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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung zum Steuern einer Maschine und insbesondere eine numerische Steuervorrichtung, die eine Einrichtung zum Überwachen von Signalen aus einer Anzahl Sensoren hat, die Zustände an einzelnen Stellen einer Maschine überwachen, so dass aus der von der Anzahl Sensoren erhaltenen erfassten Information und aus interner Information über die numerische Steuervorrichtung bestimmt wird, ob die Zustände an diesen Stellen und der numerischen Steuervorrichtung normal oder anormal sind.
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2. Beschreibung des dazugehörigen Fachgebietes
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Die Spindel einer Werkzeugmaschine und ein Roboterarm können aufgrund eines Programmfehlers oder eines Fehlers des Bedieners unerwartet gegen einen Gegenstand stoßen. Sollte ein derartiger Stoß erfolgen, verursacht die Struktur selbst der Spindel oder der Roboterarm oder der Motor zum Antreiben der Spindel oder des Roboterarms einen Ausfall. Der Ausfall beeinträchtigt dann die Präzision der Maschine und des Betriebs. Kommt es folglich zu einem Stoß, wird die Werkzeugmaschine oder der Roboter am besten angehalten und überprüft.
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Zum Aufspüren der Ursache des Stoßes offenbart die offengelegte japanische Patentveröffentlichung
JP 2008-176 559 A beispielsweise eine Technik zum Steuern einer Maschine, durch die Information über die interne Geschwindigkeit und Position der numerischen Steuervorrichtung ebenfalls aufgezeichnet wird, wenn ein vom Vibrationssensor erfasstes Signal groß wird. Eine Anzahl Vibrationssensoren zur Überwachung der Zustände können sich an einzelnen Stellen der Maschine befinden (siehe Prometec GmbH: Nicht nur reparieren, sondern verbessern – Condition Monitoring an Werkzeugmaschinen. In: Werkstatt und Betrieb, 10, 2007, S. 48–49 als nächstliegender Stand der Technik;
US 2008/0 177 403 A1 ).
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Wird in der Sommer- und Regensaison, während der die Feuchtigkeit hoch ist, ein Alarm gegeben, wenn eine Maschine am Morgen angeschaltet wird, während die Temperatur niedrig ist, zeigt die Erfahrung, dass sich eine anormale Bedingung aufgrund der Kondensation von Tau ergeben haben könnte (siehe
JP S64-10 306 A )
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In der Technik, die in der oben beschriebenen offengelegten japanischen Patentanmeldung
JP 2008-176 559 A offenbart wurde, wird jedoch das Auftreten eines Stoßes einfach bestimmt, wenn eine Differenz, die von einem Signal produziert wird, das von einem der auf der Maschine befindlichen Anzahl Vibrationssensoren erfasst wird, eine voreingestellte Schwelle überschreitet, und die erfasste Information, die von der Anzahl Sensoren erhalten wird und die interne Information über die numerische Steuervorrichtung werden in dem Verfahren nicht kombiniert, so dass bestimmt wird, ob eine Anomaliebedingung in der Maschine aufgetreten ist. Zu diesem Zweck erfasst eine Einheit zur Anomaliebestimmung Information, die von der Anzahl Sensoren erhalten wird (siehe Prometec GmbH: Nicht nur reparieren, sondern verbessern – Condition Monitoring an Werkzeugmaschinen. In: Werkstatt und Betrieb, 10, 2007, S. 48–49). Demzufolge kann die Tatsache, dass die Maschine einen Stoß verursacht hat, erfasst werden, aber die Ursache des Alarms kann nicht lokalisiert werden.
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Aus der
DE 39 06 304 A1 ist eine Einrichtung zur digitalen Überwachung von Zuführungsleitungen zu einer Steuerung bekannt, bei der den Zuführungsleitungen Taktwechselspannungen eingeprägt sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer numerischen Steuervorrichtung, die eine Funktion aufweist, mit der aus interner Information über die numerische Steuervorrichtung und aus erfasster Information, die von einer Anzahl Sensoren erhalten wurde, verlässlich bestimmt werden kann, ob die Maschine normal oder anormal arbeitet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2.
