JPH03121738A - 工作機械の主軸駆動装置 - Google Patents
工作機械の主軸駆動装置Info
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- JPH03121738A JPH03121738A JP1258192A JP25819289A JPH03121738A JP H03121738 A JPH03121738 A JP H03121738A JP 1258192 A JP1258192 A JP 1258192A JP 25819289 A JP25819289 A JP 25819289A JP H03121738 A JPH03121738 A JP H03121738A
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- G05B2219/30—Nc systems
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- G05B2219/42104—Loop switch, speed loop then position loop, mode switch
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は工作機械の主軸駆動装置の改良に関するもので
ある。
ある。
第３図は発明者が先に出願した特願昭６３−０６５１６
４号「工作機械の主軸駆動装置」に示した主軸の駆動シ
ステムの構成図であり、図中（１１は数値制御装置（以
下ＮＣと記す） 、 （２）は主軸駆動制御装置（以下
制御装置と記す）ｉ３）は誘導電動機（以下電動機と記
す）、（４）は電動機（３）に結合された速度検出器、
（５）は主軸、（６）は電動機（３）の駆動力を主軸（
５）に伝達する接続歯車、（７）は例えば１／１０００
”を検出し得る高分解能を有し、主軸（５）の回転位置
を検出する位置検出器である。
４号「工作機械の主軸駆動装置」に示した主軸の駆動シ
ステムの構成図であり、図中（１１は数値制御装置（以
下ＮＣと記す） 、 （２）は主軸駆動制御装置（以下
制御装置と記す）ｉ３）は誘導電動機（以下電動機と記
す）、（４）は電動機（３）に結合された速度検出器、
（５）は主軸、（６）は電動機（３）の駆動力を主軸（
５）に伝達する接続歯車、（７）は例えば１／１０００
”を検出し得る高分解能を有し、主軸（５）の回転位置
を検出する位置検出器である。
なお、上記制御装置（２）、電動機（３）、速度検出器
（４）、位置検出器（７）により工作機械の主軸駆動装
置を構成する。
（４）、位置検出器（７）により工作機械の主軸駆動装
置を構成する。
第４図は従来の主軸駆動装置の主要部を構成する制御装
置（２）の構成を示すブロック図である。
置（２）の構成を示すブロック図である。
図において、〔２１）はＮ Ｃ（１１からの位置指令θ
γ１と位置検出器（７）からの位置検出信号ｅγとを入
力し、これ等の差分である位置偏差信号△θγを出力す
る比較器、（２２）は位置偏差信号Δθγを増巾する位
置ループゲイン回路、（２３）は主軸（５）の回転速度
を制御する速度制御モード、すなわち回転する加工対象
（図示せず）を旋削する旋削運転モードと、主軸（５）
の回転位置を制御する位置制御モード、すなわちＣ軸運
転モードとを切換選択する制御モード切換手段としての
モード切換スイッチであり、速度制御モード時にはＮ
Ｃ（１）からの速度指令ωγ１を取り込むａ側へ、位置
制御モード時には位置制御ループを形成するｂ側へ投入
される（２４）はモード切換スイッチ（２３）の出力信
号と速度検出器（４）からの速度検出信号ωγとを入力
し、これ等の差分である速度偏差信号Δωγを出力する
比較器、（２５）は速度偏差信号Δωγを増幅する速度
ループ・ゲイン回路、（２６）は速度ループ・ゲイン回
路（２５）の出力信号を電動機（３）に供給する電力に
変換する電力変換回路である。
γ１と位置検出器（７）からの位置検出信号ｅγとを入
力し、これ等の差分である位置偏差信号△θγを出力す
る比較器、（２２）は位置偏差信号Δθγを増巾する位
置ループゲイン回路、（２３）は主軸（５）の回転速度
を制御する速度制御モード、すなわち回転する加工対象
（図示せず）を旋削する旋削運転モードと、主軸（５）
の回転位置を制御する位置制御モード、すなわちＣ軸運
転モードとを切換選択する制御モード切換手段としての
モード切換スイッチであり、速度制御モード時にはＮ
Ｃ（１）からの速度指令ωγ１を取り込むａ側へ、位置
制御モード時には位置制御ループを形成するｂ側へ投入
される（２４）はモード切換スイッチ（２３）の出力信
号と速度検出器（４）からの速度検出信号ωγとを入力
し、これ等の差分である速度偏差信号Δωγを出力する
比較器、（２５）は速度偏差信号Δωγを増幅する速度
ループ・ゲイン回路、（２６）は速度ループ・ゲイン回
路（２５）の出力信号を電動機（３）に供給する電力に
変換する電力変換回路である。
第３図および第４図において、Ｎ Ｃ（１）より出力さ
れた速度指令ωγ８は制御装置（２）を介し３相交流電
流指令として電動機（３）に出力され、同電動機（３）
はωγ１に追従して回転する。電動機（３）の回転は接
続歯車（６）を介し主軸（５）に伝達され、これを駆動
する。接続歯車（６）の歯車比は用途に応じて決定され
