JPH03131905A - 工作機械の同期運転装置 - Google Patents
工作機械の同期運転装置Info
- Publication number
- JPH03131905A JPH03131905A JP26906189A JP26906189A JPH03131905A JP H03131905 A JPH03131905 A JP H03131905A JP 26906189 A JP26906189 A JP 26906189A JP 26906189 A JP26906189 A JP 26906189A JP H03131905 A JPH03131905 A JP H03131905A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- torque
- sub
- control
- speed
- Prior art date
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- Pending
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- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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〕
この発明は、２つの駆動系をもち、これがワーク等の剛
体を介して結合されているときは互いに同期をとって運
転し、同期をとったまま剛体の切り離しが行なわれる工
作機械の同期運転装置に関する。
体を介して結合されているときは互いに同期をとって運
転し、同期をとったまま剛体の切り離しが行なわれる工
作機械の同期運転装置に関する。
工作機械では、メイン主軸とサブ主軸とがワークを介し
て結合された状態で同期運転を行ない、同期制御したま
まワークが切り離される場合がある。ワーク等の剛体に
より結合された２つの駆動系の同期をとる場合、通常は
一方をマスター（メイン）として速度制御を行ない、他
方をスレーブ（サブ）としてトルク制御を行なう。従っ
て、同期制御したままワークを切り離す場合には、何ら
かの対策を施さないと、スレーブ側が暴走してしまうお
それがある。
て結合された状態で同期運転を行ない、同期制御したま
まワークが切り離される場合がある。ワーク等の剛体に
より結合された２つの駆動系の同期をとる場合、通常は
一方をマスター（メイン）として速度制御を行ない、他
方をスレーブ（サブ）としてトルク制御を行なう。従っ
て、同期制御したままワークを切り離す場合には、何ら
かの対策を施さないと、スレーブ側が暴走してしまうお
それがある。
このため、従来の同期運転装置ではスレーブ側のトルク
制御にトルクリミッタを設けて瞬時の暴走を防ぎ、また
一方でワークを切り離す刃物（加工機）等の位置を検出
し、その位置によりワークが切り離されたものと判断し
、スレーブ側を停止させるか、または同期制御を両軸と
も速度制御に切り換える等の対策を施している。
制御にトルクリミッタを設けて瞬時の暴走を防ぎ、また
一方でワークを切り離す刃物（加工機）等の位置を検出
し、その位置によりワークが切り離されたものと判断し
、スレーブ側を停止させるか、または同期制御を両軸と
も速度制御に切り換える等の対策を施している。
従来装置におけるワークの切り離し検出は、工作機械の
ＮＣ（数値制御装置）側にて刃物等の送り距離を監視し
、刃物の刃先がワークの中心に来たことを検出しなけれ
ばならないため、ＮＣの負担が増加する。また、場合に
よっては、メイン主軸とサブ主軸とのトルクアンバラン
スにより、刃物の刃先がワークの中心に来る前にワーク
がねじ切られることがある。この場合、刃物の送り距離
でワークの切り離しを検出するものでは、実際のワーク
の切り離しに対し検出の方が遅れることになり、この遅
れによってスレーブ側は最悪トルクリミッタにかかりな
がら、遅れ時間分だけ暴走することになる。
ＮＣ（数値制御装置）側にて刃物等の送り距離を監視し
、刃物の刃先がワークの中心に来たことを検出しなけれ
ばならないため、ＮＣの負担が増加する。また、場合に
よっては、メイン主軸とサブ主軸とのトルクアンバラン
スにより、刃物の刃先がワークの中心に来る前にワーク
がねじ切られることがある。この場合、刃物の送り距離
