本發(fā)明涉及機械的冷卻機構，特別是涉及根據(jù)控制機械的程序來進行控制盤的冷卻的機械的冷卻機構。

背景技術：

在機床的控制盤的內(nèi)部設置有電子設備，由該電子設備的發(fā)熱引起控制盤內(nèi)的溫度上升。由于電子設備具有能夠穩(wěn)定地使用的上限溫度、即使用溫度，因此為了防止超過該使用溫度的控制盤內(nèi)的溫度上升，控制盤需要冷卻機構。

在現(xiàn)有技術的控制盤內(nèi)的冷卻方法中，一般是測量控制盤內(nèi)的溫度，如果溫度在預先設定的閾值以上則使冷卻裝置運轉(zhuǎn)，但是由于在實際的發(fā)熱體的溫度與測量位置的溫度之間存在差值，因此存在需要冷卻時冷卻裝置卻沒有運轉(zhuǎn)的可能性。因此，在日本特開2003-245842號公報所公開的冷卻方法中，如圖7所示，根據(jù)機械的控制狀態(tài)預測控制盤內(nèi)的發(fā)熱來使冷卻裝置運轉(zhuǎn)。

然而，在日本特開2003-245842號公報所公開的技術中，根據(jù)預定時間內(nèi)的實際的機械的運轉(zhuǎn)狀況來判斷冷卻的必要性，因此存在當執(zhí)行冷卻時，控制盤內(nèi)的溫度可能已經(jīng)上升的問題。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種事先預測控制盤內(nèi)的溫度信息并控制冷卻裝置的運轉(zhuǎn)的機械的冷卻機構。

在本發(fā)明的機械的冷卻機構中，從程序進行指令的預讀，根據(jù)預讀的指令預測未來在機械1中產(chǎn)生的控制盤內(nèi)的發(fā)熱量。然后，根據(jù)所預測的控制盤內(nèi)的發(fā)熱量來控制冷卻裝置的運轉(zhuǎn)狀況。

從讀入的程序的指令計算運轉(zhuǎn)的電動機數(shù)量、流過放大器的電流值從而進行發(fā)熱量的預測。例如軸移動(x、y、z軸)的情況下，已知工作臺等預先準備的部件、被加工物(工件)的重量等的負荷，因此，也已知放大器的電流值，能夠預測發(fā)熱量。另外，加工中的負荷根據(jù)加工條件大不相同，因此也可以根據(jù)實際的負荷計算放大器的電流值，或者直接測量放大器的電流值，并把加工程序與負荷相關聯(lián)，反饋到下次以后的發(fā)熱量預測中。

并且，本發(fā)明所涉及的機械的冷卻機構具備至少一個對機械的控制盤內(nèi)進行冷卻的冷卻裝置，所述機械具備根據(jù)程序中所包含的指令進行驅(qū)動部的控制的機械控制部，該機械的冷卻機構具備：預讀所述程序中所包含的指令的讀入部；根據(jù)所述讀入部所預讀的指令預測所述控制盤內(nèi)的發(fā)熱量的發(fā)熱量預測部；以及根據(jù)由所述發(fā)熱量預測部預測出的所述控制盤內(nèi)的所述發(fā)熱量，控制所述冷卻裝置的運轉(zhuǎn)的冷卻控制部。

本發(fā)明所涉及的所述機械的冷卻機構，其中，所述冷卻控制部與所述機械控制部基于所述指令而進行的控制動作同步地控制所述冷卻裝置的運轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明所涉及的所述機械的冷卻機構，其中，還具備取得表示所述機械的實際的動作狀況的反饋信息的反饋取得部，所述發(fā)熱量預測部不僅根據(jù)所述讀入部所預讀的指令，還根據(jù)所述反饋取得部所取得的反饋信息來預測所述控制盤內(nèi)的發(fā)熱量。

本發(fā)明的所述機械的冷卻機構，其中，還具備冷卻位置對應存儲部，其存儲了所述控制盤內(nèi)的多個發(fā)熱源和所述冷卻裝置的對應關系，所述發(fā)熱量預測部在根據(jù)所述讀入部所預讀的指令預測在所述控制盤內(nèi)發(fā)熱的發(fā)熱源的同時，預測從該發(fā)熱源產(chǎn)生的發(fā)熱量，所述冷卻控制部根據(jù)所述發(fā)熱量預測部預測出的所述發(fā)熱源參照所述冷卻位置對應存儲部來決定要運轉(zhuǎn)的冷卻裝置，根據(jù)由所述發(fā)熱量預測部預測出的所述控制盤內(nèi)的所述發(fā)熱量控制所決定的所述冷卻裝置的運轉(zhuǎn)。

