JPH0729252B2 - 主軸位置決め装置 - Google Patents
主軸位置決め装置Info
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- JPH0729252B2 JPH0729252B2 JP61006396A JP639686A JPH0729252B2 JP H0729252 B2 JPH0729252 B2 JP H0729252B2 JP 61006396 A JP61006396 A JP 61006396A JP 639686 A JP639686 A JP 639686A JP H0729252 B2 JPH0729252 B2 JP H0729252B2
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- spindle
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- command
- spindle motor
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
-
- 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
- G05B19/33—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 an analogue measuring device
- G05B19/35—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 an analogue measuring device for point-to-point control
- G05B19/351—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 an analogue measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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Description
【発明の詳細な説明】 （発明の実施例） この発明は、工作機械における主軸制御装置の位置決め
機能を有する主軸位置決め装置に関する。
機能を有する主軸位置決め装置に関する。
（発明の技術的背景とその問題点） 工作機械における主軸制御装置は、近年のンピュータ制
御の発展に伴い高度な制御を可能にしている。しかし、
高速で精度よく主軸の位置決めを行なうには困難な点も
多い。
御の発展に伴い高度な制御を可能にしている。しかし、
高速で精度よく主軸の位置決めを行なうには困難な点も
多い。
第２図は従来の主軸位置決め装置の一例をブロック図と
して示したもので、まず速度指令A1が切替器２の接点X1
に入力され、共通端子X0を経由して速度制御演算器３に
入力される。そして、速度制御演算器３において速度制
御の演算が行なわれて得られるトルク指令B1はベクトル
制御演算器４に入力され、このベクトル制御演算器４に
おいて主軸モータ６を制御するためのベクトル演算，す
べり演算及び位相変換などが行なわれ、三相信号C1〜C3
を出力する。次に、三相PWM式電流制御増幅器５はこの
三相信号C1〜C3を電力増幅し、主軸モータ６を駆動する
ための駆動電流D1を主軸モータ６に供給する。この主軸
モータ６と同軸で直結されるパルスジェネレータ７から
は、主軸モータ６の回転数に応じたパルス列QMが出力さ
れる。また、主軸モータ６の回転はギアボックス９にお
いて減速された後、主軸10を駆動する。この主軸10には
ポジションコーダ８が連動され、このポジションコーダ
８からは主軸10の動きに応じたポジション列QFが出力さ
れる。そして、パルス列QMは位相検出器11において、位
相データQMPに変換されてベクトル制御演算器に、また
速度検出器12において減速データQMVに変換されて速度
制御演算器３にそれぞれ入力される。また、ポジション
パルス列QFは位置検出器13において位置データQFPに変
換され、零設定確認回路15に入力されると共に減算器17
に入力される。零設定確認回路15おいて位置データQFP
の零設定、つまりポジションコーダ８の原点が確認され
ると、この零設定確認回路15はリセット信号RTをフリッ
プフロップ回路14に出力する。
して示したもので、まず速度指令A1が切替器２の接点X1
に入力され、共通端子X0を経由して速度制御演算器３に
入力される。そして、速度制御演算器３において速度制
御の演算が行なわれて得られるトルク指令B1はベクトル
制御演算器４に入力され、このベクトル制御演算器４に
おいて主軸モータ６を制御するためのベクトル演算，す
べり演算及び位相変換などが行なわれ、三相信号C1〜C3
を出力する。次に、三相PWM式電流制御増幅器５はこの