でワークの切り離しを検出するものでは、実際のワーク
の切り離しに対し検出の方が遅れることになり、この遅
れによってスレーブ側は最悪トルクリミッタにかかりな
がら、遅れ時間分だけ暴走することになる。
従って、この発明の課題はワークの切り離しを正確に検
出し得るようにするとともに、ワークの切り離しによる
スレーブ側の暴走を阻止することにある。
出し得るようにするとともに、ワークの切り離しによる
スレーブ側の暴走を阻止することにある。
速度制御を行なう第１インバータ装置により駆動される
メインの主軸と、速度制御を行なう第２インバータ装置
により駆動されるサブの主軸と、前記メイン主軸のトル
ク変化を検出する第１の検出手段と前記メイン主軸とサ
ブ主軸との位置または速度の偏差を検出する第２の検出
手段と、前記メイン主軸とサブ主軸とを工作の対象とな
るワークを介して同期運転するときは、メイン主軸の位
置とサブ主軸の位置とを互いに一敗させるべく制御する
位置制御と、メイン主軸とサブ主軸とのトルクバランス
を制御するトルク制御とを行ない、前記第目★出手段に
より検出されるトルクの変化量および前記第２検出手段
により検出される位置または速度の偏差がそれぞれ所定
の設定値を越え７とき、サブ主軸側のトルク制御を無効
にするコントローラとを設ける。
メインの主軸と、速度制御を行なう第２インバータ装置
により駆動されるサブの主軸と、前記メイン主軸のトル
ク変化を検出する第１の検出手段と前記メイン主軸とサ
ブ主軸との位置または速度の偏差を検出する第２の検出
手段と、前記メイン主軸とサブ主軸とを工作の対象とな
るワークを介して同期運転するときは、メイン主軸の位
置とサブ主軸の位置とを互いに一敗させるべく制御する
位置制御と、メイン主軸とサブ主軸とのトルクバランス
を制御するトルク制御とを行ない、前記第目★出手段に
より検出されるトルクの変化量および前記第２検出手段
により検出される位置または速度の偏差がそれぞれ所定
の設定値を越え７とき、サブ主軸側のトルク制御を無効
にするコントローラとを設ける。
メイン主軸が速度制御、サブ主軸がトルク制御のままで
ワークが切り離されると、メイン主軸とサブ主軸の同期
が外れるだけでなく、無負荷になるため必要なトルクが
急激に減少する。従って、同期関係がずれかつトルク指
令がある程度減少した場合をワークの切り離しと判断し
、この判断結果にもとづきスレーブ側のサブ主軸の制御
をトルク制御から速度制御へと切り換える。
ワークが切り離されると、メイン主軸とサブ主軸の同期
が外れるだけでなく、無負荷になるため必要なトルクが
急激に減少する。従って、同期関係がずれかつトルク指
令がある程度減少した場合をワークの切り離しと判断し
、この判断結果にもとづきスレーブ側のサブ主軸の制御
をトルク制御から速度制御へと切り換える。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。
この実施例は、速度調節器（ＡＳＲ）１１とベクトル演
算部１２とスイッチング素子１３とからナルインバータ
装置１と、このインバータ１により駆動されるメイン主
軸用モータ２と、このモータ２の速度検出用のパルスエ
ンコーダ３と、モータ２と機械的に結合されたメインの
主軸４と、このメイン主軸４の速度および位置を検出す
るパルスエンコーダ５とからなるマスター側と、同様に
ＡＳＲ１１とベクトル演算部１２とスイッチング素子１
３とからなるインバータ装置１Ａと、このインバータＩ
Ａにより駆動されるサブ主軸用モータ２Ａと、このモー
タ２Ａの速度検出用のパルスエンコーダ３Ａと、モータ
２Ａと機械的に結合されたサブの主軸４Ａと、このサブ
の主軸４Ａの速度および位置を検出するパルスエンコー
ダ５Ａとからなるスレーブ側と、前記マスター側とスレ
ーブ側の位置を制御する位置調節器（ＡＰＲ）６Ａと、
前記マスター側とスレーブ側のトルクバランスを制御す
るトルク調節器（ＡＴＲ）６Ｂと、制御の切り換えを行
なうスイッチ６Ｃ，６Ｄとからなる同期コントローラ６
とから構成されている。
算部１２とスイッチング素子１３とからナルインバータ
装置１と、このインバータ１により駆動されるメイン主
軸用モータ２と、このモータ２の速度検出用のパルスエ
ンコーダ３と、モータ２と機械的に結合されたメインの
主軸４と、このメイン主軸４の速度および位置を検出す
