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Ferner
betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine
oder einen Roboter mit dem oben genannten Antriebssystem.
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Maschinen
wie z.B. Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Roboter besitzen
handelsüblich
eine Vielzahl von sogenannten Maschinenachsen, deren Bewegungen
und Positionen von einer Steuerungseinrichtung, insbesondere einer
numerischen Steuerung gesteuert werden. Dabei kommt unter anderem
auf eine exakte Führung
der Relativbewegung und der Relativposition zwischen einer Spindel
der Maschine und dem zu bearbeitenden Werkstück an. Durch eine Bearbeitung
des Werkstücks
durch das Werkzeug entsteht die gewünschte Kontur am Werkstück. Die
Antriebe der einzelnen Maschinenachsen müssen dabei sehr exakte Verfahr-
und Drehbewegungen ausführen.
Neben schnell und präzisen
Achsantrieben hängt
die Produktivität,
zum Beispiel einer Werkzeugmaschine, von einer hohen Spindeldrehzahl
ab. Die Spindel weist einen Spindelantriebsmotor auf, der üblicherweise
eine Einheit mit einem Spindelrotor bildet. Der Spindelantriebsmotor
versetzt den Spindelrotor in Drehung. Fast alle derzeit eingesetzten
Spindeln besitzen eine mechanische Lagerung z.B. in Form einer Wälzkörperlagerung.
Die Nachteile der mechanischen Lager bei hohen Drehzahlen sind allgemein bekannt.
So kommt es bei hohen Drehzahlen zum starken Verschleiß der mechanischen
Lager. Da die Schmiermittelversorgung der Lager aufwendig ist, führen die
häufig
auftretenden Störungen
in der Schmiermittelversorgung zu einem oft frühen Ausfall des Lagers. Ein
weiteres Problem stellt die Restunwucht des Spindelrotors dar. Diese
tritt in Wechselwirkung mit der Maschinenstruktur und verursacht bei
bestimmten Drehzahlen heftige Vibration und Geräusche.
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Verschleiß- und Vibrationsverhalten
können durch
den Einsatz einer magnetisch gelagerten Spindel erheblich verbessert
werden. In vielen Fällen,
finden nach dem Stand der Technik magnetische Spindellagerungen
Verwendung. Die magnetische Spindellagerung ist ein berührungsloses
System, bei dem über
magnetische Lager steuerbare Magnetkräfte die Rolle der Wälzkörper übernehmen.
Die Position des Spindelrotors wird dabei fortlaufend gemessen und die
Magnetkräfte
dynamisch stets so nachgeregelt, dass der Spindelrotor auch bei
Belastung die gewünschte
Position in der Lagermitte hält.
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In 1 ist in Form einer schematisierten Darstellung
eine magnetische Spindellagerung 23 dargestellt. Diese
umfasst einem Spindelrotor 10, der mit Hilfe von der Übersichtlichkeit
halber nur schematisiert dargestellten magnetischen Lagern 11c, 11d, 11e, 11f und 11g,
gelagert ist und ein Leistungsmodul 16. Jedes magnetische
Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g besteht
im Wesentlichen aus einem strommagnetischen Joch, das mit Spulen
bestückt
ist und auf den passiven Spindelrotor 10 einwirkt. Die
magnetischen Lager 11e und 11f übernehmen
dabei die Führung
in X-Richtung, die magnetischen Lager 11d und 11g übernehmen
die Führung
in Y-Richtung und das magnetische Lager 11c übernimmt
die Führung
in Z-Richtung. Den magnetischen Lagern 11c, 11d, 11e, 11f und 11g ist
jeweilig zugehörige
Abstandssensoren 12c, 12d, 12e, 12f und 12g zugeordnet,
die den Abstand zum Spindelrotor 10 messen und jeweilig
zugeordnete analoge Lageistwertsignale 15c, 15d, 15e, 15f und 15g einem
Leistungsmodul 16 als Eingangsgrößen zuführen. Das Leistungsmodul 16 umfasst
Regelungseinrichtungen 18c, 18d, 18e, 18f und 18g,
die über
jeweils zugeordnete Stromrichter 17c, 17d, 17e, 17f und 17g und über jeweils
zugeordnete Leitungen 8c, 8d, 8e, 8f und 8g auf
die jeweils zugeordneten magnetischen Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g einwirken.