る。また、例えば１／１０００゜を検出し得る高分解能
を有する位置検出器（７）は主軸（５）に装着され、こ
の主軸（５）の位置を高精度で検出し、制御装置（２）
にフィードバックする。
れた速度指令ωγ８は制御装置（２）を介し３相交流電
流指令として電動機（３）に出力され、同電動機（３）
はωγ１に追従して回転する。電動機（３）の回転は接
続歯車（６）を介し主軸（５）に伝達され、これを駆動
する。接続歯車（６）の歯車比は用途に応じて決定され
る。また、例えば１／１０００゜を検出し得る高分解能
を有する位置検出器（７）は主軸（５）に装着され、こ
の主軸（５）の位置を高精度で検出し、制御装置（２）
にフィードバックする。
このように、制御装置（２）は旋削運転モードにより主
軸（５）の速度制御を行なうと共に、Ｃ軸運転モードに
より主軸（５）の位置制御を行い得るように構成されて
いる。
軸（５）の速度制御を行なうと共に、Ｃ軸運転モードに
より主軸（５）の位置制御を行い得るように構成されて
いる。
次に動作について説明する。
まず旋削運転モードで運転を行なう場合、すなわち主軸
で通常の旋削運転を行う場合には、ＮＣ（１）から主軸
（５）の目標回転数に見合った速度指令ωγ８が出力さ
れ、制御装置（２）は電動機（３）の速度ωγをωγ１
に追従させるための制御を行う。すなわち旋削運転モー
ドでは第４図に示した制御装置（２）で主軸（５）の速
度ループ制御を行うように、モード切換スイッーチ（２
３）が速度指令ωγ１を取り込むａ側に設定され、比較
器（２４）は速度指令ωγ１と速度検出器（４）からの
速度検出信号ωγの入力し、その差分である速度偏差信
号△ωγを出力し、この速度偏差信号△ωγが速度ルー
プ・ゲイン回路（２５）で増巾され、電力変換回路（２
６）にて電動機（３）を駆動する電力に変換される。そ
して、電動機（３）は、ＮＣ（１）からの速度指令ωγ
１に追従するように制御される。
で通常の旋削運転を行う場合には、ＮＣ（１）から主軸
（５）の目標回転数に見合った速度指令ωγ８が出力さ
れ、制御装置（２）は電動機（３）の速度ωγをωγ１
に追従させるための制御を行う。すなわち旋削運転モー
ドでは第４図に示した制御装置（２）で主軸（５）の速
度ループ制御を行うように、モード切換スイッーチ（２
３）が速度指令ωγ１を取り込むａ側に設定され、比較
器（２４）は速度指令ωγ１と速度検出器（４）からの
速度検出信号ωγの入力し、その差分である速度偏差信
号△ωγを出力し、この速度偏差信号△ωγが速度ルー
プ・ゲイン回路（２５）で増巾され、電力変換回路（２
６）にて電動機（３）を駆動する電力に変換される。そ
して、電動機（３）は、ＮＣ（１）からの速度指令ωγ
１に追従するように制御される。
次に、Ｃ軸運転モードで運転する場合には、数値制御装
置（１）の指令が速度指令ωγ０からＣ軸運転モードの
θγ６に切替わる。その指令θγ６により主軸駆動装置
（２）は電動機（３）を駆動し主軸（５）の位置制御を
行う。すなわち、第４図において、モード切換スイッチ
（２３）は位置ループを形成するｂ側に投入され、比較
器（２１）はＮ Ｃ（１）からの位置指令ｅγ１と位置
検出器（７）からの位置検出信号θγとを入力し、位置
偏差信号△θγを出力する。この位置偏差信号Δθγは
位置ループゲイン回路（２２）にて増巾されモード切換
スイッ、チ（２３）を介して比較器（２４）に入力され
る。比較器（２４）以降の動作は上記旋削運転モード時
と同様であり、主軸（５）を電動機（３）を介してＮ
Ｃ（１）からの位置指令ｅγ１に追従するように制御さ
れる。
置（１）の指令が速度指令ωγ０からＣ軸運転モードの
θγ６に切替わる。その指令θγ６により主軸駆動装置
（２）は電動機（３）を駆動し主軸（５）の位置制御を
行う。すなわち、第４図において、モード切換スイッチ
（２３）は位置ループを形成するｂ側に投入され、比較
器（２１）はＮ Ｃ（１）からの位置指令ｅγ１と位置
検出器（７）からの位置検出信号θγとを入力し、位置
偏差信号△θγを出力する。この位置偏差信号Δθγは
位置ループゲイン回路（２２）にて増巾されモード切換
スイッ、チ（２３）を介して比較器（２４）に入力され
る。比較器（２４）以降の動作は上記旋削運転モード時
と同様であり、主軸（５）を電動機（３）を介してＮ
Ｃ（１）からの位置指令ｅγ１に追従するように制御さ
れる。
［発明が解決しようとする課題］
上記例において、旋削運転モードからＣ軸運転モードへ
切換え、電動機（３）にてＣ軸の位置制御を実施する場
合、Ｃ軸切削に耐え得る応答性を得るために、位置ルー
プゲイン、速度ループゲイン、をそれぞれ十分に上げる
必要があるが、逆に旋削運転モード時やＣ軸運転の早送
り時など運転条件によっては機械系との共振現象が生じ
、振動、騒音を発生しやすくなるという課題があった。
切換え、電動機（３）にてＣ軸の位置制御を実施する場
合、Ｃ軸切削に耐え得る応答性を得るために、位置ルー
プゲイン、速度ループゲイン、をそれぞれ十分に上げる
必要があるが、逆に旋削運転モード時やＣ軸運転の早送
り時など運転条件によっては機械系との共振現象が生じ
、振動、騒音を発生しやすくなるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、Ｃ輪切削性能を損うことのない高性能、かつ操
作容易な工作機械の主軸駆動装置を得ることを目的とす
