JPH0245202B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0245202B2 JPH0245202B2 JP54130154A JP13015479A JPH0245202B2 JP H0245202 B2 JPH0245202 B2 JP H0245202B2 JP 54130154 A JP54130154 A JP 54130154A JP 13015479 A JP13015479 A JP 13015479A JP H0245202 B2 JPH0245202 B2 JP H0245202B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- signal
- voltage
- loop
- speed
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/39—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49273—Switch between continuous drive and index or stop mode
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は主軸定位置停止制御装置に係り、特に
主軸を所定位置に高精度で、剛性をもつて停止せ
しめる主軸定位置停止制御装置に関する。
主軸を所定位置に高精度で、剛性をもつて停止せ
しめる主軸定位置停止制御装置に関する。
（従来の技術）
各種の工具を自動的に交換しながら機械加工を
自動的に行なう工作機械は自動工具交換機能付工
作機械と呼ばれ、公知である。
自動的に行なう工作機械は自動工具交換機能付工
作機械と呼ばれ、公知である。
自動工具交換機能付工作機械の工具交換動作
は、たとえば以下の如く行われる。即ち、まず、
工具を保持するマガジンを回転させて空の工具把
持部分を主軸機構の真上に位置させた後、交換し
ようとする工具を取付けた主軸機構を前方に突出
させる。ついで、マガジンを主軸機構上に降下さ
せ、工具把持部分を嵌合せしめ、主軸機構を引込
め、工具を主軸から抜き去る。その後、マガジン
を回転させて所望の工具を主軸の前方に位置さ
せ、ふたたび主軸機構を前方に突出させて主軸に
工具を装着する。しかる後、マガジンを上方に引
き上げれば工具交換が終了する。
は、たとえば以下の如く行われる。即ち、まず、
工具を保持するマガジンを回転させて空の工具把
持部分を主軸機構の真上に位置させた後、交換し
ようとする工具を取付けた主軸機構を前方に突出
させる。ついで、マガジンを主軸機構上に降下さ
せ、工具把持部分を嵌合せしめ、主軸機構を引込
め、工具を主軸から抜き去る。その後、マガジン
を回転させて所望の工具を主軸の前方に位置さ
せ、ふたたび主軸機構を前方に突出させて主軸に
工具を装着する。しかる後、マガジンを上方に引
き上げれば工具交換が終了する。
上述の如き工具の自動交換機構において、主軸
と工具の嵌合部とを円滑に嵌合させるためには主
軸の所定部分たとえばキーを正確な位置に停止さ
せなければならない。というのは、主軸にはキー
が装着され、一方工具には該キーと嵌合するキー
溝が形成されており、該キーがキー溝に正しく対
向するように主軸を位置決め停止しないと主軸に
対し工具を円滑に嵌合せしめることができないか
らである。このため、主軸の位置決め精度として
は回転角にして±0.1乃至±0.2゜という高い精度が
要求される。
と工具の嵌合部とを円滑に嵌合させるためには主
軸の所定部分たとえばキーを正確な位置に停止さ
せなければならない。というのは、主軸にはキー
が装着され、一方工具には該キーと嵌合するキー
溝が形成されており、該キーがキー溝に正しく対
向するように主軸を位置決め停止しないと主軸に
対し工具を円滑に嵌合せしめることができないか
らである。このため、主軸の位置決め精度として
は回転角にして±0.1乃至±0.2゜という高い精度が
要求される。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、従来の自動工具交換機構において
は、主軸と工具の嵌合部とを円滑に嵌合させるた
めに、主軸のキー位置を検知する光電式の検知器
やリミツトスイツチ機構を設け、これらの機構か
ら発せられる検知信号をもとに機械的なブレーキ
を動作させて主軸を所定の停止位置に停止させて
いた。
は、主軸と工具の嵌合部とを円滑に嵌合させるた
めに、主軸のキー位置を検知する光電式の検知器
やリミツトスイツチ機構を設け、これらの機構か
ら発せられる検知信号をもとに機械的なブレーキ
を動作させて主軸を所定の停止位置に停止させて
いた。
しかし、上述の従来装置では高精度の位置決め
ができないうえに、機械的なピン、ブレーキなど
の停止機構を用いているため、長期の使用でブレ
ーキシユー、ピンなど、停止機構が摩耗してしま
い、この摩耗のため主軸を所定の位置に停止させ
ることが益々困難になり、工具の自動交換を円滑
に行なうことができないという事態を生じる。そ
して、このような事態を避けるために、従来装置
ではその保守と点検の作業が非常に面倒であつ
た。
ができないうえに、機械的なピン、ブレーキなど
の停止機構を用いているため、長期の使用でブレ
ーキシユー、ピンなど、停止機構が摩耗してしま
い、この摩耗のため主軸を所定の位置に停止させ
ることが益々困難になり、工具の自動交換を円滑
に行なうことができないという事態を生じる。そ
して、このような事態を避けるために、従来装置
ではその保守と点検の作業が非常に面倒であつ
た。
こうした工具交換に際して位置決め停止すると
きの外に、中ぐり切削加工の際にも、ワークから
工具を引出すために主軸を正確に定位置に停止さ
せる必要がある。また、旋盤等の主軸に角型のワ
ークを装着、または脱却する場合にも、主軸を正
しく定位置に停止させなくてはならない。これ
は、前者の場合には、ワークが傷付き、後者の場
合には、ワークの装着、脱却が不可能になるから
である。
きの外に、中ぐり切削加工の際にも、ワークから
工具を引出すために主軸を正確に定位置に停止さ
せる必要がある。また、旋盤等の主軸に角型のワ
ークを装着、または脱却する場合にも、主軸を正
しく定位置に停止させなくてはならない。これ
は、前者の場合には、ワークが傷付き、後者の場
合には、ワークの装着、脱却が不可能になるから
である。
しかしながら従来装置では正確に主軸を定位置
に停止させることができず、工作機械の操作性や
加工性を低下させていた。
に停止させることができず、工作機械の操作性や
加工性を低下させていた。
従つて、本発明は自動工具交換などに際して機
械的なピン、ブレーキなどの停止機構を必要とせ
ず、純電気的に主軸を高精度で所定の定位置に停
止させる主軸定位置停止制御装置を提供すること
を目的とする。また、本発明は、短時間で主軸を
定位置に停止させることができ、更にオーバシユ
ートやハンチングの生じることのない停止制御装
置を提供することを目的としている。
械的なピン、ブレーキなどの停止機構を必要とせ
ず、純電気的に主軸を高精度で所定の定位置に停
止させる主軸定位置停止制御装置を提供すること
を目的とする。また、本発明は、短時間で主軸を
定位置に停止させることができ、更にオーバシユ
ートやハンチングの生じることのない停止制御装
置を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、工作機械の主軸７と、該主軸
を主軸機機を介して回転駆動する主軸モータ４
と、主軸を指令速度で回転させる速度制御ループ
３と、速度制御から位置制御に切換えて主軸の停
止位置を制御する位置制御ループ１１とを具備
し、主軸所定部分の現在位置と主軸所定部分が停
止すべき定位置との位置偏差が零となるように主
軸を駆動して該主軸所定部分を定位置に停止させ
る主軸定位置停止制御装置において、 主軸の所定部分に取付けられその磁力線の方向
が主軸の回転に従つて変化する磁極を有する発磁
体１０ａと、 この発磁体と対向しうる機械固定部分であつて
主軸の回転方向に並設された３つのセンス部のそ
れぞれ可飽和リアクトルに２つのコイルを逆向き
に巻回して各コイルの一端を共通にしてそこから
高周波信号が供給されてなりそれらコイルの他端
から前記発磁体の位置に関わる位置偏差信号を発
生する位置検出信号発生手段１０ｂと、 この位置検出信号発生手段の中央のセンス部と
前記発磁体とのギヤツプに応じた検出電圧を出力
