專利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床及其加工方法，特別是具有移動(dòng)工具支承部件的伺服電機(jī)和 驅(qū)動(dòng)該伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器的機(jī)床。
背景技術(shù)：
眾所周知，存在幾種控制伺服電機(jī)以通過(guò)該伺服電機(jī)移動(dòng)砂輪架(這里定義為 “工具支承部件”)的機(jī)床，例如在日本特開(kāi)專利公報(bào)2005-327191中公開(kāi)的機(jī)床。在該公 開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)機(jī)床中，公開(kāi)了通過(guò)檢測(cè)工具支承部件的位置如伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度或線性 標(biāo)尺的線性位置來(lái)執(zhí)行反饋控制。也就是說(shuō)，通過(guò)工具支承部件的位置來(lái)執(zhí)行反饋控制，從 而通過(guò)工具支承部件的位置的反饋控制使工具支承部件移動(dòng)到期望的位置。工具或工具所加工的工件由于其柔韌性而在加工應(yīng)力的作用下輕微變形而彎曲。 而且，工具或工件中由于加工而存在一些熱扭曲。現(xiàn)有技術(shù)中工具或工件的變形或熱扭曲 造成的任何影響都不可能通過(guò)反饋控制來(lái)消除。因此，可通過(guò)檢查這些影響來(lái)完成工件的 更高精度的加工。還眾所周知，在另一個(gè)日本特開(kāi)專利公報(bào)2005-279882中公開(kāi)了具有測(cè)量工件的 直徑如測(cè)量?jī)?nèi)徑的尺寸測(cè)量裝置的幾種機(jī)床。在此另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)了通過(guò)由尺寸 測(cè)量裝置測(cè)量工件的內(nèi)徑來(lái)完成程序改變。當(dāng)尺寸測(cè)量裝置測(cè)量到的值達(dá)到預(yù)定值時(shí)程序 改變。例如，從粗磨程序改變?yōu)榫コ绦蚧驈木コ绦蚋淖優(yōu)閽伖獬绦?。本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為可通過(guò)基于尺寸測(cè)量裝置測(cè)量到的信息執(zhí)行伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 而在加工時(shí)考慮工具或工件的輕微變形或熱扭曲造成的這些影響以實(shí)現(xiàn)更高精度的加工。 本發(fā)明的發(fā)明人還認(rèn)為可通過(guò)基于尺寸測(cè)量裝置測(cè)量到的信息驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)比通 過(guò)位置檢測(cè)器如線性標(biāo)尺等的檢測(cè)信息來(lái)執(zhí)行反饋控制的現(xiàn)有技術(shù)更高的響應(yīng)度。 然而，現(xiàn)有技術(shù)中的尺寸測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)是僅當(dāng)校準(zhǔn)值達(dá)到預(yù)定值時(shí)由于其改變 這些程序的目的而輸出信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述狀況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供可更精確地執(zhí)行工件加工的一種機(jī)床及 其控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述和其他的目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種機(jī)床，其主要包括監(jiān)控 工具對(duì)工件的加工狀態(tài)的監(jiān)控傳感器，所述監(jiān)控傳感器連接至同步通信網(wǎng)絡(luò)，CNC和伺服驅(qū) 動(dòng)器連接至所述同步通信網(wǎng)絡(luò)，所述伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)對(duì)伺服電機(jī)施加電力來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服 電機(jī)，所述伺服電機(jī)沿預(yù)定軸線將所述工具移動(dòng)到所述工件。從而，對(duì)于本發(fā)明而言，通過(guò)以檢查所述工具或所述工件的變形或熱扭曲的任何影響的方式來(lái)由所述工具加工所述工 件，能夠由工具以更高的精度加工工件。而且，由于通過(guò)來(lái)自監(jiān)控傳感器的監(jiān)控信息來(lái)直接 執(zhí)行反饋控制，所以依據(jù)本發(fā)明的機(jī)床相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)床可具有更高的響應(yīng)度。根據(jù)第一方面，本發(fā)明的第二方面主要具有如下構(gòu)造所述監(jiān)控傳感器用作為從 裝置，從而每次當(dāng)從用作為主裝置的CNC輸入基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)輸出監(jiān)控到的加工狀態(tài)的信息， 并且，所述伺服驅(qū)動(dòng)器基于正從所述監(jiān)控傳感器輸出的監(jiān)控到的信息來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服電 機(jī)。因而，所述伺服電機(jī)能夠通過(guò)使用來(lái)自所述監(jiān)控傳感器的監(jiān)控信息來(lái)穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)所述 伺服電機(jī)。


通過(guò)參考以下結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的各種其他目的、特 征和許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)將由于變得更好理解而更容易理解，在附圖中圖1是磨床的總體圖；圖2是磨床的連接結(jié)構(gòu)；圖3是構(gòu)成磨床的主裝置(master)和從裝置(slave)的時(shí)間圖；圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33的框圖；圖5a是顯示了工件的外徑根據(jù)第二反饋控制中過(guò)去的時(shí)間的變化狀態(tài)的曲線 圖；以及圖5b是顯示了工件的外徑根據(jù)第一反饋控制中過(guò)去的時(shí)間的變化狀態(tài)的曲線圖；圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的另外其他實(shí)施例中的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33的框圖；圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33的框圖；圖8a是顯示了第二實(shí)施方式中工件的外徑隨著從第二反饋控制切換到第一反饋 控制過(guò)去的時(shí)間的變化狀態(tài)的曲線圖，以及圖8b是顯示了第一增益和第二增益的曲線圖；圖9a是顯示了第二實(shí)施方式的另一個(gè)實(shí)施例中工件的外徑隨著從第二反饋控制 切換到第一反饋控制過(guò)去的時(shí)間的變化狀態(tài)的曲線圖，以及圖9b是顯示了第一增益和第 二增益的曲線圖；圖IOa是顯示了第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例中工件的外徑隨著從第二反饋控制 切換到第一反饋控制過(guò)去的時(shí)間的變化狀態(tài)的曲線圖，圖IOb顯示了扭矩值的曲線圖，以 及圖IOc是顯示了第一增益和第二增益的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下文將參照