る。
もので、Ｃ輪切削性能を損うことのない高性能、かつ操
作容易な工作機械の主軸駆動装置を得ることを目的とす
る。
この発明に係わる工作機械の主軸駆動装置は、工作機械
の主軸を駆動する電動機と、上記電動機を介して上記主
軸の回転速度および回転位置を制御する制御装置とを備
え、上記制御装置は上記主軸の回転速度を負帰還する速
度ループおよび回転位置を負帰還する位置ループと、上
記主軸の回転速度を制御する速度制御モードおよび上記
主軸の回転位置を制御する位置制御モードのいずれかを
切換選択する制御モード切換手段と、上記位置制御モー
ドが選択された場合において、上記速度ループおよび位
置ループのゲインを変更するゲイン変更手段とを有する
ものである。
の主軸を駆動する電動機と、上記電動機を介して上記主
軸の回転速度および回転位置を制御する制御装置とを備
え、上記制御装置は上記主軸の回転速度を負帰還する速
度ループおよび回転位置を負帰還する位置ループと、上
記主軸の回転速度を制御する速度制御モードおよび上記
主軸の回転位置を制御する位置制御モードのいずれかを
切換選択する制御モード切換手段と、上記位置制御モー
ドが選択された場合において、上記速度ループおよび位
置ループのゲインを変更するゲイン変更手段とを有する
ものである。
この発明における制御装置の制御モード切換手段は、上
記主軸の回転速度を負帰還して回転速度を制御する速度
制御モードおよび上記主軸の回転位置を負帰還して回転
位置を制御する位置制御モードのいずれかを切換選択し
、ゲイン切換手段は上記位置制御モードが選択された場
合において上記速度ループおよび位置ループのゲインを
切削時には空切削早送り時よりも大きな値に変更する。
記主軸の回転速度を負帰還して回転速度を制御する速度
制御モードおよび上記主軸の回転位置を負帰還して回転
位置を制御する位置制御モードのいずれかを切換選択し
、ゲイン切換手段は上記位置制御モードが選択された場
合において上記速度ループおよび位置ループのゲインを
切削時には空切削早送り時よりも大きな値に変更する。
以下、この発明による一実施例を第１図〜第２図により
、説明する。
、説明する。
なお、上記実施例の全体構成は第３図に示した従来例に
一点鎖線で示したＮ Ｃ（１）から制御装置（２）、へ
入力するゲイン切換信号ＧＣＳの信号線を追加した点を
除き、従来例と同一であり、説明を省略する。
一点鎖線で示したＮ Ｃ（１）から制御装置（２）、へ
入力するゲイン切換信号ＧＣＳの信号線を追加した点を
除き、従来例と同一であり、説明を省略する。
第１図はこの発明の実施例の制御装置（２）の構成を示
すブロック図であり、第４図に示した従来例と同一符号
は従来例のそれと同一 もしくは相当する部分を示す。
すブロック図であり、第４図に示した従来例と同一符号
は従来例のそれと同一 もしくは相当する部分を示す。
図において、（２２ａ） 、 （２２ｂ）は比較器（２
１）から構成される装置偏差信号Δθγを入力し、その
ゲイン値に応じて増巾し、出力する位置ループゲイン回
路であり、位置ループゲイン回路（２２ｂ）のゲインＢ
は他方のゲイン回路（２２ａ）のゲインＡより高（設定
しである。（２Ｓａ） 、 （２５ｂ）は比較器（２４
）から出力される速度偏差信号Δωγを入力し、そのゲ
イン値に応じて増申し、出力する速度ループゲイン回路
であり、速度ループゲイン回路（２５ｂ）のゲインＢは
他方のゲイン回路（２Ｓａ）のゲインＡより大きなゲイ
ンに設定しである。（２７ａ） 、 （２７ｂ）は位置
ループゲイン回路（２２ａ） 、 （２２ｂ）の出力側
に設けられたスイッチ、（２８ａ）、（２８ｂ）は速度
ループゲイン回路（２Ｓａ） 、 （２５ｂ）の出力側
に設けられたスイッチ、（２９）はスイッチ（２７ａ）
、（２７ｂ）のいずれか一方を、およびスイッチ（２
８ａ）、 （２８ｂ）のいずれか一方を閉、他方を開と
するように開閉操作するスイッチ切換操作部である。な
お、上記スイッチ（２７ａｌ、ｆ２７ｂ） 、 （２８
ａ） 、 （２８ｂ） およびスイッチ切換操作部（
２９）により、Ｎ Ｃ（１）からのゲイン切換信号ＧＣ
Ｓが入力されない状態にて、位置ループゲイン回路（２
２ａ）および速度ループゲイン回路 （２Ｓａ）を有効
とし、ゲイン切換信号ＧＣ３が入力されると位置ループ
ゲイン回路（２２ｂ）および速度ループゲイン回路（２
５ｂｌを有効とするように変更するゲイン変更手段を構
成する。
１）から構成される装置偏差信号Δθγを入力し、その
ゲイン値に応じて増巾し、出力する位置ループゲイン回
路であり、位置ループゲイン回路（２２ｂ）のゲインＢ
は他方のゲイン回路（２２ａ）のゲインＡより高（設定
しである。（２Ｓａ） 、 （２５ｂ）は比較器（２４
）から出力される速度偏差信号Δωγを入力し、そのゲ
イン値に応じて増申し、出力する速度ループゲイン回路
であり、速度ループゲイン回路（２５ｂ）のゲインＢは
他方のゲイン回路（２Ｓａ）のゲインＡより大きなゲイ
ンに設定しである。（２７ａ） 、 （２７ｂ）は位置
ループゲイン回路（２２ａ） 、 （２２ｂ）の出力側
に設けられたスイッチ、（２８ａ）、（２８ｂ）は速度
ループゲイン回路（２Ｓａ） 、 （２５ｂ）の出力側
に設けられたスイッチ、（２９）はスイッチ（２７ａ）
、（２７ｂ）のいずれか一方を、およびスイッチ（２
８ａ）、 （２８ｂ）のいずれか一方を閉、他方を開と
