JPH09500331A - Ｃｎｃ工作機械用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＣＮＣ工作機械の金属加工を最適化するための制御装置は、工作工具の主駆動装置をモニタして実際の瞬時切削トルクを特定するための第１ユニット（１４）と、ティーチングモードに於いて定格切削トルクを設定する第２ユニット（１６）と、切削トルクを一定のレヴェルに保持するのに必要とされる送り速度を演算し、送り駆動装置を制御する第３ユニット（２０）と、モニタされた主駆動装置のトルクに応答し、破損しないように送り速度を与える第４ユニットとを備えている。前記送り速度を演算するためのユニットは、設定されたトルクと第１ユニットによって表示された実際の瞬時のトルクとを比較するコンパレータユニット（２４）からの信号と、瞬時の切削断面積を演算する認識ユニット（２２）からの信号とに応答する補償ユニット（３０）によってアドレスされる。

Description

【発明の詳細な説明】 ＣＮＣ工作機械用制御装置 本発明は、ＣＮＣ工作機械、特にＣＮＣで作動するフライス盤及びマシニング センタによる金属加工を最適化するための制御装置及び方法に関する。 ＣＮＣ工作機械は何年にも渡って存在するものであるが、プログラム段階で多 くの要素、例えば一運転あたりのワークピース数、運転コスト、工具の交換時間 、工具のコスト等、生産効率に影響を与える多くの要素を考慮することができず 効率性及び有用性の点で限界があった。さらに、ＣＮＣ工作機械プログラムの融 通のきかない性質により、金属切削の深さ及び幅、工具摩耗、ワークピースの素 材の不均一性と言った予測不可能な実加工時間中の切削条件の変化に対応するこ とができない。 本発明の目的の一つは、現在のＣＮＣ工作機械上の限界及び不都合点を解消し 、工作機械、特にＣＮＣフライス盤及びマシニングセンタを最適化するための制 御装置であって、生産効率の基準に従い最適な切削モードを演算し、実加工時間 中の切削条件に対応する適応送り速度の制御及びスピンドル速度の制御を自動的 に行い、一定 で且つ予め設定可能なスピンドルトルク及び／又は工具寿命を維持し、最適な加 工動作を確実に行い、工具の破損を防止し、工具の状態を表示する制御装置を提 供することにある。 本発明に従えばこれは、ＣＮＣ工作機械での金属加工の最適化のための制御装 置であって、前記工作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置及び前 記工作機械の送り機構に動力を供給する複数の送り駆動装置を備え、該送り駆動 装置は、前記工具スピンドルによって生じた切削トルクを予め設定することによ り、又は前記制御装置のティーチングモードにおいて前記設定を無視することに よって、決定された送り速度を発生するよう制御可能とされ、現実の瞬間的な切 削トルクをもたらすために前記工作機械の主駆動装置のトルクをモニタリングす る第１ユニットと、前記モニタリングされる主駆動トルクに従って前記ティーチ ングモードで定格切削トルクを設定するための第２ユニットと、一定トルクで前 記切削トルクを維持するために要求される送り速度を演算し、前記工作機械の送 り駆動装置を制御するための第３ユニットと、工具の破損を防止するために、前 記モニターされた主駆動トルクに反応し、前記第３ユニットに送り速度限界信号 を送る第４ユニットとを具備する前記制 御装置において、前記送り速度を演算するための前記ユニットは、設定された前 記トルクと前記第１ユニットによって表示される現実の瞬間的なトルクとを比較 するコンパレータユニットからの信号と、前記第１の主駆動トルクモニタリング ユニット及び前記送り速度演算ユニットの両方からの信号に応答して瞬間的な切 削断面積を演算する識別ユニットからの信号と、に応答する補償ユニットによっ てアドレスされ、前記補償ユニットは、前記トルクの精密な安定性を促進するも のであることを特徴とする制御装置によって達成される。 