根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的實(shí)施方式。關(guān)于磨床說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的 機(jī)床的一個(gè)示例。[本發(fā)明的第一實(shí)施方式][磨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)]在此參照?qǐng)D1和圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的磨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。如圖1所示，磨床設(shè)有主軸裝置10、砂輪支承裝置20、磨頭驅(qū)動(dòng)裝置30、砂輪40、 尺寸測(cè)量裝置50和CNC (計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置)60。磨床所磨削的工件W為縱向圓柱形軸并且 磨床執(zhí)行磨削以加工工件W的周面。主軸裝置10包括主軸箱11、主軸12、主軸電機(jī)13、主軸編碼器14和用于主軸的伺服驅(qū)動(dòng)器15。主軸箱11安裝在未示出的床身上。主軸12通過(guò)穿過(guò)主軸頭11被繞著平行 于Z軸的軸線可旋轉(zhuǎn)地支承。主軸12上安裝了保持工件W的一個(gè)軸向端的卡盤(pán)。主軸編 碼器14檢測(cè)主軸電機(jī)13的旋轉(zhuǎn)角度。主軸伺服驅(qū)動(dòng)器15基于從CNC 60輸出的指令值供 應(yīng)電力到主軸電機(jī)13以可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)13。砂輪支承裝置20對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“工具支承部件”并且包括砂輪架21、砂輪旋轉(zhuǎn) 電機(jī)22和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23。砂輪架21將圓盤(pán)狀砂輪40繞著平行于Z軸的軸線可旋轉(zhuǎn)地支 承，在并且可沿著X軸方向和Z軸方向移動(dòng)到由主軸卡盤(pán)保持的工件W。砂輪架21對(duì)應(yīng)于 本發(fā)明的“工具”。砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22安裝在砂輪架21上并且旋轉(zhuǎn)砂輪40。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23 以砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22的轉(zhuǎn)數(shù)與旋轉(zhuǎn)的指令值一致的方式按照從CNC60輸出的旋轉(zhuǎn)的指令值 驅(qū)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22。一般而言，旋轉(zhuǎn)的指令值是恒定的。砂輪架驅(qū)動(dòng)裝置30是用以沿著X軸方向和Z軸方向相對(duì)于工件W移動(dòng)砂輪架21 的裝置。圖1僅顯示了砂輪架驅(qū)動(dòng)裝置30沿著X軸的移動(dòng)結(jié)構(gòu)。砂輪架驅(qū)動(dòng)裝置30包括 X軸滾珠絲杠31、X軸電機(jī)32、X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33、X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35。X軸電機(jī) 32對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“伺服電機(jī)”。X軸編碼器34對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的檢測(cè)X軸伺服電機(jī)32的旋 轉(zhuǎn)位置角度的“位置檢測(cè)器”。線性標(biāo)尺35還對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的檢測(cè)砂輪支承裝置20沿著X 軸與工件W的相對(duì)位置的“位置檢測(cè)器”。X軸滾珠絲杠31以可繞著X軸旋轉(zhuǎn)的方式被支承在床身上。X軸滾珠絲杠31的 螺母部件被固定在砂輪架21上。X軸電機(jī)32可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)X軸滾珠絲杠31。因此，X軸 電機(jī)32通過(guò)X軸滾珠絲杠31沿著X軸方向抵靠工件W移動(dòng)砂輪架21。X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33 通過(guò)供應(yīng)電力到X軸電機(jī)32按照從CNC 60輸出的指令值驅(qū)動(dòng)X軸電機(jī)32。X軸編碼器34 檢測(cè)X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)角度。線性標(biāo)尺35安裝在床身上并且相對(duì)床身檢測(cè)砂輪架21沿 著X軸的位置。此外，在砂輪架驅(qū)動(dòng)裝置30中未示出砂輪架20沿著Z軸方向抵靠工件W的移動(dòng) 結(jié)構(gòu)，但此移動(dòng)結(jié)構(gòu)與從在X軸方向上替換為在Z軸方向上的結(jié)構(gòu)基本上相同，因此未將其 示出。尺寸測(cè)量裝置50測(cè)量工件W的已加工輪廓，也就是說(shuō)工件W的直徑，具體而言，尺 寸測(cè)量裝置50測(cè)量已加工輪廓的值與預(yù)先在尺寸測(cè)量裝置50中設(shè)定的目標(biāo)值的偏差。尺 寸測(cè)量裝置50對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的監(jiān)控傳感器。下文將該偏差定義為“尺寸偏差”。尺寸測(cè)量 裝置50對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“輪廓測(cè)量傳感器”。目標(biāo)值或目標(biāo)輪廓為工件經(jīng)過(guò)加工的最終直 徑，從而尺寸偏差對(duì)應(yīng)于過(guò)渡到工件W的最終直徑還要加工的剩余直徑。在測(cè)量到的尺寸 偏差與多個(gè)預(yù)定尺寸中其一一致的情況下，尺寸測(cè)量裝置50通過(guò)圖2中所示的高速同步通 信網(wǎng)絡(luò)70輸出尺寸信號(hào)到CNC 60和X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33。尺寸信號(hào)的尺寸值是用以開(kāi)始第 一增益調(diào)節(jié)部107和第二增益調(diào)節(jié)部103的增益調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)值。尺寸信號(hào)的尺寸值對(duì)應(yīng)于 如下文所說(shuō)明的粗磨、精磨和微磨的程序改變。此外，尺寸測(cè)量裝置50以與從CNC 60輸出 的基準(zhǔn)信號(hào)同步的方式通過(guò)圖2中所示的高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70輸出測(cè)量到的尺寸偏差到 X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33。CNC 60按照加工程序輸出指令值到伺服驅(qū)動(dòng)器15、33和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23的每一個(gè) 以控制X軸電機(jī)32和主軸電機(jī)13。CNC 60作為主裝置輸出周期性的基準(zhǔn)信號(hào)到任何連接 在高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70上的從裝置。