するように開閉操作するスイッチ切換操作部である。な
お、上記スイッチ（２７ａｌ、ｆ２７ｂ） 、 （２８
ａ） 、 （２８ｂ） およびスイッチ切換操作部（
２９）により、Ｎ Ｃ（１）からのゲイン切換信号ＧＣ
Ｓが入力されない状態にて、位置ループゲイン回路（２
２ａ）および速度ループゲイン回路 （２Ｓａ）を有効
とし、ゲイン切換信号ＧＣ３が入力されると位置ループ
ゲイン回路（２２ｂ）および速度ループゲイン回路（２
５ｂｌを有効とするように変更するゲイン変更手段を構
成する。
第２図は速度制御モードとしての旋削運転モードから位
置制御モードとしてのＣ軸運転モードへ切換えた際の各
動作を説明する図で、本実施例に示す装置によるもので
ある。
置制御モードとしてのＣ軸運転モードへ切換えた際の各
動作を説明する図で、本実施例に示す装置によるもので
ある。
次に動作について説明する。
まず旋削運転モードに関しては従来装置とほぼ同様であ
る。すなわち、第１図においては、制御モード切換手段
としての制御モード切換スイッチ（２３）はＮ Ｇ （
１１からの指令により接点ａ側に投入され、Ｎ Ｃ（１
）からの速度指令ωγ１が制御モード切換スイッチ（２
３）を介して比較回路（２４）に入力され、比較回路（
２４）からは上記速度指令ωγ８と電動機（３）に結合
された速度検出器（４）から入力された速度検出信号ω
γとの差分である速度偏差信号Δωγを出力する。旋削
運転モードにおいてはスイッチ（２８ａ）を閉、スイッ
チ（２１１１ｂ）を開に設定され、速度ループゲイン回
路（２Ｓａ）が有効な状態にあり、上記速度偏差信号Δ
ωγは速度ループゲイン回路（２５ａ）のゲインＡに応
じて増巾され。
る。すなわち、第１図においては、制御モード切換手段
としての制御モード切換スイッチ（２３）はＮ Ｇ （
１１からの指令により接点ａ側に投入され、Ｎ Ｃ（１
）からの速度指令ωγ１が制御モード切換スイッチ（２
３）を介して比較回路（２４）に入力され、比較回路（
２４）からは上記速度指令ωγ８と電動機（３）に結合
された速度検出器（４）から入力された速度検出信号ω
γとの差分である速度偏差信号Δωγを出力する。旋削
運転モードにおいてはスイッチ（２８ａ）を閉、スイッ
チ（２１１１ｂ）を開に設定され、速度ループゲイン回
路（２Ｓａ）が有効な状態にあり、上記速度偏差信号Δ
ωγは速度ループゲイン回路（２５ａ）のゲインＡに応
じて増巾され。
電力変換回路（２６）により電動機（３）を駆動制御す
る電力に変換される。そして、電動機（３）はＮＣ（１
）から速度指令ωγ０に追従しその回転速度が匍Ｈ卸さ
れる。
る電力に変換される。そして、電動機（３）はＮＣ（１
）から速度指令ωγ０に追従しその回転速度が匍Ｈ卸さ
れる。
Ｃ軸運転モードの場合には、制御装置（２）はＮＣ（１
）の指令が速度指令ωγ１からＣ軸運転モードの位置指
令θγ°に切替れるのを検知してモード切換スイッチ（
２３）をｂ １ｕ１１に切換へ、位置制御ループを形成
する。
）の指令が速度指令ωγ１からＣ軸運転モードの位置指
令θγ°に切替れるのを検知してモード切換スイッチ（
２３）をｂ １ｕ１１に切換へ、位置制御ループを形成
する。
Ｃ軸運転モードにおいて、Ｎ Ｃ（１）からゲイン切換
信号ＧＣＳが入力されなければ、スイッチ切換操作部（
２９）によりスイッチ（２７ａ）、（２８ａｌが閉、ス
イッチ（２７ｂｌ 、（２８ｂ）が開に設定され、位置
ループゲイン回路（２２ａ）および速度ループゲイン回
路（２５ａ）が有効になる。位置ループゲイン回路（２
２ａ）の位置ゲインＡおよび速度ループゲイン回路（２
５ａ）の速度ゲインＡは停止時及び空切削早送り時にお
いて機械系との共振現象が発生せず、かつ位置制御のオ
ーバシュート、アンダーシュートの生じない程度に適切
に設定される。Ｎ Ｃ（１）からの位置指令θγ１が比
較器（２１）に入力されると、比較器（２１）は上記位
置指令θγ“と主軸（５）に直結された位置検出器（７
）からの位置検出信号θγの入力により、位置偏差信号
Δθγが出力され、この信号Δｅγが位置ループゲイン
回路（ｚｚａｌでの位置ループゲインＡに応じて増巾さ
れ、スイッチ（２７ａ）、モード切換スイッチ（２３）
を介して比較器（２４）に入力される。以下、上記旋削
運転モード時の結合と同様に動作し、主軸（５）は電動
機（３）によりＮ Ｃ（１１かもの位置指令θγ１に追
従し、その回転位置が制御される６ Ｃ軸運転モード時において、Ｎ Ｃ（１）からゲイン切
換信号ＧＣ５が入力された場合においては、この信号Ｇ
Ｃ３が入力されている間はスイッチ切換操作部（２９）
によりスイッチ（２７ａ）、（２８ａ）が開に、スイッ
チ（２７ｂｌ 、 （２８ｂ）が閉に切換設定され位置
ループゲイン回路（２２ｂｌおよび速度ループゲイン回
路（Ｚ５ｂ）が有効となる。位置ループゲイン回路＋２
２ｂ）の位置ゲインＢおよび速度ループゲイン回路（２
５ｂ）の速度ゲインＢはＣ軸切削に耐え得る程度に、ゲ
イン回路（２２ａ） 、 （２５ａ）のゲインＡに比較
して大きなゲイン値に設定される。動作は上述したＮＣ
（１）からゲイン切換信号ＧＣＳが入力されない場合と
同様に、主軸（５）は電動機で３）により、Ｎ Ｃｆｌ
）からの位置指令ｅγ１に追従し、その回転位置が制御
される。
信号ＧＣＳが入力されなければ、スイッチ切換操作部（
２９）によりスイッチ（２７ａ）、（２８ａｌが閉、ス