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Zur Erzielung der obenstehenden Aufgabe hat die erfindungsgemäße numerische Steuervorrichtung eine Anzahl Sensoren, die sich an einzelnen Stellen der Maschine befinden, so dass die Zustände an diesen Stellen überwacht werden, und eine Anomalie-Bestimmungseinheit, mit der aus der erfassten Information, die von mindestens einer der Anzahl Sensoren erhalten wird, sowie aus der internen Information über die numerische Steuervorrichtung bestimmt wird, ob die Maschine normal oder anormal ist.
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Die Anzahl Sensoren sind Vibrationssensoren, Temperatursensoren und Feuchtigkeitssensoren. Die interne Information über die numerische Steuervorrichtung kann mindestens eine Information über die Belastungen einer Spindel und Vorschubachsen, Alarminformation über eine Motorantriebseinheit und Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung sein.
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Die Anzahl der Sensoren sind Temperatursensoren und Sensoren für relative Feuchtigkeit oder sind Sensoren für absolute Feuchtigkeit; ein Temperatursensor und ein Sensor für relative Feuchtigkeit werden nahe beieinander an einer Stelle auf der Maschine untergebracht, oder die Sensoren für absolute Feuchtigkeit werden an einzelnen Stellen auf der Maschine untergebracht. Die interne Information über die numerische Steuervorrichtung ist die Alarminformation über die Motorantriebseinheit oder die Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung. Die Anomalie-Bestimmungseinheit hat eine Einrichtung, mit der man auf das Auftreten von Taukondensation zurück schließen kann, die die von den Temperatursensoren erhaltene erfasste Temperaturinformation, die aus den Sensoren für relative Feuchtigkeit erhaltene erfasste Feuchtigkeitsinformation, und eine Beziehungsgleichung für die Temperatur und die Menge von gesättigtem Dampf verwendet, oder die die Information über absolute Feuchtigkeit, die aus den Sensoren für absolute Feuchtigkeit erhalten wird, verwendet, so dass zwischen dem Anschalten der Maschine und dem Abschalten der Maschine eine Differenz in der Menge Wasserdampf pro Einheitsvolumen in der Luft als Differenzmenge des Wasserdampfes erhalten wird, und dann auf das Auftreten von Taukondensation zu einem Zeitpunkt des Stromanschaltens aus der erhaltenen Differenzmenge des Wasserdampfes zurück geschlossen wird. Schließt die Einrichtung zum Rückschließen auf Taukondensation auf das Auftreten von Taukondensation, wenn die Alarminformation über die Motorantriebseinheit oder die Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung erzeugt wird, lässt sich bestimmen, dass die Stelle, an der sich der relevante Temperatursensor und Sensor für relative Feuchtigkeit befindet, oder der relevante Sensor für absolute Feuchtigkeit befindet, anormal ist und die Taukondensation kann als Ursache bezüglich der Alarminformation behandelt werden.
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Die Anzahl Sensoren sind eine Anzahl Vibrationssensoren und die interne Information über die numerische Steuervorrichtung ist eine Alarminformation über die Motorantriebseinheit oder Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung. Die Anomaliebestimmungseinheit kann eine Einrichtung aufweisen, mit der man aus der erfassten Vibrationsinformation, die von einer Anzahl Vibrationssensoren erhalten wird, und der Alarminformation bestimmt, ob eine Situation besteht, in der ein Elektrosignalverbindungskabel womöglich eine schlechte Verbindung aufgrund von Vibration verursacht, wenn die Alarminformation über die Motorantriebseinheit oder die Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung erzeugt wurde.
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Die vorliegende Erfindung kann eine numerische Steuervorrichtung mit einer Funktion bereitstellen, die aus der internen Information über die numerische Steuervorrichtung und der aus einer Anzahl Sensoren erhaltenen erfassten Information verlässlich bestimmen kann, ob eine Maschine normal oder anormal ist, indem die aus der Anzahl Sensoren erhaltene erfasste Information mit der internen Information über die numerische Steuervorrichtung in Verbindung gebracht wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Zwecke und Vorteile der vorliegenden Erfindung, einschließlich solcher, die oben beschrieben werden, werden anhand der beigefügten Zeichnungen in Kombination mit der Beschreibung der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen geklärt.
