DE102013101346A1

DE102013101346A1 - Regelvorrichtung für das Aufwärmen einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102013101346A1
Application number: DE102013101346A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Fujii
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: US20130211598A1; JP5462296B2; JP2013163255A; CN103240640A; CN103240640B; US9235199B2; DE102013101346B4

Abstract

Vor dem Bearbeiten eines Werkstücks wird eine Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine aktiviert, die einen Warmlauf ausführt, bei dem ein Hauptwellen-Drehantriebsmittel und Achsenantriebsmittel in Gang gesetzt werden. Die Größe der Verschiebung durch die Wärme, die nach dem Starten des Warmlaufs erzeugt wird und sich zeitabhängig ändert, wird in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet. Abhängig von der thermischen Verschiebungsgröße wird entschieden, ob der Warmlauf zu beenden ist. Abhängig von der thermischen Verschiebungsgröße wird auch entschieden, ob der Warmlauf nach dem Ende des Warmlaufs erneut zu beginnen ist. Wird ein Warmlauf-Neustart festgelegt, so wird erneut mit dem Warmlauf begonnen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Aufwärm-Regelvorrichtung für eine Werkzeugmaschine.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die Hauptwelle einer Werkzeugmaschine wird von einem rotierenden Antriebsmittel in Drehung versetzt, beispielsweise einem Motor. Man weiß, dass ein Bearbeitungswerkzeug, das an der Spitze der Hauptwelle angeordnet ist, durch die Wärme verschoben wird, die das rotierende Antriebsmittel selbst erzeugt, oder durch Wärme, die in den Hauptwellenlagern erzeugt wird. Hierdurch entstehen Fehler. Tritt eine thermische Verschiebung in einem Sockel der Werkzeugmaschine auf, etwa durch die Wärme, die von Antriebsmitteln erzeugt wird, beispielsweise einem Motor, der für den Achsenvorschub verwendet wird, durch den die gegenseitigen Positionen von Werkstück und Werkzeug verändert werden, oder durch Änderungen der Temperatur in der Umgebung, in der die Werkzeugmaschine aufgestellt ist, und durch die Wärme, die beim Antreiben der genannten Hauptwelle erzeugt wird, so verschieben sich die gegenseitigen Positionen von Werkstück und Werkzeug, und es entstehen Bearbeitungsabweichungen.
Zum Lösen dieser Probleme ist ein Verfahren bekannt, dass ”Warmlauf” heißt. Ein Warmlauf ist ein Betriebsverfahren, bei dem insbesondere wegen der Einwirkung der thermischen Verschiebung der Hauptwelle, die durch ihre Drehung verursacht wird, die Hauptwelle im Leerlauf betrieben wird, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhalten. Nachdem die thermische Verschiebung der Hauptwelle stabil geworden ist, wird ein Werkstück bearbeitet. Der Leerlaufbetrieb zum Erzielen einer stabilen Bearbeitungsgenauigkeit wird so lange ausgeführt, bis sich die thermische Verschiebung in der Werkzeugmaschine stabilisiert hat. Die nötige Dauer des Leerlaufbetriebs wird jedoch durch die Erfahrung oder die Intuition einer erfahrenen Bedienperson festgelegt. Ob dadurch die thermische Verschiebung definitiv stabilisiert ist, bleibt jedoch ungewiss. Zudem kann ein solcher Warmlauf eine unnötig lange Zeit erfordern.
In der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-113138 ist beispielsweise ein Verfahren offenbart, bei dem kontinuierlich die Position der Spitze eines Werkzeugs mit einer Messvorrichtung gemessen wird, beispielsweise einem Laserinterferometer. Die Größe der thermischen Verschiebung der Position der Werkzeugspitze wird aus dem Messergebnis berechnet, und der Warmlauf wird abhängig von der berechneten thermischen Verschiebungsgröße beendet.
In der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-113138 ist jedoch nur beschrieben, dass das Beenden des Warmlaufs einfach darin besteht, den Warmlaufbetrieb schlicht einzustellen oder die Bearbeitung automatisch zu beginnen. Wird der Warmlaufbetrieb einfach eingestellt, so muss der Bearbeitungsanfangspunkt auf dem Werkzeug, bei dem die Bearbeitung beginnt, von Hand zurückgesetzt werden. Wird eine Bedienperson durch eine andere Arbeit abgelenkt und überlässt sie die Werkzeugmaschine nach dem Ende des Warmlaufs sich selbst, so muss der Warmlauf erneut ausgeführt werden. Dies ist nicht sehr effizient. Es ist nicht besonders problematisch, mit der Bearbeitung automatisch zu beginnen. Das automatische Zurücksetzen des Bearbeitungsanfangspunkts erfordert jedoch eine Messvorrichtung, die das Werkzeug mit einer numerischen Steuerung kontrollieren kann. Es sind jedoch nicht alle Werkzeugmaschinen mit einer solchen Messvorrichtung ausgestattet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde hinsichtlich der beschriebenen Schwierigkeiten der herkömmlichen Vorgehensweisen erdacht. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, einen automatischen Neustart eines Warmlaufs zu steuern, nachdem ein Warmlauf beendet ist, und zwar auch dann, wenn eine Bedienperson den Warmlauf einfach beendet und sich dann unzulässigerweise von der Werkzeugmaschine entfernt, und die in der Lage ist, einen überflüssigen erneuten Warmlauf der Werkzeugmaschine zu verhindern, ohne die thermische Verschiebung einzubeziehen, die verursacht wird, wenn die Werkzeugmaschine abkühlt.
Eine Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine der Erfindung führt vor dem Bearbeiten eines Werkstücks einen Warmlauf durch, indem sie ein Hauptwellen-Antriebsmittel, das die Hauptwelle der Werkzeugmaschine dreht, und Achsen-Antriebsmittel, die jeweils das Werkstück und das Werkzeug gegeneinander bewegen, betreibt. Die Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine umfasst:
einen Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße, der eine thermische Verschiebungsgröße bestimmt, die durch Wärme verursacht wird, die beim Beginnen oder Beenden des Warmlaufs der Werkzeugmaschine erzeugt oder freigesetzt wird und sich abhängig von der Zeit ändert;
eine Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße, die die thermische Verschiebungsgröße speichert, die der Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet;
einen Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende, der abhängig von der thermischen Verschiebungsgröße entscheidet, den Warmlauf zu beenden;
einen Warmlauf-Beendigungsabschnitt, der den Warmlauf beendet, wenn der Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende entscheidet, den Warmlauf zu beenden;
einen Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart, der entscheidet, einen Warmlauf nach dem Ende des Warmlaufs erneut zu starten, und zwar abhängig von der thermischen Verschiebungsgröße; und
einen Warmlauf-Neustartabschnitt, der den Warmlauf erneut startet, wenn der Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart entscheidet, den Warmlauf erneut zu starten.
In einem Fall, in dem eine Bedienperson von einer anderen Arbeit abgelenkt wird und sich nach dem Ende des Warmlaufs unzulässigerweise von der Werkzeugmaschine entfernt, beseitigt die Erfindung die Wartezeit, die entsteht, wenn der Warmlauf neu gestartet wird, indem sie eine Steuerung für den automatischen Neustart des Warmlaufs ausführt. Da man zudem den Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende, den Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart und den Warmlauf-Beendigungsabschnitt abhängig davon wählen kann, wie die Werkzeugmaschine eingesetzt wird, kann sich die Erfindung an verschiedene Umgebungen anpassen, in denen Anwender Werkzeugmaschinen einsetzen.