さらに本発明は、工作機械の工具スピンドルに駆動力を供給する主駆動装置と 前記工作機械の送り機構に送り駆動力を供給する送り駆動装置とを備えるＣＮＣ 工作機械でに金属加工を最適化するための方法であって、前記送り駆動装置は、 前記工具スピンドルによって生じた切削トルクを予め設定することによって、又 は前記制御装置のティーチングモードで前記設定を無視することによって、決定 された送り速度を発生するように制御可能とされ、現実の瞬時の切削トルクを発 生させるため、前記工作機械の主駆動装置のトルクをモニタリングする工程と； モニターされている前記主駆動装置のトルクとは無関係に前記ティーチングモー ドで定格切削トルクを設定 する工程と；送り速度演算ユニットにおいて、前記切削トルクを一定値に維持す るために要求される前記切削工具の送り速度を演算し、該送り速度を制御する工 程と；コンパレータユニットにおいて、前記現実の瞬時のトルクと設定されたト ルクとを比較し、識別ユニット内において、主駆動トルクのモニタリングユニッ トと前記送り速度演算ユニットとの両方により発せられる信号に応答して切削の 瞬時の切断面積を演算する工程と；前記信号を前記２つのユニットから補償ユニ ットに送る工程と；前記信号を前記補償ユニットから前記送り速度演算ユニット へ送り、それにより前記切削トルクの高精度安定性を達成する工程とを有するこ とを特徴とする方法を提供する。 以下の例示的図面を参照しつついくつかの好適な実施例との関係で本発明を説 明する。これにより本発明を十分理解することができよう。 図面を特に参照するに、開示されている詳細は、単なる例としてのもの、また 本発明の好適な実施例を例示的に検討するためのものに過ぎず、本発明原理およ び思想的特徴を示すのに最も有用、且つ容易に理解できると信ずる記載態様で表 されたものであることを強調しておく。この点、本発明を根本的に理解するため に必要な以上に は本発明の構造的詳細を示すことはしない。図面を参照しつつ明細書を勘案すれ ば当業者であれば如何にして本発明のいくつかの態様が実用上に実施されるもの かを理解し得ることであろう。 図中、 図１は、本発明にかかる制御装置の第１実施例のブロック図であり； 図２は、補償ユニットの効果を送り速度及びトルク値で示した図であり； 図３は、本発明にかかる制御装置の第２実施例のブロック図であり； 図４及び図５は、本発明にかかる制御装置の第３及び第４実施例をそれぞれ示 す。 本発明にかかる制御装置の第１及び第２実施例の主要入力パラメーターは、切 削トルクＭに比例する主駆動装置の１又は２以上のパラメーターである。主要出 力パラメーターは、送り速度ＦをＭの関数として決定する信号であり、本発明に よって達成される課題は、使用される個々のフライス盤カッタの特性に応じて決 定される安定したレヴェルに前記トルク維持することである。必要とされる値は 、適切に作成された表に見ることができる。 本発明の他の特徴は、最大定格切削トルクＭ₀の代わり に最大トルクＭ₀’を１又はそれ以上の同一ワークピースを最初に加工する時に 決定するティーチングモードにある。ティーチングモードは、同一のワークピー スについて大規模に運転するときには(for large runs)特に効果的である。 本発明にかかる制御装置が用いる他の重要なパラメーターとしては、切削幅（ ｂ）及び切削深さ（ｈ）の積であり、切削断面積（略して切削面積）を指し示す ρ［ｍｍ²］がある。 図面を参照するに図１に於いては、ＣＮＣフライス盤に装着可能であり制御装 置の種々のユニットを収容するハウジング２と、作業者が操作できるパネル４と を備えた本発明にかかる制御装置の第１実施例を示すブロック図が示されている 。 パネル４上には、ティーチングモード（ＴＭ）の開始（“開始”）、ティーチ ングモードで決定されたＭ₀設定での“運転”、そして予め設定されたＭ₀設定で の作動（“ＴＭなし”）のいずれかを選択する為のスイッチ６が搭載されている 。最後のものの設定にあっては、Ｍ₀はセレクタ８で設定される。