Die Regelungseinrichtungen 18c, 18d, 18e, 18f und 18g und
die Stromrichter 17c, 17d, 17e, 17f und 17g brauchen
dabei nicht unbedingt integraler Bestandteil eines Leistungsmoduls 16 zu
sein, sondern können
auch als Einzelkomponenten vorhanden sein. Die Regelungseinrichtungen 18c, 18d, 18e, 18f und 18g sind
mit den jeweils zugeordneten Stromrichter 17c, 17d, 17e, 17f und 17g zum
Austausch von Daten miteinander verbunden, was durch Doppelpfeile
in 1 angedeutet ist.
Das Leistungsmodul 16 und die magnetischen Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g bilden
einen Regelkreis der den Spindelrotor 10 in der Schwebe
hält.
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Des
weiteren ist in 1 ein
handelsübliches
Antriebssystem einer Maschine, wie zum Beispiel einer Werkzeugmaschine,
Produktionsmaschine, oder eines Roboters dargestellt. Eine Steuerungseinrichtung 1 ist über ein
Datenbus 2, einer beispielhaften zweiachsigen Maschine,
mit einer Antriebseinrichtung 3a und 3b zum Ansteuern
der Antriebsmotoren 7a und 7b, und insbesondere
mit einer Regelungseinrichtung 4a und 4b verbunden. Über den
Datenbus 2 werden als Daten z.B. Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-
und Positionsdaten der einzelnen Antriebe kommuniziert. Die Regelungseinrichtung 4a und 4b steuert über eine
jeweilig zugeordnete Verbindung 6a und 6b einen
jeweilig zugeordneten Stromrichter 5a und 5b an.
Die Stromrichter 5a und 5b steuern über jeweilig
zugeordnete 3-phasige Leitungen 8a und 8b jeweilig
zugeordnete Antriebsmotoren 7a und 7b an. Jeder
Antriebsmotor 7a und 7b treibt dabei jeweils eine
Maschinenachse der Maschine an. Jedem Antriebsmotor 7a und 7b ist
ein jeweiliger Lageistwertgeber 12a und 12b zugeordnet, wobei
vom Lageistwertgeber 12a ein Lageistwertsignal 15a der
Regelungseinrichtung 4a als Eingangsgröße zugeführt wird und vom Lageistwertgeber 12b ein
Lageistwertsignal 15b der Regelungseinrichtung 4b als
Eingangsgröße zugeführt wird.
Jede Antriebseinrichtung umfasst dabei eine Regelungseinrichtung und
einen Stromrichter, wobei jedoch die Regelungseinrichtung und der
Stromrichter nicht notwendigerweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sein müssen.
Regelungseinrichtung und Stromrichter können auch durchaus in Form
von separaten Komponenten vorliegen. Die Steuerungseinrichtung 1 gibt
zum Beispiel über
den Datenbus 2 der Regelungseinrichtung 4a und 4b Lagesollwerte
vor. Die Lageistwerte 15a und 15b werden dann
entsprechend den von der Steuerungseinrich tung 1 vorgegebenen
Lagesollwerten geregelt und solchermaßen die Maschinenachsen verfahren.
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Wie
in
1 gezeigt besitzt
ein handelsübliches
Antriebssystem einer Maschine keine Verbindung zur magnetischen
Spindellagerung
23. Die Stromrichter
5a und
5b zur
Ansteuerung der Antriebsmotoren
7a und
7b sind,
wie
1 zeigt, 3-phasig,
während
die Stromrichter
17c,
17d,
17e,
17f und
17g der
magnetischen Spindellagerung
23 nur 2-phasig sind. Aus
diesem Grunde galten bisher die Antriebseinrichtungen, insbesondere
die Stromrichter
5a und
5b, die zum Ansteuern
der Antriebsmotoren
7a und
7b dienen und Stromrichter
der Spindellagerung als nicht untereinander austauschbar. Dies bedingt
große
Nachteile in Bezug auf die Wartung und die Ersatzteilhaltung von
Maschinen mit magnetischer Spindellagerung (z.B.:
DE 103 02 799 A1 ,
DE 102 54 010 A1 ,
DE 102 54 009 A1 u.
DE 44 368 27 A1 ).
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Weiterhin
erzeugen die Lageistwertgeber 12a und 12b handelsüblich stets
inkrementelle Lageistwertsignale 15a und 15b,
während
die Lageistwertgeber 12c, 12d, 12e, 12f und 12g der
magnetischen Spindellagerung 23 analoge Lageistwertsignale 15c, 15d, 15e, 15f und 15g liefern.