Die Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße kann eine Zeit speichern, an der die thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode von dem Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße berechnet wird. Der Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart kann aus der Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße die thermische Verschiebungsgröße abrufen, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet wird, und zwar zurück bis zu einer Zeit, die für eine voreingestellte Zeitperiode zurückverfolgt wird, eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in den abgerufenen thermischen Verschiebungsgrößen berechnen, und den Warmlauf neu starten, falls die Differenz größer ist als ein vorab eingestellter zulässiger Wert.
Um den Neustart des Warmlaufs festzulegen, wird gemäß dieser Ausführungsform die größte Differenz zwischen den thermischen Verschiebungsgrößen verwendet, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode innerhalb eines gewissen Zeitbereichs berechnet werden. Damit kann genau festgestellt werden, ob die Stabilität der thermischen Verschiebung, die als Grundlage zum Feststellen des Warmlauf-Neustarts dient, verletzt ist oder nicht. Zusätzlich kann sich die Erfindung an verschiedene Umgebungen anpassen, in denen Anwender Werkzeugmaschinen einsetzen, indem eine Zeitspanne (T) und der zulässige Wert (PmA) verändert werden, beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” definiert werden, die für die Feststellung verwendet werden.
Der Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart kann den Warmlauf erneut starten, falls eine vom Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße berechnete aktuelle thermische Verschiebungsgröße kleiner ist als eine vorab eingestellte zulässige thermische Verschiebungsgröße.
In dieser Ausführungsform wird zum Feststellen, ob ein Warmlauf-Neustart erfolgt, eine zulässige thermische Verschiebungsgröße (PmB) verwendet, bei der es sich um einen frei einstellbaren festen Wert handelt. Damit kann der Wert der thermischen Verschiebung, der der Erfahrung oder Intuition der Bedienperson entspricht, in die Steuerung des Warmlauf-Neustarts eingehen.
Die Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße kann eine Zeit speichern, in der der Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße die thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet. Der Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende kann aus der Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße die thermische Verschiebungsgröße abrufen, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet wird, und zwar zurück bis zu einer Zeit, die mit einer vorab eingestellten Zeitperiode zurückverfolgt wird. Sie kann zudem eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert aus den abgerufenen thermischen Verschiebungsgrößen berechnen, und den Warmlauf beenden, falls die Differenz geringer ist als ein vorab eingestellter zulässiger Wert.
Um gemäß dieser Ausführungsform eine ”Feststellung über das Beenden des Warmlaufs” zu treffen, wird die größte Differenz zwischen den thermischen Verschiebungsgrößen verwendet, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode innerhalb eines gewissen Zeitbereichs berechnet werden. Damit kann präzise festgestellt werden, ob die Stabilität der thermischen Verschiebung, die als Grundlage zum Festlegen des Warmlauf-Neustarts dient, verletzt ist oder nicht. Zusätzlich kann sich die Erfindung an verschiedene Umgebungen anpassen, in denen Anwender Werkzeugmaschinen einsetzen, indem eine Zeitspanne (T) und der zulässige Wert (PmA) verändert werden, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” definiert werden, die für die Feststellung verwendet werden.
Der Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende kann den Warmlauf beenden, falls eine vom dem Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße berechnete aktuelle thermische Verschiebungsgröße größer ist als eine vorher eingestellte zulässige thermische Verschiebungsgröße.
Um gemäß dieser Ausführungsform eine ”Feststellung über das Beenden des Warmlaufs” zu treffen, kann die zulässige thermische Verschiebungsgröße (PmB), bei der es sich um einen frei einstellbaren festen Wert handelt, verwendet werden. Damit kann der Wert der thermischen Verschiebung, der der Erfahrung oder Intuition der Bedienperson entspricht, in die Steuerung des Warmlauf-Neustarts eingehen.
Die Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine kann zudem einen Warmlaufende-Berichtsabschnitt aufweisen, der eine Meldung sendet, dass der Warmlauf beendet ist, wenn der Warmlauf-Beendigungsabschnitt den Warmlauf beendet.
Gemäß dieser Ausführungsform kann ein Bearbeitungsbetrieb vorgenommen werden, ohne eine unnötige Wartezeit zu erzeugen, indem einer Bedienperson das Ende des Warmlaufs exakt gemeldet wird. Zudem kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass die Bedienperson die Werkzeugmaschine nach dem Ende des Warmlaufs verlässt.
Die Erfindung kann eine Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine bereitstellen, die in der Lage ist, einen automatischen Neustart eines Warmlaufs zu steuern, nachdem ein Warmlauf beendet ist, und zwar auch dann, wenn eine Bedienperson den Warmlauf einfach beendet und sich dann unzulässigerweise von der Werkzeugmaschine entfernt, und die in der Lage ist, einen überflüssigen erneuten Warmlauf der Werkzeugmaschine zu verhindern, ohne die thermische Verschiebung einzubeziehen, die verursacht wird, wenn die Werkzeugmaschine abkühlt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beschriebenen Aufgaben und Eigenschaften der Erfindung und weitere Aufgaben und Eigenschaften gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnungen hervor.
Es zeigt:
1 eine Skizze mit einem Beispiel für eine Werkzeugmaschine;
2 ein Blockdiagramm der wesentlichen Teile einer numerischen Steuerung, die die Werkzeugmaschine in 1 steuert;
3A und 3B Flussdiagramme der ersten Ausführungsform einer Prozedur vom Start des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs, die die numerische Steuerung in 2 ausführt;
4 ein Flussdiagramm der zweiten Ausführungsform der Prozedur vom Start des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs;
5A bis 5C Flussdiagramme einer ersten Ausführungsform einer Prozedur vom Ende des Warmlaufs zu einem Neustart des Warmlaufs;
6 Flussdiagramme einer zweiten Ausführungsform der Prozedur vom Ende des Warmlaufs zu einem Neustart des Warmlaufs;
7 ein Flussdiagramm für die Berechnung einer thermischen Verschiebungsgröße, die vorgenommen wird, wenn der Warmlaufmodus eingeschaltet ist; und
8 ein Diagramm, das die Punkte zum ”Einstellen der Betriebsbedingungen” erläutert.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Anhand von 1 wird nun eine vertikale Säulenbohrmaschine als Beispiel für eine Werkzeugmaschine beschrieben.
Das Bezugszeichen 62 bezeichnet einen Wellenmotor, 52 einen Z-Achsen-Servomotor, der als vertikale Vorschubwelle dient, 10 eine numerische Steuerung (CNC), die die vertikale Säulenbohrmaschine steuert, T einen Tisch, 64 eine Hauptwelle und 65 ein Werkzeug, das an der Hauptwelle 64 angebracht ist. Der Tisch T wird in Richtung der X-Achse und der Y-Achse bewegt, die in einer Richtung senkrecht zur Z-Achse jeweils senkrecht zueinander verlaufen, und zwar von X-Achsen- und Y-Achsen-Servomotoren (nicht dargestellt). Der Aufbau der vertikalen Säulenbohrmaschine 1 unterscheidet sich nicht von herkömmlichen Säulenbohrmaschinen. Sie wird daher nicht ausführlich erklärt. In dieser vertikalen Säulenbohrmaschine wird durch einen Leerlauf des Wellenmotors 62 ein Warmlauf vorgenommen. Dadurch lässt sich die Bearbeitungsgenauigkeit der vertikalen Säulenbohrmaschine stabilisieren.