根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)用于機械的控制的程序判斷冷卻的必要性，因此不需要溫度傳感器，另外，能夠在控制盤內(nèi)的溫度實際上升前開始冷卻，能夠延長電子部件的壽命。另外，通過讀入多行加工程序，能夠?qū)崿F(xiàn)不受瞬間的高負荷影響的控制。進一步，通過限定于發(fā)熱位置來進行冷卻，能夠進行高效的冷卻。

附圖說明

根據(jù)參照附圖的以下實施例的說明，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征會變得更清楚。在這些圖中：

圖1是本發(fā)明的第1實施方式所涉及的機械的冷卻機構的概要結(jié)構圖。

圖2是圖1的機械的冷卻機構12的動作例的流程圖。

圖3是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的機械的冷卻機構的概要結(jié)構圖。

圖4是圖3的機械的冷卻機構12的動作例的流程圖。

圖5是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的機械的冷卻機構的概要結(jié)構圖。

圖6是圖5的機械的冷卻機構12的動作例的流程圖。

圖7是表示現(xiàn)有技術所涉及的冷卻方法的動作的流程圖。

具體實施方式

以下，與附圖一起對本發(fā)明的實施方式進行說明。

＜第1實施方式＞

圖1是本發(fā)明的第1實施方式所涉及的機械的冷卻機構的概要結(jié)構圖。在本實施方式中，機械1具備機械控制部10，該機械控制部10根據(jù)從存儲在未圖示的存儲器中的程序20所讀取的指令和在參數(shù)存儲部11中由操作者等預先所設定的機械動作所涉及的各種參數(shù)(加工條件、工件載重量、工具重量等)來控制機械的各驅(qū)動部，冷卻機構12進行冷卻，以避免由于來自根據(jù)這樣的程序20所控制的放大器等的發(fā)熱使控制盤內(nèi)的溫度過度上升。

冷卻機構12具備讀入部13、發(fā)熱量預測部14、冷卻控制部15和冷卻裝置16。

讀入部13從未圖示的存儲器中所存儲的程序20預讀指令并進行緩存，把預讀的指令輸出到發(fā)熱量預測部14。另外，按照來自機械控制部10的請求，把緩存的指令輸出到機械控制部10。讀入部13至少對機械控制部10當前所執(zhí)行的指令的下一個指令進行預讀即可。在這種情況下，讀入部13從程序20預讀1個指令并緩存，并將其輸出到發(fā)熱量預測部14，如果機械控制部10結(jié)束由當前執(zhí)行的指令所進行的控制并向讀入部13請求下一個指令，則把在該時間點所緩存的指令輸出到機械控制部10，之后，從程序20預讀一個接下來的指令。此外，讀入部13也可以被構成為預讀并緩存機械控制部10當前所執(zhí)行的指令之后的多個指令，并把預讀的多個指令輸出到發(fā)熱量預測部14。

發(fā)熱量預測部14根據(jù)從讀入部13接受的預讀的指令，確定被機械控制部10控制后進行動作的機械1的各部的動作內(nèi)容，并根據(jù)所確定的動作內(nèi)容預測在機械1的控制盤內(nèi)產(chǎn)生的熱的發(fā)熱量。對于由發(fā)熱量預測部14所進行的發(fā)熱量的預測方法考慮各種各樣的方法，作為一個例子，能夠通過以下的步驟進行發(fā)熱量的預測。

步驟1(事前準備)：預先通過實驗等制作機械1的動作(軸移動，作為動作參數(shù)為移動速度、工件重量等)和移動所需的電動機輸出(電動機負荷)的換算用數(shù)據(jù)表并存儲到未圖示的存儲器等中。在換算用數(shù)據(jù)表中，對于移動速度、重量等連續(xù)值，按照預定的數(shù)值刻度(例如，如果是移動速度則為每100mm/min，如果是重量則為每100kg等)對代表值進行制作即可。

步驟2(事前準備)：一般地電動機輸出與電流成比例，因此事先進行多種模式的驅(qū)動實驗，制作電動機輸出與放大器電流的值之間的換算式，也將其存儲到未圖示的存儲器等中。作為換算式的模型列舉以下的數(shù)學式1。在數(shù)學式1中，k、a是由電動機的特性所決定的系數(shù)。此外，也可以代替換算式，通過測量大量的電動機輸出與放大器電流的值來制作換算數(shù)據(jù)表，并通過所制作的換算數(shù)據(jù)表來換算電動機輸出與放大器電流的值。