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In diesen Zeichnungen zeigt:
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1, ein Blockschema, eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die aus Signalen, die von einer Anzahl Sensoren erfasst werden, die sich an einzelnen Stellen der Maschine befinden, bestimmt, ob eine Maschine normal oder anormal ist;
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2 einen Fall, bei dem die interne Information über die numerische Steuervorrichtung eine Information über die Belastungen einer Spindel und Vorschubachsen, Alarminformation über eine Motorantriebseinheit und Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung ist.
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3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die auf das Aufkommen von Taukondensation zurück schließen kann;
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4, ein Schaubild, das Verhältnis zwischen Temperatur und der Menge an gesättigtem Wasserdampf; und
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5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die aus einem erfassten Vibrationswert, der aus einem Vibrationssensor erhalten wird, und einer internen Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung bestimmt, dass eine Situation aufgetreten ist, bei der ein Elektrosignalverbindungskabel wahrscheinlich eine schlechte Verbindung aufgrund von Vibration verursacht hat.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 1, ein Blockschema, veranschaulicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die aus Signalen, die von einer Anzahl Sensoren erfasst werden, die sich an einzelnen Stellen der Maschine befinden, bestimmt, ob eine Maschine normal oder anormal ist.
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Eine Anzahl Sensoren, einschließlich der Sensoren 33(1), 33(2), 33(3), 34(4) usw., befindet sich an einer Anzahl Stellen, wie auf der Säule 31 und Tisch 32 einer Maschine 30. Diese Sensoren messen die Vibration, Temperatur, Feuchtigkeit und andere physikalische Größen. Eine Kombination einer Anzahl Sensortypen, die diese physikalischen Größen messen, kann sich an einer einzelnen Stelle auf der Maschine 30 befinden. Alternativ können sich Sensoren zum Messen verschiedener physikalischer Größen an verschiedenen Stellen der Maschine befinden.
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Signale von der Anzahl Sensoren, die sich an verschiedenen Stellen der Maschine befinden, und die verschiedene Typen physikalischer Größen messen, d. h. Signale von Vibrationssensoren, Signale von Temperatursensoren, und Signale von Feuchtigkeitssensoren, werden in eine Sensorsignalempfangsschaltung 24 in einer Sensorsignalrelaiseinheit 20 eingegeben. Die von diesen Sensoren erhaltenen erfassten Signale sind analog, so dass die durch eine A/D-Wandlerschaltung 23 in digitale Signale umgewandelt werden. Die vom Sensor erfassten Signale, die in digitale Signale umgewandelt wurden, werden über eine Peak-Halteschaltung 22 und eine Kommunikationsschaltung 21 in eine numerische Steuervorrichtung 10 eingegeben. Die Peak-Halteschaltung 22 wird zum Halten eines aus den Vibrationssensoren erhaltenen Peak-Wertes der Vibration verwendet, weil die Signale aus den Vibrationssensoren stark variieren.
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Die numerische Steuervorrichtung 10 umfasst einen Mikroprozessor 14, der über eine Kommunikationsschaltung 11 eine Anzahl von Informations-Datenwörtern 12 (Vibrationsinformation, Temperaturinformation und Feuchtigkeitsinformation) abruft, und auch Information in Bezug auf die numerische Steuervorrichtung 15a abruft. Der Mikroprozessor 14 verwendet die Anzahl von Informations-Datenwörtern 12 und die interne Information bezüglich der numerischen Steuervorrichtung 15a zur Durchführung der Anomalie-Bestimmung und der Anomalie-Benachrichtigung, zeigt einen Anomaliezustand auf einer Anzeigeeinheit der numerischen Steuervorrichtung 10 an, stellt eine Leiterausgabe bereit, die zum Anhalten der Maschine 30 verwendet wird, und speichert ein Ergebnis der Anomaliebestimmung in einen Speicher in der numerischen Steuervorrichtung 10. Die interne Information bezüglich der numerischen Steuervorrichtung 15a umfasst Geschwindigkeitsinformation und Positionsinformation über eine Spindel und Vorschubachsen, Zeitinformation und ausgeführte Programminformation.