するゲイン調整手段１０６と、 前記位置検出信号発生手段の両側のセンス部か
らの検出電圧を加算した信号が所定の電圧レベル
と比較されることにより近傍領域到達信号を形成
する比較手段１０７と、 前記主軸を一定速度で回転させる一定電圧信号
及び設定された指令電圧値から実速度の積分値を
引いた差分出力を発生する電圧発生手段１０１
と、 前記主軸の所定部分が定位置の近傍領域に近づ
いたことを検出する位置検出手段１０５と、 前記主軸機構のギア比の切替に応じて位置制御
ループのゲインを切替制御する切替手段１０２，
１０３と、 前記指令速度が零になつた後に前記位置制御ル
ープに切換えて速度制御から位置制御に移行せし
めて前記主軸の停止位置を制御する第１のループ
切替手段１２と、 前記位置制御ループを粗の位置偏差ループと精
の位置偏差ループとに切換える第２のループ切替
手段S4〜S6と、 前記第１のループ切替手段を切換えて位置制御
に移行したあと主軸の所定部分が最初に停止すべ
き定位置に到達してから再び該近傍領域に近ずく
までは粗の位置偏差信号として前記差分出力を、
その後主軸の所定部分が定位置近傍領域に到達す
るまでは前記一定電圧信号をそれぞれ出力し、主
軸の所定部分が定位置近傍領に到達した後前記第
２のループ切替手段を切換えて、精の位置偏差信
号として前記ゲイン調整手段から出力される検出
電圧を出力する位置偏差信号出力手段１１２とを
具備してなることを特徴とする主軸定位置停止制
御装置を提供できる。
を主軸機機を介して回転駆動する主軸モータ４
と、主軸を指令速度で回転させる速度制御ループ
３と、速度制御から位置制御に切換えて主軸の停
止位置を制御する位置制御ループ１１とを具備
し、主軸所定部分の現在位置と主軸所定部分が停
止すべき定位置との位置偏差が零となるように主
軸を駆動して該主軸所定部分を定位置に停止させ
る主軸定位置停止制御装置において、 主軸の所定部分に取付けられその磁力線の方向
が主軸の回転に従つて変化する磁極を有する発磁
体１０ａと、 この発磁体と対向しうる機械固定部分であつて
主軸の回転方向に並設された３つのセンス部のそ
れぞれ可飽和リアクトルに２つのコイルを逆向き
に巻回して各コイルの一端を共通にしてそこから
高周波信号が供給されてなりそれらコイルの他端
から前記発磁体の位置に関わる位置偏差信号を発
生する位置検出信号発生手段１０ｂと、 この位置検出信号発生手段の中央のセンス部と
前記発磁体とのギヤツプに応じた検出電圧を出力
するゲイン調整手段１０６と、 前記位置検出信号発生手段の両側のセンス部か
らの検出電圧を加算した信号が所定の電圧レベル
と比較されることにより近傍領域到達信号を形成
する比較手段１０７と、 前記主軸を一定速度で回転させる一定電圧信号
及び設定された指令電圧値から実速度の積分値を
引いた差分出力を発生する電圧発生手段１０１
と、 前記主軸の所定部分が定位置の近傍領域に近づ
いたことを検出する位置検出手段１０５と、 前記主軸機構のギア比の切替に応じて位置制御
ループのゲインを切替制御する切替手段１０２，
１０３と、 前記指令速度が零になつた後に前記位置制御ル
ープに切換えて速度制御から位置制御に移行せし
めて前記主軸の停止位置を制御する第１のループ
切替手段１２と、 前記位置制御ループを粗の位置偏差ループと精
の位置偏差ループとに切換える第２のループ切替
手段S4〜S6と、 前記第１のループ切替手段を切換えて位置制御
に移行したあと主軸の所定部分が最初に停止すべ
き定位置に到達してから再び該近傍領域に近ずく
までは粗の位置偏差信号として前記差分出力を、
その後主軸の所定部分が定位置近傍領域に到達す
るまでは前記一定電圧信号をそれぞれ出力し、主
軸の所定部分が定位置近傍領に到達した後前記第
２のループ切替手段を切換えて、精の位置偏差信
号として前記ゲイン調整手段から出力される検出
電圧を出力する位置偏差信号出力手段１１２とを
具備してなることを特徴とする主軸定位置停止制
御装置を提供できる。
（作用）
本発明の主軸定位置停止制御装置では、主軸の
一回転中に局所的に存在する位置検出センサを用
いて精密な（フアイン）位置偏差信号を得るとと
もに、モータの速度を積分した信号から粗の（コ
アース）位置偏差信号を得て、こうした主軸回転
位置に応じて形成される位置偏差信号を切替て使
用するようにしている。
一回転中に局所的に存在する位置検出センサを用
いて精密な（フアイン）位置偏差信号を得るとと
もに、モータの速度を積分した信号から粗の（コ
アース）位置偏差信号を得て、こうした主軸回転
位置に応じて形成される位置偏差信号を切替て使
用するようにしている。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面に従つて詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係る主軸定位置停止制御装置
の概略を説明する回路ブロツク図、第２図は同各
部波形図、第３図及び第４図は近傍スイツチの動
作、構造を説明する説明図である。
の概略を説明する回路ブロツク図、第２図は同各
部波形図、第３図及び第４図は近傍スイツチの動
作、構造を説明する説明図である。
図中、１は速度指令回路であり、主軸モータ
（後述）となる直流モータの速度指令CVを出力す
る。２は、主軸を決めらられた定位置に停止させ
るための定位置停止（オリエンテーシヨン）指令
ORCMを出力する定位置停止指令回路、３は主
軸を指令速度で回転させる速度制御ループを構成
する速度制御回路であり、加算器３ａと位相補償
回路３ｂと電圧／位相変換器３ｃとサイリスタ回
路３ｄとを有している。加算器３ａは速度制御に
際しては速度指令CVと実速度AVとの差電圧
（速度偏差）を出力し、位置制御の際には位置偏
差信号RPDと実速度AVとの差電圧を出力する。
位相補償回路３ｂは加算器出力電圧の位相を進め
又は遅らせその位相を補償する。電圧／位相変換
器３ｃは位相補償回路３ｂの出力電圧に応じてサ
イリスタ回路３ｄを構成する各サイリスタの点弧
角を制御する。サイリスタ回路３ｄは各サイリス
タの点弧角を制御され直流電動機に印加する電圧
値を変え、該直流電動機の回転速度を制御する。
（後述）となる直流モータの速度指令CVを出力す
る。２は、主軸を決めらられた定位置に停止させ
るための定位置停止（オリエンテーシヨン）指令
ORCMを出力する定位置停止指令回路、３は主
軸を指令速度で回転させる速度制御ループを構成
する速度制御回路であり、加算器３ａと位相補償
回路３ｂと電圧／位相変換器３ｃとサイリスタ回
路３ｄとを有している。加算器３ａは速度制御に
際しては速度指令CVと実速度AVとの差電圧
（速度偏差）を出力し、位置制御の際には位置偏
差信号RPDと実速度AVとの差電圧を出力する。
位相補償回路３ｂは加算器出力電圧の位相を進め
又は遅らせその位相を補償する。電圧／位相変換
器３ｃは位相補償回路３ｂの出力電圧に応じてサ
イリスタ回路３ｄを構成する各サイリスタの点弧
角を制御する。サイリスタ回路３ｄは各サイリス
タの点弧角を制御され直流電動機に印加する電圧
値を変え、該直流電動機の回転速度を制御する。
４は主軸を主軸機構を介して回転駆動する主軸
モータ、例えば直流電動機、５は直流電動機４の
回転速度に応じた電圧を発する回転速度計、６は
主軸機構、７は工作機械の主軸、８は工具、９は
直流電動機４の回転を主軸７に伝達する歯車（タ
イミングベルトでもよい）である。１０は近接ス
イツチ（位置検出センサ）であり、第３図に示す
ように発磁体１０ａとセンス部１０ｂと電気回路
１０ｃとからなつている。
モータ、例えば直流電動機、５は直流電動機４の
回転速度に応じた電圧を発する回転速度計、６は
主軸機構、７は工作機械の主軸、８は工具、９は
直流電動機４の回転を主軸７に伝達する歯車（タ
イミングベルトでもよい）である。１０は近接ス
イツチ（位置検出センサ）であり、第３図に示す
ように発磁体１０ａとセンス部１０ｂと電気回路
１０ｃとからなつている。
以下、位置検出センサ１０について詳述してお
く。第３図ａ，ｂは主軸７に発磁体１０ａを装着
した場合の正面図、平面図である。発磁体１０ａ
は、主軸の所定部分を定位置に停止させたい場合
には該所定部分と同一回転角の主軸上に取付けら
れ、第３図ｃに示すようにケース１０a′内部に断
面三角形のゴム磁石１０a″，１０ａが回転方向
（図の右方向）に磁化の強さがＳ極からＮ極へ変
化するように装着されている。一方、センス部１
０ｂは機械固定部に発磁体１０ａと対向するよう
に装着され、第３図ｃに示すようにケース１０
b′内には３つの可飽和リアクトルSRAが回転方