【數(shù)學式1】

電動機輸出＝k×放大器電流+a

步驟3：在實際的機械動作時，從預讀的指令中讀取移動速度等的值，從參數(shù)存儲部11中所存儲的機械的動作所涉及的各種參數(shù)中讀取工件重量等的值，并根據(jù)這些值使用在步驟1所制作的換算用數(shù)據(jù)表計算電動機輸出。

步驟4：根據(jù)在步驟3所計算出的電動機輸出，使用在步驟2所制作的換算式計算放大器電流的值。

步驟5：根據(jù)在步驟4所計算出的電流的值計算發(fā)熱量。關于發(fā)熱量，公開有作為各制造商的放大器等的規(guī)格。作為一個例子，對于發(fā)那科公司生產(chǎn)的放大器的電流與發(fā)熱量，準備有如下所示的數(shù)學式2(共用電源aips的發(fā)熱量)、數(shù)學式3(伺服放大器aisv的發(fā)熱量)、數(shù)學式4(主軸放大器aisp的發(fā)熱量)的換算式。

【數(shù)學式2】

總發(fā)熱量＝a+ka×b

a：由aips的模型所決定的發(fā)熱量[w]

ka：由aips所決定的系數(shù)[w/arms]

b：連續(xù)額定輸出容量[kw]

【數(shù)學式3】

總發(fā)熱量＝a+ka1×b1+ka2×b2+ka3×b3

a：由aisv的模型所決定的發(fā)熱量[w]

ka1，ka2，ka3：由aips所決定的各軸的系數(shù)[w/arms]

b1，b2，b3：流過各軸的伺服電動機的電流[arms]

【數(shù)學式4】

總發(fā)熱量＝a+ka×b

a：由aisp的模型所決定的發(fā)熱量[w]

ka：由aisp所決定的系數(shù)[w/arms]

b：流過主軸電動機的電流[kw]

冷卻控制部15根據(jù)發(fā)熱量預測部14所預測的發(fā)熱量對于冷卻的必要性進行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果來控制風冷裝置(風扇)、水冷裝置等冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)(如果在運轉(zhuǎn)中則繼續(xù)運轉(zhuǎn))或停止。當發(fā)熱量預測部14所預測的發(fā)熱量超過預先確定的預定閾值時，冷卻控制部15可以在通過機械控制部10的控制開始產(chǎn)生該發(fā)熱量的動作的定時開始冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)，在結(jié)束該動作的定時停止冷卻裝置16。另外，當發(fā)熱量預測部14所預測的發(fā)熱量超過預先確定的預定閾值時，冷卻控制部15也可以在比通過機械控制部10的控制開始產(chǎn)生該發(fā)熱量的動作的定時提前預先設定的預定時間之前開始冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)，還可以在該動作結(jié)束后經(jīng)過了預先所設定的預定時間之后停止冷卻裝置16。像這樣，冷卻控制部15能夠與機械控制部10所進行的控制同步地控制冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)。進一步，當冷卻裝置16能夠調(diào)整冷卻程度時，可以在上述發(fā)熱量的閾值中設置多個階段，根據(jù)發(fā)熱量預測部14所預測的發(fā)熱量與多個閾值的關系改變由冷卻裝置16所進行的冷卻的程度。

圖2是表示圖1所示的冷卻機構12的動作例的流程圖。

[步驟sa01]讀入部13從程序20進行指令的預讀，并把預讀的指令輸出到發(fā)熱量預測部14。

[步驟sa02]發(fā)熱量預測部14根據(jù)從讀入部13接受的被預讀的指令和存儲在參數(shù)存儲部11中的機械的動作所涉及的各種參數(shù)，預測機械1的控制盤內(nèi)的發(fā)熱量，并把預測出的發(fā)熱量輸出到冷卻控制部15。

[步驟sa03]冷卻控制部15根據(jù)從發(fā)熱量預測部14接受的發(fā)熱量判斷是否需要冷卻。需要冷卻時移至步驟sa04，不需要冷卻時移至步驟sa05。

[步驟sa04]冷卻控制部15與基于在步驟sa01所預讀的指令的機械1的控制動作開始同步地，開始冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)(如果在運轉(zhuǎn)中則繼續(xù)運轉(zhuǎn))，并返回步驟sa01。