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Die 2 veranschaulicht einen Fall, bei dem interne Information bezüglich der numerischen Steuervorrichtung 15b eine der Informationen bezüglich der Belastungen der Spindel und Vorschubachsen ist. Eine Anzahl Sensoren, die Vibrationssensoren, Temperatursensoren, und Feuchtigkeitssensoren sind, befindet sich an einzelnen Stellen der Maschine 30. Ein von jedem Sensor erfasstes Signal, das eine physikalische Größe anzeigt, wird in die Sensorrelais-Einheit 20 eingegeben. Die Signalverarbeitung erfolgt an dem Signal, wie es vorstehend anhand von 1 beschrieben wurde, wonach das Signal in die numerische Steuervorrichtung eingegeben wird.
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Aus der Information, die aus der Sensorsignalrelaiseinheit 20 abgerufen wird, verwendet die numerische Steuervorrichtung 10, (die den Mikroprozessor 14 beinhaltet) Vibrationsinformation, die aus den Vibrationssensoren gesendet wird, und Temperaturinformation, die aus den Temperatursensoren gesendet wird. Die numerische Steuervorrichtung 10 verwendet Information über die Belastungen der Spindel und Vorschubachsen als interne Information der numerischen Steuervorrichtung 15b.
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Wenn ein Werkstück (nicht gezeigt) anormal von einem Werkzeug geschnitten wird, das an einer Spindel befestigt ist, und dadurch die Maschine 30 vibriert oder Wärme erzeugt, kann die Tatsache durch die Vibrationssensoren und Temperatursensoren erfasst werden. Signale, die durch die Vibrationssensoren und Temperatursensoren erfasst werden, werden durch die Sensorsignalrelaiseinheit 20 zu der numerischen Steuervorrichtung 10 gesendet.
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Der Mikroprozessor 14 in der numerischen Steuervorrichtung 10 ruft die Vibrationsinformation und Temperaturinformation durch die Kommunikationsschaltung 11 ab; der Mikroprozessor 14 ruft auch die Information bezüglich der Belastungen der Spindel und Vorschubachsen in der internen Information 15b der numerischen Steuervorrichtung ab, und sendet eine Benachrichtigung über eine anormale Schneidebelastung, die auf der Spindel erfasst wurde, beispielsweise zu einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt), die an der numerischen Steuervorrichtung 10 befestigt ist, so dass die Schneidebelastungsanomalie auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.
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Die numerische Steuervorrichtung 10 und die Maschine 30, die von der numerischen Steuervorrichtung 10 gesteuert wird, können verschiedene Typen anormaler Bedingungen aufgrund von Taukondensation verursachen. Im Allgemeinen hat eine Motor-Steuervorrichtung zum Antreiben und Steuern der Spindel und Vorschubachsen der Maschine 30 beispielsweise eine Analogschaltung zum Erfassen der Spannungen und Ströme an ihren einzelnen Stellen.
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Kommt es auf der Platine der Analogschaltung in der Motor-Steuervorrichtung zu Taukondensation, wird der Isolationswiderstand der Oberfläche der Platine durch die Taukondensation stark reduziert. Dann nehmen Kriechströme auf der Oberfläche der Platine stark zu, und dadurch wird das Signalniveau der Analogschaltung geändert, das eine unkorrekte Alarmerfassung oder eine andere anormale Bedingung hervorruft.
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Die Motor-Steuervorrichtung wird oft in einer Umgebung verwendet, in der die Taukondensation wahrscheinlich aufgrund von einer großen Temperaturdifferenz erfolgt, beispielsweise ist die Umgebungstemperatur um die Motor-Steuervorrichtung hoch, wohingegen die Maschine während des Tages betrieben wird, weil eine Stromschaltung zum Versorgen des Motors mit elektrischem Strom Wärme erzeugt, so dass die Umgebungstemperatur nachts sinkt, während der Strom abgeschaltet ist, und die Umgebungstemperatur sinkt fast auf die Temperatur in der Anlage, in der die Motor-Steuervorrichtung installiert ist. Bei einer Werkzeugmaschine kann eine in einem Maschinenbereich verwendete Schneid- und Kühlflüssigkeit Taukondensation verursachen, und wenn sie in einem nebligen Zustand in einen Nicht-Maschinenbereich gelangt, kann sie Taukondensation verursachen.
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Die 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die auf das Auftreten von Taukondensation zurück schließen kann.