向に並設され、後述するように発磁体１０ａの位
置に関わる位置偏差信号を発生している。
く。第３図ａ，ｂは主軸７に発磁体１０ａを装着
した場合の正面図、平面図である。発磁体１０ａ
は、主軸の所定部分を定位置に停止させたい場合
には該所定部分と同一回転角の主軸上に取付けら
れ、第３図ｃに示すようにケース１０a′内部に断
面三角形のゴム磁石１０a″，１０ａが回転方向
（図の右方向）に磁化の強さがＳ極からＮ極へ変
化するように装着されている。一方、センス部１
０ｂは機械固定部に発磁体１０ａと対向するよう
に装着され、第３図ｃに示すようにケース１０
b′内には３つの可飽和リアクトルSRAが回転方
向に並設され、後述するように発磁体１０ａの位
置に関わる位置偏差信号を発生している。
なお、各可飽和リアクトルSRAは整流回路を
含む電気回路１０Ｃを有するが、それは後述の第
３図ｆ、第４図及びそれらの説明にて詳述する。
各可飽和リアクトルSRAはコアCRにコイルL1，
L2が第３図ｄに示す如く巻廻されているそして
１つのコアCRに巻廻わされているコイルL1，L2
は互いに逆極性に巻廻されており、各コイルの共
通端子TAには高周波信号が入力され、端子TB，
TCから発磁体１０ａの位置に応じた信号が出力
される。
含む電気回路１０Ｃを有するが、それは後述の第
３図ｆ、第４図及びそれらの説明にて詳述する。
各可飽和リアクトルSRAはコアCRにコイルL1，
L2が第３図ｄに示す如く巻廻されているそして
１つのコアCRに巻廻わされているコイルL1，L2
は互いに逆極性に巻廻されており、各コイルの共
通端子TAには高周波信号が入力され、端子TB，
TCから発磁体１０ａの位置に応じた信号が出力
される。
第３図ｅは、第３図ｃに示すような位置関係で
発磁体１０ａとセンス部１０ｂを配設した場合に
各可飽和リアクトルSRAを含む回路から出力さ
れる電圧波形DV1，DV2，DV3およびASVを示
している。このうちDV1，DV2，DV3は、それぞ
れ右から順番に配設された各可飽和リアクトル
SRAを含む回路から出力される電圧波形であつ
て、発磁体１０ａの中心線と各可飽和リアクトル
SRAの中心線が一致すれば零ボルトが出力され
て、その両側近傍では正、負の電圧が出力され、
全体的に零レベルをクロスする電圧波形になつて
いる。電圧波形ASVは、検出電圧DV1とDV3を
加算したものである。
発磁体１０ａとセンス部１０ｂを配設した場合に
各可飽和リアクトルSRAを含む回路から出力さ
れる電圧波形DV1，DV2，DV3およびASVを示
している。このうちDV1，DV2，DV3は、それぞ
れ右から順番に配設された各可飽和リアクトル
SRAを含む回路から出力される電圧波形であつ
て、発磁体１０ａの中心線と各可飽和リアクトル
SRAの中心線が一致すれば零ボルトが出力され
て、その両側近傍では正、負の電圧が出力され、
全体的に零レベルをクロスする電圧波形になつて
いる。電圧波形ASVは、検出電圧DV1とDV3を
加算したものである。
第３図ｆは１つの可飽和リアクトルSRAに対
する電気回路１０ｃの詳細図である。これは
100KHzの高周波パルス信号HFPを発生するパル
ス発振器OSCと、絶縁トランスITR、半波整流
器HWR1，HWR2とから構成されており、高周
波パルス信号HFPにより絶縁トランスITRを介
して可飽和リアクトルSRAが励磁され、これに
より発磁体１０ａの位置に応じてその強さが変化
する外部磁界Hextに比例した出力電圧DV1，
DV2，DV3（第３図ｅ）を半波整流器HWR1，
HWR2の各端子ａ−ｂ間から出力する。また、
電気回路１０Ｃを含む可飽和リアクトルSRA3個
のうち、いずれか一方端のものは、整流回路のダ
イオードを逆接続するなどの方法により、他の２
つのものとは逆方向の出力電圧を出力する。
する電気回路１０ｃの詳細図である。これは
100KHzの高周波パルス信号HFPを発生するパル
ス発振器OSCと、絶縁トランスITR、半波整流
器HWR1，HWR2とから構成されており、高周
波パルス信号HFPにより絶縁トランスITRを介
して可飽和リアクトルSRAが励磁され、これに
より発磁体１０ａの位置に応じてその強さが変化
する外部磁界Hextに比例した出力電圧DV1，
DV2，DV3（第３図ｅ）を半波整流器HWR1，
HWR2の各端子ａ−ｂ間から出力する。また、
電気回路１０Ｃを含む可飽和リアクトルSRA3個
のうち、いずれか一方端のものは、整流回路のダ
イオードを逆接続するなどの方法により、他の２
つのものとは逆方向の出力電圧を出力する。
次に、端子ａ−ｂ間により第３図ｅに示す電圧
波形DV1，DV2，DV3が出力される作用を右側の
リアクトルSRAに着目して第４図を参照して説
明する。発磁体１０ａが可飽和リアクトルSRA
から離れており該可飽和リアクトルSRAに対す
る外部磁界が零の場合には、高周波パルス信号
HFPは第４図ａに示す可飽和リアクトルのＢ−
Ｈ曲線の零を中心に動作する。このためコイル
L1，L2と鎖交する磁束数は等しくなり、端子
TC，TBから出力される電圧は振幅が等しく180゜
位相がずれた波形となる。ところで、これら電圧
は半波整流器HWR1，HWR2によりそれぞれ整
流されるから端子ａ，ｂの電位は等しくａ−ｂ間
の電圧は零になる。
波形DV1，DV2，DV3が出力される作用を右側の
リアクトルSRAに着目して第４図を参照して説
明する。発磁体１０ａが可飽和リアクトルSRA
から離れており該可飽和リアクトルSRAに対す
る外部磁界が零の場合には、高周波パルス信号
HFPは第４図ａに示す可飽和リアクトルのＢ−
Ｈ曲線の零を中心に動作する。このためコイル
L1，L2と鎖交する磁束数は等しくなり、端子
TC，TBから出力される電圧は振幅が等しく180゜
位相がずれた波形となる。ところで、これら電圧
は半波整流器HWR1，HWR2によりそれぞれ整
流されるから端子ａ，ｂの電位は等しくａ−ｂ間
の電圧は零になる。
次に、発磁体１０ａが可飽和リアクトルSRA
に近ずくと該発磁体より生ずる外部磁界Hextが
該可飽和リアクトルに作用しはじめる。今、高周
波パルス信号HFPによる磁界をhlとすればコイ
ルL1には第４図ｂの如く（hl−Hext）に応じた
磁束が鎖交し、コイルL2には（hl＋Hext）に応
じた磁束が鎖交する。これをＢ−Ｈ曲線で説明す
ればコイルL1に対しては高周波パルス信号HFP
は−Hext上を中心に動作し（第４図ｃ）、又、コ
イルL2に対しては高周波パルス信号HFPは＋
Hext上を中心に動作する（第４図ｄ）。このた
め、コイルL1と鎖交する負方向の磁束は飽和し
その変化量は小さく、コイルL2と鎖交する負方
向の磁束は飽和せずその変化量は大きい。ここで
誘起電圧ｅがｅ＝−Ｎ（dφ／dt）（Ｎは巻線数）
となることを考慮すれば、端子ｂの電位が端子ａ
の電位より大きくなるａ−ｂ間より電位差が生じ
る。以後、発磁体１０ａが回転をつづけて行け
ば、その電位差は第３図ｅのDV1のように変化す
る。なお、左側のリアクトルSRAの端子TB−
TCからの出力は、電気回路１０ｃにてDV1とは
逆極性でａ−ｂ間の端子電圧を形成する。以上が
位置検出センサ１０の概要である。
に近ずくと該発磁体より生ずる外部磁界Hextが
該可飽和リアクトルに作用しはじめる。今、高周
波パルス信号HFPによる磁界をhlとすればコイ
ルL1には第４図ｂの如く（hl−Hext）に応じた
磁束が鎖交し、コイルL2には（hl＋Hext）に応
じた磁束が鎖交する。これをＢ−Ｈ曲線で説明す
ればコイルL1に対しては高周波パルス信号HFP
は−Hext上を中心に動作し（第４図ｃ）、又、コ
イルL2に対しては高周波パルス信号HFPは＋
Hext上を中心に動作する（第４図ｄ）。このた
め、コイルL1と鎖交する負方向の磁束は飽和し
その変化量は小さく、コイルL2と鎖交する負方
向の磁束は飽和せずその変化量は大きい。ここで
誘起電圧ｅがｅ＝−Ｎ（dφ／dt）（Ｎは巻線数）
となることを考慮すれば、端子ｂの電位が端子ａ
の電位より大きくなるａ−ｂ間より電位差が生じ
る。以後、発磁体１０ａが回転をつづけて行け
ば、その電位差は第３図ｅのDV1のように変化す
る。なお、左側のリアクトルSRAの端子TB−
TCからの出力は、電気回路１０ｃにてDV1とは
逆極性でａ−ｂ間の端子電圧を形成する。以上が
位置検出センサ１０の概要である。
第１図に戻つて、１１は速度制御から位置制御
に切換えて主軸の停止位置を制御する位置制御ル
ープを構成する定位置停止制御回路、１２は指令
速度が零になつた後に前記位置制御ループに切換
えて速度制御から位置制御に移行せしめて前記主