如圖2中所示，作為主裝置的CNC 60以及作為從裝置的主軸編碼器14、主軸伺服 驅(qū)動(dòng)器15、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23、X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33、X軸編碼器34、線性標(biāo)尺35和尺寸 測(cè)量裝置50分別連接至高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70上。這些連接在高速同步網(wǎng)絡(luò)70上的主裝 置和從裝置互相同步地通信和處理。高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70采用了作為注冊(cè)商標(biāo)登記的實(shí) 時(shí)“以太網(wǎng)”。
“主裝置和從裝置的操作”下文將參照?qǐng)D3說(shuō)明本發(fā)明的主裝置和從裝置的操作。如圖3的第一條線所示，作為主裝置的CNC 60輸出周期性的基準(zhǔn)信號(hào)到各從裝 置。如圖3的第二條線所示，CNC 60執(zhí)行接收程序以在CNC 60輸出基準(zhǔn)信號(hào)后從其他從 裝置接收各種信號(hào)。CNC 60例如從尺寸測(cè)量裝置50接收校準(zhǔn)信號(hào)。此后，CNC 60執(zhí)行診 斷程序和計(jì)算程序，然后執(zhí)行傳輸程序以將位置指令值發(fā)送到伺服驅(qū)動(dòng)器15、33。如圖3的第三條線所示，在尺寸測(cè)量裝置50從CNC 60接收基準(zhǔn)信號(hào)后，尺寸測(cè)量 裝置50執(zhí)行診斷程序和抽樣程序以測(cè)量工件W的外徑，然后對(duì)X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33執(zhí)行數(shù) 據(jù)傳輸程序直到接收下一基準(zhǔn)信號(hào)為止。如圖3的第四條線所示，在X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35從CNC 60接收基準(zhǔn)信號(hào) 后，X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35執(zhí)行診斷程序和抽樣程序以分別檢測(cè)X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn) 角度和砂輪架21的X軸位置，然后對(duì)X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸程序直到接收下一 基準(zhǔn)信號(hào)為止。如圖3的第四條線所示，在主軸編碼器14從CNC 60接收基準(zhǔn)信號(hào)后，主軸 編碼器14執(zhí)行診斷程序和抽樣程序以檢測(cè)主軸電機(jī)13的旋轉(zhuǎn)角度，然后對(duì)X軸伺服驅(qū)動(dòng) 器15執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸程序直到接收下一基準(zhǔn)信號(hào)為止。如圖3的第五條線所示，各伺服驅(qū)動(dòng)器15、33在從CNC 60接收基準(zhǔn)信號(hào)后接收從 其他從裝置傳輸?shù)男盘?hào)。然后，各伺服驅(qū)動(dòng)器15、33執(zhí)行診斷程序和計(jì)算程序以執(zhí)行發(fā)送 必要的信息到主裝置或從裝置的傳輸程序。各伺服驅(qū)動(dòng)器15、33不但執(zhí)行以上確定的程序 而且執(zhí)行對(duì)各電機(jī)13、32的驅(qū)動(dòng)。對(duì)主裝置和從裝置的每一個(gè)設(shè)定同時(shí)執(zhí)行接收程序和傳輸程序的對(duì)立裝置。換言 之，主裝置和各從裝置對(duì)為對(duì)立裝置的其他相應(yīng)的主裝置或從裝置直接執(zhí)行數(shù)據(jù)接收和傳 輸程序?！坝糜赬軸伺服驅(qū)動(dòng)器33的控制框圖”接下來(lái)參照?qǐng)D4，下文將說(shuō)明X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33。圖4主要涉及第一實(shí)施方式但 第一增益調(diào)節(jié)部107和第二增益調(diào)節(jié)部103專門(mén)涉及第二實(shí)施方式，因此除第一增益調(diào)節(jié) 部107和第二增益調(diào)節(jié)部103外，將參照?qǐng)D4說(shuō)明第一實(shí)施方式的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器。如圖4的控制框圖中所示，X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33由減法電路101、第一位置控制部 106、第二位置控制部102、微分電路104、減法電路105、加法電路108、速度控制部109和電 流控制部110組成。X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33執(zhí)行驅(qū)動(dòng)X軸伺服電機(jī)32的第一反饋控制以使尺寸測(cè)量裝置 50測(cè)量到的尺寸偏差為零，并且基于X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35檢測(cè)到的信息執(zhí)行驅(qū)動(dòng) X軸伺服電機(jī)32的第二反饋控制。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，特別是X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33 執(zhí)行如在第二實(shí)施方式中所述的從第二反饋控制到第一反饋控制的切換。第一反饋控制由第一位置控制部106、加法電路108、速度控制部109和電流控制部110執(zhí)行。第二反饋控制由減法電路101、第二位置控制部102、微分電路104、減法電路105、速度控制部109和電流控制部110執(zhí)行。這里將說(shuō)明各結(jié)構(gòu)。第一位置控制部106對(duì)從尺寸測(cè)量裝置50輸出的尺寸偏差執(zhí)行位置控制(如比 例位置控制)以輸出指令速度值。在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施例中，與其中位置 控制增益的值可變的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的其他或另外實(shí)施例相比，位置控制增益如比 例增益的值被預(yù)先設(shè)定并且在設(shè)定后不可變。減法電路101由從CNC輸出的指令位置值計(jì)算線性標(biāo)尺35檢測(cè)到的砂輪架21的 當(dāng)前位置的位置偏差。