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Die erfasste Temperaturinformation und die erfasste Feuchtigkeitsinformation, die von Paaren der Temperatursensoren und Feuchtigkeitssensoren (Sensoren für die relative Feuchtigkeit) erhalten werden, die sich an einzelnen Stellen auf der Maschine 30 befinden, werden dazu verwendet, zuerst die Menge Wasserdampf pro Einheitsvolumen um jedes Paar Temperatursensor und Feuchtigkeitssensor bei hoher Temperatur zu berechnen. Fällt dann die Temperatur, wird aus der Beziehung zwischen der Temperatur und der Menge des gesättigten Wasserdampfes auf das Ausmaß der Taukondensation bei der gefallenen Temperatur zurückgeschlossen. Dies ermöglicht, dass ein Aufkommen von Taukondensation an einzelnen Stellen auf der Maschine 30 quantitativ bestimmt werden kann und dadurch geeignete Maßnahmen gegen die Taukondensation ergriffen werden können.
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Die Maschine 30 umfasst einen Spindelmotor, einen Geschwindigkeitssensor zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit der Spindel, eine Stromversorgung und einen Spindelmotorverstärker, die zum Andrehen des Spindelmotors verwendet werden, einen Tisch auf dem die Werkstücke befestigt sind, einen Maßstab zum Messen des Ausmaßes, um das sich der Tisch bewegt, Servoverstärker und eine Stromversorgung (Konverter), die zum Bewegen des Tischs verwendet werden, und einen Drehimpulsgeber zum Erfassen der Drehpositionen der Servoverstärker.
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Wie in der 3 gezeigt ist, werden ein Temperatursensor und ein Feuchtigkeitssensor paarweise zusammengenommen, und das Sensorpaar ist an einer Stelle auf der Maschine 30 befestigt. Spezifisch befinden sich Temperatur- und Feuchtigkeitssensorpaare an dem Vorverstärker des Geschwindigkeitssensors, der Stromversorgung (Konverter), dem Spindelmotorverstärker, der Leiter, der Signalempfangseinheit, dem Vorverstärker des linearen Maßstabs, der Stromversorgung (Konverter) und den Servoverstärkern, die zum Antreiben des Tischs verwendet werden, dem Drehimpulsgeber zum Erfassen der Drehpositionen der Servoverstärker, die den Tisch bewegen und der Bremse. Ein Sensor, der durch gemeinsames Integrieren eines Temperatursensors und eines Feuchtigkeitssensors gebildet wird, kann stattdessen verwendet werden.
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Ein Ausgangssignal von dem Paar Temperatursensor und Feuchtigkeitssensor, die sich an jeder Stelle der Maschine 30 befinden, wird durch die Sensorsignalrelaiseinheit 20 zu der numerischen Steuervorrichtung 10 gesendet. Der Mikroprozessor 14 in der numerischen Steuervorrichtung 10 berechnet das Ausmaß der Taukondensation, die nahe dieser Stelle erzeugt wird, aus der abgerufenen Temperaturinformation und Feuchtigkeitsinformation, sowie der Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung und die Alarminformation über die Motorantriebseinheit in der internen Information 15c der numerischen Steuervorrichtung. Dann wird ein Ergebnis der Bestimmung aus dem berechneten Ausmaß der Taukondensation auf der an der numerischen Steuervorrichtung befestigten Anzeigeeinheit angezeigt, und zwar ob eine Situation vorgefallen ist, in der eine Taukondensation wahrscheinlich auftritt.
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Wird beispielsweise aufgrund eines anormalen Geschwindigkeitssensorsignals ein Alarm erzeugt, wird aus der erfassten Information, die aus dem Temperatursensor und dem Feuchtigkeitssensor erhalten wird, bestimmt, dass der Alarm stark einer Taukondensation zuzuordnen ist, wenn die Möglichkeit einer Taukondensation nahe dem Vorverstärker zum Verstärken des Geschwindigkeitssensorsignal hoch ist. Dann wird das Bestimmungsergebnis beispielsweise auf der Anzeigeeinheit der numerischen Steuervorrichtung 10 angezeigt.
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Bei Servomotoren für die Vorschubachsen sind auch Paare von Temperatursensor und Feuchtigkeitssensor entsprechend nahe dem Vorverstärker, getrennt angeordnet für Anzeigesignale, der Signalempfangseinheit, dem Servoverstärker (Inverter), der Stromversorgung (Konverter) für die Servoverstärker, und dem Impulsgeber für den Motor angeordnet, so dass die Stelle der Taukondensation selbst dann lokalisiert werden kann, wenn sie in irgend einer Einheit von irgend einer Achse erfolgt.