軸の停止位置を制御する第１のループ切替手段を
なすループ切替スイツチである。この定位置停止
制御回路１１は、位置偏差に応じた電圧値を有す
る位置偏差信号RPD、オリエンテーシヨン完了
信号ORDENおよび速度零信号VZRを出力する
位置偏差信号発生回路１１ａと、定位置停止指令
回路２からの定位置停止指令つまりオリエンテー
シヨン指令ORCM、あるいは実速度が零となつ
て位置偏差信号発生回路１１ａ内部で発生する速
度零信号VZRに基づいてループ切替スイツチ１
２を切替えるループ切替回路１１ｂを有してい
る。
に切換えて主軸の停止位置を制御する位置制御ル
ープを構成する定位置停止制御回路、１２は指令
速度が零になつた後に前記位置制御ループに切換
えて速度制御から位置制御に移行せしめて前記主
軸の停止位置を制御する第１のループ切替手段を
なすループ切替スイツチである。この定位置停止
制御回路１１は、位置偏差に応じた電圧値を有す
る位置偏差信号RPD、オリエンテーシヨン完了
信号ORDENおよび速度零信号VZRを出力する
位置偏差信号発生回路１１ａと、定位置停止指令
回路２からの定位置停止指令つまりオリエンテー
シヨン指令ORCM、あるいは実速度が零となつ
て位置偏差信号発生回路１１ａ内部で発生する速
度零信号VZRに基づいてループ切替スイツチ１
２を切替えるループ切替回路１１ｂを有してい
る。
上記位置偏差信号発生回路１１ａについては後
に詳細に説明するが、まず簡単に第２図ａの波形
図に従つてその動作を説明しておく。
に詳細に説明するが、まず簡単に第２図ａの波形
図に従つてその動作を説明しておく。
位置検出センサ１０からは、中央に配置された
可飽和リアクトルSRA（第３図ｃ）に対応する検
出電圧DV2（これは定位置近傍でのフアイン（精
の）位置偏差信号として利用される）と、両端の
可飽和リアクトルに対応する検出電圧DV1，DV3
を加算して得られ、主軸が定位置近傍領域に到来
したことを示す定位置近傍信号ASVがそれぞれ
位置偏差信号発生回路１１ａに入力されている。
一方、回転速度計５からは実速度信号AVも入力
されており、この実速度信号AVは位置偏差信号
発生回路１１ａ内で積分され、その主軸回転量に
比例する積分出力が後述の初期設定電圧ISVから
減算されたコアース（組の）位置偏差信号CPD
が形成される。又、位置偏差信号発生回路１１ａ
内部では第２図ａに示す初期設定電圧ISVとバイ
アス信号BISが作成されている。尚、この初期設
定電圧ISVの電圧値Viは主軸が停止を予定してい
る定位置より１回転（360゜）前に位置するときの
位置偏差電圧に等しくなるように設定される。
可飽和リアクトルSRA（第３図ｃ）に対応する検
出電圧DV2（これは定位置近傍でのフアイン（精
の）位置偏差信号として利用される）と、両端の
可飽和リアクトルに対応する検出電圧DV1，DV3
を加算して得られ、主軸が定位置近傍領域に到来
したことを示す定位置近傍信号ASVがそれぞれ
位置偏差信号発生回路１１ａに入力されている。
一方、回転速度計５からは実速度信号AVも入力
されており、この実速度信号AVは位置偏差信号
発生回路１１ａ内で積分され、その主軸回転量に
比例する積分出力が後述の初期設定電圧ISVから
減算されたコアース（組の）位置偏差信号CPD
が形成される。又、位置偏差信号発生回路１１ａ
内部では第２図ａに示す初期設定電圧ISVとバイ
アス信号BISが作成されている。尚、この初期設
定電圧ISVの電圧値Viは主軸が停止を予定してい
る定位置より１回転（360゜）前に位置するときの
位置偏差電圧に等しくなるように設定される。
さて、位置偏差信号発生回路１１ａからは、ま
ずオリエンテーシヨン指令ORCMが発生したあ
と、最初に速度零信号VZRが確認されたときか
ら最初の定位置到達時刻t2まで初期設定電圧ISV
（＝Vi）が出力される。以後発磁体１０ａ（主軸
所定部分）が２回目の定位置への接近を続け、そ
の近傍領域（−θ1〜＋θ1、θ1は後述するスライス
回路からの到達信号LSにて検出される角度）の
近くに来る迄（−θ2に到達する迄）はコアース位
置偏差信号CPDを出力し、又近傍領域に到達す
る迄はバイアス信号BISを出力し、更に近傍領域
に到達後はフアイン位置偏差信号DV2を出力し、
全体的に第２図ａに示す負極性の位置偏差信号
RPDを出力する。尚、上記近傍領域とは、発磁
体１０ａとセンス部１０ｂとの対抗関係で決まる
角度に規定されるが、通常はAVが零となる少し
前にコンデンサＣの電荷が零となるよに充放電電
圧を調節しておくことが好ましい。AVが零とな
ると同時にコンデンサＣの電荷が零となるように
充放電電圧を調節してθ2＝θ1のようにしてバイア
ス信号波形BISが位置偏差信号RPDに介在しない
ようにしてもよい。
ずオリエンテーシヨン指令ORCMが発生したあ
と、最初に速度零信号VZRが確認されたときか
ら最初の定位置到達時刻t2まで初期設定電圧ISV
（＝Vi）が出力される。以後発磁体１０ａ（主軸
所定部分）が２回目の定位置への接近を続け、そ
の近傍領域（−θ1〜＋θ1、θ1は後述するスライス
回路からの到達信号LSにて検出される角度）の
近くに来る迄（−θ2に到達する迄）はコアース位
置偏差信号CPDを出力し、又近傍領域に到達す
る迄はバイアス信号BISを出力し、更に近傍領域
に到達後はフアイン位置偏差信号DV2を出力し、
全体的に第２図ａに示す負極性の位置偏差信号
RPDを出力する。尚、上記近傍領域とは、発磁
体１０ａとセンス部１０ｂとの対抗関係で決まる
角度に規定されるが、通常はAVが零となる少し
前にコンデンサＣの電荷が零となるよに充放電電
圧を調節しておくことが好ましい。AVが零とな
ると同時にコンデンサＣの電荷が零となるように
充放電電圧を調節してθ2＝θ1のようにしてバイア
ス信号波形BISが位置偏差信号RPDに介在しない
ようにしてもよい。
以上、第１図の定位置停止制御回路１１の作用
について第２図ｂを照して説明する。尚、第２図
ｂにおいては位置偏差信号RPDを絶対値化して
示してある。
について第２図ｂを照して説明する。尚、第２図
ｂにおいては位置偏差信号RPDを絶対値化して
示してある。
回転時は切替スイツチ１２はａ側に切替わつて
おり、速度制御ループが形成されている。即ち、
加算器３ａには速度指令回路１からの速度指令
CVと回転速度計５からの実速度AVが入力され
ており、該加算器３ａからは速度偏差電圧が出力
される。この速度偏差電圧に応じてサイリスタ回
路３ｄを構成する各サイリスタの点弧角が電圧／
位相変換器３ｃにより制御され、直流電動機４に
印加される電圧は増減する。この結果、直流電動
機４の実速度AVは速度指令CVと一致するよう
に増減する。以後、上記速度偏差電圧が零となる
ように速度制御され、主軸は略指令速度で回転す
ることになる。
おり、速度制御ループが形成されている。即ち、
加算器３ａには速度指令回路１からの速度指令
CVと回転速度計５からの実速度AVが入力され
ており、該加算器３ａからは速度偏差電圧が出力
される。この速度偏差電圧に応じてサイリスタ回
路３ｄを構成する各サイリスタの点弧角が電圧／
位相変換器３ｃにより制御され、直流電動機４に
印加される電圧は増減する。この結果、直流電動
機４の実速度AVは速度指令CVと一致するよう
に増減する。以後、上記速度偏差電圧が零となる
ように速度制御され、主軸は略指令速度で回転す
ることになる。
上記状態において切削作業が終了すれば、制御
装置たとえば数値制御装置で制御される定位置停
止指令回路２から時刻t0においてオリエンテーシ
ヨン指令ORCMがループ切替回路１１ｂに入力
され、同時に速度指令CVは零となる。これによ
り、実速度AVは減少し時刻t1において零となる。
装置たとえば数値制御装置で制御される定位置停
止指令回路２から時刻t0においてオリエンテーシ
ヨン指令ORCMがループ切替回路１１ｂに入力
され、同時に速度指令CVは零となる。これによ
り、実速度AVは減少し時刻t1において零となる。
実速度AVが零となれば速度零信号VZRが位置
偏差信号発生回路１１ａ内部で発生し、この速度
零信号VZRによりループ切替回路１１ｂの作用
で切替スイツチ１２はｂ側に切替り、速度制御か
ら位置制御に移行する。又、VZRにより位置偏
差信号発生回路１１ａはまず初期設定電圧ISV
（＝Vi）を出力する。これより主軸は再び回転を
開始し実速度信号AVはViと等しくなるように上
昇する。そして発磁体１０ａ（第３図）が回転を
つづけ、図にはないが、電圧波形ASV最大値及
びDV2零ボルトの検出により第１回目の定位置に
到達すれば（時刻t2）、位置偏差信号発生回路１