第二位置控制部102基于減法電路101計(jì)算出的位置偏差執(zhí)行位置 控制如比例位置控制以輸出指令速度值。微分電路104計(jì)算X軸編碼器34檢測(cè)到的X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)角度的微分值作為 X軸電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)角速度。減法電路105由從第二位置控制部102輸出的指令速度計(jì)算微 分電路104計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角速度的速度偏差。加法電路108將從減法電路105輸出的速度偏差與從第一位置控制部106輸出的 指令速度值相加。因此，速度控制部109對(duì)從加法電路108輸出的指令速度值執(zhí)行速度控 制如比例微分控制。速度控制部109輸出對(duì)應(yīng)于指令扭矩值的指令電流值。電流控制部 110基于從速度控制部109輸出的指令電流值執(zhí)行電流回路控制以供應(yīng)電力到X軸伺服電 機(jī)32。“第一和第二反饋控制的操作”參照?qǐng)D5，下文將說(shuō)明第一和第二反饋控制的操作。在圖5a和圖5b中，橫向軸為 時(shí)間而豎向軸為工件W的外徑。首先將參照?qǐng)D5a說(shuō)明第二反饋控制。尺寸測(cè)量裝置50輸出尺寸信號(hào)P1、P2、P3。 尺寸信號(hào)P3是用以從粗磨程序切換到精磨程序的尺寸信號(hào)。尺寸信號(hào)P2是用以從精磨程 序切換到微磨程序的尺寸信號(hào)。尺寸信號(hào)Pl是用以達(dá)到最終尺寸的尺寸信號(hào)。在第二反饋控制中，從CNC 60輸出的指令位置值基于尺寸信號(hào)PI、P2、P3切換。 CNC 60在從P3到P2和從P2到Pl的各個(gè)間隔輸出指令位置值使得砂輪架21沿著X軸的 移動(dòng)速度為與精磨程序和微磨程序各自相應(yīng)的速度。實(shí)際上，當(dāng)尺寸信號(hào)P3或P2輸出時(shí) CNC 60輸出指令位置值以切換砂輪架21沿著X軸的移動(dòng)速度。在第二反饋控制中根據(jù)來(lái) 自CNC 60的指令位置值控制X軸伺服電機(jī)32。將參照?qǐng)D5b說(shuō)明第一反饋控制。當(dāng)從尺寸測(cè)量裝置50輸出尺寸信號(hào)P3時(shí)第一 反饋控制啟動(dòng)。第一位置控制部106中的位置控制增益的值被預(yù)先設(shè)定并且如上所述在設(shè) 定后不可變，并且在圖5b中將此增益值顯示為實(shí)線、點(diǎn)劃線、或長(zhǎng)短交替虛線。當(dāng)操作員在 第一位置控制部106中設(shè)定增益值時(shí)選擇實(shí)線、點(diǎn)劃線或長(zhǎng)短交替虛線中其一。在位置控 制部106中設(shè)定的增益值在實(shí)線中最大，在點(diǎn)劃線中較大，而在長(zhǎng)短交替虛線中最小。在上述第一反饋控制中，被磨削的工件W的直徑如圖5b的各線條所示沿著平滑的 線條從對(duì)應(yīng)于尺寸信號(hào)P3的直徑逐漸并平滑地減小到對(duì)應(yīng)于尺寸Pl的直徑。而且，按照 在第一位置控制部106中設(shè)定的較大的增益值，達(dá)到最終直徑的時(shí)間較短。如果在第二反 饋控制中從第二位置控制部102輸入到加法電路108的輸入值為零，則在第一反饋控制中 可僅以來(lái)自尺寸測(cè)量裝置50的尺寸偏差控制X軸伺服電機(jī)32。
砂輪40通過(guò)X軸伺服電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)以快的進(jìn)給速度前移到工件W，然后通 過(guò)由第二反饋控制控制而以粗磨進(jìn)給程序的粗磨進(jìn)給速度對(duì)工件W進(jìn)行粗磨。尺寸測(cè)量裝 置50前移而接觸工件W的外周面以測(cè)量被磨削的工件W的外徑并且當(dāng)被磨削的工件W的 直徑達(dá)到對(duì)應(yīng)于尺寸信號(hào)P3的位置時(shí)輸出尺寸信號(hào)P3?；诔叽缧盘?hào)P3，啟動(dòng)第一反饋 控制以執(zhí)行對(duì)X軸伺服電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)的控制，因此，X軸伺服電機(jī)32通過(guò)加法電路108由 第一和第二反饋控制控制。在上述磨削程序的最終階段，在砂輪架21到達(dá)最前面的位置的情況下減法電路 101輸出零值使得在第一反饋控制中輸入值從減法電路105輸入到加法電路108。在此情 形中，工件W的磨削直徑應(yīng)該是理想的最終直徑，然而來(lái)自尺寸測(cè)量裝置50的尺寸偏差并 未實(shí)際上達(dá)到零，因?yàn)檩^長(zhǎng)的工件W具有柔韌性而可由于磨削阻力而可相對(duì)尺寸測(cè)量裝置 50的方向沿著X軸方向變形。因此，尺寸測(cè)量裝置50仍然輸出對(duì)應(yīng)于第一反饋控制中的變 形值的尺寸偏差的實(shí)際值，從而砂輪架21移動(dòng)到工件W以通過(guò)僅由第一反饋控制控制直到 尺寸偏差達(dá)到零而將工件W的剩余值磨削到對(duì)應(yīng)于尺寸信號(hào)Pl的最終直徑?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的效果”
上述本發(fā)明的第一實(shí)施方式具有以下效果?？苫趤?lái)自CNC 60的基準(zhǔn)信號(hào)在X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33與尺寸測(cè)量裝置50之間執(zhí) 行高速同步通信。通過(guò)此結(jié)構(gòu)，X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33能夠基于從諸如尺寸測(cè)量裝置50這樣 的監(jiān)控傳感器所輸出的尺寸偏差來(lái)執(zhí)行第一反饋控制。來(lái)自尺寸測(cè)量裝置50的尺寸偏差包括具有基于砂輪40和工件W的柔韌性及其熱 變形的機(jī)械變形的任何影響的信息。因此，即使在工件W和砂輪40中存在任何機(jī)械變形和 熱變形，磨床也可通過(guò)第一反饋控制以更高的精度磨削工件W。此外，第一反饋控制可具有 對(duì)尺寸測(cè)量裝置50在第一反饋控制測(cè)量到的值的高速響應(yīng)，因?yàn)榈谝环答伩刂朴蓽y(cè)量到 的值本身直接控制執(zhí)行。因此，磨床可通過(guò)第一反饋控制既以高精度又以高速度來(lái)磨削工 件W。CNC 60執(zhí)行主裝置的功能。CNC 60安裝在幾乎所有機(jī)床中。因此，通信主裝置可 穩(wěn)定地安裝在每個(gè)具有CNC的機(jī)床中，因此該機(jī)床可具有通用性?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的另一實(shí)施例”雖然在上述第一實(shí)施方式中預(yù)設(shè)第一位置控制部106的增益值，也就是說(shuō)比例增 益是預(yù)設(shè)的。在此情形中，位置控制的增益值越大，在超過(guò)目標(biāo)而底切工件W使其有缺陷的 危險(xiǎn)中達(dá)到如第一反饋控制的圖5b所示的最終直徑的時(shí)間就越快。反之，位置控制的增益 值越小，達(dá)到最終直徑的時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，位置控制的增益值的設(shè)定是第一反饋控制的關(guān) 鍵。在工件W的直徑較小的情況下，也就是說(shuō)在工件W的剛度小并且柔韌的情況下，工件W 由于高柔韌性而變形成彎曲，從而即使砂輪40前移到預(yù)定位置工件也不會(huì)被磨削到對(duì)應(yīng) 于工件W的預(yù)定位置的預(yù)定值。