パネル４上の 他の部材としては、スタートボタン１０、点滅又は音響での警告等を発して、工 具の摩耗が限界を越えていることを知らせる工 具状態表示装置１２が設けられている。 モニタユニット１４も設けれれており、（フライス盤のカッタによって加えら れる）主駆動装置の瞬時の切削トルクＭがモニタされる。 該モニタユニット１４からの信号Ｍは、制御装置の多数の他のユニットに供給 される。すなわち： ａ） ティーチングモードに於いて加えられる定格切削トルクＭ₀を設定する ユニット１６と、 ｂ） 送り速度制限信号を送り速度演算機２０に供給する工具保護ユニット１ ８と、 ｃ） 送り速度演算機２０からの信号によってもアドレスされる瞬時のρ値を 識別するユニット２２と、 ｄ） 設定されたトルクＭ₀と実際の瞬時のトルクＭとを比較するコンパレー タユニット２４である。 モードスイッチ６の位置に応じて論理部材２６は、コンパレータユニット２４ に、ユニット１６または手動セレクタ８のいずれかによって決定される値のＭ₀ を供給する。 制御装置はまた、パネル４上のスタートボタン１０と送り速度演算機２０との 間に介在する形で自己診断ユニット２８を具備する。ボタン１０が押されると、 該ユニット２８はシステム全体を検査し、もしシステムが作動 可能状態にあることがわかると送り速度演算機２０に実施可能信号を供給する。 制御装置の心臓部は、既述のρ−識別ユニット２２と協働する補償ユニット３ ０によって構成されている。 以下は、補償原理を基礎づける工夫についての説明である。 送り速度は設定値Ｍ₀またはＭ₀’と実際の値Ｍとの差ΔＭによって決定される 。 （静的加工としての）金属切削加工は、次の公式によって表すことができる： M = AF^yρ^γ ここで： ρ＝既述の切削面積 Ｆ＝送り速度 Ａ，ｙ，γ＝工具の種類及び金属の加工条件に依存する係数 である。 ΔＭを切削トルクの安定上の誤差とすると、以下のように定義することができ る： ここで： Ｋ_c＝ＣＮＣゲイン（静的状態(static)） Ｋ_l＝電流モニタゲイン しかし実際の加工に於いては、ρ＜＜１／Ｋ_lＫ_cＡ、その結果としてのΔＭ≒ Ｍ₀またはＭ≒０により、中程度ないし小さいρ−値に於ける切削トルクの安定 化が不可能となる。 ρの変化からＭを確実に自立させるためには、補償ユニットに可変ゲインＫ_k を設けることが必要である： ここでＢは定数である。 従って、Ｋ_kを計算するために切削工程の全体において各瞬間のρを決定する 必要があり、それはρが比ΔＭ／Ｆ^αに比例するという仮定に従って、ユニット ２２により行われる。ここでαは切削される各々の物質によって決定される。 補償器の効果が図２に示されており、そこにおいて、実線３２及び３４はρの 関数（特に切削の高さｈの関数）であるＦ及びＭ／Ｍ₀の数値を補償して示した ものであり、点線３６及び３８は同じ数値Ｆ及びＭ／Ｍ₀を補償せずに示したも のである。 工作機械の送り速度は明らかに送り速度計算機２０の出力Ｆによって制御され る。 図３は本発明に係る制御装置の他の実施例を示したものである。この実施例は 、制御装置が作業者により操作できずＣＮＣプログラムによってのみアドレスさ れるという点において上述の実施例とは異なる。この実施例において付加された 要素は、制御装置をＣＮＣプログラムに接続するためのプログラムインターフェ イス４０と、加工の工程に使用される多くの種々の工具Ｎ（ＭＮ₃−ＭＮ₂₅とし て表示）の定格トルクのためのユニット４２とである。ここで、ＭＮ₀及びＭＮ_l はティーチングモードの選択を表し、ＭＮ₂はティーチングモードなしを表す。 ユニットの残りの部分は上述の実施例と同様であり、同じ方法で操作する。 図４のブロック線図で示される実施例は、次の２つの基準のうちの一方若しく は他方に基づく加工作業の最適化を示している。 １）毎分あたりの最大金属切除量（mm³/分） ２）金属の単位体積の切除のための最小コスト（＄/分） これらの基準の間で折衷的な選択することが可能である。 図４の実施例は、図１及び３に関連して説明された全てのユニット（パネル４ 及びその要素を除く）と以下に説明するいくつかの追加的ユニットを備える。 