Die von der Hauptwelle erzeugte Wärme und die Größe der thermischen Verschiebung, die durch die Drehung des Wellenmotors 62 verursacht wird, kann mit Hilfe des Warmlaufs berechnet werden. Die thermische Verschiebungsgröße beim Warmlauf kann beispielsweise berechnet werden, indem man vorab eine Berechnungsformel gewinnt, die die thermische Verschiebungsgröße abhängig von der Drehzahl der Hauptwelle und der Last des Hauptwellenmotors liefert. Man beachte, dass das Verfahren, das beispielsweise in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-18677 offenbart ist, als Verfahren zum Berechnen der thermischen Verschiebungsgröße einer Werkzeugmaschine bekannt ist. Das Verfahren zum Berechnen der thermischen Verschiebungsgröße in dieser Erfindung ist jedoch nicht auf dieses bekannte Verfahren eingeschränkt.
Wesentliche Teile der numerischen Steuerung 10 (Controller) in 1 werden nun mit Hilfe eines Funktionsblockdiagramms in 2 beschrieben.
Ein Prozessor (CPU) 11 des numerischen Controllers 10 steuert den gesamten numerischen Controller 10. Der Prozessor 11 liest ein Systemprogramm, das in einem ROM 12 gespeichert ist, über einen Bus 21, und kontrolliert den numerischen Controller 10 insgesamt entsprechend dem Systemprogramm. Temporäre Berechnungsdaten, Anzeigedaten und verschiedenen Daten, die eine Bedienperson über eine LCD/MDI-Einheit 70 eingibt, werden in einem RAM 13 abgelegt.
Ein SRAM 14 ist als nicht flüchtiger Speicher ausgelegt, der von einer Batterie (nicht dargestellt) gestützt wird, damit er seine Information auch dann halten kann, wenn die Stromversorgung des numerischen Controllers 10 ausgeschaltet ist. Im SRAM 14 ist ein Programm zum Messen einer Anfangsposition, ein Programm zum Kompensieren der thermischen Verschiebung der Werkzeugmaschine, ein Bearbeitungsprogramm (wird später beschrieben), das über eine Schnittstelle 15 gelesen wird, und ein Bearbeitungsprogramm, das über die LCD/MDI-Einheit 70 eingegeben wird, gespeichert. Zudem sind im ROM 12 bereits verschiedene Systemprogramme geladen, die dem Implementieren der Editiermodusverarbeitung dienen und für das Erzeugen und Editieren des Bearbeitungsprogramms nötig sind, sowie eine Prozedur für den automatischen Betrieb der Werkzeugmaschine.
Die Schnittstelle 15 ist eine Schnittstelle für den Anschluss von externen Geräten an den numerischen Controller 10. Eine externe Vorrichtung 72, beispielsweise eine externe Speichereinheit, ist an den numerischen Controller 10 angeschlossen. Von der externen Vorrichtung 72 werden ein Bearbeitungsprogramm, ein Messprogramm für die thermische Verschiebung usw. gelesen. Ein programmierbarer Maschinencontroller 16 (PMC) kontrolliert Hilfsvorrichtungen oder ähnliche Geräte der Werkzeugmaschine mit Hilfe von Folgeprogrammen, die sich im numerischen Controller 10 befinden. Anders formuliert konvertieren die Folgeprogramme Signale, die von den Hilfsvorrichtungen benötigt werden, gemäß der M-, S- und T-Funktionen, die durch das Bearbeitungsprogramm angewiesen sind, und geben die Ergebnissignale über eine I/O-Einheit 17 an die Hilfsvorrichtungen aus. Durch die Ausgangssignale werden die Hilfsvorrichtungen, z. B. diverse Stellglieder, in Gang gesetzt. Der PMC 16 empfängt auch Signale von diversen Schaltern einer Steuertafel, die auf dem Hauptkörper der Werkzeugmaschine angeordnet ist, und nimmt die nötigen Verarbeitungen dieser Signale vor und gibt sie an den Prozessor 11.
Aktuelle Positionen einer jeden Achse der Werkzeugmaschine, Alarme, Parameter und Bildsignale, beispielsweise Bilddaten, werden an die LCD/MDI-Einheit 70 geliefert und auf einer Anzeige der LCD/MDI-Einheit 70 dargestellt. Die LCD/MDI-Einheit 70 ist eine manuelle Dateneingabevorrichtung, die eine Anzeige, eine Tastatur usw. umfasst. Eine Schnittstelle 18 empfängt Daten von der Tastatur der LCD/MDI-Einheit 70 und liefert die Daten an den Prozessor 11.
Eine Schnittstelle 19 ist mit einem manuellen Impulsgenerator 71 verbunden. Der manuelle Impulsgenerator 71 ist auf der Steuertafel der Werkzeugmaschine angebracht und wird dazu verwendet, einen beweglichen Teil der Werkzeugmaschine präzise zu positionieren, indem man die jeweiligen Achsen mit einem Verteilungsimpuls steuert, der von Hand eingegeben wird.
X- und Y-Achsen-Steuerschaltungen 30 und 31 zum Bewegen des Tischs T der Werkzeugmaschine und eine Steuerschaltung 32 für die Z-Achse empfangen Bewegungsbefehle für die Achsen (X-, Y- und Z-Achse) vom Prozessor 11 und geben die Befehle an die jeweiligen Servoverstärker 40 bis 42 aus. Als Reaktion auf diese Befehle steuern die Servoverstärker 40 bis 42 die Servomotoren 50 bis 52 der Achsen (X-, Y- und Z-Achse) der Werkzeugmaschine an. In den Servomotoren 50 bis 52 für die jeweiligen Achsen sind Geber für die Positionserfassung enthalten. Die Positionssignale dieser Geber werden als Impulsfolgen auf den numerischen Controller 10 zurückgeführt.
Eine Wellensteuerschaltung 60 empfängt einen Hauptwellen-Drehbefehl, der an die Werkzeugmaschine zu senden ist, und gibt ein Wellendrehzahlsignal an einen Wellenverstärker 61 aus. Als Reaktion auf das Wellendrehzahlsignal dreht der Wellenverstärker 61 den Wellenmotor 62 der Werkzeugmaschine mit einer befohlenen Drehzahl und treibt damit das Werkzeug an.
Ein Positionsdetektor 63 ist über ein Zahnrad, einen Riemen oder ein ähnliches Teil mit dem Wellenmotor 62 verbunden. Der Positionsdetektor 63 gibt synchron zur Drehung der Hauptwelle einen Rückführimpuls aus. Der Prozessor 11 liest den Rückführimpuls über eine Schnittstelle 20. Eine Taktschaltung 65 ist ein Zeitgeber, der so eingestellt ist, dass er mit einer aktuellen Zeit synchronisiert.