此情形還取決于砂輪40的切削刃的鋒利程度。這是因?yàn)?在使用鋒利度差的切削刃的情況下，即使砂輪40前移到預(yù)定位置也未實(shí)現(xiàn)預(yù)定的削去量。 位置控制的適當(dāng)增益值可根據(jù)各種因素變化。因此，在此另一個(gè)實(shí)施例中，按照砂輪40之前磨削工件W的結(jié)果預(yù)先設(shè)定第一位 置控制部106的增益值。對(duì)預(yù)先設(shè)定舉例而言，第一位置控制部106的增益值在其中砂輪 40磨削工件W的粗磨程序中被預(yù)先設(shè)定并且在預(yù)設(shè)后在精磨程序和微磨程序中不變。因此，按照砂輪40和正在被磨削的工件W的實(shí)際狀態(tài)適當(dāng)?shù)仡A(yù)設(shè)位置控制的增益值。 “本發(fā)明的第一實(shí)施方式的其他實(shí)施例”在這些實(shí)施例中第一位置控制部106的增益值如前述設(shè)定并且可設(shè)定成可變。具 體地，基于一次的改變量將第一位置控制部106的增益值設(shè)定成可變并且該改變量是從尺 寸測(cè)量裝置50輸出的尺寸偏差的改變量。工件W的剛度和砂輪40的切削刃的鋒利度甚至在磨削中也可變化。工件W的直 徑按照磨削進(jìn)度逐漸變小并且砂輪40的切削刃的鋒利度按照磨削進(jìn)度逐漸惡化。由同一 砂輪40磨削的工件W的數(shù)目越大，砂輪40的切削刃的鋒利度就越極端地出現(xiàn)惡化。因此， 在其他實(shí)施例中，第一位置控制部106的增益值被設(shè)定成可變使得在當(dāng)前磨削狀態(tài)可將其 設(shè)定為最佳增益值。尺寸偏差每次的改變量基本上對(duì)應(yīng)于磨削阻力。因此，可對(duì)當(dāng)前磨削 狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益值?！氨景l(fā)明的第一實(shí)施方式的又一實(shí)施例”接下來(lái)將在此參照?qǐng)D6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的另外實(shí)施例的磨床。另 外實(shí)施例中的磨床對(duì)第一實(shí)施方式的前述一個(gè)實(shí)施例中的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33增設(shè)了旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)部111并且具有與第一實(shí)施方式的前述一個(gè)實(shí)施例中的第一位置控制部106不 同的第一位置控制部116。另外實(shí)施例中標(biāo)號(hào)與前述一個(gè)實(shí)施例中相同的零件的功能與第 一實(shí)施方式的前述一個(gè)實(shí)施例中相同，并且因此不進(jìn)行說(shuō)明。因此，下文僅說(shuō)明不同之處。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)部111通過(guò)高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70接收在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22中加電 的電流值的輸入以檢測(cè)砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22對(duì)砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22中 加電的電流值由安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22中的未示出的電流傳感器檢測(cè)。該電流傳感器對(duì) 應(yīng)于本發(fā)明的監(jiān)控傳感器。因此，電流的信息通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器23和高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70 從電流傳感器輸入到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)部111中。第一位置控制部116將第一位置控制部116中的位置控制的增益值設(shè)定成可根據(jù) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)部111檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變化。在此情形中，如上所述，工件W的剛度和砂輪40的切削刃的鋒利度甚至在磨削中 也可變化。因此，可對(duì)當(dāng)前磨削狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益值，因?yàn)榈谝晃恢每刂撇?116中的位置控制的增益值被設(shè)定成可變。特別地，砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力可按照磨削阻力 變化，從而可對(duì)當(dāng)前磨削狀態(tài)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定位置控制的增益值，因?yàn)槲恢每刂频脑鲆嬷当辉O(shè) 定成可根據(jù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變化。此外，雖然旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)部111基于未示出的電流傳感器檢測(cè)到的電流值來(lái)檢 測(cè)砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22對(duì)砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，然而，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力可由直接安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電 機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸上的傳感器檢測(cè)而代替使用電流傳感器檢測(cè)。檢測(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的傳感器對(duì) 應(yīng)于本發(fā)明的監(jiān)控傳感器。 “本發(fā)明的第一實(shí)施方式的再一實(shí)施方式”在再一實(shí)施方式中，除了第一實(shí)施方式的又一實(shí)施方式的構(gòu)造之外，諸如檢測(cè)砂 輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22對(duì)砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的電流傳感器這樣的監(jiān)控傳感器連接至高速同步通 信網(wǎng)絡(luò)70。因此，伺服驅(qū)動(dòng)器33能夠通過(guò)由諸如電流傳感器這樣的監(jiān)控傳感器所檢測(cè)到的 值來(lái)控制X軸伺服電機(jī)32。在X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33中，與X軸編碼器34和線性標(biāo)尺35的檢 測(cè)值同時(shí)地輸入電流傳感器的檢測(cè)值。