第１の基準は、ユニット２０、２２、２４及び３０（図１及び３）により構成 される”Ｆ−ループ”によって処理され、Ｍ＝Ｍ₀を条件としており、第２の基 準は追加的ユニット４４の導入を必要とし、該追加的ユニット４４は工具のスピ ンドルの速度（Ｓ）を制御するという意味において”Ｓ−ループ”の作動部とな る。このユニットは次の式を実行する演算器４４を備える。 ここで、 Ａ₃ ：使用される特定の工具に基づく係数 α₃、α₄、α₅ ：加工される材料に基づく係数 ρ ：識別ユニット２２により与えられる切 削 面積 Ｆ ：送り速度 Ｔ₀ ：最適化基準を選択するために要求され る工具の耐用期間 第１の基準は以下の関係式に基づく。 第２の基準は以下の関係式に基づく。 ここで、 ｍ ：使用される特定の工具及び加工される材料に 基づく係数 τ ：予備時間若しくは空転時間(min) Ｄ ：工具のコスト（＄） Ｂ ：毎分あたりの加工コスト（＄/min） 演算器４４は５つの入力を備える。 ａ）工具Ｎ２−Ｎ２５のための係数Ａ₃（入力ＭＮ₃〜ＭＮ₂₅によってアドレス されるメモリ４６から） ｂ）材料の４つの異なるグループのための係数α₃、 α₄、α₅（入力ＭＮ２６〜ＭＮ２８によってアドレスされるメモリ４８から） ｃ）信号Ｆ（演算器ユニット２０から） ｄ）切削面積ρ（識別ユニット２２から） ｅ）工具の予測耐用期間Ｔ₀（Ｔ₀の計算のためのユニットから） 入力ＭＮ₀によりティーチングモードが開始し、入力ＭＮ₁により任意の工具の 直径に対するティーチングモードが実行される。 この実施例の制御装置の出力は、上述の実施例と同じであり（工具の状態及び 送り速度が信号Ｆを制御する）、速度制御信号Ｓが追加される。 図５に示される実施例は、上述の３つの実施例において説明された特徴を全て 有するものであり、さらに２つの特徴、即ち加工工具の振動及びチャタリングを 抑制する回路と、ワークピースの薄い壁部の仕上げ加工を高い精度で行うことを 容易にする回路とが追加されている。 これらの特徴の１番目は、機械の振動及びチャタリングに応答する適切な変換 器５１によってアドレスされる振動分析器５０を備える。変換器５１の出力はユ ニット５０によって解析され、ユニット５０は、送り速度演算器２０に与えられ る信号を発生させ、該送り速度演算器 ２０はこれに応答して、振動を抑制するために要求される分だけ送り速度Ｆを変 化させ、一度これが実行されるとそれをもとの速度に戻す。 薄い部分での問題は、切削カッタのカット圧下における弾性変形である。従っ て、例えば厚さが２．５mmであって長さが２００mmのアルミニウム壁を切削し、 ５００mm/分の送り速度で０．５mmの深さにカットし、カッタの回転速度を１０ ００rpm、工具の直径を１２mmとすると、０．０４mmの誤差が生じるのに対して 、カットの深さ、送り速度、速度、工具が同じで切削部分の厚さを１０mmとする と誤差はわずか０．００５mmとなる。この違いは、当然薄い部分の「後退(givin g in)」及びその後のスプリングバックによるものであり、切削カッタが薄い部 分に到達したときに送り速度を減少させる必要がある。 これはＣＮＣのプログラムを複雑にするだけではなく、重い部分の後に薄い部 分が実質的に始まるかを決めることが困難である。また、磨耗したカッタは、新 しいカッタであればもっと小さいはずの歪み力を増加させる。 壁部の変形を検知した瞬間に送り速度を自動的に減少させることが本実施例の 特徴である。 薄い壁部の切削中は、薄い部分が部分的である場合の電気−機械ループの周波 数特性は変化するため、送り駆 動電流のある種の高調波が減少することが分かった。従って、送り駆動電流信号 の分散分析に基づいて、薄い部分の実質的な開始部及び終了部を示す特定の信号 を発生させることができる。これらの信号は、そのような薄い部分の加工時に送 り速度を減少させるために使用することができ、従って、加工動作の精度を上げ ることができる。 