１ａは、以後コアース位置偏差信号CPDを出力
する。主軸が更に回転をつづけ、次の電圧波形の
検出により発磁体１０ａが定位置の近傍領域に近
づけば（時刻t3）、位置偏差信号発生回路１１ａ
はバイアス信号BISを出力し、そして近傍領域に
到達すれば（時刻t4）、以後フアイル位置偏差信
号DV2を出力し、該フアイン位置偏差信号DV2が
零になつた時、即ち発磁体（主軸所定部分）が真
中の可飽和リアクトルSRAに正しく対向した時
停止し、主軸定位置停止制御が終了する。
偏差信号発生回路１１ａ内部で発生し、この速度
零信号VZRによりループ切替回路１１ｂの作用
で切替スイツチ１２はｂ側に切替り、速度制御か
ら位置制御に移行する。又、VZRにより位置偏
差信号発生回路１１ａはまず初期設定電圧ISV
（＝Vi）を出力する。これより主軸は再び回転を
開始し実速度信号AVはViと等しくなるように上
昇する。そして発磁体１０ａ（第３図）が回転を
つづけ、図にはないが、電圧波形ASV最大値及
びDV2零ボルトの検出により第１回目の定位置に
到達すれば（時刻t2）、位置偏差信号発生回路１
１ａは、以後コアース位置偏差信号CPDを出力
する。主軸が更に回転をつづけ、次の電圧波形の
検出により発磁体１０ａが定位置の近傍領域に近
づけば（時刻t3）、位置偏差信号発生回路１１ａ
はバイアス信号BISを出力し、そして近傍領域に
到達すれば（時刻t4）、以後フアイル位置偏差信
号DV2を出力し、該フアイン位置偏差信号DV2が
零になつた時、即ち発磁体（主軸所定部分）が真
中の可飽和リアクトルSRAに正しく対向した時
停止し、主軸定位置停止制御が終了する。
第５図は位置偏差信号発生回路１１ａの詳細な
回路図、第６図は同タイムチヤートである。尚、
第５図の位置偏差信号発生回路では、第１図と同
一部分に同一符号を付し、また定位置停止指令回
路２およびループ切替回路１１ｂへそれぞれ供給
される出力、つまりオリエンテーシヨン完了信号
ORDENおよび速度零信号VZRについては、省
略してある。
回路図、第６図は同タイムチヤートである。尚、
第５図の位置偏差信号発生回路では、第１図と同
一部分に同一符号を付し、また定位置停止指令回
路２およびループ切替回路１１ｂへそれぞれ供給
される出力、つまりオリエンテーシヨン完了信号
ORDENおよび速度零信号VZRについては、省
略してある。
図中、１０１は前記主軸を一定速度で回転させ
る一定電圧信号及び設定された指令電圧値から実
速度の積分値を引いた差分出力を発生する電圧発
生回路である。即ち、切替スイツチswを主軸の
回転方向に応じて＋15又は−15V側に切換える。
正転していれば一15V側にする。この電圧は、抵
抗r1，r2により分圧され、アンプAMP1及びスイ
ツチS9を介してコンデンサＣに充電され、この充
電電圧が初期設定電圧ISVの電圧値Viとなる。ス
イツチS9がオフ後に実速度AVがスイツチS8又は
S7を介して入力されれば、実速度AVの電圧値は
Viより小さいから、コンデンサＣは時定数RCで
充電又は放電し、アンプAMP2（このアンプ
AMP2とＲ、ｃとで積分回路が形成される）の出
力端には初期設定電圧ISVから実速度AVの積分
出力を減算して得られるコアース位置偏差信号
CPDが出力される。
る一定電圧信号及び設定された指令電圧値から実
速度の積分値を引いた差分出力を発生する電圧発
生回路である。即ち、切替スイツチswを主軸の
回転方向に応じて＋15又は−15V側に切換える。
正転していれば一15V側にする。この電圧は、抵
抗r1，r2により分圧され、アンプAMP1及びスイ
ツチS9を介してコンデンサＣに充電され、この充
電電圧が初期設定電圧ISVの電圧値Viとなる。ス
イツチS9がオフ後に実速度AVがスイツチS8又は
S7を介して入力されれば、実速度AVの電圧値は
Viより小さいから、コンデンサＣは時定数RCで
充電又は放電し、アンプAMP2（このアンプ
AMP2とＲ、ｃとで積分回路が形成される）の出
力端には初期設定電圧ISVから実速度AVの積分
出力を減算して得られるコアース位置偏差信号
CPDが出力される。
なお、通常はAVが零となる少し前にコンデン
サＣの電荷が零となるように充放電電圧を調節し
ておくが、AVが零となると同時にコンデンサＣ
の電荷が零となるように充放電電圧を調節してお
くこともできる。
サＣの電荷が零となるように充放電電圧を調節し
ておくが、AVが零となると同時にコンデンサＣ
の電荷が零となるように充放電電圧を調節してお
くこともできる。
図には示されていないが、コアース位置偏差信
号CPDがあるレベルで検出されることにより出
力される近傍接近信号によつて、スイツチS9，
S10がオンすれば、電圧発生回路１０１は増幅器
となりアンプAMP2の出力端には所定レベルのバ
イアス信号BISが出力される。換言すればスイツ
チS8〜S10のオン／オフの組合せ及びそのタイミ
ングにより電圧発生回路１０１からは、まず、初
期設定電圧ISVが、ついでコアース位置偏差信号
CPDが、最後にバイアス信号BISが出力される。
号CPDがあるレベルで検出されることにより出
力される近傍接近信号によつて、スイツチS9，
S10がオンすれば、電圧発生回路１０１は増幅器
となりアンプAMP2の出力端には所定レベルのバ
イアス信号BISが出力される。換言すればスイツ
チS8〜S10のオン／オフの組合せ及びそのタイミ
ングにより電圧発生回路１０１からは、まず、初
期設定電圧ISVが、ついでコアース位置偏差信号
CPDが、最後にバイアス信号BISが出力される。
１０２，１０３は、前記主軸機構のギア比の切
替に応じて位置制御ループのゲインを切換る切替
回路で、直流電動機４と主軸７との間のギアがロ
ー（Low；減速比が大）のとき、位置制御ルー
プのゲインを高め、ギアがハイ（High；減速比
が小）のとき、ゲインをローの場合に比べて小さ
くする。即ち、減速比が大きいときはスイツチ
S7，S2をオンしてゲインを高め、減速比が小さい
ときはスイツチS8，S3をオンしてゲインを減少す
る。これによつて定位置停止制御時に主軸のハン
チングやオーバシユートがなくなるとともに、減
速比が大であろうと、小であろうと、定位置停止
完了時間を短縮できる。
替に応じて位置制御ループのゲインを切換る切替
回路で、直流電動機４と主軸７との間のギアがロ
ー（Low；減速比が大）のとき、位置制御ルー
プのゲインを高め、ギアがハイ（High；減速比
が小）のとき、ゲインをローの場合に比べて小さ
くする。即ち、減速比が大きいときはスイツチ
S7，S2をオンしてゲインを高め、減速比が小さい
ときはスイツチS8，S3をオンしてゲインを減少す
る。これによつて定位置停止制御時に主軸のハン
チングやオーバシユートがなくなるとともに、減
速比が大であろうと、小であろうと、定位置停止
完了時間を短縮できる。
１０４は公知の絶対値回路で、電圧発生回路１
０１の出力を絶対値化する。１０５は比較器であ
り、コアース位置偏差信号CPDの絶対電圧RPIが
所定レベル（バイアス電圧BISの絶対値）以下に
なつたかどうかを検出し、主軸の所定部分（発磁
体１０ａ）が定位置近傍領域に近づいたことを指
示するニア信号NRPSを出力する。このニア信号
NRPSによりスイツチS9，S10はオンとなる。１
０６はゲイン調整回路であり、発磁体１０ａとセ
ンス部１０ｂ間のギヤツプに応じてゲインが調整
され、電圧波形DV2を所望の傾斜の検出電圧（フ
アイン位置偏差電圧）の信号に幅して出力する。
１０７は、センス部１０ｂからの検出電圧を加算
した定位置近傍信号ASVが所定のスライスレベ
ルと比較され、例えばその立上り又は立下りの後
に、零クロス点で近傍領域到達信号LSを出力す
るスライス回路である。この近傍領域到達信号
LSはスイツチS5，S6のうちのオンとなつている
ものをオフし、スイツチS4をオンする。これによ
り、フアイン位置偏差信号DV2が、位置偏差信号
として出力される。
０１の出力を絶対値化する。１０５は比較器であ
り、コアース位置偏差信号CPDの絶対電圧RPIが
所定レベル（バイアス電圧BISの絶対値）以下に
なつたかどうかを検出し、主軸の所定部分（発磁
体１０ａ）が定位置近傍領域に近づいたことを指
示するニア信号NRPSを出力する。このニア信号
NRPSによりスイツチS9，S10はオンとなる。１
０６はゲイン調整回路であり、発磁体１０ａとセ
ンス部１０ｂ間のギヤツプに応じてゲインが調整
され、電圧波形DV2を所望の傾斜の検出電圧（フ
アイン位置偏差電圧）の信号に幅して出力する。
１０７は、センス部１０ｂからの検出電圧を加算