イッチ（２７ｂｌ 、（２８ｂ）が開に設定され、位置
ループゲイン回路（２２ａ）および速度ループゲイン回
路（２５ａ）が有効になる。位置ループゲイン回路（２
２ａ）の位置ゲインＡおよび速度ループゲイン回路（２
５ａ）の速度ゲインＡは停止時及び空切削早送り時にお
いて機械系との共振現象が発生せず、かつ位置制御のオ
ーバシュート、アンダーシュートの生じない程度に適切
に設定される。Ｎ Ｃ（１）からの位置指令θγ１が比
較器（２１）に入力されると、比較器（２１）は上記位
置指令θγ“と主軸（５）に直結された位置検出器（７
）からの位置検出信号θγの入力により、位置偏差信号
Δθγが出力され、この信号Δｅγが位置ループゲイン
回路（ｚｚａｌでの位置ループゲインＡに応じて増巾さ
れ、スイッチ（２７ａ）、モード切換スイッチ（２３）
を介して比較器（２４）に入力される。以下、上記旋削
運転モード時の結合と同様に動作し、主軸（５）は電動
機（３）によりＮ Ｃ（１１かもの位置指令θγ１に追
従し、その回転位置が制御される６ Ｃ軸運転モード時において、Ｎ Ｃ（１）からゲイン切
換信号ＧＣ５が入力された場合においては、この信号Ｇ
Ｃ３が入力されている間はスイッチ切換操作部（２９）
によりスイッチ（２７ａ）、（２８ａ）が開に、スイッ
チ（２７ｂｌ 、 （２８ｂ）が閉に切換設定され位置
ループゲイン回路（２２ｂｌおよび速度ループゲイン回
路（Ｚ５ｂ）が有効となる。位置ループゲイン回路＋２
２ｂ）の位置ゲインＢおよび速度ループゲイン回路（２
５ｂ）の速度ゲインＢはＣ軸切削に耐え得る程度に、ゲ
イン回路（２２ａ） 、 （２５ａ）のゲインＡに比較
して大きなゲイン値に設定される。動作は上述したＮＣ
（１）からゲイン切換信号ＧＣＳが入力されない場合と
同様に、主軸（５）は電動機で３）により、Ｎ Ｃｆｌ
）からの位置指令ｅγ１に追従し、その回転位置が制御
される。
次に第２図により、旋削運転モードからＣ軸運転モード
へ切換えた際において、主軸（５）が早送り後切削送り
に移行するときの主軸駆動装置の動作について説明する
。
へ切換えた際において、主軸（５）が早送り後切削送り
に移行するときの主軸駆動装置の動作について説明する
。
第２図すに示すごとく、時刻ｔ１にてＣ軸運転モードを
選択する信号がＮ Ｃ（１）から制御装置（２）へ人力
されると、制御装置（２）は旋削運転モード、すなわち
速度制御モードからＣ軸運転モード、すなわち位置制御
モードに変化し、第２図ｅに示すごと（、位置ループゲ
イン及び速度ループゲインは低めに設定されたゲインＡ
が選択される（速度ゲインについては速度制御モードに
てもゲインＡが選択されていた。）すなわち、スイッチ
（２７ａ）およびスイッチ（２８ａ）が閉状態にあり、
位置ループゲイン回路（２２ａ）および速度ループゲイ
ン回路（２５ａ）が有効な状態にある。そして、第２図
ａに示すごとく、主軸（５）は高速回転の状態から減速
しながら原点に位置決めされる。
選択する信号がＮ Ｃ（１）から制御装置（２）へ人力
されると、制御装置（２）は旋削運転モード、すなわち
速度制御モードからＣ軸運転モード、すなわち位置制御
モードに変化し、第２図ｅに示すごと（、位置ループゲ
イン及び速度ループゲインは低めに設定されたゲインＡ
が選択される（速度ゲインについては速度制御モードに
てもゲインＡが選択されていた。）すなわち、スイッチ
（２７ａ）およびスイッチ（２８ａ）が閉状態にあり、
位置ループゲイン回路（２２ａ）および速度ループゲイ
ン回路（２５ａ）が有効な状態にある。そして、第２図
ａに示すごとく、主軸（５）は高速回転の状態から減速
しながら原点に位置決めされる。
第２図Ｃに示すごとく、主軸（５）の回転位置の原点復
帰が完了すると、主軸（５）は第２図ａに示すごとく、
空切削早送りにより原点から所定距離にある所定位置へ
位置決めされると時刻ｔ２にて第２図ｄ・に示すように
、Ｎ Ｃ（１）から制御装置（２）へＣ軸運転モード時
におけるゲイン切換信号ＧＣ３が出力され、このゲイン
切換信号ＧＣ５が入力により、位置ゲインおよび速度ゲ
インは第２図ｅに示すように、ゲインＡから高ゲインで
あるゲインＢへ切換わり、すなわち、第１図に示すスイ
ッチ切換操作部（２９）は上記ゲイン切換信号ＧＣＳが
入力されている時刻ｔ２からｔ、の間はスイッチ（２７
ｂ）を閉、スイッチ（２７ａ）を開、およびスイッチ（
２１１ｂ）を閉、スイッチ（２８ａ）を開に切換操作し
、位置ループゲイン回路（２２ｂ）および速度ループゲ
イン回路（２５ｂ）が有効となる。そして、第２図ａに
示すように主軸（５）は切削送りとなる。Ｃ軸運転モー
ドにおけるＣ軸郭切削時には、主軸（５）は停止状態か
ら空切削高速送り状態までその回転速度が変化し、速度
変化が大きい・このとき位置ゲインおよび速度ゲインが
大き過ぎると機械系の共振等を生ずるトラブルが発生す
るが、主軸（５）は非切削状態であり電動機（３）の負
荷は小さいので位置ゲインおよび速度ゲインは低めでも
支障ないので機械系の共振が発生しないように、万一発
生しても充分に低く押えられるように低めのゲインＡに
設定する。
帰が完了すると、主軸（５）は第２図ａに示すごとく、
空切削早送りにより原点から所定距離にある所定位置へ
位置決めされると時刻ｔ２にて第２図ｄ・に示すように
、Ｎ Ｃ（１）から制御装置（２）へＣ軸運転モード時
におけるゲイン切換信号ＧＣ３が出力され、このゲイン