図５の実施例の追加された回路は、送り駆動電流に応答する適当なセンサ５２ を備え、該センサは送り駆動電流の高調波を分析するための分析器５４に信号を 供給し、該分析器５４は、送り速度演算器２０に与えられる信号であって、演算 器の出力信号を変化させる信号を信号変換器５６に送る。即ちセンサ５２及び分 析器５４が薄い部分の有効開始部を示すときには送り速度を減少させる信号を発 生させ、センサ５２及び分析器５４がこの部分の終了を示すときには以前の送り 速度に戻す信号を発生させる。 図３の実施例は、異なる工具を予めプログラムされたシーケンスを使用するＣ ＮＣマシニングセンタに特に適しており、特に図３に示すように、工具を替えた 時に毎回制御装置をリセットする必要をなくすメモリユニット４２の設置により 、以前の実施多様よりも効率的である。 本発明は、先に説明した実施例の詳細には制限されないこと、及び本発明はそ の思想又は本質的特徴から離れることなく別の特定の形態で実施できることは、 当業者にとっては明らかであろう。従って、本発明の実施例は、あらゆる面にお いて説明のための例示であり、制限するものと解してはならず、本発明の範囲は 、先の説明よりもむしろ添付の請求の範囲によって示され、請求の範囲と等しい 意味や範囲の表現の意味及び均等の範囲に含まれるいかなる変更も包含する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェインシュタイン，ボリス イスラエル エルサレム ハ―ノフェク ストリート 241／17 (72)発明者 カラジン，イゴル イスラエル エルサレム スターン スト リート 49／９ (72)発明者 タバシュニク，エデュアル イスラエル エルサレム モシェ ダヤン ブールヴァード 13／３ (72)発明者 ワルシャウスキー，ジョエル，ピー. イスラエル 93 586 エルサレム メヴ ォ ハオレー ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ＣＮＣ工作機械での金属加工の最適化のための制御装置であって、前記工 作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置及び前記工作機械の送り機 構に動力を供給する複数の送り駆動装置を備え、該送り駆動装置は、前記工具ス ピンドルによって生じた切削トルクを予め設定することにより、又は前記制御装 置のティーチングモードにおいて前記設定を無視することによって、決定された 送り速度を発生するよう制御可能とされ、 現実の瞬間的な切削トルクをもたらすために前記工作機械の主駆動装置のトル クをモニタリングする第１ユニットと、 前記モニタリングされる主駆動トルクに従って前記ティーチングモードで定格 切削トルクを設定するための第２ユニットと、 一定トルクで前記切削トルクを維持するために要求される送り速度を演算し、 前記工作機械の送り駆動装置を制御するための第３ユニットと、 工具の破損を防止するために、前記モニターされた主駆動トルクに反応し、前 記第３ユニットに送り速度限界信号を送る第４ユニットと、 を具備する前記制御装置において、 前記送り速度を演算するための前記ユニットは、設定された前記トルクと前記 第１ユニットによって表示される現実の瞬間的なトルクとを比較するコンパレー タユニットからの信号と、前記第１の主駆動トルクモニタリングユニット及び前 記送り速度演算ユニットの両方からの信号に応答して瞬間的な切削断面積を演算 する識別ユニットからの信号と、に応答する補償ユニットによってアドレスされ 、前記補償ユニットは、前記トルクの精密な安定性を促進するものであることを 特徴とする制御装置。 ２． 前記送り速度制御ユニットもまた、工具状態表示装置に信号を送ることを 特徴とする請求項１に記載の制御装置。 ３． 前記制御装置のシステムをテストし、前記送り速度演算ユニットに該テス トをできるようにする信号を送るための自己診断ユニットを有することを特徴と する請求項１に記載の制御装置。 ４． 