在砂輪40中存在任何不平衡的情況下，砂輪40沿X軸方向的位置受不平衡的影 響，因而不平衡影響加工精度。因此，在該再一實(shí)施方式中，為了消除不平衡對(duì)加工精度的 這種影響，X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33通過(guò)基于砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算出的砂輪40沿X軸的移 動(dòng)值來(lái)控制X軸伺服電機(jī)32。因而，通過(guò)使用電流傳感器的檢測(cè)值來(lái)控制X軸電機(jī)32，能夠消除在砂輪40中產(chǎn) 生的任何不良影響。因此，不需要預(yù)先調(diào)節(jié)砂輪40的不平衡以實(shí)現(xiàn)高精度加工。在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力檢測(cè)部111通過(guò)電流傳感器檢測(cè)砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22對(duì) 砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。電流傳感器可替換為直接安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸上以檢 測(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的傳感器。直接檢測(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的傳感器對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的監(jiān)控傳感器?！氨景l(fā)明的第二實(shí)施方式”接下來(lái)將在此參照?qǐng)D7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的磨床。第二實(shí)施方式的 磨床對(duì)第一實(shí)施方式中的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33增設(shè)了第一增益調(diào)節(jié)部107和第二增益調(diào)節(jié) 部102。第二實(shí)施方式中標(biāo)號(hào)與第一實(shí)施方式中相同的零件的功能與第一實(shí)施方式中的零 件相同并且不進(jìn)行說(shuō)明。因此，下文僅說(shuō)明不同之處。第一增益調(diào)節(jié)部107安裝在第一位置控制部106與加法電路108之間，并且調(diào)節(jié) 對(duì)第一反饋控制的影響程度。因此，第一增益調(diào)節(jié)部107輸出從第一位置控制部106輸出的 指令速度值乘以第一增益值的值。第一增益值為0(零)到1( 一)，也就是說(shuō)0%到100%。 在第一增益值為100%的情況下第一增益調(diào)節(jié)部107輸出從第一位置控制部106輸出的指 令速度值本身到下一個(gè)步驟。在第一增益值為0%的情況下第一增益調(diào)節(jié)部107輸出零值 到下一個(gè)步驟或不進(jìn)行任何輸出。第一增益調(diào)節(jié)部107設(shè)定0%作為起始值并且如稍后將 詳細(xì)說(shuō)明的圖8b中的點(diǎn)劃線所示將其從0%逐漸增加到100%。第一增益調(diào)節(jié)部107通過(guò) 從尺寸測(cè)量裝置50接收尺寸信號(hào)P3開(kāi)始從0 %的第一增益值增加。因此，第一反饋控制的 影響程度在輸出尺寸信號(hào)P3后逐漸增加，從而調(diào)節(jié)對(duì)第一反饋控制的影響。第二增益調(diào)節(jié)部103安裝在第二位置控制部102與加法電路105之間，并且調(diào)節(jié) 對(duì)第二反饋控制的影響程度。因此，第二增益調(diào)節(jié)部103輸出從第二位置控制部102輸出的 指令速度值乘以第二增益值的值。第二增益值為0(零)到1( 一)，也就是說(shuō)0%到100%。 在第二增益值為100%的情況下第二增益調(diào)節(jié)部103輸出從第二位置控制部102輸出的指 令速度值本身到下一個(gè)步驟。在第二增益值為0%的情況下第二增益調(diào)節(jié)部103輸出零值 到下一個(gè)步驟或不進(jìn)行任何輸出。第二增益調(diào)節(jié)部103設(shè)定100%作為起始值并且如稍后 將詳細(xì)說(shuō)明的圖8b中的實(shí)線所示將其逐漸減小到0%。第二增益調(diào)節(jié)部103通過(guò)從尺寸測(cè) 量裝置50接收尺寸信號(hào)P3從100%開(kāi)始減小第二增益值。因此，第二反饋控制的影響程度 在輸出尺寸信號(hào)P3后逐漸減小，從而調(diào)節(jié)對(duì)第二反饋控制的影響?！氨景l(fā)明的第二實(shí)施方式的操作”第二實(shí)施方式中標(biāo)號(hào)與第一實(shí)施方式中相同的零件的操作與第一實(shí)施方式中的 零件相同并且不進(jìn)行說(shuō)明。因此，下文僅說(shuō)明不同之處，特別參照?qǐng)D8強(qiáng)調(diào)從第二反饋控制 到第一反饋控制的切換。在圖8a中，實(shí)線顯示了第二實(shí)施方式的狀態(tài)變化，點(diǎn)劃線僅顯示 了第一反饋控制的狀態(tài)變化，而長(zhǎng)短交替虛線僅顯示了第二反饋控制的狀態(tài)變化。為了方 便，長(zhǎng)短交替虛線顯示了來(lái)自CNC 60的位置要求值的狀態(tài)變化。在圖8b中，實(shí)線顯示了第 二增益而點(diǎn)劃線顯示了如上所述的第一增益。在圖8的圖面上，圖8b中的橫向時(shí)間軸對(duì)應(yīng)于圖8a中的橫向時(shí)間軸。如上所述，第一增益被預(yù)設(shè)為零(0% )直到尺寸信號(hào)P3輸出為止。在尺寸信號(hào) P3輸出后，第一增益開(kāi)始逐漸增加到100%直到預(yù)定時(shí)間過(guò)去為止，如圖8b中的點(diǎn)劃線所 示。第一增益的增加速度在開(kāi)始小并且隨著時(shí)間過(guò)去變得越來(lái)越大。另一方面，如上所述，第二增益被預(yù)設(shè)為100%直到尺寸信號(hào)P3輸出為止。在尺寸 信號(hào)P3輸出后，第二增益開(kāi)始逐漸降低到0%直到預(yù)定時(shí)間過(guò)去為止，如圖8b中的長(zhǎng)短交 替虛線所示。第二增益的降低速度在開(kāi)始小并且隨著時(shí)間過(guò)去變得越來(lái)越大。因此，在尺寸信號(hào)P3輸出后第一增益在第二增益逐漸降低的同時(shí)逐漸增加，從而 對(duì)反饋控制的影響的切換從第二反饋控制逐漸切換到第一反饋控制。在第一增益和第二增益的值逐漸改變 的情況下，從加法電路108的輸出逐漸改變 以降低砂輪21的切入速度來(lái)磨削工件W使得工件直徑的變化狀態(tài)遵循如圖8a所示的實(shí) 線。換言之，工件W的直徑在遵循第二反饋控制中的變化狀態(tài)中改變直到尺寸信號(hào)P3輸出 為止。在尺寸信號(hào)P3與當(dāng)以上確定的預(yù)定時(shí)間已達(dá)到之間，工件W的直徑從遵循第二反饋 控制中的變化狀態(tài)逐漸切換到遵循第一反饋控制中的變化狀態(tài)。然后，工件W的直徑在以 上確定的預(yù)定時(shí)間過(guò)去后在遵循第一反饋控制中的變化狀態(tài)中改變，如前面在第一實(shí)施方 式中所述。“本發(fā)明的第二實(shí)施方式的效果”上述本發(fā)明的第二實(shí)施方式具有以下效果。X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33在尺寸信號(hào)P3與當(dāng)以上確定的預(yù)定時(shí)間已到之間從第二反饋 控制切換到第一反饋控制。第二反饋控制執(zhí)行到砂輪40與工件W接觸并且在砂輪40與工 件W接觸后進(jìn)行粗磨程序?yàn)橹?。