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Da sich die Paare aus Temperatursensor und Feuchtigkeitssensor auch auf der Leiter und Bremse befinden, wie es in der 3 gezeigt ist, kann die Stelle der Taukondensation lokalisiert werden, selbst wenn die Vorschubachse anormal arbeitet und dadurch wegen eines anormalen Zustands der Bremse für die die Leiter aufgrund von Taukondensation anormal arbeitet, ein servobezogener Alarm erfolgt.
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Anschließend wird das Verhältnis zwischen Temperatur und der Menge des gesättigten Wasserdampfes anhand von 4 beschrieben. Es besteht eine Grenze hinsichtlich der Menge Wasserdampf, die in der Luft enthalten ist. Der Zustand, in dem der Wasserdampf bis zu der Grenze enthalten ist, wird als gesättigter Zustand bezeichnet. Die Menge Wasserdampf in diesem Zustand ist die gesättigte Menge Wasserdampf, die durch die Menge Wasserdampf in g, die in einem Kubikmeter enthalten ist, angegeben wird.
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Wie in 4 gezeigt, ist die gesättigte Menge Wasserdampf umso größer, je höher die die Lufttemperatur (Umgebungstemperatur) ist. Folglich kann der gesamte Wasserdampf zugegen sein, wie er ist, während die Temperatur hoch ist. Fällt jedoch die Temperatur, und der in der Luft enthaltene Wasserdampf ist gesättigt, beginnt der Wasserdampf zu kondensieren und haftet an den Oberflächen der Gegenstände als Wassertröpfchen. Die Temperatur, bei der die Wassertröpfchen anfangen sich zu bilden wird als Taupunkt bezeichnet.
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Die Feuchtigkeit kann gemäß Gleichung (1) unten berechnet werden. Feuchtigkeit = Menge Wasserdampf in der Luft / Gesättigte Menge Wasserdampf bei der Temperatur × 100 (1)
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Die Gleichung (1) kann als Gleichung (2) umgeschrieben werden. [Menge Wasserdampf in der Luft] = [Gesättigte Menge Wasserdampf bei der Temperatur] × Feuchtigkeit(%)/100 (2)
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Die Temperatur TH in der 4 zeigt eine hohe Temperatur (Temperatur zu einem Zeitpunkt, bei dem die Maschine abgeschaltet ist). Die Menge Wasserdampf pro Einheitsvolumen bei der hohen Temperatur (Temperatur TH) wird aus der Temperaturinformation berechnet, die aus dem Temperatursensor erhalten wird, der Feuchtigkeitsinformation, die aus dem Feuchtigkeitssensor erhalten wird, und dem Verhältnis zwischen Temperatur und der gesättigten Menge Wasserdampf, gemäß Gleichung (2) oben.
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Nachdem eine Werkzeugmaschine, wie die Maschine 30, bei Beendigung der Tagesarbeit gestoppt wird, wird die Menge Wasserdampf pro Einheitsvolumen bei niedriger Temperatur (Temperatur TL) beispielsweise aus der Temperaturinformation, der Feuchtigkeitsinformation, und der gesättigten Menge Wasserdampf bei einem Zeitpunkt, bei dem die Maschine am folgenden Tag morgens angeschaltet wird, gemäß der Gleichung (2) oben berechnet. Es wird geschlossen, dass eine Differenz (Differenzmenge Wasserdampf) der Menge Wasserdampf zwischen der hohen Temperatur (TH) und der niedrigen Temperatur (TL) kondensiert. Es kann ebenfalls erwogen werden, dass nachts die Temperatur weiter unter die niedrige Temperatur (TL) fällt, wenn die Maschine am Morgen des folgenden Tags gestartet wird. Selbst in diesem Fall kann das Ausmaß an Taukondensation aus der Temperaturinformation, Feuchtigkeitsinformation und der gesättigten Menge Wasserdampf bei der niedrigen Temperatur (TL) hergeleitet werden.