前記工作機械の作業者が使用可能な制御盤を備えると共に、前記切削トル クを手動設定するための第１手 段と、手動設定モードか前記ティーチングモードかのいずれかを選択するための 第２手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 ５． 前記制御装置が、該制御装置をＣＮＣプログラムによりアドレスされ得る プログラムインターフェースを備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装 置。 ６． 使用されるべき異種の工具のための定格切削トルク値をその中に格納する ためのメモリユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 ７． 前記工作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置と、前記工作 機械の送り機構に動力を供給する送り駆動装置を具備するＣＮＣ工作機械のため の制御装置において、前記主駆動装置のトルクをモニタリングするユニットによ って表示される現実の瞬間的なトルクと設定されたトルクとを比較するコンパレ ータユニットからの信号と、前記第１の主駆動トルクモニタリングユニット及び 前記送り速度演算ユニットの両方からの信号に応答して瞬間的な切削断面積を演 算するユニットからの信号と、に応答する補償ユニットを含む前記工具スピ ンドルのトルクの高精度安定性のための回路を備えたことを改良点とする制御装 置。 ８． ＣＮＣ工作機械での金属加工の最適化のための制御装置であって、前記工 作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置及び前記工作機械の送り機 構に動力を供給する送り駆動装置を備え、該送り駆動装置は、前記工具スピンド ルによって生じた切削トルクを予め設定することにより、又は前記制御装置のテ ィーチングモードにおいて前記設定を無視することによって、決定された送り速 度を発生するよう制御可能とされ、 現実の瞬間的な切削トルクをもたらすための前記工作機械の主駆動装置のトル クをモニタリングするための第１ユニットと、 前記モニタリングされる主駆動トルクに従って前記ティーチングモードで定格 切削トルクを設定するための第２ユニットと、 一定トルクで前記切削トルクを維持するために要求される送り速度を演算し、 前記工作機械の送り駆動装置を制御するための第３ユニットと、 工具の破損を防止するために、前記モニターされた主駆動トルクに応答し、前 記第３ユニットに送り速度限界 信号を送る第４ユニットとを具備し、 前記送り速度を演算するための前記ユニットは、前記第１ユニットによって表 示される現実の瞬間的なトルクと設定されたトルクとを比較するコンパレータユ ニットからの信号と、前記第１の主駆動トルクモニタリングユニット及び前記送 り速度演算ユニットの両方からの信号に応答して瞬間的な切削断面積を演算する 識別ユニットからの信号と、に応答する補償ユニットによってアドレスされ、前 記補償ユニットは、前記トルクの精密な安定性を促進し、前記主駆動装置は、特 定の加工のために、最大の生産性、又は加工の最小コスト、又はこれらの基準の 任意の組み合わせ及び／又は予め選択された工具利用を達成可能に制御すること ができる制御装置において、 前記工具スピンドルの速度を演算するための第５ユニットを備え、この工具ス ピンドルの速度を演算するための第５ユニットは、 使用されるべき工具に関連する第１係数を前記演算ユニットに付与する第１メ モリユニットを介してＣＮＣ−プログラムにより、； 第２メモリユニットを介して、加工されるべき材料に関連する少なくとも１つ の第２係数を付与する前記プログラムにり（前記工作機械スピンドルの速度を演 算する ためのユニットは、選択された基準又はそれらの任意の組み合わせのための最適 条件を達成するのに必要な最適工具寿命を演算する特定ユニットによりアドレス される。）