Das Steuern eines Warmlaufs, das der numerische Controller 10 ausführt, wird im Weiteren beschrieben. Der numerische Controller 10 arbeitet als Warmlauf-Steuervorrichtung der Erfindung.
<1> Vom Start eines Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs (Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 4)
Im Weiteren werden die erste Ausführungsform einer Prozedur vom Start eines Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs (3A und 3B) und die zweite Ausführungsform der Prozedur (4) ausführlich beschrieben.
Die Information, die zum Steuern des Warmlaufs erforderlich ist, wird dem ”Einstellen der Betriebsbedingungen” unterzogen. Das ”Einstellen der Betriebsbedingungen” wird, siehe 8, wie folgt vorgenommen:

1) Wähle eine Bedingung zum Beenden (Neustart) des Warmlaufs (110)
1-1) Bestimmen einer Bedingung zum Beenden (Neustart) des Warmlaufs abhängig von einer Differenz zwischen einem Maximalwert (D_max) und einem Minimalwert (D_min) der thermischen Verschiebungsgrößen (112), – Einstellen einer Zeitperiode (T) und eines zulässigen Werts (PmA), die zum Feststellen verwendet werden, ob der Warmlauf beendet (erneut gestartet) wird (114),
1-2) Bestimmen der Bedingung zum Beenden (Neustart) des Warmlaufs abhängig von einer aktuellen thermischen Verschiebungsgröße (D_n) (116), – Einstellen einer zulässigen thermischen Verschiebungsgröße (PmB), die zum Feststellen verwendet wird, ob der Warmlauf beendet (erneut gestartet) wird (118),
2) Wählen einer Operation, die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführen ist (120),
2-1) Einstellungen für die automatische Bearbeitung (122), – Einstellungen eines Messprogramms, das zum Zurücksetzen eines Bearbeitungsanfangspunkts verwendet wird, und Einstellungen des Bearbeitungsprogramms zum Bearbeiten des Werkstücks (124),
2-2) Einstellungen zum einfachen Beenden des Warmlaufs (126), – Einstellungen zum Erkennen, ob die Bedienperson durch einen Summer oder ein anderes hör- oder sichtbares Mittel aufmerksam gemacht werden muss (128), • Auswählen ob der Warmlauf erneut durchgeführt wird (130) – Einstellungen zum erneuten Ausführen des Warmlaufs (132), – Einstellungen damit der Warmlauf nicht erneut durchgeführt wird (134).

Nach dem manuellen Start des Warmlaufs ist nicht festgelegt, ob ein Warmlaufmodus eingeschaltet ist oder nicht. Ist der Warmlaufmodus eingeschaltet, wird eine ”Feststellung ob der Warmlauf zu beenden ist” vorgenommen. Ist dagegen der Warmlaufmodus nicht eingeschaltet, so erfolgt keine Warmlaufsteuerung. Anders gesagt wird der Warmlauf daher manuell beendet.
Ist der Warmlaufmodus eingeschaltet, so wird die thermische Verschiebungsgröße in der Prozedur berechnet, die im Flussdiagramm in 7 dargestellt ist. Die thermischen Verschiebungsgrößen werden kontinuierlich berechnet, solange der Warmlaufmodus nicht ausgeschaltet wird. Die Berechnungsergebnisse und Daten über die Berechnungszeiten werden in jeder ersten vorbestimmten Zeitperiode (T₁) im Speicher gesichert. Zum Berechnen der thermischen Verschiebungsgrößen wird das Verfahren verwendet, das beispielsweise in der veröffentlichten j apanischen Patentanmeldung Nr. 2002-18677 offenbart ist.
Ob der Warmlauf zu beenden ist, kann wie folgt festgestellt werden:

1) durch das Einstellen der Bedingung zum Beenden des Warmlaufs, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt wird, wird jede der thermischen Verschiebungsgrößen, die im Speicher zu jeder ersten vorbestimmten Zeitperiode (T₁) abgelegt sind, zurück bis zu einer Zeit, die mit einer Zeitperiode (T) verfolgt wird, aus dem Speicher zurückgerufen. Die Zeitperiode (T) wird beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt. Nun wird festgestellt, ob die Differenz zwischen dem Maximalwert (D_max) und dem Minimalwert (D_min) der thermischen Verschiebungsgrößen kleiner ist als der zulässige Wert (PmA), der beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt wird (siehe 3A und 3B); oder
2) es wird festgestellt, ob die aktuelle thermische Verschiebungsgröße (D_n) größer ist als die zulässige thermische Verschiebungsgröße (PmB), die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt wird (siehe 4), und zwar abhängig von der Bedingung zum Beenden des Warmlaufs, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt wird.

Wird die ”Feststellung ob der Warmlauf zu beenden ist” vorgenommen, kann in jeder vorbestimmten Zeitperiode eine frühere thermische Verschiebungsgröße mit einer aktuellen thermischen Verschiebungsgröße verglichen werden. Dann wird geprüft, ob das Vergleichsergebnis (die Differenz zwischen den beiden Größen) kleinergleich dem zulässigen Wert ist. In diesem Fall kann nur festgestellt werden, ob die thermische Verschiebungsgröße stabil ist, und zwar abhängig nur von der Differenz zwischen den zwei aufeinander folgenden Verschiebungsgrößen, die in jeder vorbestimmten Periode erfasst werden. Dem Ergebnis einer solchen Feststellung mangelt es an Glaubwürdigkeit. Beispielsweise kann der Wert der vorhergehenden thermischen Verschiebungsgröße gleich der aktuellen thermischen Verschiebungsgröße sein, wenn die Messvorrichtung, die die thermischen Verschiebungsgrößen misst, eine fehlerhafte Erfassung vornimmt. In diesem Fall könnte festgestellt werden, dass die thermische Verschiebungsgröße stabil ist, obwohl die thermische Verschiebungsgröße nicht die normale Stabilität aufweist.
In der Ausführungsform, in der nur die aktuelle thermische Verschiebungsgröße als Grundlage für die Feststellung dient, siehe 4, erfolgt die Feststellung nur abhängig von einer thermischen Verschiebungsgröße in der chronologischen Reihenfolge der thermischen Verschiebungsgrößen. Diese Ausführungsform ist weniger zuverlässig als das Treffen der Entscheidung abhängig von der Differenz zwischen zwei thermischen Verschiebungsgrößen. Da jedoch der zulässige Wert, der als Grundlage der Entscheidung dient, nicht die Differenz zwischen zwei thermischen Verschiebungsgrößen ist, sondern der Betrag einer thermischen Verschiebungsgröße, kann das Können der Bedienperson vergrößert werden.