三相信号C1〜C3を電力増幅し、主軸モータ６を駆動する
ための駆動電流D1を主軸モータ６に供給する。この主軸
モータ６と同軸で直結されるパルスジェネレータ７から
は、主軸モータ６の回転数に応じたパルス列QMが出力さ
れる。また、主軸モータ６の回転はギアボックス９にお
いて減速された後、主軸10を駆動する。この主軸10には
ポジションコーダ８が連動され、このポジションコーダ
８からは主軸10の動きに応じたポジション列QFが出力さ
れる。そして、パルス列QMは位相検出器11において、位
相データQMPに変換されてベクトル制御演算器に、また
速度検出器12において減速データQMVに変換されて速度
制御演算器３にそれぞれ入力される。また、ポジション
パルス列QFは位置検出器13において位置データQFPに変
換され、零設定確認回路15に入力されると共に減算器17
に入力される。零設定確認回路15おいて位置データQFP
の零設定、つまりポジションコーダ８の原点が確認され
ると、この零設定確認回路15はリセット信号RTをフリッ
プフロップ回路14に出力する。
一方、主軸位置決め指令S1が切換器２及びフリップフロ
ップ回路14にセット信号として入力されると、切換回路
２は共通端子X0と接点X2とが接続され、また、フリップ
フロップ回路14はセット出力を切換器18に出力すること
により共通端子Y0が接点Y1と接続され、低速度指令値L1
が速度演算器３に入力されることになる。そして、位置
指令PC1及び位置データQFPは減算器17において減算さ
れ、位置指令PC1と位置データQFPとの差信号が制御増幅
器16に入力され、この制御増幅器16においてPI制御など
が行なわれて速度指令A0を出力し、切換器18の接点Y2に
接続される。
ップ回路14にセット信号として入力されると、切換回路
２は共通端子X0と接点X2とが接続され、また、フリップ
フロップ回路14はセット出力を切換器18に出力すること
により共通端子Y0が接点Y1と接続され、低速度指令値L1
が速度演算器３に入力されることになる。そして、位置
指令PC1及び位置データQFPは減算器17において減算さ
れ、位置指令PC1と位置データQFPとの差信号が制御増幅
器16に入力され、この制御増幅器16においてPI制御など
が行なわれて速度指令A0を出力し、切換器18の接点Y2に
接続される。
このような構成においてその動作を説明する。この動作
には２つのモードがあり、１つは速度制御モードであ
り、これは一定速度で工作機械の作業を進めるもので、
他の１つは位置決めモードであり、これは主軸10を指定
した目標位置に位置決めするものである。まず、速度制
御モードでは切換器２はX1側に接続されており、指定し
た速度指令A1は主軸モータ６の速度データQMVと共に速
度制御演算器３に入力され、それぞれの差が速度制御演
算器３において演算され、その演算結果として得られる
トルク指令B1をベクトル制御演算器４に入力する。この
ベクトル制御演算器４では、主軸モータ６の位相データ
QMPからトルク指令B1に応じて主軸モータ６のすべり及
び電流ベクトル位相などを演算し、三相電流指令C1〜C3
を三相PWM式電流制御増幅器５に出力する。この三相PWM
式電流制御増幅器５では三相電流指令C1〜C3が電力増幅
され、主軸モータ６に駆動電流D1を供給する。そして、
主軸モータ６から減速された主軸10は、指定された速度
指令値A1を保って駆動される。
には２つのモードがあり、１つは速度制御モードであ
り、これは一定速度で工作機械の作業を進めるもので、
他の１つは位置決めモードであり、これは主軸10を指定
した目標位置に位置決めするものである。まず、速度制
御モードでは切換器２はX1側に接続されており、指定し
た速度指令A1は主軸モータ６の速度データQMVと共に速
度制御演算器３に入力され、それぞれの差が速度制御演
算器３において演算され、その演算結果として得られる
トルク指令B1をベクトル制御演算器４に入力する。この
ベクトル制御演算器４では、主軸モータ６の位相データ
QMPからトルク指令B1に応じて主軸モータ６のすべり及
び電流ベクトル位相などを演算し、三相電流指令C1〜C3
を三相PWM式電流制御増幅器５に出力する。この三相PWM
式電流制御増幅器５では三相電流指令C1〜C3が電力増幅
され、主軸モータ６に駆動電流D1を供給する。そして、
主軸モータ６から減速された主軸10は、指定された速度
指令値A1を保って駆動される。
次に、この状態で位置決めを必要とするときは位置決め
モードを選択する。これにより、主軸位置決め指令S1が
フリップフロップ回路14に入力されると共に切換器２に
入力され、位置指令PC1は減算器17に入力され、且つ低
速度指令値L1が切換器18に入力される。このとき、切換
器18は接点Y1側に接続されており、切換器２は接点X2側
に切換わる。この位置決めモードにおいては、最初に低
速度指令値L1により低速度で主軸モータ６は回転し、ポ
