[发明专利]具有时间推定单元的机床的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有驱动主轴的电动机的机床的控制装置。

背景技术

用机床的主轴进行切削加工时，通常将驱动主轴的电动机在连续额定负荷以下使用。连续额定负荷是只要在该负荷以下使用，将该负荷持续施加无限时间也不会成为过热的级别。

然而，在进行重切削时，或者想在短时间内增加负荷来缩短加工时间时，有时施加超过连续额定负荷的负荷使电动机旋转。

一般来说，对于超过连续额定负荷的切削，对每个电动机规定了知晓“对于负荷n%的切削在过热之前能够切削几分钟”的表示容许负荷特性的图，操作者根据该信息大致估算来进行切削加工。在容许负荷特性图中规定了与负荷对应的可切削时间，参照容许负荷特性图可以知晓将某个负荷持续施加给电动机多长时间会导致电动机过热。

图9是表示电动机的容许负荷特性的一个例子的图。图9中，横轴表示电动机转速，纵轴表示对电动机施加的负荷。负荷为100%时表示连续额定负荷，这时将该负荷持续施加无限时间，电动机也不会出现过热。图9所示的例子中，在低速旋转区域中表示200%负荷是在10分钟周期内能够进行2.5分钟切削的负荷，表示230%负荷是10分钟周期内能够进行1分钟切削的负荷。

当施加超过连续额定负荷的负荷使电动机旋转时，电动机可能产生超过容许发热量的发热，出现故障。

为了应对这样的问题，例如在日本特开2000-271836号公报中记载的那样，提出了一种控制装置，根据快速进给时以及切削进给时的电动机发热量预测值推定整个程序的发热量，改变时间常数以保持在容许发热量以下。

另外例如在国际公开第2005/093942号中记载的那样提出了一种方法，求出电动机中产生的损失(铜损和铁损)，将从额定损失中减去该损失后的量视作电动机能够消费的损失，通过流动与之对应的d轴电流来防止电动机的过负荷。

一般每个电动机的容许负荷特性不同，但操作者在进行切削作业时，一边经常参照容许负荷特性图一边进行工作的效率不高，通常并不这样做。因此，一般地，以操作者的经验和直觉进行加工。例如，可以根据电动机原本具有的性能保持相当的余地来驱动电动机使得电动机不会过热，但这种驱动方法效率不高。另外例如操作者依靠直觉进行加工的结果是有时出现过负荷而发生过热，导致加工中断。

例如，在上述的日本特开2000-271836号公报中记载的发明中，虽然进行了电动机的发热的推定，但无法知道电动机在过热之前还能进行多长时间加工。

例如，在上述的国际公开第2005/093942号公报中记载的发明中，虽然进行了包括铁损在内的损失的预估，但无法知道电动机在过热之前还能进行多长时间加工。

有时以超过连续额定负荷的负荷进行加工的情况下，如果能够知道在持续向电动机施加当前的过负荷的情况下能够继续进行多长时间的加工，则能够在使用电动机时充分发挥电动机的性能，而不使电动机发生过热。

发明内容

本发明的目的是鉴于上述问题，提供一种机床的控制装置，在施加负荷驱动电动机时能够容易地推定达到过热温度的时间。

为了实现上述目的，在第1实施方式中，具有驱动主轴的电动机的机床的控制装置具备：电流检测单元，其检测驱动电动机的电流；存储单元，其存储对电动机规定的过热温度；温度检测单元，其检测电动机的温度；时间推定单元，其使用温度检测单元检测的温度和过热温度，推定在电流检测单元检测出的电流持续流过电动机时电动机从当前开始达到过热温度时的时间；以及提供单元，其提供由时间推定单元推定的时间。

根据上述第1实施方式，机床的控制装置具备温度上升值推定单元，其推定电流检测单元检测出的电流持续流过电动机时产生的电动机的铜损造成的温度上升值，时间推定单元使用温度检测单元检测出的温度、过热温度、以及所述铜损造成的温度上升值来推定时间。

另外，根据上述第1实施方式，机床的控制装置还可以进一步具备转速检测单元，其检测电动机的转速，这种情况下，温度上升值推定单元推定铜损造成的温度上升值、以及电动机以转速检测单元检测出的转速持续旋转时产生的电动机的铁损造成的温度上升值，时间推定单元使用温度检测单元检测出的温度、过热温度、铜损造成的温度上升值、以及铁损造成的温度上升值，推定电动机以转速检测单元检测出的转速持续旋转，并且电流检测单元检测出的电流持续流过电动机时电动机从当前开始达到过热温度时的时间。