Die Feststellungsausführungsform in 3A und 3B bezeichnet einen gewissen Zeitbereich in der chronologischen Reihenfolge der thermischen Verschiebungsgrößen, berechnet den Maximalwert und den Minimalwert aller in dem Bereich aufgezeichneten thermischen Verschiebungsgrößen und stellt fest, ob die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert kleinergleich dem zulässigen Wert ist. Durch das Festlegen eines großen Zeitbereichs zum Erfassen der Daten der thermischen Verschiebungsgrößen können also sehr zahlreiche thermische Verschiebungsgrößen als Entscheidungsgrundlage verwendet werden. Folglich ist die Entscheidungsgenauigkeit dieser Ausführungsform höher als die Genauigkeit der oben genannten beiden Ausführungsformen. Bei der in 3A und 3B gezeigten Ausführungsform wird die Zeitperiode (T), die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt wird, auf den gleichen Wert eingestellt wie die erste vorbestimmte Zeitperiode (T₁), in der die thermischen Verschiebungsgrößen gespeichert werden (in 3A wird im Schritt SA06 gezeigt (wird später beschrieben), dass die Anzahl der Abrufe der thermischen Verschiebungsgrößen K (= T/T₁) 1 ist), wodurch man die gleichen Ergebnisse erzielt wie in der Ausführungsform, in der die vorhergehende thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode mit der aktuellen thermischen Verschiebungsgröße verglichen wird.
Wird in der ”Feststellung ob der Warmlauf zu beenden ist” festgestellt, dass der Warmlauf fortgeführt wird, so wird die ”Feststellung ob der Warmlauf zu beenden ist” in jeder zweiten vorbestimmten Zeitperiode (T₂) wiederholt ausgeführt. Wird in der ”Feststellung ob der Warmlauf zu beenden ist” festgestellt, dass der Warmlauf beendet wird, so wird der Warmlauf beendet, und die dem Warmlauf folgende Operation wird ausgeführt.
<2> Vom Ende des Warmlaufs zu einem Neustart des Warmlaufs (Fig. 5A bis Fig. 5C, Fig. 6)
Im Weiteren werden die erste Ausführungsform einer Prozedur vom Ende des Warmlaufs zu einem Neustart des Warmlaufs (5A bis 5C) und die zweite Ausführungsform der Prozedur (6) ausführlich beschrieben.
Der Bedienperson wird das Ende des Warmlaufs durch ein hör- oder sichtbares Mittel gemeldet, etwa einen Summer, und zwar durch das Wählen einer Operation, die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführen ist. Die Wahl erfolgt beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen”. Abhängig von der gewählten Operation, die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführen ist, kann der Warmlaufmodus automatisch abgeschaltet werden, und der Bearbeitungsanfangspunkt kann zurückgesetzt werden und die eigentliche Bearbeitung kann begonnen werden, indem das Messprogramm und das Bearbeitungsprogramm verwendet werden, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt werden. Wenn gewählt wird, die Bedienperson durch das hör- oder sichtbare Mittel, etwa einen Summer, aufmerksam zu machen, wird festgestellt, ob der Warmlauf erneut auszuführen ist.
Wird gewählt, den Warmlauf abhängig von den beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegten Bedingungen erneut auszuführen, um zu wählen, ob der Warmlauf erneut vorgenommen wird, so wird durch das Einstellen von Bedingungen für den Warmlauf-Neustart festgelegt, ob der Warmlauf erneut ausgeführt wird, wobei die Bedingungen beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt werden.
Im Weiteren werden zwei Ausführungsformen beschrieben, die feststellen, ob der Warmlauf neu gestartet wird.

1) Abhängig von den Warmlauf-Neustartbedingungen, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt werden, wird jede thermische Verschiebungsgröße, die in jeder vorbestimmten ersten Zeitperiode (T₁) gespeichert wird, und zwar zurück bis zu einer Zeit, die mit der Zeitperiode (T) zurückverfolgt wird, aus dem Speicher abgerufen, wobei die Zeitperiode (T) beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird. Nun wird geprüft, ob der Warmlauf erneut gestartet wird, und zwar abhängig davon ob die Differenz zwischen dem Maximalwert (D_max) und dem Minimalwert (D_min) der thermischen Verschiebungsgrößen größer ist als der zulässige Wert (PmA), der beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird (siehe 5A bis 5C).
2) Abhängig von den Warmlauf-Neustartbedingungen, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgelegt werden, kann festgelegt werden, ob ein Neustart des Warmlaufs erfolgt, und zwar abhängig davon ob die aktuelle thermische Verschiebungsgröße (D_n) kleiner ist als die zulässige thermische Verschiebungsgröße (PmB), die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird (siehe 6).

Die Ausführungsform in 5A bis 5C (oben unter 1) beschrieben) zum Feststellen, ob der Warmlauf erneut begonnen wird, kann eine höhere Entscheidungsgenauigkeit erzielen als die Ausführungsform in 6 (oben unter 2) beschrieben), und eine höhere Entscheidungsgenauigkeit als in der Ausführungsform, in der die vorhergehende thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode mit der aktuellen thermischen Verschiebungsgröße verglichen wird.
In der Ausführungsform in 5A bis 5C wird die Zeitperiode (T), die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird, auf den gleichen Wert eingestellt wie die erste vorbestimmte Zeitperiode (T₁), in der die thermische Verschiebungsgröße abgespeichert wird. Dadurch erzielt man die gleichen Ergebnisse wie in der Ausführungsform, in der die frühere thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode mit der aktuellen thermischen Verschiebungsgröße verglichen wird. Wird in der Feststellung zum Neustart des Warmlaufs entschieden, dass mit dem Warmlauf nicht erneut begonnen wird, so wird die Feststellung zum Neustart des Warmlaufs in jeder vorbestimmten zweiten Zeitperiode (T₂) wiederholt. Wird in der Feststellung zum Neustart des Warmlaufs entschieden, dass mit dem Warmlauf erneut begonnen wird, so wird der Warmlauf automatisch in Gang gesetzt, und die beschriebene ”Feststellung ob der Warmlauf zu beenden ist” wird ausgeführt.
Es werden nun die Schritte im Flussdiagramm in 3A bis 7 beschrieben. Zum Steuern des Warmlaufs wird entweder vorab oder durch den Schritt SA01 (3A) und Schritt SB01 (4) festgelegt, ob die erste Ausführungsform (3A und 3B) und die zweite Ausführungsform (4) von <1> ausgeführt wird, die den Ablauf zwischen dem Beginn eines Warmlaufs und dem Ende des Warmlaufs beschreibt, oder die erste Ausführungsform (5A bis 5C) und die zweite Ausführungsform (6) von <2>, die den Ablauf zwischen dem Ende des Warmlaufs und einem Warmlauf-Neustart beschreibt.
Die erste Ausführungsform der Prozedur vom Beginn eines Warmlaufs bis zum Ende des Warmlaufs wird anhand der Flussdiagramme in 3A und 3B beschrieben. Jeder Schritt dieser Flussdiagramme wird im Weiteren erklärt.
[Schritt SA01] Die Warmlauf-Betriebsbedingungen werden festgelegt. Anders formuliert werden die im Speicher abgelegten Betriebsbedingungen in einer Weise gelesen, die in 8 dargestellt ist.
[Schritt SA02] Ein Warmlauf wird gestartet.
[Schritt SA03] Es wird festgestellt, ob der Warmlaufmodus eingeschaltet ist. Ist der Warmlaufmodus eingeschaltet, so geht die Prozedur zum Schritt SA04 über. Ist der Warmlaufmodus nicht eingeschaltet, so wird dieser Schritt (Feststellung) fortgesetzt, bis der Warmlaufmodus eingeschaltet ist. Ist der Warmlaufmodus ausgeschaltet, so kann der Warmlauf zu einer geeigneten Zeit von Hand beendet werden, ohne dass eine Warmlaufsteuerung erfolgt.