るパルスエンコーダ５とからなるマスター側と、同様に
ＡＳＲ１１とベクトル演算部１２とスイッチング素子１
３とからなるインバータ装置１Ａと、このインバータＩ
Ａにより駆動されるサブ主軸用モータ２Ａと、このモー
タ２Ａの速度検出用のパルスエンコーダ３Ａと、モータ
２Ａと機械的に結合されたサブの主軸４Ａと、このサブ
の主軸４Ａの速度および位置を検出するパルスエンコー
ダ５Ａとからなるスレーブ側と、前記マスター側とスレ
ーブ側の位置を制御する位置調節器（ＡＰＲ）６Ａと、
前記マスター側とスレーブ側のトルクバランスを制御す
るトルク調節器（ＡＴＲ）６Ｂと、制御の切り換えを行
なうスイッチ６Ｃ，６Ｄとからなる同期コントローラ６
とから構成されている。
ここで、インバータ装置１．１Ａは同期コントローラ６
より与えられる速度指令とモータの速度を検出スるパル
スエンコーダ５．５Ａからの速度帰還によりＡＳＲＩＩ
が動作し、それぞれ速度制御を行なう。またＡＳＲＩＩ
の出力であるトルク指令がヘクトル演算部１２に入力さ
れてベクトル演算が行なわれ、モータ４，４Ａにそれぞ
れ必要なスイッチングパターンをスイッチング素子１３
に与えることにより、所定の電圧、電流をモータ４．４
Ａに与え、モータ４．４への速度が制御される。
より与えられる速度指令とモータの速度を検出スるパル
スエンコーダ５．５Ａからの速度帰還によりＡＳＲＩＩ
が動作し、それぞれ速度制御を行なう。またＡＳＲＩＩ
の出力であるトルク指令がヘクトル演算部１２に入力さ
れてベクトル演算が行なわれ、モータ４，４Ａにそれぞ
れ必要なスイッチングパターンをスイッチング素子１３
に与えることにより、所定の電圧、電流をモータ４．４
Ａに与え、モータ４．４への速度が制御される。
通常の同期運転ではスイッチ６Ｃが閉じ、メイン主軸の
位置を検出するパルスエンコーダ５からの位置信号と、
サブ主軸の位置を検出するパルスエンコーダ５Ａの位置
信号とによりＡＰＲ６Ａが動作し、マスター側の速度指
令にＡＰＲ６Ａの出力が加算され、これがスレーブ側の
インバータ装置ＩＡに与える速度指令となる。そして、
メイン玉軸４とサブ主軸４Ａがワークにより結合されて
いる場合は、メイン主軸４とサブ主軸４Ａの位置偏差は
零になり、ＡＰＲ６Ａの出力も零になる。
位置を検出するパルスエンコーダ５からの位置信号と、
サブ主軸の位置を検出するパルスエンコーダ５Ａの位置
信号とによりＡＰＲ６Ａが動作し、マスター側の速度指
令にＡＰＲ６Ａの出力が加算され、これがスレーブ側の
インバータ装置ＩＡに与える速度指令となる。そして、
メイン玉軸４とサブ主軸４Ａがワークにより結合されて
いる場合は、メイン主軸４とサブ主軸４Ａの位置偏差は
零になり、ＡＰＲ６Ａの出力も零になる。
従って、スイッチ６Ｄを閉じてインバータ装置１゜ｌＡ
のＡＳＲＩＩの出力のトルクＩ旨令を同期コントローラ
のＡＴＲ６Ｂに入力すれば、メイン主軸４とサブ主軸４
Ａのトルクバランスを保つようにＡＴＲ６Ｂが動作する
ため、スレーブ側の速度指令に補正が加わることになる
。
のＡＳＲＩＩの出力のトルクＩ旨令を同期コントローラ
のＡＴＲ６Ｂに入力すれば、メイン主軸４とサブ主軸４
Ａのトルクバランスを保つようにＡＴＲ６Ｂが動作する
ため、スレーブ側の速度指令に補正が加わることになる
。
第２図に同期コントローラ内のスイッチ６Ｄをオン、オ
フ制御するための制御回路の具体例を示す。同図におい
て、６Ｅはトルク検出部、６Ｆは位置（速度）偏差検出
部、６Ｇはアンドゲート、６Ｈはスイッチ６Ｄをオン、
オフ制御するロジック部である。
フ制御するための制御回路の具体例を示す。同図におい
て、６Ｅはトルク検出部、６Ｆは位置（速度）偏差検出
部、６Ｇはアンドゲート、６Ｈはスイッチ６Ｄをオン、
オフ制御するロジック部である。
いま、メイン主軸４とサブ主軸４Ａとがワークで結合さ
れ、同期運転が行なわれている状態からワークが切り離
されると、ワークに刃物等の加工機が食い込んでいない
ので必要なトルクが減少し、マスター側のＡＳＲＩＩの
出力であるトルク指令が減少する。このトルク指令をト
ルク検出部６已に入力し、例えばトルク指令値の前回値
と今回値との差からトルクの変化量を検出し、これが所
定の設定値を越えたらハイレベルの出力を出すようにす
る。また、ワークが切り離されてもスレーブ側はトルク
制御を行なっているため、メイン主軸４とサブ主軸４Ａ