、且つ 前記切削部位の前記瞬時値を付与する前記識別ユニットにより（前記演算ユニ ットは、前記制御装置を前記工作機械の操作を最適化させることを可能とするス ピード発生信号を発生する）、 アドレスされる制御装置。 ９． 前記工作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置と、前記工作 機械の送り機構に動力を供給する送り駆動装置を具備するＣＮＣ工作機械のため の制御装置内において、最大限の生産性又は最小の加工コストのいずれか、或い はこれらの組み合わせ又は予め選択された工具寿命を得るため前記工具スピンド ルの速度を制御する回路で構成すること、前記工具スピンドルの速度を演算する ためのユニットを含むことを改良点とし、該ユニットは、 前記演算ユニットに使用されるべき工具に関連する第１係数を付与する第１メ モリユニットからＣＮＣ−プログラムにより、； 第２メモリユニットを介して、加工されるべき材料に関連する少なくとも１つ の第２係数を付与する前記プログラムにより、； 前記切削トルクを付与する論理素子により、； 予測される工具の耐用期間を付与するプログラムにより、そして、切削領域の 瞬時値を付与する前記識別ユニットにより、 アドレスされ、速度制御信号を発生する前記演算ユニットは、前記制御装置に 前記切削機械の最適制御を可能とすることを改良点とする制御装置。 １０． ＣＮＣ工作機械での金属加工の最適化のための制御装置であって、前記 工作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置及び前記工作機械の送り 機構に動力を供給する送り駆動装置を備え、該送り駆動装置は、前記工具スピン ドルによって生じた切削トルクの予め設定することにより、又は前記制御装置の ティーチングモードで前記設定を無視することによって、決定された送り速度を 発生するよう制御可能とされ、 現実の瞬間的な切削トルクをもたらすための前記工作機械の主駆動装置のトル クをモニタリングするための第１ユニットと、 前記モニタリングされる主駆動トルクに従って前記ティーチングモードで定格 切削トルクを設定するための第２ユニットと、 一定トルクで前記切削トルクを維持するために要求される送り速度を演算し、 前記工作機械の送り駆動装置を制御するための第３ユニットと、 工具の破損を防止するために、前記モニターされた主駆動トルクに反応し、前 記第３ユニットに送り速度限界信号を送る第４ユニットとを具備し、 前記送り速度を演算するための前記ユニットは、前記第１ユニットによって表 示される現実の瞬間的なトルクと設定されたトルクをと比較するコンパレータユ ニットからの信号と、前記第１の主駆動トルクモニタリングユニット及び前記送 り速度演算ユニットの両方からの信号に反応して瞬間的な切削断面積を演算する 識別ユニットからの信号と、に応答する補償ユニットによってアドレスされ、前 記補償ユニットは、前記トルクの精密な安定性を促進し、前記主駆動装置は、特 定の加工のために、最大の生産性、又は加工の最小コスト、又はこれらの基準の 任意の組み合わせ及び／又は予め選択された工具利用を達成可能に制御すること ができる制御装置において、 前記工具スピンドルの速度を演算するための第５ユニ ットを備え、この工具スピンドルの速度を演算するための第５ユニットは、 使用されるべき工具に関連する第１係数を前記演算ユニットに付与する第１メ モリユニットを介してＣＮＣ−プログラムにより、； 第２メモリユニットを介して、加工されるべき材料に関連する少なくとも１つ の第２係数を付与する前記プログラムにより（前記工作機械スピンドルの速度を 演算するためのユニットは、選択された基準又はそれらの任意の組み合わせのた めの最適条件を達成するのに必要な最適工具寿命を演算する特別ユニットにより アドレスされる。）