[Schritt SA04] Die Variable K₀ = 0, die Variable D_max = aktuelle thermische Verschiebungsgröße, und die Variable D_min = aktuelle thermische Verschiebungsgröße werden eingestellt und im Speicher hinterlegt.
[Schritt SA05] Die Zeitperiode (T), die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird (8), wird aus dem Speicher abgerufen.
[Schritt SA06] Die Häufigkeit, mit der die thermischen Verschiebungsgrößen abgerufen werden (K = T/T₁), wird berechnet. In diesem Fall ist der Wert T₁ die ”erste vorbestimmte Zeitperiode”, die in der Prozedur in dem Flussdiagramm in 7 verwendet wird.
[Schritt SA07] Es wird festgestellt, ob die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe größer ist als die in der Variablen D_max abgelegte thermische Verschiebungsgröße. Ist die thermische Verschiebungsgröße größer als die gespeicherte thermische Verschiebungsgröße (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SA08 über. Ist die thermische Verschiebungsgröße nicht größer als die gespeicherte thermische Verschiebungsgröße (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SA09 über.
[Schritt SA08] Der Wert der Variablen D_max wird auf die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe gesetzt. Anders formuliert wird K₀ = K₀ + 1 eingestellt.
[Schritt SA09] Die Variable K₀ wird aktualisiert. Anders formuliert wird K₀ = K₀ + 1 gesetzt.
[Schritt SA10] Es wird geprüft, ob die Variable K₀ gleich K ist. Ist die Variable K₀ gleich K (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SA11 über. Ist die Variable K₀ ungleich K (NEIN), so kehrt die Prozedur zum Schritt SA07 zurück.
[Schritt SA11] Die Variable K₀ wird gleich 0 gesetzt.
[Schritt SA12] Es wird festgestellt, ob die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe kleiner ist als die in der Variablen D_min abgelegte thermische Verschiebungsgröße. Ist die thermische Verschiebungsgröße kleiner als die abgespeicherte thermische Verschiebungsgröße (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SA13 über. Ist die thermische Verschiebungsgröße nicht kleiner als die abgespeicherte thermische Verschiebungsgröße (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SA14 über.
[Schritt SA13] Der Wert der Variablen D_min wird auf die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe gesetzt.
[Schritt SA14] Die Variable K₀ wird aktualisiert. Anders formuliert wird K₀ = K₀ + 1 gesetzt.
[Schritt SA15] Es wird festgestellt, ob die Variable K₀ gleich K ist. Ist die Variable K₀ gleich K (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SA16 über. Ist die Variable K₀ ungleich K (NEIN), so kehrt die Prozedur zum Schritt SA12 zurück.
[Schritt SA16] Es wird festgestellt, ob eine Differenz ΔD zwischen dem Maximalwert D_max und dem Minimalwert D_min der thermischen Verschiebungsgrößen kleinergleich dem zulässigen Wert (PmA) ist, der beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird. Ist die Differenz kleiner oder gleich dem zulässigen Wert (ΔD ≤ PmA, JA), so geht die Prozedur zum Schritt SA17 über. Ist die Differenz größer als der zulässige Wert (ΔD > PmA, NEIN), so wird der Schritt SA19 ausgeführt.
[Schritt SA17] Der Warmlauf ist beendet, und die Prozedur geht zum Schritt SA18 über.
[Schritt SA18] Ob die Ausführungsform der Prozedur vom Neustart des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs als erste Ausführungsform (L1) oder als zweite Ausführungsform (M2) festgesetzt wird, wird gemäß dem ”Einstellen der Betriebsbedingungen” des Warmlaufs entschieden. Man beachte, dass die Betriebsbedingungen für den Warmlauf, die als Grundlage für die Feststellung verwendet werden, ob die Ausführungsform als erste Ausführungsform (L1) oder als zweite Ausführungsform (M2) festgesetzt wird, vorab eingestellt werden oder mit Hilfe des Schritts SA01 festgesetzt werden.
[Schritt SA19] Es wird geprüft, ob die zweite vorbestimmte Zeitperiode (T₂) verstrichen ist. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode verstrichen (JA), so kehrt die Prozedur zum Schritt SA04 zurück. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode nicht abgelaufen (NEIN), so wird auf das Verstreichen der zweiten vorbestimmten Zeitperiode (T₂) gewartet.
Die zweite Ausführungsform der Prozedur vom Beginn des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs wird nun anhand des Flussdiagramms in 4 beschrieben. Jeder Schritt im Flussdiagramm wird im Folgenden erläutert.
[Schritt SB01] Die Warmlauf-Betriebsbedingungen werden festgelegt. Anders ausgedrückt werden die im Speicher abgelegten Betriebsbedingungen in der in 8 dargestellten Weise gelesen.
[Schritt SB02] Ein Warmlauf wird gestartet.
[Schritt SB03] Es wird festgestellt, ob der Warmlaufmodus eingeschaltet ist. Ist der Warmlaufmodus eingeschaltet, so geht die Prozedur zum Schritt SB04 über. Ist der Warmlaufmodus nicht eingeschaltet, so wird dieser Schritt (Feststellung) fortgesetzt, bis der Warmlaufmodus eingeschaltet ist. Ist der Warmlaufmodus ausgeschaltet, so kann der Warmlauf zu einer geeigneten Zeit von Hand beendet werden, ohne dass eine Warmlaufsteuerung erfolgt.
[Schritt SB04] Es wird festgestellt, ob die aktuelle thermische Verschiebungsgröße (D_n) größergleich der zulässigen thermischen Verschiebungsgröße (PmB) ist, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” definiert wurde. Ist die aktuelle thermische Verschiebungsgröße größergleich der zulässigen thermischen Verschiebungsgröße (D_n ≥ PmB, JA), so geht die Prozedur zum Schritt SB05 über. Ist die aktuelle thermische Verschiebungsgröße kleiner als die zulässige thermische Verschiebungsgröße (D_n < PmB, NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SB07 über.
[Schritt SB05] Der Warmlauf ist beendet, und nun wird der Schritt SB06 ausgeführt.
[Schritt SB06] Ob die Ausführungsform der Prozedur vom Neustart des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs als erste Ausführungsform (L1) oder als zweite Ausführungsform (M2) festgesetzt wird, wird gemäß dem ”Einstellen der Betriebsbedingungen” des Warmlaufs entschieden. Man beachte, dass die Betriebsbedingungen für den Warmlauf, die als Grundlage für die Feststellung verwendet werden, ob die Ausführungsform als erste Ausführungsform (L1) oder als zweite Ausführungsform (M2) festgesetzt wird, vorab eingestellt werden oder mit Hilfe des Schritts SB01 festgesetzt werden.
[Schritt SB07] Es wird geprüft, ob die zweite vorbestimmte Zeitperiode (T₂) verstrichen ist. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode verstrichen (JA), so kehrt die Prozedur zum Schritt SB04 zurück. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode nicht abgelaufen (NEIN), so wird auf das Verstreichen der zweiten vorbestimmten Zeitperiode (T₂) gewartet.