[步驟sa05]冷卻控制部15與基于在步驟sa01所預讀的指令的機械1的控制動作結(jié)束同步地，停止冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)，并返回步驟sa01。

＜第2實施方式＞

圖3是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的機械的冷卻機構的概要結(jié)構圖。本實施方式的機械的冷卻機構與第1實施方式的不同點在于根據(jù)從機械的各部取得的反饋來修正通過發(fā)熱量預測部14所預測的發(fā)熱量。本實施方式的機械的冷卻機構12不僅具備第1實施方式的機械的冷卻機構12的各結(jié)構，還具備反饋取得部17。

反饋取得部17取得表示機械1的各部的動作狀況的反饋信息，并把所取得的反饋信息輸出到發(fā)熱量預測部14。作為一個例子，反饋取得部17也可以把施加到電動機的負荷值作為反饋信息來取得。另外，反饋取得部17還可以把所測量的放大器電流值、實際的工件重量等作為反饋信息來取得。

本實施方式的發(fā)熱量預測部14在進行發(fā)熱量的預測時把從反饋取得部17獲得的反饋信息利用到發(fā)熱量的預測中。例如，當反饋信息為電動機所涉及的負荷值時，能夠使用該負荷值代替上述在步驟3中所計算的電動機的輸出。另外，當反饋信息為放大器電流值時，能夠使用該電流值代替上述在步驟4中所計算的放大器電流值。進一步，在反饋信息為實際的工件重量時，能夠把該工件重量用于上述步驟3的電動機輸出的計算中。

發(fā)熱量預測部14還能夠把反饋信息用在所取得時間點的發(fā)熱量的預測中，也能夠把所取得的反饋信息與程序20的指令對應存儲，在由該程序20所進行的下次以后的動作中再利用對應存儲的反饋信息。

圖4是表示圖3所示的冷卻機構12的動作例的流程圖。

[步驟sb01]讀入部13從程序20進行指令的預讀，并把預讀的指令輸出到發(fā)熱量預測部14。

[步驟sb02]發(fā)熱量預測部14根據(jù)從讀入部13接受的被預讀的指令和存儲在參數(shù)存儲部11中的機械的動作所涉及的各種參數(shù)，預測機械1的控制盤內(nèi)的發(fā)熱量，并把預測出的發(fā)熱量輸出到冷卻控制部15。此外，當存在從反饋取得部17接受的反饋信息時，或者存在與所預讀的指令對應地存儲的反饋信息時，把這些反饋信息利用在發(fā)熱量的預測中。

[步驟sb03]冷卻控制部15根據(jù)從發(fā)熱量預測部14接受的發(fā)熱量判斷是否需要冷卻。需要冷卻時移至步驟sb04，不需要冷卻時移至步驟sb07。

[步驟sb04]冷卻控制部15與基于在步驟sb01所預讀的指令的機械1的控制動作開始同步地，開始冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)(如果在運轉(zhuǎn)中則繼續(xù)運轉(zhuǎn))。

[步驟sb05]反饋取得部17把加工時的電動機負荷值作為反饋信息來取得。

[步驟sb06]把在步驟sb05所取得的反饋信息與在sb01所預讀的指令對應存儲。

[步驟sb07]冷卻控制部15與基于在步驟sb01所預讀的指令的機械1的控制動作結(jié)束同步地停止冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)，并返回步驟sb01。

＜第3實施方式＞

圖5是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的機械的冷卻機構的概要結(jié)構圖。本實施方式的機械的冷卻機構與第1實施方式的不同點在于具備冷卻控制盤內(nèi)的不同位置的多個冷卻裝置16。本實施方式的機械的冷卻機構12不僅具備第1實施方式的機械的冷卻機構12的各結(jié)構，還具備多個冷卻裝置16和冷卻位置對應存儲部18。

冷卻位置對應存儲部18存儲有冷卻位置管理表，其對配置在控制盤內(nèi)的放大器等發(fā)熱源(發(fā)熱位置)與能夠冷卻該發(fā)熱源附近的冷卻裝置16相關聯(lián)地進行登記。冷卻位置管理表也可以對于1個發(fā)熱源關聯(lián)地登記多個冷卻裝置16。此外，分別對配置在控制盤內(nèi)的發(fā)熱源和多個冷卻裝置16賦予識別信息等來進行管理。