切換信号ＧＣ５が入力により、位置ゲインおよび速度ゲ
インは第２図ｅに示すように、ゲインＡから高ゲインで
あるゲインＢへ切換わり、すなわち、第１図に示すスイ
ッチ切換操作部（２９）は上記ゲイン切換信号ＧＣＳが
入力されている時刻ｔ２からｔ、の間はスイッチ（２７
ｂ）を閉、スイッチ（２７ａ）を開、およびスイッチ（
２１１ｂ）を閉、スイッチ（２８ａ）を開に切換操作し
、位置ループゲイン回路（２２ｂ）および速度ループゲ
イン回路（２５ｂ）が有効となる。そして、第２図ａに
示すように主軸（５）は切削送りとなる。Ｃ軸運転モー
ドにおけるＣ軸郭切削時には、主軸（５）は停止状態か
ら空切削高速送り状態までその回転速度が変化し、速度
変化が大きい・このとき位置ゲインおよび速度ゲインが
大き過ぎると機械系の共振等を生ずるトラブルが発生す
るが、主軸（５）は非切削状態であり電動機（３）の負
荷は小さいので位置ゲインおよび速度ゲインは低めでも
支障ないので機械系の共振が発生しないように、万一発
生しても充分に低く押えられるように低めのゲインＡに
設定する。
Ｃ軸運転モードにおけるＣ軸切削時には、主軸（５）は
急峻な応答に応するために、位置ゲインおよび速度ゲイ
ンは共に高ゲインが望まれる。
急峻な応答に応するために、位置ゲインおよび速度ゲイ
ンは共に高ゲインが望まれる。
Ｃ軸運転モードにおける回転速度は低く、かつその速度
変化も小さいので、上記高ゲインを選定しても実用上機
械系の共振は発生しに（く、また発生しても充分に低く
押えられるので、高ゲインであるゲインＢに設定する。
変化も小さいので、上記高ゲインを選定しても実用上機
械系の共振は発生しに（く、また発生しても充分に低く
押えられるので、高ゲインであるゲインＢに設定する。
上記実施例において、制御装置（２）は説明の便宜上、
比較器（２１）、（２４） 、モード切換スイッチ（２
３）、スイッチ（２７ａ） 、 （２７ｂｌ 、 （２
８ａ）、（２８ｂ）等ハードウェアを用いて構成したも
のを例示したが、電力変換回路（２６）を構成するパワ
ー素子（図示せず）およびその制御回路（図示せず）の
一部を除き、全てソフトウェアにて、すなわち中央演算
処理装正、メモリ等にて構成されたコンピュータシステ
ムとし、このコンビエータシステムで実行されるプロ、
グラム上に上記比較器（２１）〜スイッチ切換操作部（
２９）と等価な手段を構築しても同様な効果が得られる
。
比較器（２１）、（２４） 、モード切換スイッチ（２
３）、スイッチ（２７ａ） 、 （２７ｂｌ 、 （２
８ａ）、（２８ｂ）等ハードウェアを用いて構成したも
のを例示したが、電力変換回路（２６）を構成するパワ
ー素子（図示せず）およびその制御回路（図示せず）の
一部を除き、全てソフトウェアにて、すなわち中央演算
処理装正、メモリ等にて構成されたコンピュータシステ
ムとし、このコンビエータシステムで実行されるプロ、
グラム上に上記比較器（２１）〜スイッチ切換操作部（
２９）と等価な手段を構築しても同様な効果が得られる
。
また、上記実施例において、位置ループゲインおよび速
度ループゲインはゲインＡ（低）、ゲインＢ（高）の２
段切換の例を示したが、２段切換に限定する必要はなく
、多段階に変更できるものとすることにより、Ｃ軸運転
モード時において、空切削高速送りおよび切削送りによ
り細かく対応することが出来る。
度ループゲインはゲインＡ（低）、ゲインＢ（高）の２
段切換の例を示したが、２段切換に限定する必要はなく
、多段階に変更できるものとすることにより、Ｃ軸運転
モード時において、空切削高速送りおよび切削送りによ
り細かく対応することが出来る。
以上のように、この発明によれば、主軸の回転位置制御
の場合において、速度ループおよび位置ループのゲイン
をＣ軸切削時には早送り時よりも大きな値に変更可能と
したので、機械系の共振現象を生じることなく高度な加
工性能が得られる効果がある。
の場合において、速度ループおよび位置ループのゲイン
をＣ軸切削時には早送り時よりも大きな値に変更可能と
したので、機械系の共振現象を生じることなく高度な加
工性能が得られる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す工作機械の主軸駆動装
置における主軸駆動制御装置の構成を示すブロック図、
第２図は第１図に示した主軸駆動制御装置の速度制御モ
ードから位置制御モードへ切換えた際の動作説明図、第
３図は従来例および本発明の実施例に共通する工作機械
の主軸駆動装置の概略構成図、第４図は従来の主軸駆動
制御装置の構成を示すブロック図である。 図において、（１）は数値制御装置、（２）は主軸駆動
制御装置、（３）は誘導電動機、（４）は速度検出器、
（５）は主軸、（６）は接続歯車、（７）は位置検出器
、（２２ａ） 、 （２２ｂ）は位置ループゲイン回路
、（２５ａ） 、 （２５ｂ）は速度ループゲイン回路
、（２７ａ）、（２７ｂｌ 、 （２８ａ） 、 （２
１１ｂ）は切換スイッチ、（２９）はスイッチ切換操作
部を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
置における主軸駆動制御装置の構成を示すブロック図、
第２図は第１図に示した主軸駆動制御装置の速度制御モ
ードから位置制御モードへ切換えた際の動作説明図、第
３図は従来例および本発明の実施例に共通する工作機械