Die erste Ausführungsform der Prozedur vom Ende des Warmlaufs zu einem Neustart des Warmlaufs wird nun anhand der Flussdiagramme in 5A bis 5C beschrieben. Jeder Schritt in diesen Flussdiagrammen wird im Folgenden erläutert.
[Schritt SC01] Die Operation, die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführen ist, wird gewählt. Anders gesagt werden im Schritt SA01 oder Schritt SB01 die im Speicher abgelegten Betriebsbedingungen in der in 8 dargestellten Weise gelesen. Die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführende Operation wird entsprechend den gelesenen Betriebsbedingungen gewählt. Ist der beim Bezugszeichen 126 in 8 beschriebene Inhalt eingestellt (der Warmlauf wird einfach beendet), so geht die Prozedur zum Schritt SC04 über. Ist der beim Bezugszeichen 122 beschriebene Inhalt eingestellt (automatisches Ausführen der Bearbeitung), so geht die Prozedur zum Schritt SC02 über.
[Schritt SC02] Der Warmlaufmodus wird abgeschaltet.
[Schritt SC03] Der Bearbeitungsanfangspunkt wird zurückgesetzt und die Bearbeitung wird automatisch begonnen.
[Schritt SC04] Ausgehend von den eingestellten Bearbeitungsbedingungen wird die Bedienperson mit Hilfe der hör- oder sichtbaren Mittel, etwa einen Summer, aufmerksam gemacht, und die Prozedur geht zum Schritt SC05 über. Der Schritt SC05 wird auch dann ausgeführt, wenn das Aufmerksammachen nicht erfolgt.
[Schritt SC05] Es wird festgestellt, ob der Warmlauf erneut ausgeführt wird. Wird der Warmlauf erneut ausgeführt (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC07 über. Wird der Warmlauf nicht ausgeführt (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SC06 über.
[Schritt SC06] Der Warmlaufmodus wird abgeschaltet.
[Schritt SC07] Die Variable K₀ = 0, die Variable D_max = aktuelle thermische Verschiebungsgröße, und die Variable D_min = aktuelle thermische Verschiebungsgröße werden eingestellt und im Speicher hinterlegt.
[Schritt SC08] Die Zeitperiode (T), die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird, wird aus dem Speicher abgerufen.
[Schritt SC09] Die Häufigkeit, mit der die thermischen Verschiebungsgrößen abgerufen werden (K = T/T₁), wird berechnet. In diesem Fall ist der Wert T₁ die ”erste vorbestimmte Zeitperiode”, die in der Prozedur in dem Flussdiagramm in 7 verwendet wird.
[Schritt SC10] Es wird festgestellt, ob die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe größer ist als die in der Variablen D_max abgelegte thermische Verschiebungsgröße. Ist die thermische Verschiebungsgröße größer als die gespeicherte thermische Verschiebungsgröße (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC11 über. Ist die thermische Verschiebungsgröße nicht größer als die gespeicherte thermische Verschiebungsgröße (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SC12 über.
[Schritt SC11] Der Wert der Variablen D_max wird auf die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe gesetzt.
[Schritt SC12] Die Variable K₀ wird aktualisiert. Anders formuliert wird K₀ = K₀ + 1 eingestellt.
[Schritt SC13] Es wird geprüft, ob die Variable K₀ gleich K ist. Ist die Variable K₀ gleich K (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC14 über. Ist die Variable K₀ ungleich K (NEIN), so kehrt die Prozedur zum Schritt SC10 zurück.
[Schritt SC14] Die Variable K₀ wird gleich 0 gesetzt.
[Schritt SC15] Es wird festgestellt, ob die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe kleiner ist als die in der Variablen D_min abgelegte thermische Verschiebungsgröße. Ist die thermische Verschiebungsgröße kleiner als die abgespeicherte thermische Verschiebungsgröße (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC16 über. Ist die thermische Verschiebungsgröße nicht kleiner als die abgespeicherte thermische Verschiebungsgröße (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SC17 über.
[Schritt SC16] Der Wert der Variablen D_min wird auf die (K – K₀)-te thermische Verschiebungsgröße gerechnet von der letzten Größe gesetzt.
[Schritt SC17] Die Variable K₀ wird aktualisiert. Anders formuliert wird K₀ = K₀ + 1 gesetzt.
[Schritt SC18] Es wird festgestellt, ob die Variable K₀ gleich K ist. Ist die Variable K₀ gleich K (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC19 über. Ist die Variable K₀ ungleich K (NEIN), so kehrt die Prozedur zum Schritt SC15 zurück.
[Schritt SC19] Es wird festgestellt, ob eine Differenz ΔD zwischen dem Maximalwert D_max und dem Minimalwert D_min der thermischen Verschiebungsgrößen größergleich dem zulässigen Wert (PmA) ist, der beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” festgesetzt wird. Ist die Differenz größer oder gleich dem zulässigen Wert (ΔD ≥ PmA, JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC20 über. Ist die Differenz kleiner als der zulässige Wert (ΔD < PmA, NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SC22 über.
[Schritt SC20] Der Warmlauf wird begonnen, und die Prozedur geht zum Schritt SC21 über.
[Schritt SC21] Ob die Ausführungsform der Prozedur vom Start des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs als erste Ausführungsform (J2) oder als zweite Ausführungsform (N2) festgesetzt wird, wird gemäß dem ”Einstellen der Betriebsbedingungen” des Warmlaufs entschieden. Man beachte, dass die Betriebsbedingungen für den Warmlauf, die als Grundlage für die Feststellung verwendet werden, ob die Ausführungsform als erste Ausführungsform (J2) oder als zweite Ausführungsform (N2) festgesetzt wird, vorab eingestellt werden oder mit Hilfe des Schritts SA01 festgesetzt werden, der im Flussdiagramm in 3A dargestellt ist, oder mit Hilfe des Schritts SB01, der im Flussdiagramm in 4 dargestellt ist.
[Schritt SC22] Es wird geprüft, ob die zweite vorbestimmte Zeitperiode (T₂) verstrichen ist. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode verstrichen (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SC07 über. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode nicht abgelaufen (NEIN), so wird auf das Verstreichen der zweiten vorbestimmten Zeitperiode (T₂) gewartet.
Die zweite Ausführungsform der Prozedur vom Ende des Warmlaufs zum Neustart des Warmlaufs wird nun anhand des Flussdiagramms in 6 beschrieben. Jeder Schritt im Flussdiagramm wird im Folgenden erläutert.
[Schritt SD01] Die Operation, die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführen ist, wird gewählt. Anders gesagt werden im Schritt SA01 oder Schritt SB01 die im Speicher abgelegten Betriebsbedingungen in der in 8 dargestellten Weise gelesen. Die nach dem Ende des Warmlaufs auszuführende Operation wird entsprechend den gelesenen Betriebsbedingungen gewählt. Ist der beim Bezugszeichen 126 in 8 beschriebene Inhalt eingestellt (der Warmlauf wird einfach beendet), so geht die Prozedur zum Schritt SD04 über. Ist der beim Bezugszeichen 122 beschriebene Inhalt eingestellt (automatisches Ausführen der Bearbeitung), so wird der Schritt SD02 ausgeführt.
[Schritt SD02] Der Warmlaufmodus wird abgeschaltet.