Aus diesem Grunde galten bisher die Regelungseinrichtungen 4a und 4b als
nicht mit z.B. den Regelungseinrichtungen 18c und 18d des
Leistungsmoduls 16 zur Regelungseinrichtung der magnetischen
Spindellagerung austauschbar. Dies hat ebenso, wie schon bei den Stromrichtern,
große
Nachteile im Bezug auf Wartung und die Ersatzteilhaltung. Darüber hinaus
sind durch die Trennung des Antriebssystems und der magnetischen
Spindellagerung 23 bei der Inbetriebnahme zwei verschiedene
Vorgehensweisen, einmal für
die Antriebseinrichtungen 3a und 3b und einmal für die magnetische
Spindellagerung 23 zu berücksichtigen. Dadurch wird der
Personalaufwand für
die Inbetriebnahme und Wartung erheblich vergrößert. Da die Regelungseinrichtungen 18c, 18d, 18e, 18f und 18g der
magnetischen Spindellagerung 23 keine Kommunikation zur
Steuerungseinrichtung 1 aufweisen, kann die magnetische
Spindellagerung 23 auch nicht in die Bewegungs führung der
Maschinenachsen z.B. zur Schwingungsdämpfung mit einbezogen werden.
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Ferner
beinhaltet eine moderne Steuerungseinrichtung einer Maschine, insbesondere
eine numerische Steuerung, vielfältige
Diagnosemöglichkeiten,
die sich bis hin zur Ferndiagnose über das Internet erstrecken.
Da die magnetische Spindellagerung 23 aber handelsüblich nicht über den
Datenbus 2 mit der Steuerungseinrichtung 1 kommuniziert,
kann sie auch nicht in die bereits vorhandenen Diagnosemöglichkeiten
einbezogen werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetische Spindellagerung
in ein Antriebssystem zu integrieren.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Antriebssystem, umfassend eine Steuerungseinrichtung,
die über
einen Datenbus zum Austausch von Daten mit Antriebseinrichtungen
verbunden ist, wobei eine Antriebseinrichtung zum Ansteuern eines Antriebsmotors
mit dem Antriebsmotor verbunden ist und eine weitere Antriebseinrichtung
zum Ansteuern eines magnetischen Lagers einer magnetischen Spindellagerung
mit dem magnetischen Lager verbunden ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine
erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinrichtungen jeweils eine Regelungseinrichtung
und einen Stromrichter aufweisen. Antriebseinrichtungen weisen handelsüblich eine
Regelungseinrichtung und einen Stromrichter auf.
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Ferner
erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Antriebseinrichtung und
die weitere Antriebseinrichtung eine identische Hardware aufweisen.
Durch diese Maßnahme
wird die Hardware vereinheitlicht und die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit
des erfindungsgemäßen Antriebssystems
erhöht.
Weiterhin nehmen die Kosten für
die Regelungseinrichtungen und Stromrichter für die magnetische Spindellagerung
ab.
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Weiterhin
erweist es sich als vorteilhaft, dass die Antriebseinrichtungen
zur elektrischen Energieversorgung mit einer gemeinsamen Netzeinspeisevorrichtung
verbunden sind. Hierdurch wird eine Vereinheitlichung der Hardware
und eine Reduzierung der Kosten für die Hardware ermöglicht.
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Weiterhin
erweist es sich als vorteilhaft, dass der Stromrichter der weiteren
Antriebseinrichtung als 3-phasige Stromrichter ausgebildet ist.
Hierdurch wird eine Vereinheitlichung der Hardware ermöglicht, was
sich positiv auf die Zuverlässigkeit
und Verfügbarkeit
des Antriebssystems auswirkt und gleichzeitig die Kosten für das Antriebssystem
senkt.
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In
diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Regelungseinrichtung
der weiteren Antriebseinrichtung so eingestellt ist, dass zwei stromführende Phasen
eines Stromrichters einen Strom von gleichem Betrag aber entgegengesetztem
Vorzeichen aufweisen. Hierdurch wird eine einfache und elegante
Möglichkeit
geschaffen, einen 3-phasigen Stromrichter wie einen 2-phasigen Stromrichter
zu betreiben.