由于直到工件W的直徑由磨削而減小為止不能執(zhí)行第一反 饋控制，所以第二反饋控制至少執(zhí)行到砂輪40與工件W接觸為止，從而可可靠地執(zhí)行砂輪 架21的X軸控制。而且第一反饋控制可在工件W的直徑在尺寸信號(hào)P3輸出后實(shí)際減小時(shí) 執(zhí)行。因此，可明確地執(zhí)行第一和第二反饋控制，從而可實(shí)現(xiàn)第一和第二反饋控制各自的效^ ο從第二反饋控制到第一反饋控制的切換程序被順暢地執(zhí)行，因?yàn)閺牡诙答伩刂?到X軸伺服電機(jī)32的輸出逐漸減少而從第一反饋控制到X軸伺服電機(jī)32的輸出逐漸增加。 從而，在從第二反饋控制到第一反饋控制的切換中不會(huì)出現(xiàn)任何可能的麻煩?！氨景l(fā)明的第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例”下文將參照?qǐng)D9說(shuō)明第二實(shí)施方式的另一個(gè)實(shí)施例。第二實(shí)施方式的另一個(gè)實(shí)施 例中的磨床具有與前述第二實(shí)施方式的前述一個(gè)實(shí)施例不同的第一增益調(diào)節(jié)部107中的 第一增益和第二增益調(diào)節(jié)部103中的第二增益。因此，下文僅說(shuō)明不同之處。在圖9a中， 實(shí)線顯示了第二實(shí)施方式的另一個(gè)實(shí)施例的工件W的外徑的狀態(tài)變化，點(diǎn)劃線僅顯示了第 二反饋控制的狀態(tài)變化。在圖9b中，實(shí)線顯示了第二增益而點(diǎn)劃線顯示了第一增益。在圖 9的圖面上，圖9b中的橫向時(shí)間軸對(duì)應(yīng)于圖9a中的橫向時(shí)間軸。另一個(gè)實(shí)施例中的第二增益保持在100%直到尺寸信號(hào)P3輸出為止，并且如圖9b 中的實(shí)線所示在輸出尺寸信號(hào)P3時(shí)立刻變?yōu)榱?0% )。另一個(gè)實(shí)施例中的第一增益保持在零(0% )直到尺寸信號(hào)P3輸出并且第二增益 已變?yōu)?%為止，并且此后逐漸增加到100%直到第二增益已完全變?yōu)榱?0%)并且預(yù)定時(shí)間過(guò)去為止，如圖9b中的點(diǎn)劃線所示。第一增益的增加速度被設(shè)定為在開(kāi)始較大并且此后 逐漸降低。因此，在尺寸信號(hào)P3輸出并且第二增益已從100%改變?yōu)?%后第一增益從零逐漸增加。換言之，X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33在來(lái)自第二反饋控制的影響已在從第二反饋控制到第 一反饋控制的切換時(shí)結(jié)束后增加來(lái)自第一反饋控制的影響。工件W的直徑按照第一增益和第二增益中的變化如圖9a的實(shí)線所示減小。直徑 的減小遵循第二反饋控制的控制直到尺寸信號(hào)P3輸出為止。在尺寸信號(hào)P3的時(shí)間與預(yù)定 時(shí)間之間的很短的時(shí)間內(nèi)，工件W仍基于砂輪架21的慣性運(yùn)動(dòng)被磨削。然后，由第二反饋控制控制的直徑減小逐漸過(guò)渡基于通過(guò)第一反饋控制的控制的 直徑減小直到從尺寸信號(hào)P3過(guò)去預(yù)定時(shí)間為止。因此，在預(yù)定時(shí)間過(guò)去后直徑的減小遵循 通過(guò)第一反饋控制的控制。因此，可通過(guò)改變第二增益和第一增益從第二反饋控制順暢地 切換到第一反饋控制?！氨景l(fā)明的第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例”下文將參照?qǐng)D10說(shuō)明第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例。第二實(shí)施方式的其他實(shí)施例 中的磨床對(duì)第二實(shí)施方式的前述一個(gè)實(shí)施例的X軸伺服電機(jī)32增設(shè)了扭矩極限。因此，下 文將僅說(shuō)明不同之處。在圖IOa中，實(shí)線顯示了工件W的外徑通過(guò)第二實(shí)施方式的其他實(shí) 施例隨著過(guò)去的時(shí)間的狀態(tài)變化。圖IOb顯示了 X軸伺服驅(qū)動(dòng)器33的電流控制部110中 的扭矩極限。在圖IOc中，實(shí)線顯示了第二增益而點(diǎn)劃線顯示了第一增益。在圖10的圖面 上，圖10a、圖IOb和圖IOc中的橫向時(shí)間軸互相對(duì)應(yīng)。電流控制部110可改變對(duì)X軸伺服電機(jī)32的扭矩的限制。電流控制部110執(zhí)行電 流控制使得X軸伺服電機(jī)32各相中的電流等于從速度控制部109輸出的電流指令值。在 此情形中，輸出到X軸伺服電機(jī)32的電流的上限受電流控制部110中的扭矩極限限制。如圖IOb中所示，X軸伺服電機(jī)32中的扭矩的最大值保持在100%直到尺寸信號(hào) P3輸出為止，并且緊接著尺寸信號(hào)P3輸出后扭矩的值由于電流控制部110中的扭矩限制而 下降到扭矩最大值的10%。然后，扭矩值在預(yù)定時(shí)間段保持在扭矩最大值的10%，并且此 后在另一個(gè)時(shí)間段逐漸增加到最大值。第一增益保持在0%直到尺寸信號(hào)P3為止并且如圖IOc的點(diǎn)劃線所示在前一預(yù)定 時(shí)間段的時(shí)間間隔中增加到100%。第二增益保持在100%直到尺寸信號(hào)P3為止并且如圖 IOc的實(shí)線所示在前一預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間間隔降低到0%。因此，在扭矩限制期間從第二反 饋控制逐漸切換到第一反饋控制。工件W的直徑按照扭矩值、第一增益和第二增益的變化如圖IOa的實(shí)線所示減小。 直徑的減小遵循通過(guò)第二反饋控制的控制直到尺寸信號(hào)P3輸出為止。在尺寸信號(hào)P3的時(shí) 間與前一預(yù)定時(shí)間之間，工件W仍基于砂輪架21的慣性運(yùn)動(dòng)被磨削。然后，由第二反饋控制控制的直徑減小逐漸過(guò)渡到基于通過(guò)第一反饋控制的控制 的直徑減小直到前、后預(yù)定時(shí)間從尺寸信號(hào)P3過(guò)去為止。因此，在預(yù)定時(shí)間過(guò)去后直徑的 減小按照遵循第二反饋控制的控制。因此，可通過(guò)改變扭矩值、第二增益和第一增益從第二 反饋控制順暢地切換到第一反饋控制。雖然已參照優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易 見(jiàn)的是，本發(fā)明并不局限于目前的實(shí)施方式，并且可在處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種其他實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。例如，雖然尺寸測(cè)量裝置是為測(cè)量工件W的外徑而設(shè)置的，然而它也可構(gòu)造成用以測(cè)量?jī)?nèi)徑、端面位置或沿著工件W的軸向的寬度。而且，雖然與CNC 60和X軸伺服驅(qū)動(dòng) 器33 —起連接至高速同步通信網(wǎng)絡(luò)70的監(jiān)控傳感器是電流傳感器、砂輪40的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力 檢測(cè)傳感器、或者作為測(cè)量工件W的加工后輪廓的輪廓測(cè)量傳感器的尺寸測(cè)量裝置50，但 是，監(jiān)控傳感器可以是檢測(cè)工件W的溫度的熱傳感器。在這種情況下，通過(guò)使用工件W的溫 度能夠執(zhí)行精確的熱補(bǔ)償。雖然將磨床作為機(jī)床的示例進(jìn)行說(shuō)明，然而其也可為其他機(jī)床如車(chē)床、加工中心 等。在加工中心的情形中，工具可為端銑刀、銑刀、鉆具，甚至砂輪。在車(chē)床的情形中，工具 可為切削工具。特別是在混合型車(chē)床中，工具不僅可為切削工具而且可為端銑刀、銑刀、鉆 具，甚至砂輪。