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Im Allgemeinen werden Feuchtigkeitssensoren in zwei Typen unterteilt, d. h. Sensoren für die relative Feuchtigkeit, die die Information über die relative Feuchtigkeit (%) ausgeben, die ein Verhältnis der Menge Wasserdampf in der Luft zu der gesättigten Menge Wasserdampf in Prozent angeben, und die Sensoren für die absolute Feuchtigkeit, die die Information über die absolute Feuchtigkeit (g/m3) ausgeben, die die Menge Wasserdampf anzeigen, die in einem Kubikmeter Luft enthalten ist. Werden Sensoren für die absolute Feuchtigkeit verwendet, kann eine differentielle Menge Wasserdampf aus einer Differenz zwischen einer absoluten Feuchtigkeit (g/m3), die erhalten wird, wenn die Maschinen abgeschaltet wird, und einer weiteren absoluten Feuchtigkeit (g/m3), die erhalten wird, wenn die Maschine angeschaltet wird, erhalten werden, und somit kann das Ausmaß der Taukondensation hergeleitet werden.
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Man kann auch herleiten, dass sich die Menge Wasserdampf, die von Sensoren für die relative Feuchtigkeit oder Sensoren für die absolute Feuchtigkeit hergeleitet wird, vollständig in Taukondensation umwandelt. Das Verhältnis der tatsächlichen Menge der Taukondensation zu der berechneten Menge des differentiellen Wasserdampfes variiert mit der Stelle der Maschine, an der sich die Sensoren für die relative Feuchtigkeit oder Sensoren für die absolute Feuchtigkeit befinden, oder mit den Umweltbedingungen der Anlage, in der die Maschine installiert ist. Folglich kann die Menge der Taukondensation mit einem vorher erhaltenen Umwandlungskoeffizient genau hergeleitet werden.
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Da die Menge Wasser in der Taukondensation an verschiedenen Stellen der Maschine 30 hergeleitet werden kann, können die Umweltbedingungen der Maschine 30, die in einer der verschiedenen Anlageumgebungen installiert ist, ermittelt werden, so dass die Stellen, an denen die Taukondensation verhindert werden muss, bestimmt werden können. Die Maßnahmen, wie die Zugabe von Wasserschutzeinrichtungen, können an Stellen auf der Maschine 30 vorgenommen werden, wo viel Taukondensation auftreten wird.
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Die 5 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die aus einem erfassten Vibrationswert, der von einem Vibrationssensor erhalten wird und die interne Alarminformation über die numerische Steuervorrichtung bestimmt, dass es eine Situation gab, in der ein Elektrosignalverbindungskabel aufgrund von Vibration wahrscheinlich eine schlechte Verbindung verursacht.
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In der numerischen Steuervorrichtung 10 und der Maschine 30, die durch die numerische Steuervorrichtung 10 gesteuert wird, können verschiedene Typen anormaler Bedingungen durch Vibration verursacht werden. Durchläuft beispielsweise die Empfangsschaltung, die Drehpositionssignale aus dem Motor der Motorantriebseinheit empfängt, eine Vibration, die ihre Toleranzgrenze übersteigt, lockert sich der Konnektoranschluss der Empfangsschaltung und dadurch kommt es zu einem schlechten Kontakt. In diesem Fall erzeugt die Motorantriebseinheit einen Alarm, da die Drehpositionsdaten des Motors nicht korrekt erhalten werden können.
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Mit der erfindungsgemäßen numerischen Steuervorrichtung, die die Vibrationsinformation erfasst, wird der Grad der Vibration, die auf die Empfangsschaltung ausgeübt wird, korrekt ermittelt, indem die Vibration mit einer Anzahl von Vibrationssensoren erfasst wird, die sich an verschiedenen Stellen auf der Maschine befinden. Überschreitet der Grad der Vibration, die auf die Empfangsschaltung ausgeübt wird, die Toleranzgrenze, bis zu der die Empfangsschaltung der Vibration widerstehen kann, und erzeugt die Motorantriebseinheit einen Alarm, aufgrund der Unfähigkeit zum korrekten Empfang der Drehpositionsdaten des Motors, kann es bestimmt werden, dass die Empfangsschaltung eine lockere Konnektorverbindung verursacht hat oder eine andere anormale Bedingung, die sich der Vibration zuordnen lässt.