した定位置近傍信号ASVが所定のスライスレベ
ルと比較され、例えばその立上り又は立下りの後
に、零クロス点で近傍領域到達信号LSを出力す
るスライス回路である。この近傍領域到達信号
LSはスイツチS5，S6のうちのオンとなつている
ものをオフし、スイツチS4をオンする。これによ
り、フアイン位置偏差信号DV2が、位置偏差信号
として出力される。
１０８は正逆切替回路である。定位置停止制御
を正転により行なう場合には、スイツチS5をオ
ン、逆転により行なう場合には、スイツチS6をオ
ンする。これらスイツチS4〜S6は、位置制御ルー
プを粗の位置偏差ループと精の位置偏差ループと
に切換える第２のループ切替手段を構成し、回転
方向の設定手段PSDSの切換動作と同時に行われ
る。
を正転により行なう場合には、スイツチS5をオ
ン、逆転により行なう場合には、スイツチS6をオ
ンする。これらスイツチS4〜S6は、位置制御ルー
プを粗の位置偏差ループと精の位置偏差ループと
に切換える第２のループ切替手段を構成し、回転
方向の設定手段PSDSの切換動作と同時に行われ
る。
１０９はインポジシヨン信号発生器である。こ
れは、比較器により構成されており、フアイン位
置偏差信号DV2を監視し、零ボルトであつたDV2
がプラス又はマイナス方向に最高の電圧を生じた
時、すなわち主軸が定位置停止範囲に入つたとき
インポジシヨン信号INPOSを発生し、数値制御
装置に定位置停止動作を実行していることを示す
インポジシヨン信号を送出する。
れは、比較器により構成されており、フアイン位
置偏差信号DV2を監視し、零ボルトであつたDV2
がプラス又はマイナス方向に最高の電圧を生じた
時、すなわち主軸が定位置停止範囲に入つたとき
インポジシヨン信号INPOSを発生し、数値制御
装置に定位置停止動作を実行していることを示す
インポジシヨン信号を送出する。
１１０，１１１は、共に比較器であり、上記ゲ
イン調整回路１０６の検出電圧であるフアイン位
置偏差信号DV2を、上記直流電圧発生回路１００
の比較器COMA，COMBと同様に動作すること
により監視して、主軸の所定部分が定位置の近傍
領域に正逆いずれの方向から近づいたかを検出す
る。そして、主軸が逆転しながら定位置に近づく
ときには比較器１１０の出力NEGを『１』とし、
主軸が正転しながら定位置に近づくときには比較
器１１１の出力POSを『１』とする。そして、
比較器１１０の出力NEGにより、上記正逆切替
回路１０８のスイツチS6を、比較器１１１の出力
POSにより、スイツチS5をオンする。１１２は
波形合成回路で、スイツチS4，S5又はS6のオン／
オフによりフアイン位置偏差信号DV2又はコアー
ス位置偏差信号CPDの一方を出力する。
イン調整回路１０６の検出電圧であるフアイン位
置偏差信号DV2を、上記直流電圧発生回路１００
の比較器COMA，COMBと同様に動作すること
により監視して、主軸の所定部分が定位置の近傍
領域に正逆いずれの方向から近づいたかを検出す
る。そして、主軸が逆転しながら定位置に近づく
ときには比較器１１０の出力NEGを『１』とし、
主軸が正転しながら定位置に近づくときには比較
器１１１の出力POSを『１』とする。そして、
比較器１１０の出力NEGにより、上記正逆切替
回路１０８のスイツチS6を、比較器１１１の出力
POSにより、スイツチS5をオンする。１１２は
波形合成回路で、スイツチS4，S5又はS6のオン／
オフによりフアイン位置偏差信号DV2又はコアー
ス位置偏差信号CPDの一方を出力する。
以上、要するに、時刻t0でオリエンテーシヨン
指令ORM＝“１”になれば、速度指令CVは零ボ
ルトとなり実速度AVが減少し時刻t1でAVが減
少し時刻t1でAVは零ボルトとなる。このとき、
速度零信号VZR＝“１”となり、ループ切替スイ
ツチ１２がオフし、ギヤのロー／ハイに応じてス
イツチS2，S3の一方がオンすると共に、主軸の正
転／逆転に応じてスイツチS5，S6の一方がオンす
る。これにより、位置制御ループが形成され出力
端子OUTから初期設定電圧ISVが出力される
（尚、スイツチS9はオン、S7，S8，S10はオフして
いる）。
指令ORM＝“１”になれば、速度指令CVは零ボ
ルトとなり実速度AVが減少し時刻t1でAVが減
少し時刻t1でAVは零ボルトとなる。このとき、
速度零信号VZR＝“１”となり、ループ切替スイ
ツチ１２がオフし、ギヤのロー／ハイに応じてス
イツチS2，S3の一方がオンすると共に、主軸の正
転／逆転に応じてスイツチS5，S6の一方がオンす
る。これにより、位置制御ループが形成され出力
端子OUTから初期設定電圧ISVが出力される
（尚、スイツチS9はオン、S7，S8，S10はオフして
いる）。
直流電動機は再び回転を始め、最初の定位置到
達により（近傍領域到達信号LS＝“１”、インポ
ジシヨン信号INPOS＝“１”）、時刻t2で、スイツ
チS9をオフすると共に、ギアのロー／ハイに応じ
てスイツチS7又はS8の一方をオンする。これによ
り、出力端子OUTからコアース位置偏差信号
CPDが出力される。
達により（近傍領域到達信号LS＝“１”、インポ
ジシヨン信号INPOS＝“１”）、時刻t2で、スイツ
チS9をオフすると共に、ギアのロー／ハイに応じ
てスイツチS7又はS8の一方をオンする。これによ
り、出力端子OUTからコアース位置偏差信号
CPDが出力される。
以後、実速度AV、位置偏差とも減少し、主軸
が定位置近傍領域に近ずくと（時刻t3）比較器１
０５からニア信号NRPS（＝“１”）が出力され、
スイツチS9及びスイツチS10が共にオンとなる。
これにより、出力端子OUTからは所定レベルの
バイアス信号BISが出力される。
が定位置近傍領域に近ずくと（時刻t3）比較器１
０５からニア信号NRPS（＝“１”）が出力され、
スイツチS9及びスイツチS10が共にオンとなる。
これにより、出力端子OUTからは所定レベルの
バイアス信号BISが出力される。
主軸は低速で更に廻わりつづけ、定位置近傍領
域に到達すれば（時刻t4）、近傍領域到達信号LS
＝１になつて、スイツチS5，S6がオフして替つて
スイツチS4がオンとなり、出力端子OUTからフ
アイン位置偏差信号DV2が出力される。尚、以上
は速度零にした後、定位置停止を行なつた場合に
ついて説明したが、必らずしも零にする必要はな
い。
域に到達すれば（時刻t4）、近傍領域到達信号LS
＝１になつて、スイツチS5，S6がオフして替つて
スイツチS4がオンとなり、出力端子OUTからフ
アイン位置偏差信号DV2が出力される。尚、以上
は速度零にした後、定位置停止を行なつた場合に
ついて説明したが、必らずしも零にする必要はな
い。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の主軸定位置停止
制御装置によれば、主軸を、機械的ブレーキ等接
触部品を使用せずに、高精度で定位置に停止させ
ることができる。又、非接触型の近傍スイツチを
設け、主軸が定位置近傍に到達したとき該近傍ス
イツチの出力信号をフアイン位置偏差信号として
用いたから±0.03゜〜±0.05゜の極めて高い実測精
度を得ることができた。
制御装置によれば、主軸を、機械的ブレーキ等接
触部品を使用せずに、高精度で定位置に停止させ
ることができる。又、非接触型の近傍スイツチを
設け、主軸が定位置近傍に到達したとき該近傍ス
イツチの出力信号をフアイン位置偏差信号として
用いたから±0.03゜〜±0.05゜の極めて高い実測精
度を得ることができた。
更に本発明によれば、回転速度計の出力電圧を
積分すればコアースな位置偏差信号を得ることが
できるため、前記位置検出センサのような近接ス
イツチ以外には、位置センサを用意しなくても位
置ループを構成することができ、そのコストを低
減することが可能となる。また、ギア比に応じて
位置制御系のゲインを切換えるようにしたからゲ
イの設定を適切に行ない、ハンチングやオーバシ
ユートなどを除去して、位置決め時間を短縮する
ことが容易になる。
積分すればコアースな位置偏差信号を得ることが
できるため、前記位置検出センサのような近接ス
イツチ以外には、位置センサを用意しなくても位
置ループを構成することができ、そのコストを低
減することが可能となる。また、ギア比に応じて
位置制御系のゲインを切換えるようにしたからゲ
イの設定を適切に行ない、ハンチングやオーバシ
ユートなどを除去して、位置決め時間を短縮する
ことが容易になる。
第１図は本発明に係る主軸定位置停止制御装置
の概略を説明する回路ブロツク図、第２図ａ，ｂ
は同各部波形図、第３図は位置検出センサ（近接