權(quán)利要求
一種機(jī)床，包括工具支承部件，其能夠沿著預(yù)定軸線相對(duì)于工件移動(dòng)，所述工具支承部件支承工具；伺服電機(jī)，其沿著所述預(yù)定軸線將所述工具支承部件移動(dòng)到所述工件；伺服驅(qū)動(dòng)器，其通過(guò)對(duì)所述伺服電機(jī)施加電力來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)；計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，其輸出指令值到所述伺服驅(qū)動(dòng)器；以及監(jiān)控傳感器，其監(jiān)控所述工具對(duì)所述工件的加工狀態(tài)；所述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、所述伺服驅(qū)動(dòng)器以及所述監(jiān)控傳感器都連接至同一同步通信網(wǎng)絡(luò)；所述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、所述伺服驅(qū)動(dòng)器以及所述監(jiān)控傳感器中的一個(gè)用作為主裝置以輸出周期性的基準(zhǔn)信號(hào)；并且所述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、所述伺服驅(qū)動(dòng)器以及所述監(jiān)控傳感器中其余的兩個(gè)用作為從裝置，從而被輸入來(lái)自所述同步通信網(wǎng)絡(luò)的所述基準(zhǔn)信號(hào)，并基于所述基準(zhǔn)信號(hào)執(zhí)行自己的過(guò)程。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中所述監(jiān)控傳感器用作為所述從裝置，以在每次輸入所述基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)輸出所述加工狀態(tài) 的監(jiān)控信息；并且所述伺服驅(qū)動(dòng)器基于正從所述監(jiān)控傳感器輸出的所述監(jiān)控信息來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中所述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置用作為所述主裝置；并且 所述伺服驅(qū)動(dòng)器和所述監(jiān)控傳感器用作為所述從裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中，所述監(jiān)控傳感器是測(cè)量所述工件的加工后輪廓的 輪廓測(cè)量傳感器，并且是測(cè)量所述工件的外徑、內(nèi)徑、軸向位置或者軸向?qū)挾鹊某叽鐪y(cè)量裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其中所述機(jī)床進(jìn)一步包括位置檢測(cè)器，所述位置檢測(cè)器檢測(cè)所述工具支承部件沿著所述預(yù) 定軸線與所述工件的相對(duì)位置或者所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置角度；所述伺服驅(qū)動(dòng)器基于正從所述監(jiān)控傳感器輸出的監(jiān)控信息以及通過(guò)所述位置檢測(cè)器 檢測(cè)到的檢測(cè)信息來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)。
6. 一種機(jī)床，包括工具支承部件，其能夠沿著預(yù)定軸線相對(duì)于工件移動(dòng)，所述工具支承部件支承工具； 伺服電機(jī)，其沿著所述預(yù)定軸線將所述工具支承部件移動(dòng)到所述工件； 伺服驅(qū)動(dòng)器，其通過(guò)對(duì)所述伺服電機(jī)施加電力來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)； 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，其輸出指令值到所述伺服驅(qū)動(dòng)器；位置檢測(cè)器，其檢測(cè)所述工具支承部件沿著所述預(yù)定軸線與所述工件的相對(duì)位置或者 所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置角度；以及監(jiān)控傳感器，其監(jiān)控所述工具對(duì)所述工件的加工狀態(tài)，所述監(jiān)控傳感器是測(cè)量所述工 件的加工后輪廓的輪廓測(cè)量傳感器，并且是測(cè)量所述工件的外徑、內(nèi)徑、軸向位置或者軸向 寬度的尺寸測(cè)量裝置；所述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、所述伺服驅(qū)動(dòng)器以及所述監(jiān)控傳感器都連接至同一同步通信網(wǎng)絡(luò)；所述計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置用作為主裝置以輸出周期性的基準(zhǔn)信號(hào)；并且所述伺服驅(qū)動(dòng)器和所述監(jiān)控傳感器用作為從裝置，從而被輸入來(lái)自所述同步通信網(wǎng)絡(luò)的所述基準(zhǔn)信號(hào)，并基于所述基準(zhǔn)信號(hào)執(zhí)行自己的過(guò)程；所述監(jiān)控傳感器用作為所述從裝置，以在每次輸入所述基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)輸出所述加工狀態(tài)的監(jiān)控信息；并且所述伺服驅(qū)動(dòng)器基于正從所述監(jiān)控傳感器輸出的監(jiān)控信息以及通過(guò)所述位置檢測(cè)器檢測(cè)到的檢測(cè)信息來(lái)驅(qū)動(dòng)所述伺服電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供能夠更精確地執(zhí)行對(duì)工件的加工的一種機(jī)床。計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)(60)、伺服驅(qū)動(dòng)器(33)以及監(jiān)控傳感器(50)都連接至同一同步通信網(wǎng)絡(luò)(70)。計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)(60)、伺服驅(qū)動(dòng)器(33)以及監(jiān)控傳感器(50)中的一個(gè)用作為主裝置以輸出周期性的基準(zhǔn)信號(hào)，而計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)(60)、伺服驅(qū)動(dòng)器(33)以及監(jiān)控傳感器(50)中其余的兩個(gè)用作為從裝置，從而被輸入來(lái)自同步通信網(wǎng)絡(luò)(70)的基準(zhǔn)信號(hào)，并基于所述基準(zhǔn)信號(hào)執(zhí)行自己的過(guò)程。
文檔編號(hào)G05B19/414GK101799676SQ201010105829
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者余鄉(xiāng)達(dá)也, 米津壽宏, 阿部田鄉(xiāng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特