[Schritt SD03] Der Bearbeitungsanfangspunkt wird zurückgesetzt und die Bearbeitung wird automatisch begonnen.
[Schritt SD04] Ausgehend von den eingestellten Bearbeitungsbedingungen wird die Bedienperson mit Hilfe der hör- oder sichtbaren Mittel, etwa einen Summer, aufmerksam gemacht, und die Prozedur geht zum Schritt SD05 über. Der Schritt SD05 wird auch dann ausgeführt, wenn das Aufmerksammachen nicht erfolgt.
[Schritt SD05] Es wird festgestellt, ob der Warmlauf erneut ausgeführt wird. Wird der Warmlauf erneut ausgeführt (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SD07 über. Wird der Warmlauf nicht erneut ausgeführt (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SD06 über.
[Schritt SD06] Der Warmlaufmodus wird abgeschaltet.
[Schritt SD07] Es wird festgestellt, ob die aktuelle thermische Verschiebungsgröße (D_n) kleinergleich der zulässigen thermischen Verschiebungsgröße (PmB) ist, die beim ”Einstellen der Betriebsbedingungen” definiert wurde. Ist die aktuelle thermische Verschiebungsgröße kleinergleich der zulässigen thermischen Verschiebungsgröße (D_n ≤ PmB, JA), so geht die Prozedur zum Schritt SD08 über. Ist die aktuelle thermische Verschiebungsgröße größer als die zulässige thermische Verschiebungsgröße (D_n > PmB, NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SD10 über.
[Schritt SD08] Der Warmlauf wird begonnen, und die Verarbeitung geht zum Schritt SD09 über.
[Schritt SD09] Ob die Ausführungsform der Prozedur vom Start des Warmlaufs zum Ende des Warmlaufs als erste Ausführungsform (J2) oder als zweite Ausführungsform (N2) festgesetzt wird, wird gemäß dem ”Einstellen der Betriebsbedingungen” des Warmlaufs entschieden. Man beachte, dass die Betriebsbedingungen für den Warmlauf, die als Grundlage für die Feststellung verwendet werden, ob die Ausführungsform als erste Ausführungsform (J2) oder als zweite Ausführungsform (N2) festgesetzt wird, vorab eingestellt werden oder mit Hilfe des Schritts SA01 festgesetzt werden, der im Flussdiagramm in 3A dargestellt ist, oder mit Hilfe des Schritts SB01, der im Flussdiagramm in 4 dargestellt ist.
[Schritt SD10] Es wird geprüft, ob die zweite vorbestimmte Zeitperiode (T₂) verstrichen ist. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode verstrichen (JA), so kehrt die Prozedur zum Schritt SD07 zurück. Ist die zweite vorbestimmte Zeitperiode nicht abgelaufen (NEIN), so wird auf das Verstreichen der zweiten vorbestimmten Zeitperiode (T₂) gewartet.
7 zeigt ein Flussdiagramm für die Berechnung der thermischen Verschiebungsgrößen, die erfolgt, wenn der Warmlaufmodus eingeschaltet ist. Jeder Schritt im Flussdiagramm wird im Folgenden erläutert.
[Schritt SE01] Die thermischen Verschiebungsgrößen werden berechnet.
[Schritt SE02] Es wird geprüft, ob die erste vorbestimmte Zeitperiode (T₁) verstrichen ist. Ist die erste vorbestimmte Zeitperiode (T₁) verstrichen (JA), so geht die Prozedur zum Schritt SE03 über. Ist die erste vorbestimmte Zeitperiode (T₁) nicht verstrichen (NEIN), so geht die Prozedur zum Schritt SE01 über.
[Schritt SE03] Die Ergebnisse der Berechnung und die Zeiten der Berechnung werden im Speicher abgelegt.
[Schritt SE04] Es wird festgestellt, ob der Warmlaufmodus abgeschaltet ist. Ist der Warmlaufmodus abgeschaltet (JA), so wird die Prozedur beendet. Ist der Warmlaufmodus nicht abgeschaltet (NEIN), so kehrt die Prozedur zum Schritt SE01 zurück.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-113138 [0004, 0005]
JP 2002-18677 [0032, 0046]

Claims

Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die vor dem Bearbeiten eines Werkstücks einen Warmlauf durchführt, indem sie ein Hauptwellen-Antriebsmittel betreibt, das die Hauptwelle der Werkzeugmaschine dreht, und Achsen-Antriebsmittel, die jeweils das Werkstück und das Werkzeug gegeneinander bewegen, wobei die Warmlauf-Steuervorrichtung umfasst: einen Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße, der eine thermische Verschiebungsgröße bestimmt, die durch Wärme verursacht wird, die beim Beginnen oder Beenden des Warmlaufs der Werkzeugmaschine erzeugt oder freigesetzt wird und sich abhängig von der Zeit ändert; eine Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße, die die thermische Verschiebungsgröße speichert, die der Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet; einen Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende, der abhängig von der thermischen Verschiebungsgröße entscheidet, den Warmlauf zu beenden; einen Warmlauf-Beendigungsabschnitt, der den Warmlauf beendet, wenn der Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende entscheidet, den Warmlauf zu beenden; einen Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart, der entscheidet, einen Warmlauf nach dem Ende des Warmlaufs erneut zu starten, und zwar abhängig von der thermischen Verschiebungsgröße; und einen Warmlauf-Neustartabschnitt, der den Warmlauf erneut startet, wenn der Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart entscheidet, den Warmlauf erneut zu starten.
Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße eine Zeit speichert, zu der die thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode von dem Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße berechnet wird, und der Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart aus der Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße die thermische Verschiebungsgröße abruft, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet wird, und zwar zurück bis zu einer Zeit, die für eine voreingestellte Zeitperiode zurückverfolgt wird, eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in den abgerufenen thermischen Verschiebungsgrößen berechnet, und den Warmlauf neu startet, falls die Differenz größer ist als ein vorab eingestellter zulässiger Wert.
Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei der Feststellungsabschnitt für den Warmlauf-Neustart den Warmlauf erneut startet, falls eine vom Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße berechnete aktuelle thermische Verschiebungsgröße kleiner ist als eine vorab eingestellte zulässige thermische Verschiebungsgröße.
Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße eine Zeit speichert, in der der Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße die thermische Verschiebungsgröße in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet, und der Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende aus der Speichereinheit für die thermische Verschiebungsgröße die thermische Verschiebungsgröße abruft, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode berechnet wird, und zwar zurück bis zu einer Zeit, die mit einer vorab eingestellten Zeitperiode zurückverfolgt wird, und zudem eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert aus den abgerufenen thermischen Verschiebungsgrößen berechnet, und den Warmlauf beendet, falls die Differenz geringer ist als ein vorab eingestellter zulässiger Wert.
Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei der Feststellungsabschnitt für das Warmlaufende den Warmlauf beendet, falls eine vom dem Berechnungsabschnitt für die thermische Verschiebungsgröße berechnete aktuelle thermische Verschiebungsgröße größer ist als eine vorher eingestellte zulässige thermische Verschiebungsgröße.
Warmlauf-Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, zudem umfassend einen Warmlaufende-Berichtsabschnitt, der eine Meldung sendet, dass der Warmlauf beendet ist, wenn der Warmlauf-Beendigungsabschnitt den Warmlauf beendet.