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In der numerischen Steuervorrichtung 10 können Signale, die durch Relais mit einem mechanischen Kontakt gesteuert werden, als Steuersignale verwendet werden. Unterliegt ein Relais einer Vibration, die deren Toleranzgrenze überschreitet, wird der Relaiskontakt vorübergehend geöffnet, was eine schlechte Verbindung verursacht. In diesem Fall wird das Steuersignal unterbrochen und dann erzeugt die numerische Steuervorrichtung 10 einen Alarm. Selbst in diesem Fall kann es aus der Information, die aus der Anzahl von Vibrationssensoren erhalten wird, die sich an verschiedenen Stellen auf der Maschine befinden, bestimmt werden, dass das Relais einer Vibration unterliegt, die die Toleranzgrenze stark überschreitet und dass dann eine anormale Bedingung aufgetreten ist.
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Wenn eine Anzahl von Vibrationssensoren, die zur Bestimmung verwendet wird, vorher an Stellen untergebracht wird, an denen eine durch Vibration verursachte anormale Bedingung verursacht werden kann, und eine zulässige Vibrationsgrenze, die nur für die Stelle gilt, an der sich der Vibrationssensor befindet, vorher für jeden Vibrationssensor in der numerischen Steuervorrichtung 10 eingestellt wird, können anormale Bedingungen, die durch Vibration verursacht werden, identifiziert werden.
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Bei einer Maschinenanomalie aufgrund von Vibration werden je nach dem Signal, das einer Vibration unterliegt und der Stelle auf der Maschine verschiedene Alarme erzeugt, so dass sich die Ursache des Alarms schwierig identifizieren lässt. Diese Ausführungsform kann eine anormale Bedingung durch quantitatives Bestimmen der Stelle und des Ausmaßes der Vibration, die auf die Maschine ausgeübt wird, beurteilen, so dass die Ursache des Alarms leicht identifiziert und die Betriebszeit der Maschine verlängert werden kann.
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Wie in der 5 gezeigt befinden sich Vibrationssensoren in der Maschine 30 und nahegelegene Einheiten, die aufgrund von Vibration in dem Stromelement der Maschine ausfallen können, insbesondere Einheiten, die Signalleitungskonnektoren und elektrische Schaltungen aufweisen, einschließlich Schaltkreisen, die durch Relais und andere mechanische Kontakte umgeschaltet werden.
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In 5 befinden sich die Vibrationssensoren nahe dem Vorverstärker für die Geschwindigkeitssensorsignale, dem Spindelmotor-Verstärker (Inverter) und der Spindelverstärker-Stromversorgung (Konverter) als Vorrichtungen, die zu der Spindel gehören, weil die Konnektoren zum Verbinden der Signalleitungen zwischen diesen Vorrichtungen verwendet werden.
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Andere Vibrationssensoren befinden sich nahe der Vorverstärker-Anzeigesignale, Signalempfangseinheit, Servomotorverstärker (Inverter), Servoverstärker-Stromzufuhr (Konverter) und Motor-Impulsgeber, als Vorrichtungen, die zu den Vorschubachsen gehören, weil ebenfalls Konnektoren zum Verbinden der Signalleitungen zwischen diesen Vorrichtungen verwendet werden. Folglich kann eine Stelle der Vibration identifiziert werden, selbst wenn sie in irgend einer Einheit erfolgt.
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Wird beispielsweise ein Alarm, der einem anormalen Anzeigesignal zugehört, aus Information, die aus dem relevanten Vibrationssensor erhalten wird, erzeugt, wenn die Vibration nahe der Empfangseinheit für das Anzeigesignal seinen Toleranzwert übersteigt, wird es bestimmt, dass eine schlechte Verbindung höchstwahrscheinlich durch Vibration verursacht wird. Dann kann das Bestimmungsergebnis beispielsweise auf der Anzeige der numerischen Steuervorrichtung 10 angezeigt werden.
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Leiter und Bremse in 5 sind ebenfalls mit Vibrationssensoren versehen. Selbst wenn ein Konnektor für Bremskontrollsignale auf der Leiter eine schlechte Verbindung verursacht, und es zu einer Bremsenanomalie kommt, die es verhindert, dass die Vorschubachsen normal arbeiten und dadurch ein servobezogener Alarm verursacht wird, kann dieses Problem bewältigt werden.