ジションコーダ８の原点を検出するまで低速回転を続け
る。そして、ポジションコーダ８の原点が零設定確認回
路15により確認されると、フリップフロップ回路14が出
力するリセット信号SSにより切換器18は接点Y2側に切換
えられ、速度指令A1が速度制御演算器３に入力される。
このようにして指定された位置指令PC1と、主軸10の位
置を示す位置データQFPとが一致すると、主軸モータ６
は停止して位置決めが完了する。
モードを選択する。これにより、主軸位置決め指令S1が
フリップフロップ回路14に入力されると共に切換器２に
入力され、位置指令PC1は減算器17に入力され、且つ低
速度指令値L1が切換器18に入力される。このとき、切換
器18は接点Y1側に接続されており、切換器２は接点X2側
に切換わる。この位置決めモードにおいては、最初に低
速度指令値L1により低速度で主軸モータ６は回転し、ポ
ジションコーダ８の原点を検出するまで低速回転を続け
る。そして、ポジションコーダ８の原点が零設定確認回
路15により確認されると、フリップフロップ回路14が出
力するリセット信号SSにより切換器18は接点Y2側に切換
えられ、速度指令A1が速度制御演算器３に入力される。
このようにして指定された位置指令PC1と、主軸10の位
置を示す位置データQFPとが一致すると、主軸モータ６
は停止して位置決めが完了する。
このような位置決め装置の場合、主軸モータ６に連結さ
れるパルスジェネレータ７と主軸10に連結されるポジシ
ョンコーダ８との間には、ギアボックス９内のバックラ
ッシュやロストモーションによる検出タイミングの差が
大きく存在し、またこの補正も行なわれていないので位
置決め精度が悪く、また位置決めロック力も弱い。さら
に、ポジションコーダ８としてインクリメント型エンコ
ーダを用いているため、速度制御モードから位置決めモ
ードに切換えたとき、このインクリメント型エンコーダ
の原点確認のため、１回転以上回転してから位置決めを
開始しなければならず、時間ロスが多い。また、ポジシ
ョンコーダ８としてアブソリュート型エンコーダを用い
ればこの時間ロスは少なくなるが、単にアブソリュート
型に変更しただけでは装置として非常に高価になってし
まうといった時間があった。
れるパルスジェネレータ７と主軸10に連結されるポジシ
ョンコーダ８との間には、ギアボックス９内のバックラ
ッシュやロストモーションによる検出タイミングの差が
大きく存在し、またこの補正も行なわれていないので位
置決め精度が悪く、また位置決めロック力も弱い。さら
に、ポジションコーダ８としてインクリメント型エンコ
ーダを用いているため、速度制御モードから位置決めモ
ードに切換えたとき、このインクリメント型エンコーダ
の原点確認のため、１回転以上回転してから位置決めを
開始しなければならず、時間ロスが多い。また、ポジシ
ョンコーダ８としてアブソリュート型エンコーダを用い
ればこの時間ロスは少なくなるが、単にアブソリュート
型に変更しただけでは装置として非常に高価になってし
まうといった時間があった。
（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、時間ロスのない、高精度位置決めを
可能とした主軸位置決め装置を提供することにある。
この発明の目的は、時間ロスのない、高精度位置決めを
可能とした主軸位置決め装置を提供することにある。
（発明の概要） この発明は工作機械の主軸位置決め装置に関するもの
で、 主軸モータに連動する絶対角度検出器と、 前記主軸モータにより駆動される主軸と、 該主軸に連動する絶対位置検出器と、 該絶対位置検出器から得られる主軸の位置データと位置
指令データとの間の位置誤差を演算する位置誤差演算
部、該位置誤差演算部から得られる位置誤差データと減
速ギヤ比から演算される主軸モータの位置修正データ
と、前記絶対角度検出器から得られる主軸モータの位置
データとの間の位置誤差修正を演算する位置誤差演算部
及び該位置誤差修正データを速度指令データに変換する
速度指令変換部とからなるハイブリッド位置制御演算部
と、 を備え、主軸を位置指令に応じた位置に制御するように
したものである。
で、 主軸モータに連動する絶対角度検出器と、 前記主軸モータにより駆動される主軸と、 該主軸に連動する絶対位置検出器と、 該絶対位置検出器から得られる主軸の位置データと位置
指令データとの間の位置誤差を演算する位置誤差演算
部、該位置誤差演算部から得られる位置誤差データと減
速ギヤ比から演算される主軸モータの位置修正データ
と、前記絶対角度検出器から得られる主軸モータの位置
データとの間の位置誤差修正を演算する位置誤差演算部
及び該位置誤差修正データを速度指令データに変換する
速度指令変換部とからなるハイブリッド位置制御演算部
と、 を備え、主軸を位置指令に応じた位置に制御するように
したものである。
（発明の実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示すもので、速度指令A1