スイツチ）の説明図、第４図は近接スイツチの動
作説明図、第５図は位置偏差信号発生回路の詳細
な回路図、第６図は同タイムチヤート図である。 ３……速度制御回路、４……直流電動機、５…
…回転速度計、７……スピンドル、１０……位置
検出センサ、１０ａ……発磁体、１０ｂ……セン
ス部、１１……定位置停止制御回路、１１ａ……
位置偏差信号発生回路、１０２，１０３……ゲイ
ン切替回路。
の概略を説明する回路ブロツク図、第２図ａ，ｂ
は同各部波形図、第３図は位置検出センサ（近接
スイツチ）の説明図、第４図は近接スイツチの動
作説明図、第５図は位置偏差信号発生回路の詳細
な回路図、第６図は同タイムチヤート図である。 ３……速度制御回路、４……直流電動機、５…
…回転速度計、７……スピンドル、１０……位置
検出センサ、１０ａ……発磁体、１０ｂ……セン
ス部、１１……定位置停止制御回路、１１ａ……
位置偏差信号発生回路、１０２，１０３……ゲイ
ン切替回路。
Claims (1)
- １ 工作機械の主軸と、該主軸を主軸機構を介し
て回転駆動する主軸モータと、主軸を指令速度で
回転させる速度制御ループと、速度制御から位置
制御に切換えて主軸の停止位置を制御する位置制
御ループとを具備し、主軸所定部分の現在位置と
主軸所定部分が停止すべき定位置との位置偏差が
零となるように主軸を駆動して該主軸所定部分を
定位置に停止させる主軸定位置停止制御装置にお
いて、主軸の所定部分に取付けられその磁力線の
方向が主軸の回転に従つて変化する磁極を有する
発磁体と、この発磁体と対向しうる機械固定部分
であつて主軸の回転方向に並設された３つのセン
ス部のそれぞれが可飽和リアクトルに２つのコイ
ルを逆向きに巻回して各コイルの一端を共通にし
てそこから高周波信号が供給されてなりそれらコ
イルの他端から前記発磁体の位置に関わる位置偏
差信号を発生する位置検出信号発生手段と、この
位置検出信号発生手段の中央のセンス部と前記発
磁体とのギヤツプに応じた検出電圧を出力するゲ
イン調整手段と、前記位置検出信号発生手段の両
側のセンス部からの検出電圧を加算した信号が所
定の電圧レベルと比較されることにより近傍領域
到達信号を形成する比較手段と、前記主軸を一定
速度で回転させる一定電圧信号及び設定された指
令電圧値から実速度の積分値を引いた差分出力を
発生する電圧発生手段と、前記主軸の所定部分が
定位置の近傍領域に近づいたことを検出する位置
検出手段と、前記主軸機構のギア比の切替に応じ
て位置制御ループのゲインを切替制御する切替手
段と、前記指令速度が零になつた後に前記位置制
御ループに切換えて速度制御から位置制御に移行
せしめて前記主軸の停止位置を制御する第１のル
ープ切替手段と、前記位置制御ループを粗の位置
偏差ループと精の位置偏差ループとに切換える第
２のループ切替手段と、前記第１のループ切替手
段を切換えて位置制御に移行したあと主軸の所定
部分が最初に停止すべき定位置に到達してから再
び該近傍領域に近ずくまでは粗の位置偏差信号と
して前記差分出力を、その後主軸の所定部分が定
位置近傍領域に到達するまでは前記一定電圧信号
をそれぞれ出力し、主軸の所定部分が定位置近傍
領域に到達した後前記第２のループ切替手段を切
換えて、精の位置偏差信号として前記ゲイン調整
手段から出力される検出電圧を出力する位置偏差
信号出力手段とを具備してなることを特徴とする
主軸定位置停止制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13015479A JPS5654523A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Controller for stopping main axle at fixed position |
| US06/190,660 US4345192A (en) | 1979-10-09 | 1980-09-25 | Control system for stopping spindle at predetermined rotational position |
| DE8080303518T DE3071875D1 (en) | 1979-10-09 | 1980-10-07 | Control system for stopping spindle at predetermined rotational position |
| EP80303518A EP0028079B1 (en) | 1979-10-09 | 1980-10-07 | Control system for stopping spindle at predetermined rotational position |
| SU802994157A SU1148555A3 (ru) | 1979-10-09 | 1980-10-09 | Устройство дл остановки шпиндел в заданном положении |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13015479A JPS5654523A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Controller for stopping main axle at fixed position |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5654523A JPS5654523A (en) | 1981-05-14 |
| JPH0245202B2 true JPH0245202B2 (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=15027271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13015479A Granted JPS5654523A (en) | 1979-10-09 | 1979-10-09 | Controller for stopping main axle at fixed position |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4345192A (ja) |
| EP (1) | EP0028079B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5654523A (ja) |
| DE (1) | DE3071875D1 (ja) |
| SU (1) | SU1148555A3 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4403181A (en) * | 1979-12-31 | 1983-09-06 | Fujitsu Fanuc Limited | Control system for stopping spindle at predetermined rotational position |
| JPS56102451A (en) * | 1979-12-31 | 1981-08-15 | Fanuc Ltd | Control system for stopping main spindle at definite position |
| JPS5697106A (en) * | 1979-12-31 | 1981-08-05 | Fanuc Ltd | Controller for stopping in place for main shaft |
| JPS5761407A (en) * | 1980-07-10 | 1982-04-13 | Toyoda Mach Works Ltd | Boring quill |
| JPS5775753A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-12 | Fanuc Ltd | Main shaft rotary position control system |
| JPS57189752A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-22 | Fanuc Ltd | Main shaft rotation speed check system |