本實施方式的發(fā)熱量預測部14在發(fā)熱量的預測之前，根據(jù)從讀入部13所接受的預讀的指令，預測是從配置在控制盤內(nèi)的哪臺放大器等發(fā)熱源進行發(fā)熱的。例如，當所預讀的指令指示了工作臺的軸移動動作時，預測是從驅(qū)動用于該軸移動動作的軸的電動機的放大器發(fā)熱的。另外，當所預讀的指令是指示主軸的旋轉(zhuǎn)動作的指令、或是指示由主軸所進行的切削動作的指令時，預測是從驅(qū)動該主軸的電動機的放大器發(fā)熱的。然后，發(fā)熱量預測部14通過與第1實施方式同樣的方法預測來自發(fā)熱源的發(fā)熱量，并把所預測的發(fā)熱量和所預測的發(fā)熱源的信息輸出到冷卻控制部15。此外，當從所預讀的指令預測出從多個發(fā)熱源進行發(fā)熱時，發(fā)熱量預測部14把多組所預測的發(fā)熱量和所預測的發(fā)熱源的信息輸出到冷卻控制部15。

本實施方式的冷卻控制部15根據(jù)從發(fā)熱量預測部14接受的所預測的發(fā)熱源的信息，參照存儲在冷卻位置對應存儲部18中的冷卻位置管理表，確定能夠冷卻該發(fā)熱源附近的冷卻裝置16。然后，根據(jù)從發(fā)熱量預測部14接受的所預測的發(fā)熱量來控制所確定的冷卻裝置16。當在冷卻位置管理表中對于發(fā)熱源關聯(lián)有多個冷卻裝置16時，冷卻控制部15可以選擇其中的1個進行控制，另外，也可以根據(jù)所預測的發(fā)熱量同時控制多個冷卻裝置16。由冷卻控制部15所進行的冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)、停止的控制方法與在第1實施方式示出的方法相同。

圖6是表示圖5所示的冷卻機構12的動作例的流程圖。

[步驟sc01]讀入部13進行來自程序20的指令的預讀，并把預讀的指令輸出到發(fā)熱量預測部14。

[步驟sc02]發(fā)熱量預測部14根據(jù)從讀入部13接受的所預讀的指令和存儲在參數(shù)存儲部11中的機械的動作所涉及的各種參數(shù)，預測在機械1的控制盤內(nèi)發(fā)熱的發(fā)熱源(發(fā)熱位置)。

[步驟sc03]發(fā)熱量預測部14根據(jù)從讀入部13接受的被預讀的指令和存儲在參數(shù)存儲部11中的機械的動作所涉及的各種參數(shù)，預測來自在步驟sc02所預測的發(fā)熱源的發(fā)熱量，并把預測出的發(fā)熱量和預測出的發(fā)熱源信息輸出到冷卻控制部15。

[步驟sc04]冷卻控制部15根據(jù)從發(fā)熱量預測部14接受的預測的發(fā)熱量判斷是否需要冷卻。需要冷卻時處理移至步驟sc05，不需要冷卻時處理移至步驟sc07。

[步驟sc05]冷卻控制部15參照存儲在冷卻位置對應存儲部18中的冷卻位置管理表來確定冷卻從發(fā)熱量預測部14接受的所預測的發(fā)熱源的冷卻裝置16。

[步驟sc06]冷卻控制部15在基于在步驟sc01所預讀的指令的機械1的控制動作開始時同步地開始在步驟sc05所確定的冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)(如果在運轉(zhuǎn)中則繼續(xù)運轉(zhuǎn))并返回步驟sc01。

[步驟sc07]冷卻控制部15在基于在步驟sc01所預讀的指令的機械1的控制動作結(jié)束時同步地停止冷卻裝置16的運轉(zhuǎn)，并返回步驟sc01。

以上，對于本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限定于上述實施方式的例子，能夠通過增加適當?shù)淖兏远喾N方式實施。

例如，上述實施方式對于把發(fā)熱量預測部14、冷卻控制部15設置在機械1內(nèi)部的情況進行了說明，但是也可以構成為把發(fā)熱量預測部14、冷卻控制部15設置在冷卻裝置16、外部的信息處理裝置中。同樣的，上述實施方式對于把冷卻裝置16設置在機械1的內(nèi)部的情況進行了說明，但是也可以把冷卻裝置16設置在機械1的外部。

另外，也可以把上述各實施方式所示出的結(jié)構進行適當?shù)慕M合來構成。