は速度指令インタフェース20により、コンピュータ制御
ができるディジタル形態の速度指令データA2に変換され
てCPU処理部32に入力され、切換部21,速度制御演算部22
及びベクトル制御演算部23において速度制御演算及びベ
クトル制御演算がなされた後、三相電流指令C1〜C3に変
換される。CPU処理部32から出力されるこの三相電流指
令C1〜C3は、第２図において説明したと同様に、三相PW
M式電流増幅器５で電力増幅されて主軸モータ６を駆動
する。そして、主軸モータ６に連結されるレゾルバ40の
出力信号RMと、主軸10に連結されるレゾルバ41の出力信
号RFがそれぞれフィードバック処理部44に入力され、位
相データ変換部42及び43において位相変換され、位相デ
ータPM及びPFがそれぞれ出力される。これらの位相デー
タPM及びPFはCPU処理部32に入力され、位相データPMは
ハイブリッド位置制御演算部31,速度制御演算部22及び
ベクトル制御演算部23に、また位相データPFはハイブリ
ッド位置制御演算部31にそれぞれ入力される。また、主
軸位置決め指令S1及び位置指令PC1はそれぞれCPU処理部
32に入力された後、ハイブリッド位置制御演算部31に入
力される。このハイブリッド位置制御演算部31におい
て、主軸位置決め指令S1は位置決め指令インタフェース
30に入力され、所定の形態に変換されて指令データS2を
出力する。この指令データS2は切換部21に入力される
と、切換部21はZ2側に切換えられる。
は速度指令インタフェース20により、コンピュータ制御
ができるディジタル形態の速度指令データA2に変換され
てCPU処理部32に入力され、切換部21,速度制御演算部22
及びベクトル制御演算部23において速度制御演算及びベ
クトル制御演算がなされた後、三相電流指令C1〜C3に変
換される。CPU処理部32から出力されるこの三相電流指
令C1〜C3は、第２図において説明したと同様に、三相PW
M式電流増幅器５で電力増幅されて主軸モータ６を駆動
する。そして、主軸モータ６に連結されるレゾルバ40の
出力信号RMと、主軸10に連結されるレゾルバ41の出力信
号RFがそれぞれフィードバック処理部44に入力され、位
相データ変換部42及び43において位相変換され、位相デ
ータPM及びPFがそれぞれ出力される。これらの位相デー
タPM及びPFはCPU処理部32に入力され、位相データPMは
ハイブリッド位置制御演算部31,速度制御演算部22及び
ベクトル制御演算部23に、また位相データPFはハイブリ
ッド位置制御演算部31にそれぞれ入力される。また、主
軸位置決め指令S1及び位置指令PC1はそれぞれCPU処理部
32に入力された後、ハイブリッド位置制御演算部31に入
力される。このハイブリッド位置制御演算部31におい
て、主軸位置決め指令S1は位置決め指令インタフェース
30に入力され、所定の形態に変換されて指令データS2を
出力する。この指令データS2は切換部21に入力される
と、切換部21はZ2側に切換えられる。
一方、位置指令PC1は位置指令インタフェース29におい
て位置指令データPC2に変換された後、位置誤差演算部2
8に入力される。そして、位相データPM及びPFはそれぞ
れ位相／位置変換部24及び26において位置データPM1及
びPF1に変換され、それぞれ位置誤差演算部33及び28に
入力される。この位置データPF1及び位置指令データPC2
は位置誤差演算部28において誤差演算され、位置誤差デ
ータPP1が出力される。そして、この位置誤差データPP1
はギアボックス９のギア比Ｋをパラメータとして演算す
るギア比修正部27に入力される。ギア比修正部27から出
力される位置修正データPP2は位置誤差演算部33に入力
され、位置データPM1に対して誤差演算されて位置誤差
修正データPP3を出力する。この位置誤差修正データPP3
は速度指令変換部25に入力されて速度指令の形態に変換
され、速度指令データAFをを出力する。そして、この速
度指令データAFは変換部21に入力されるようになってい
る。
て位置指令データPC2に変換された後、位置誤差演算部2
8に入力される。そして、位相データPM及びPFはそれぞ
れ位相／位置変換部24及び26において位置データPM1及
びPF1に変換され、それぞれ位置誤差演算部33及び28に
入力される。この位置データPF1及び位置指令データPC2
は位置誤差演算部28において誤差演算され、位置誤差デ
ータPP1が出力される。そして、この位置誤差データPP1
はギアボックス９のギア比Ｋをパラメータとして演算す
るギア比修正部27に入力される。ギア比修正部27から出
力される位置修正データPP2は位置誤差演算部33に入力
され、位置データPM1に対して誤差演算されて位置誤差
修正データPP3を出力する。この位置誤差修正データPP3
は速度指令変換部25に入力されて速度指令の形態に変換