の主軸駆動装置の概略構成図、第４図は従来の主軸駆動
制御装置の構成を示すブロック図である。 図において、（１）は数値制御装置、（２）は主軸駆動
制御装置、（３）は誘導電動機、（４）は速度検出器、
（５）は主軸、（６）は接続歯車、（７）は位置検出器
、（２２ａ） 、 （２２ｂ）は位置ループゲイン回路
、（２５ａ） 、 （２５ｂ）は速度ループゲイン回路
、（２７ａ）、（２７ｂｌ 、 （２８ａ） 、 （２
１１ｂ）は切換スイッチ、（２９）はスイッチ切換操作
部を示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 工作機械の主軸を駆動する電動機と、上記電動機を介し
て上記主軸の回転速度および回転位置を制御する制御装
置とを備え、上記制御装置は上記主軸の回転速度を負帰
還する速度ループおよび回転位置を負帰還する位置ルー
プと、上記主軸の回転速度を制御する速度制御モードお
よび上記主軸の回転位置を制御する位置制御モードのい
ずれかを切換選択する制御モード切換手段と、上記位置
制御モードが選択された場合において、上記速度ループ
および位置ループのゲインを変更するゲイン変更手段と
を有することを特徴とする工作機械の主軸駆動装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258192A JPH0755429B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 工作機械の主軸駆動装置 |
| US07/581,954 US5079490A (en) | 1989-10-03 | 1990-09-13 | Spindle drive system of machine tool |
| EP90117801A EP0421176B1 (en) | 1989-10-03 | 1990-09-15 | Spindle drive system of machine tool |
| DE69027728T DE69027728T2 (de) | 1989-10-03 | 1990-09-15 | Spindelantriebssystem einer Werkzeugmaschine |
| HK98104464A HK1005324A1 (en) | 1989-10-03 | 1998-05-22 | Spindle drive system of machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258192A JPH0755429B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 工作機械の主軸駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121738A true JPH03121738A (ja) | 1991-05-23 |
| JPH0755429B2 JPH0755429B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=17316794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1258192A Expired - Lifetime JPH0755429B2 (ja) | 1989-10-03 | 1989-10-03 | 工作機械の主軸駆動装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5079490A (ja) |
| EP (1) | EP0421176B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0755429B2 (ja) |
| DE (1) | DE69027728T2 (ja) |
| HK (1) | HK1005324A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6310457B1 (en) | 1999-01-22 | 2001-10-30 | Fanuc Ltd. | Servomotor controller |
| JP2019075962A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | ファナック株式会社 | モータ制御装置 |
| KR20190076165A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계의 주축 구동장치 |
| JP2021114187A (ja) * | 2020-01-20 | 2021-08-05 | オークマ株式会社 | 振動抑制装置及び振動抑制方法 |
| JP2022119150A (ja) * | 2021-02-03 | 2022-08-16 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | ワークの一方向位置決め機構 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0527845A (ja) * | 1991-07-22 | 1993-02-05 | Okuma Mach Works Ltd | 制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置 |