との位置（速度）同期関係がくずれてしまう。この位置
同期のズレをメイン主軸４のパルスエンコーダ５とサブ
主軸４Ａのパルスエンコーダ５Ａの信号より、位置偏差
検出部６Ｆにより判断する。つまり、位置または速度偏
差を所定の設定値と比較し、これが設定値を越えたらハ
イレベルの出力を出すようにする。トルク検出部６Ｅと
位置偏差検出部６Ｆの出力はアンドゲート６Ｇに入力さ
れ、これが成立したとき、すなわちトルクの変化量と位
置または速度偏差がともに設定値よりも大きいとき、そ
の旨がロジック部６Ｈに伝えられる。これによりロジッ
ク部６）（ではスイッチ６Ｄを開き、トルク制御を無効
にする。
れ、同期運転が行なわれている状態からワークが切り離
されると、ワークに刃物等の加工機が食い込んでいない
ので必要なトルクが減少し、マスター側のＡＳＲＩＩの
出力であるトルク指令が減少する。このトルク指令をト
ルク検出部６已に入力し、例えばトルク指令値の前回値
と今回値との差からトルクの変化量を検出し、これが所
定の設定値を越えたらハイレベルの出力を出すようにす
る。また、ワークが切り離されてもスレーブ側はトルク
制御を行なっているため、メイン主軸４とサブ主軸４Ａ
との位置（速度）同期関係がくずれてしまう。この位置
同期のズレをメイン主軸４のパルスエンコーダ５とサブ
主軸４Ａのパルスエンコーダ５Ａの信号より、位置偏差
検出部６Ｆにより判断する。つまり、位置または速度偏
差を所定の設定値と比較し、これが設定値を越えたらハ
イレベルの出力を出すようにする。トルク検出部６Ｅと
位置偏差検出部６Ｆの出力はアンドゲート６Ｇに入力さ
れ、これが成立したとき、すなわちトルクの変化量と位
置または速度偏差がともに設定値よりも大きいとき、そ
の旨がロジック部６Ｈに伝えられる。これによりロジッ
ク部６）（ではスイッチ６Ｄを開き、トルク制御を無効
にする。
この発明によれば、ワークの切り離しを同期コントロー
ラ側でトルクの変化と同期位置または速度から判断する
ようにしたので、遅れの少ない検出が可能となり、かつ
ＮＣの負担も軽減することができる。また、ワーク切り
離しの判断に基づいて、スレーブ側をトルク制御から速
度制御に切り換えるようにしたので、ＡＰＲ，ＡＴＲの
定数等に無関係となり、暴走のおそれも無くすことがで
きる。なお、ＡＰＲの補正量よりＡＴＲの補正量が大き
くなるようにＡＰＲ，ＡＴＲの定数（ゲイン）を選択し
ている場合に、上記の如き切り換えをしないものとする
と、位置調節が効がなくなり暴走することがある。
ラ側でトルクの変化と同期位置または速度から判断する
ようにしたので、遅れの少ない検出が可能となり、かつ
ＮＣの負担も軽減することができる。また、ワーク切り
離しの判断に基づいて、スレーブ側をトルク制御から速
度制御に切り換えるようにしたので、ＡＰＲ，ＡＴＲの
定数等に無関係となり、暴走のおそれも無くすことがで
きる。なお、ＡＰＲの補正量よりＡＴＲの補正量が大き
くなるようにＡＰＲ，ＡＴＲの定数（ゲイン）を選択し
ている場合に、上記の如き切り換えをしないものとする
と、位置調節が効がなくなり暴走することがある。
さらに、ワークの切り離しをトルクの変化と同期位置ま
たは速度から検出するようにしているので、加工を途中
で中止した場合またはワークのチャッキング（把持）圧
力が不足して同期がずれた場合でも誤検出しないという
利点もある。
たは速度から検出するようにしているので、加工を途中
で中止した場合またはワークのチャッキング（把持）圧
力が不足して同期がずれた場合でも誤検出しないという
利点もある。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
オン、オフ制御回路の具体例を示すブロック図である。 符号説明 １、ＩＡ・・・インバータ装置、２．２Ａ・・・モータ
、３．３Ａ・・・モータ用パルスエンコーダ、４・・・
メイン主軸、４Ａ・・・サブ主軸、５，５Ａ・・・主軸
用パルスエンコーダ、６・・・同期用コントローラ、６
Ａ・・・位置調節器（ＡＰＲ） 、６Ｂ・・・トルク調
節器（ＡＴＲ） 、６Ｃ，６Ｄ・・・スイッチ、６Ｅ・
・・トルク検出器、６Ｆ・・・位置偏差検出器、６Ｇ・
・・アンドゲート、６Ｈ・・・ロジック部、１１・・・
速度調節器（ＡＳＲ）、１２・・・ベクトル演算部、１
３・・・スイッチング素子。
オン、オフ制御回路の具体例を示すブロック図である。 符号説明 １、ＩＡ・・・インバータ装置、２．２Ａ・・・モータ
