指令值的20％～80％的区间进行估计刀具惯量Jm的运算。可以是，CPU31指定规定范围的时间，并在上述时间的区间运算估计刀具惯量Jm。

可以是，CPU31在从主轴9的旋转开始经过规定时间之前，对估计刀具惯量Jm是否超过阈值Th进行判断。此时，CPU31只要在运算出来的估计刀具惯量Jm较稳定的范围进行与阈值Th的比较，就能够高精度地进行与阈值Th的比较。因此，CPU31能够以估计刀具惯量Jm的运算精度较高的状态对估计刀具惯量Jm是否超过阈值Th进行判断。

CPU31在判断为估计刀具惯量Jm大于阈值Th时，执行以规定的时间常数为1sec的时间常数控制，使主轴9的旋转停止，但不限于此。CPU31可以将时间常数适当地变更至0.5秒、1.5秒等，或可以针对各刀具分别设定。可以是，CPU31在判断为运算出来的估计刀具惯量Jm超过阈值Th时，强制使主轴9的旋转停止。因此，CPU31能够降低主轴马达51的输出轴与主轴9的连接位置偏移的可能性。CPU31通过使显示部15B进行显示来向使用者告知错误，但也可以通过发出蜂鸣声等来告知错误。

放大器78是本发明的检测部的一例。扭矩常数kt是本发明的规定的校正值的一例。80％是本发明的规定比率的一例。时刻t2、t4是本发明的规定时间的一例。乘法器83是本发明的扭矩运算部的一例。微分器71是本发明的加速度运算部的一例。乘法器89是本发明的估计刀具惯量运算部的一例。乘法器88是本发明的估计惯性扭矩运算部的一例。执行S7的处理时的CPU31是本发明的判断部的一例。执行S9的处理时的CPU31是本发明的告知部的一例。执行S11的处理时的CPU31是本发明的停止部的一例。

Claims (7)

1.一种数控装置，该数控装置控制机床的动作，该机床具有：

主轴；及

主轴马达，其驱动所述主轴，

该数控装置的特征在于，

该数控装置具有：

检测部，其检测向所述主轴马达供给的电流值；

扭矩运算部，其基于所述检测部检测到的电流值，运算在所述主轴马达产生的输出扭矩；

加速度运算部，其基于来自设于所述主轴马达的编码器的速度反馈值所示的所述主轴的转数，运算所述主轴马达的加速度；

估计刀具惯量运算部，其基于所述扭矩运算部运算出来的所述输出扭矩和所述加速度运算部运算出来的所述加速度，运算所述刀具的惯量的估计值即估计刀具惯量；

判断部，其对所述估计刀具惯量运算部运算出来的所述估计刀具惯量是否超过预先设定的阈值进行判断；及

告知部，在所述判断部判断为所述估计刀具惯量超过所述阈值时，由该告知部告知错误。

2.根据权利要求1所述的数控装置，其特征在于，

该数控装置具有：

估计惯性扭矩运算部，其基于所述加速度运算部运算出来的所述加速度和所述主轴的惯量即主轴惯量，运算在所述主轴产生的惯性扭矩的估计值即估计惯性扭矩；

估计粘性扭矩运算部，其基于所述主轴的所述转数，运算在所述主轴产生的粘性扭矩的估计值即估计粘性扭矩；及

估计加减速扭矩运算部，其基于由所述估计惯性扭矩运算部运算出来的所述估计惯性扭矩和由所述估计粘性扭矩运算部运算出来的所述主轴的所述估计粘性扭矩，运算在所述主轴产生的扭矩的估计值即估计加减速扭矩，

所述扭矩运算部使所述电流值乘以规定的校正值来运算所述主轴马达输出的所述输出扭矩，

所述估计刀具惯量运算部从所述主轴马达的所述输出扭矩中减去所述主轴的所述估计加减速扭矩获得差分值，并使该差分值除以所述主轴马达的所述加速度，来运算所述估计刀具惯量。

3.根据权利要求1或2所述的数控装置，其特征在于，

该数控装置具有停止部，在所述判断部判断为由所述估计刀具惯量运算部运算出来的所述估计刀具惯量超过所述阈值时，由该停止部使所述主轴的旋转停止。

4.根据权利要求3所述的数控装置，其特征在于，

所述停止部基于规定的时间常数使所述主轴的旋转减速并使之停止。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的数控装置，其特征在于，

所述估计刀具惯量运算部以规定周期运算所述估计刀具惯量，

所述判断部在所述主轴的转数达到相对于指令值而言的规定比率的转数之前，对所述估计刀具惯量是否超过所述阈值进行判断。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的数控装置，其特征在于，

所述估计刀具惯量运算部以规定周期运算所述估计刀具惯量，

所述判断部在从所述主轴的旋转开始经过规定时间之前，对所述估计刀具惯量是否超过所述阈值进行判断。

7.一种数控装置的控制方法，该数控装置控制机床的动作，该机床具有：

主轴；及

主轴马达，其驱动所述主轴，

该数控装置的控制方法的特征在于，

该数控装置的控制方法包括：

检测步骤，在该步骤中，检测向所述主轴马达供给的电流值；

扭矩运算步骤，在该步骤中，基于通过所述检测步骤检测到的电流值，运算在所述主轴马达产生的输出扭矩；

加速度运算步骤，在该步骤中，基于来自设于所述主轴马达的编码器的速度反馈值所示的所述主轴的转数，运算所述主轴马达的加速度；

估计刀具惯量运算步骤，在该步骤中，基于所述扭矩运算步骤运算出来的所述输出扭矩和所述加速度运算步骤运算出来的所述加速度，运算所述刀具的惯量的估计值即估计刀具惯量；

判断步骤，在该步骤中，对所述估计刀具惯量运算步骤运算出来的所述估计刀具惯量是否超过预先设定的阈值进行判断；及

告知步骤，在该步骤中，在所述判断步骤判断为所述估计刀具惯量超过所述阈值时，告知错误。

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