| US5196774A (en) * | 1991-07-22 | 1993-03-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Digital servo system |
| JPH05307220A (ja) * | 1992-04-30 | 1993-11-19 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | ハロゲン化銀写真感光材料 |
| US5877605A (en) * | 1996-02-07 | 1999-03-02 | Nikon Corporation | Servo device having plural servo systems |
| JP3553741B2 (ja) * | 1996-09-02 | 2004-08-11 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置および数値制御装置の主軸モータ加減速制御方法 |
| JP3231027B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2001-11-19 | 義昭 垣野 | Ｎｃ工作機械の数値制御装置 |
| DE10062025C1 (de) * | 2000-12-13 | 2002-07-25 | Siemens Ag | Verfahren und Antriebssteuerung für einen lagegeregelten Stillstand eines elektrischen Antriebs in einer vorgegebenen Sollposition |
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| DE102005023317A1 (de) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | P & L Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Schwingungsoptimierung einer Werkzeugmaschine |
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| JP2685071B2 (ja) * | 1986-03-10 | 1997-12-03 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
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| JPH01134605A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
-
1989
- 1989-10-03 JP JP1258192A patent/JPH0755429B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-13 US US07/581,954 patent/US5079490A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-15 EP EP90117801A patent/EP0421176B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-15 DE DE69027728T patent/DE69027728T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-05-22 HK HK98104464A patent/HK1005324A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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| US12134159B2 (en) | 2021-02-03 | 2024-11-05 | Hiwin Technologies Corp. | Workpiece orientation mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0421176B1 (en) | 1996-07-10 |
| DE69027728D1 (de) | 1996-08-14 |
| US5079490A (en) | 1992-01-07 |
| EP0421176A2 (en) | 1991-04-10 |
| HK1005324A1 (en) | 1998-12-31 |
| DE69027728T2 (de) | 1996-11-07 |
| EP0421176A3 (en) | 1992-06-03 |
| JPH0755429B2 (ja) | 1995-06-14 |
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