、３．３Ａ・・・モータ用パルスエンコーダ、４・・・
メイン主軸、４Ａ・・・サブ主軸、５，５Ａ・・・主軸
用パルスエンコーダ、６・・・同期用コントローラ、６
Ａ・・・位置調節器（ＡＰＲ） 、６Ｂ・・・トルク調
節器（ＡＴＲ） 、６Ｃ，６Ｄ・・・スイッチ、６Ｅ・
・・トルク検出器、６Ｆ・・・位置偏差検出器、６Ｇ・
・・アンドゲート、６Ｈ・・・ロジック部、１１・・・
速度調節器（ＡＳＲ）、１２・・・ベクトル演算部、１
３・・・スイッチング素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）速度制御を行なう第１インバータ装置により駆動さ
れるメインの主軸と、 速度制御を行なう第２インバータ装置により駆動される
サブの主軸と、 前記メイン主軸のトルク変化を検出する第１の検出手段
と、 前記メイン主軸とサブ主軸との位置または速度の偏差を
検出する第２の検出手段と、 前記メイン主軸とサブ主軸とを工作の対象となるワーク
を介して同期運転するときは、メイン主軸の位置とサブ
主軸の位置とを互いに一致させるべく制御する位置制御
と、メイン主軸とサブ主軸とのトルクバランスを制御す
るトルク制御とを行ない、前記第１検出手段により検出
されるトルクの変化量および前記第２検出手段により検
出される位置または速度の偏差がそれぞれ所定の設定値
を越えたとき、サブ主軸側のトルク制御を無効にするコ
ントローラと、 を備えてなる工作機械の同期運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26906189A JPH03131905A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 工作機械の同期運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26906189A JPH03131905A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 工作機械の同期運転装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131905A true JPH03131905A (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=17467110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26906189A Pending JPH03131905A (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 工作機械の同期運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03131905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008285140A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Adm21 Co Ltd | ワイパーブレード |
| KR20160064476A (ko) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 현대자동차주식회사 | 와이퍼 커넥터 체결구 |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP26906189A patent/JPH03131905A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008285140A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Adm21 Co Ltd | ワイパーブレード |
| KR20160064476A (ko) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 현대자동차주식회사 | 와이퍼 커넥터 체결구 |
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