| JPS57201153A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-09 | Toshiba Corp | Control device for spindle indexing of machine tool |
| US4578748A (en) * | 1981-10-26 | 1986-03-25 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Positioning control system |
| GB2140553B (en) * | 1983-05-24 | 1988-03-23 | Rieter Ag Maschf | Automat location system |
| JPS60228918A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Fanuc Ltd | 磁気センサ |
| JPS60249565A (ja) * | 1984-05-19 | 1985-12-10 | Olympus Optical Co Ltd | レンズ球面加工機のワ−ク軸定位置停止方法及び装置 |
| US4599547A (en) * | 1984-10-23 | 1986-07-08 | Ncr Canada Ltd-Ncr Canada Ltee | Fine-coarse positioning control system with easy adjustment |
| EP0219017A1 (en) * | 1985-10-07 | 1987-04-22 | Maschinenfabrik Rieter Ag | Locating systems |
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| JP2721757B2 (ja) * | 1991-05-24 | 1998-03-04 | 工業技術院長 | 位置決め制御方法及び装置 |
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| US20020121240A1 (en) | 2000-07-11 | 2002-09-05 | Rehman William R. | Unipolarity powder coating systems including improved tribocharging and corona guns |
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| US9883881B2 (en) | 2012-05-31 | 2018-02-06 | Nico Corporation | Motor driven surgical instrument with fluid control circuit |
| US9878784B2 (en) * | 2015-12-11 | 2018-01-30 | Amazon Technologies, Inc. | Propeller alignment devices |
| DE102017125316A1 (de) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Moroff & Baierl Gmbh | Vorrichtung zum Austauschen eines Teils eines Werkzeugs und hohles Fräswerkzeug |
| US12290274B2 (en) | 2021-05-25 | 2025-05-06 | Arthrex, Inc. | Dynamically controlling a distal window opening in a rotary surgical shaver |
| US12137960B2 (en) | 2021-05-25 | 2024-11-12 | Arthrex, Inc. | Surgical system with adaptive aspiration flow control |
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| CH349799A (fr) * | 1958-09-24 | 1960-10-31 | Genevoise Instr Physique | Dispositif de commande pour la mise en position exacte d'un organe mobile d'une machine par rapport au bâti de celle-ci |
| GB1027607A (en) * | 1963-11-18 | 1966-04-27 | Ass Elect Ind | Arrangements for controlling angular displacement |
| US3349303A (en) * | 1964-03-04 | 1967-10-24 | Hartman Metal Fabricators Inc | Mechanism for precisely positioning a moving part relative to a cooperating part |
| US3657524A (en) * | 1970-06-15 | 1972-04-18 | Ibm | Dual mode process control with continuous feedback during coarse mode |
| JPS496858A (ja) * | 1972-05-08 | 1974-01-22 | ||
| FR2213713A5 (ja) * | 1973-01-05 | 1974-08-02 | Automatisme Tech Electro Contr | |
| US4187455A (en) * | 1975-08-04 | 1980-02-05 | United Technologies Corporation | Stepper motor feedback in position servo loop |
| JPS5916291B2 (ja) * | 1977-04-28 | 1984-04-14 | ファナック株式会社 | 主軸制御方式 |
| JPS5916292B2 (ja) * | 1977-09-08 | 1984-04-14 | ファナック株式会社 | 主軸制御方式 |
| JPS54106780A (en) * | 1978-02-08 | 1979-08-22 | Toshiba Mach Co Ltd | Controlling of plural machine tools |
| JPS5843220B2 (ja) * | 1978-12-16 | 1983-09-26 | ファナック株式会社 | 主軸定位置停止制御装置 |
-
1979
- 1979-10-09 JP JP13015479A patent/JPS5654523A/ja active Granted
-
1980
- 1980-09-25 US US06/190,660 patent/US4345192A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-10-07 DE DE8080303518T patent/DE3071875D1/de not_active Expired
- 1980-10-07 EP EP80303518A patent/EP0028079B1/en not_active Expired
- 1980-10-09 SU SU802994157A patent/SU1148555A3/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0028079A2 (en) | 1981-05-06 |
| EP0028079B1 (en) | 1986-12-30 |
| EP0028079A3 (en) | 1981-12-02 |
| JPS5654523A (en) | 1981-05-14 |
| DE3071875D1 (en) | 1987-02-05 |
| SU1148555A3 (ru) | 1985-03-30 |
| US4345192A (en) | 1982-08-17 |
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