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Weiterhin
erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein Signalwandler zur Wandlung
eines analogen Lageistwertsignals von dem magnetischen Spindellager
zu einem inkrementellen Lageistwertsignal vorgesehen ist. Hierdurch
wird es ermöglicht,
dass auch Regelungseinrichtungen, die ein inkrementelles Lageistwertsignal
als Eingangsgrößen benötigten, zur
Regelungseinrichtung der magnetischen Spindellagerung eingesetzt
werden können.
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Das
erfindungsgemäße Antriebssystem
eignet sich besonders gut zur Verwendung als Antriebssystem bei
einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine oder einem Roboter,
da auf diesen technischen Gebieten magnetische Spindellagerungen
eingesetzt wer den. Selbstverständlich
ist das erfindungsgemäße Antriebssystem
aber auch auf anderen technischen Gebieten einsetzbar.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 ein
Antriebssystem und eine magnetische Spindellagerung nach dem Stand
der Technik,
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2 ein
erfindungsgemäßes Antriebssystem
und
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3 eine
Werkzeugmaschine.
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In
dem Blockschaltbild gemäß 2 ist
in Form eines Ausführungsbeispiels
ein erfindungsgemäßes Antriebssystem
dargestellt. Gegenüber
der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform gemäß 1 ist
beim erfindungsgemäßen Antriebssystem
eine magnetische Spindellagerung 23 in das erfindungsgemäße Antriebssystem
integriert. Genau wie bei der Ausführungsform gemäß 1, ist
eine Steuerungseinrichtung 1 bei der Ausführungsform
gemäß 2 über einen
Datenbus zum Austausch von Daten mit den beiden Antriebseinrichtungen 3a und 3b zum
Ansteuern der Antriebsmotoren 7a und 7b und insbesondere
mit den Regelungseinrichtungen 4a und 4b zum Austausch
von Daten verbunden.
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Die
Regelungseinrichtung 4a und 4b steuert über eine
jeweilig zugeordnete Verbindung 6a und 6b einen
jeweilig zugeordneten Stromrichter 5a und 5b an.
Die Stromrichter 5a und 5b steuern über jeweilig zugeordnete
3-phasige Leitungen 8a und 8b jeweilig zugeordnete
Antriebsmotoren 7a und 7b an. Jeder Antriebsmotor 7a und 7b treibt
dabei jeweils eine Maschinenachse der Maschine an. Jedem Antriebsmotor 7a und 7b ist
ein jeweiliger Lageistwertgeber 12a und 12b zugeordnet,
wobei vom Lageistwertgeber 12a ein Lageistwertsignal 15a der
Regelungseinrichtung 4a als Eingangsgröße zugeführt wird und vom Lage istwertgeber 12b ein
Lageistwertsignal 15b der Regelungseinrichtung 4b als
Eingangsgröße zugeführt wird.
Jede Antriebseinrichtung umfasst dabei eine Regelungseinrichtung
und einen Stromrichter, wobei jedoch die Regelungseinrichtung und
der Stromrichter nicht notwendigerweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
sein müssen. Regelungseinrichtung
und Stromrichter können
auch durchaus in Form von separaten Komponenten vorliegen. Die Steuerungseinrichtung 1 gibt
zum Beispiel über
den Datenbus 2 der Regelungseinrichtung 4a und 4b Lagesollwerte
vor. Die Lageistwerte 15a und 15b werden dann
entsprechend den von der Steuerungseinrichtung 1 vorgegebenen
Lagesollwerten geregelt und solchermaßen die Maschinenachsen verfahren.
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Insoweit
stimmt die Ausführungsform
gemäß 2 mit
der Ausführungsform
gemäß 1 überein.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform
gemäß 1 ist
beim erfindungsgemäßen Antriebssystem gemäß 2 jedoch
die magnetische Spindellagerung 23 in das Antriebssystem
integriert. Für
jedes magnetische Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g ist eine
jeweilig zugeordnete weitere Antriebseinrichtung 3c, 3d, 3e, 3f und 3g zum
Ansteuern eines jeweilig zugeordneten Lagers 11c, 11d, 11e, 11f und 11g vorgesehen.
Jede dieser fünf
weiteren Antriebseinrichtungen 3c, 3d, 3e, 3f und 3g weist
analog zu den Antriebseinrichtungen 3a und 3b eine
jeweils zugeordnete Regelungseinrichtung 4c, 4d, 4e, 4f und 4g und
einen jeweils zugeordneten Stromrichter 5b, 5c, 5d, 5e, 5f und 5g auf.