、且つ 前記切削部位の前記識別値を付与する前記識別ユニットにより、 アドレスされ、前記演算ユニットは、スピード発生信号を発生し、前記制御装 置を前記工作機械の操作を最適化させることを可能とし、前記送り速度を演算す るための前記ユニットは、さらに、前記トルクをモニタリングするセンサユニッ トに応答する前記送り駆動装置のトルクの調和を分析するための分析ユニットに 応答する信号変換ユニットによりアドレスされ、前記センサユニット及び前記信 号変換ユニットに接続された前記分析ユニッ トは、薄いワークピースの切断の正確な工作を促進するものである制御装置。 １１． 前記送り速度を演算するための前記ユニットは、さらに、工作工具の振 動を分析するための分析ユニットに対応する信号変換ユニットによりアドレスさ れ、前記振動を抑制するために要求される程度にまで送り速度Ｆを変え、それが 達成された時に、元の速度に戻すことを特徴とする請求項１０に記載の制御装置 。 １２． 前記工作機械の工具スピンドルに動力を供給する主駆動装置と、前記工 作機械の送り機構に動力を供給する送り駆動装置を具備するＣＮＣ工作機械のた めの制御装置内において、ワークピースの薄壁切削部の高精度の仕上げ加工を容 易にする回路を備え、該回路は、送り駆動トルクに応答するセンサを備え、送り 駆動トルクの高周波成分を分析するための分析器を備え（該分析器は、送り速度 演算器に送られ、演算器の出力信号を変調する信号を発生する信号変換器をアド レスする。）、前記センサが薄い切削部の実質的な開始を表示するときは送り速 度を減少させ、前記センサがこの切削部位の終了を表示するときに元の送り速度 に戻すことを改良点とする制 御装置。 １３． 工作機械の工具スピンドルに駆動力を供給する主駆動装置と前記工作機 械の送り機構に送り駆動力を供給する送り駆動装置とを備えるＣＮＣ工作機械で に金属加工を最適化するための方法であって、前記送り駆動装置は、前記工具ス ピンドルによって生じた切削トルクを予め設定することによって、又は前記制御 装置のティーチングモードで前記設定を無視することによって、決定された送り 速度を発生するように制御可能とされ、 現実の瞬時の切削トルクを発生させるため、前記工作機械の主駆動装置のトル クをモニタリングする工程と； モニターされている前記主駆動装置のトルクとは無関係に前記ティーチングモ ードで定格切削トルクを設定する工程と； 送り速度演算ユニットにおいて、前記切削トルクを一定値に維持するために要 求される前記切削工具の送り速度を演算し、該送り速度を制御する工程と； コンパレータユニットにおいて、前記現実の瞬時のトルクと設定されたトルク とを比較し、識別ユニット内において、主駆動トルクのモニタリングユニットと 前記送り速度演算ユニットとの両方により発せられる信号に応 答して切削の瞬時の切断面積を演算する工程と； 前記信号を前記２つのユニットから補償ユニットに送る工程と； 前記信号を前記補償ユニットから前記送り速度演算ユニットへ送り、それによ り前記切削トルクの高精度安定性を達成する工程と、 を有することを特徴とする方法。 １４． 加工の最大限の生産性又は最小限の経費、或いはそれらの任意の組み合 わせ又は予測された工具寿命を達成するために、前記工具スピンドルの速度を演 算するとともに、それに従って前記スピンドル速度を変える工程を有することを 特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５． 前記送り駆動装置のトルクの高周波成分をモニタリングする工程と； モニターされた前記高周波成分を分析する工程と、 前記高周波成分の分析によって得られた信号を形成する工程と； 薄いワークピースの切断加工を容易にするために、前記信号を前記送り速度演 算ユニットに送る工程とを有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １６． 切削工具の振動をモニターする工程と、 前記振動を分析する工程と、 前記振動の分析によって発生した信号を形成する工程と、 前記振動を抑制するために前記送り速度演算ユニットに前記信号を送る工程と 、 前記抑制が達成されれば、元の送り速度に戻す工程と、 を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。