Die Regelungseinrichtungen und die Stromrichter brauchen dabei nicht
notwendigerweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, sondern
können
auch im Form von separaten Baugruppen realisiert sein. Die weiteren Antriebseinrichtungen 3c, 3d, 3e, 3f und 3g,
insbesondere die Regelungseinrichtungen 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und 4g sind,
genauso wie im Falle der Antriebseinrichtungen 3a und 3b über einen
Datenbus 2 zum Austausch von Daten mit der Steuerungseinrichtung 1 verbunden.
Die Regelungseinrichtungen 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und 4g sind
mit dem jeweilig zugeordneten Stromrichter 5b, 5c, 5d, 5e, 5f und 5g zum
Austausch von Daten miteinander verbunden, was durch Doppelpfeile 6b, 6c, 6d, 6e, 6f und 6g angedeutet
ist. Die Regelungseinrichtungen 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und 4g steuern
die jeweilig zugeordneten Stromrichter 5b, 5c, 5d, 5e, 5f und 5g an,
die wiederum das jeweilig zugeordnete magnetische Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g ansteuert.
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In
der Ausführungsform
gemäß 2 weisen
die weiteren Antriebseinrichtungen 3b, 3c, 3d, 3e, 3f und 3g,
die für
die Ansteuerung der magnetischen Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g dienen,
eine identische Hardware mit den Antriebseinrichtungen 3a und 3b,
die für
die Ansteuerung der Antriebsmotoren 7a und 7b zur
Bewegung der Maschinenachsen der Maschine dienen, auf. Diese vereinheitlichte Hardware
bedingt eine höhere
Zuverlässigkeit
und Verfügbarkeit
des erfindungsgemäßen Antriebssystems
gegenüber
herkömmlichen
Antriebsystemen. Zugleich werden die Kosten für die Beschaffung der Antriebseinrichtungen
reduziert. Die durchgängige, einheitliche
Regelstruktur verringert den Personalaufwand bei Inbetriebnahme
und Wartung.
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Handelsübliche Stromrichter
zur Ansteuerung von Antriebsmotoren sind in der Regel 3-phasig ausgebildet.
Die magnetischen Lager der magnetischen Spindellagerung 23 gemäß 2 sind
aber elektrisch 2-phasig ausgebildet. Die Stromrichter 5c, 5d, 5e, 5f und 5g sind über 2-phasige
Leitungen 8c, 8d, 8e, 8f und 8g mit
den jeweils zugeordneten magnetischen Lagern 11c, 11d, 11e, 11f und 11g verbunden.
Die nicht benutzte dritte Phase ist bei den Stromrichtern 5c, 5d, 5e, 5f und 5g durch
einen jeweiligen Strich in 2 angedeutet.
Die Regelungseinrichtungen 4c, 4d, 4e, 4f und 4g werden
dabei so eingestellt, dass jeweils die zwei stromführenden Phasen
der Stromrichter 5c, 5d, 5e, 5f und 5g einen Strom
vom gleichen Betrag aber entgegengesetztem Vorzeichen aufweisen.
Die Stromrichter 5c, 5d, 5e, 5f und 5g können dann
als steuerbare Stromquellen betrachtet werden, an denen die magnetischen
Lager 11c, 11d, 11e, 11f und 11g der
magnetischen Spindellage rung 23 angeschlossen werden. Bei
dieser Vorgehensweise wird zwar die vorhandene Hardware der dritten
stromlosen Phase nicht ausgenutzt, sie hat aber den großen Vorteil,
dass Standardantriebseinrichtungen insbesondere Standardstromrichter
verwendet werden können,
die durch ihre hohe Stückzahlen
sehr preisgünstig
sind.
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Falls
die Regelungseinrichtungen 4c, 4d, 4e, 4f und 4g als
Regelungseinrichtungen, die normalerweise zur Regelung von Motoren
dienen, ausgebildet sind, dann lässt
sich die Forderung, dass jeweils zwei stromführende Phasen eines Stromrichters
einen Strom vom gleichen Betrag aber entgegengesetztem Vorzeichen
aufweisen sollen, besonders einfach dadurch erreichen, dass zum
Beispiel der für
die Regelungseinrichtung notwendige Kommutierungswinkel zur Regelung
eines normalerweise angeschlossenen Motors auf einen festen, nur
gering veränderbaren Wert
innerhalb der Regelungseinrichtung eingestellt wird, wobei der feste
Kommutierungswinkel dabei so gewählt
wird, dass der Strom nur in zwei Phasen des Stromrichters fließt und die
dritte Phase stromlos ist.
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Sollen,
wie im Ausführungsbeispiel
gemäß 2,
handelsübliche
Antriebseinrichtungen, wie sie normalerweise zur Ansteuerung der
Antriebsmotoren für
die Maschinenachse der Maschinen verwendet werden, so können insbesondere
deren Regelungseinrichtungen häufig
nur inkrementelle Gebersignale verarbeiten. Da die Lageistwertgeber 12c, 12d, 12e, 12f und 12g,
welche die Position der Rotorspindel 10 messen, jeweils
zugeordnete analoge Lageistwertsignale 15c, 15d, 15e, 15f und 15g ausgeben,
müssen diese
bevor sie den jeweilig zugeordneten Regelungseinrichtungen 4c, 4d, 4e, 4f und 4g zugeführt werden
können,
in inkrementelle Lageistwertsignale 24c, 24d, 24e, 24f und 24g umgewandelt
werden. Hierzu werden die analogen Lageistwertsignale 15c, 15d, 15e, 15f und 15g von
den jeweilig zugeordneten Lageistwertgebern 12c, 12d, 12e, 12f und 12g einem Signalwandler 14 zugeführt, der
die analogen Lageistwertsignale 15c, 15d, 15e, 15f und 15g in
inkrementelle Lage istwertsignale 24c, 24d, 24e, 24f und 24g umwandelt
und den jeweilig zugeordneten Regelungseinrichtungen 4c, 4d, 4e, 4f und 4g als
Eingangsgrößen zuführt.
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Dadurch,
dass bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem
sämtliche
Antriebseinrichtungen mit der Steuerungseinrichtung 1 kommunizieren
können, kann
der geometrische Stellbereich der magnetischen Spindellagerung 23 aktiv
in die Bewegungsführung
der Maschinenachsen einbezogen werden. Dies ist zum Beispiel insbesondere
dann sinnvoll, wenn aktiv schwingungsdämpfende Maßnahmen, zum Beispiel zur Stabilisierung
eines Werkzeugs, realisiert werden sollen. Weiter ist durch diese
Maßnahme
der Zustand der magnetischen Spindellagerung 23 im vollem
Umfang durch die Steuerungseinrichtung 1 diagnostizierbar.
Hierdurch wird es ermöglicht,
sehr aussagefähige
Informationen aus der magnetischen Spindellagerung 23,
ohne Mehraufwand in Verfahren, zum Beispiel zur Werkzeugbruchüberwachung,
mit einzubeziehen.
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Die
durchgängige
Regelstruktur verringert den Personalaufwand bei Inbetriebnahme
und Wartung. Die vereinheitlichte Hardware der Antriebseinrichtungen
erlaubt eine Steigerung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit
des erfindungsgemäßen Antriebssystems,
bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten für die Beschaffung der Regelungseinrichtungen
und Stromrichter für
die magnetische Spindellagerung.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 2 sind sämtliche
Antriebseinrichtungen, insbesondere sämtliche Stromrichter, über eine
Versorgungsleitung 20, zur elektrischen Energieversorgung
mit einer gemeinsamen Netzeinspeisevorrichtung 19 verbunden. Bei
konventionellen Antriebssystemen, bei der die magnetische Spindellagerung
nicht in das Antriebssystem integriert ist, werden häufig zur
Energieversorgung für
die Antriebseinrichtungen 3a und 3b zur Ansteuerung
der Antriebsmotoren 7a und 7b und für das Leistungsmodul 16 gemäß 1,
getrennte Netzeinspeisevorrichtungen verwendet werden, was sich
hin sichtlich einer gewünschten
vereinheitlichten Hardware, nachteilig auswirkt.
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In 3 ist
in Form eines Blockschaltbildes eine Werkzeugmaschine 21,
in der das erfindungsgemäße Antriebssystem 22 integriert
ist, dargestellt. Anstatt der Werkzeugmaschine 21 könnte jedoch auch
eine Produktionsmaschine oder ein Roboter mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 22 ausgebildet
sein.