され、速度指令データAFをを出力する。そして、この速
度指令データAFは変換部21に入力されるようになってい
る。
このような構成において、その動作を説明する。この動
作には３つのモードがあり、第１のモードは速度制御モ
ードであり、このモードは指令された速度を保って主軸
10を駆動するものである。第２のモードは位置決めモー
ドであり、このモードは主軸10を設定した目標位置に位
置決めするためのモードである。また、第３のモードは
位置保持モードで、このモードは目標位置に位置決めさ
れた後、その位置を保持するためのモードである。ま
ず、第１の速度制御モードでは切換部21はZ1側に接続さ
れており、指定した速度指令A1は主軸モータ６の位相デ
ータPMと共に速度制御演算部22に入力され、主軸モータ
６に対する速度フィードバック演算がなされてトルク指
令BB1を出力する。このトルク指令BB1はベクトル制御演
算部23に入力される。このベクトル制御演算部23におい
ては、主軸モータ６の位相データPMからトルク指令BB1
に応じて主軸モータ６のすべり及び電流ベクトルなどが
演算され、三相電流指令C1〜C3が出力される。
作には３つのモードがあり、第１のモードは速度制御モ
ードであり、このモードは指令された速度を保って主軸
10を駆動するものである。第２のモードは位置決めモー
ドであり、このモードは主軸10を設定した目標位置に位
置決めするためのモードである。また、第３のモードは
位置保持モードで、このモードは目標位置に位置決めさ
れた後、その位置を保持するためのモードである。ま
ず、第１の速度制御モードでは切換部21はZ1側に接続さ
れており、指定した速度指令A1は主軸モータ６の位相デ
ータPMと共に速度制御演算部22に入力され、主軸モータ
６に対する速度フィードバック演算がなされてトルク指
令BB1を出力する。このトルク指令BB1はベクトル制御演
算部23に入力される。このベクトル制御演算部23におい
ては、主軸モータ６の位相データPMからトルク指令BB1
に応じて主軸モータ６のすべり及び電流ベクトルなどが
演算され、三相電流指令C1〜C3が出力される。
そして、この三相電流指令C1〜C3は三相PWM式電流制御
増幅器５に入力される。この三相PWM式電流制御増幅器
５では第２図において説明したと同様に電力増幅され、
主軸モータ６に駆動電流D1を供給する。そして、主軸モ
ータ６は指定された速度指令値A1で定速度回転するの
で、この主軸モータ６からギア比Ｋで減速された主軸10
も定速度で駆動される。
増幅器５に入力される。この三相PWM式電流制御増幅器
５では第２図において説明したと同様に電力増幅され、
主軸モータ６に駆動電流D1を供給する。そして、主軸モ
ータ６は指定された速度指令値A1で定速度回転するの
で、この主軸モータ６からギア比Ｋで減速された主軸10
も定速度で駆動される。
次に、この状態で主軸10の位置決めを必要とするとき
は、第２のモードである位置決めモードを選択する。こ
の位置決めモードでは主軸位置決め指令S1及び位置指令
PC1がハイブリッド位置制御演算部31に入力されるか
ら、切換部21はZ2側に切換えられる。そして、位置指令
データPC2に対して主軸10の位置データPF1が位置誤差演
算部28において位置誤差演算され、その結果得られる位
置誤差データPP1は、ギアボックス９のギア比Ｋを用い
て主軸モータ６としての目標位置が演算される。この目
標位置は、位置修正データPP2として位置誤差演算部33
に入力され、主軸モータ６の位置データPM1との間で位
置誤差演算が行なわれ、位置誤差修正データPP3が得ら
れる。そして、この位置誤差修正データPP3は速度指令
データAFに変換れて速度制御演算部22に入力される。こ
の速度制御演算部22においては、PI制御及びランプ関数
演算などが行なわれ、トルク指令BB1が出力され、速度
制御モードのときと同様に主軸モード６が制御され、主
軸10を位置指令PC1に応じた位置に制御する。つまり、
ギアボックス９内のバックラッシュやロストモーション
などによる検出タイミングの差は、全て修正されるよう
に補正された主軸10の位置制御ができるのである。
は、第２のモードである位置決めモードを選択する。こ
の位置決めモードでは主軸位置決め指令S1及び位置指令
PC1がハイブリッド位置制御演算部31に入力されるか
ら、切換部21はZ2側に切換えられる。そして、位置指令
データPC2に対して主軸10の位置データPF1が位置誤差演
算部28において位置誤差演算され、その結果得られる位
置誤差データPP1は、ギアボックス９のギア比Ｋを用い
て主軸モータ６としての目標位置が演算される。この目
標位置は、位置修正データPP2として位置誤差演算部33
に入力され、主軸モータ６の位置データPM1との間で位
置誤差演算が行なわれ、位置誤差修正データPP3が得ら
れる。そして、この位置誤差修正データPP3は速度指令
データAFに変換れて速度制御演算部22に入力される。こ
の速度制御演算部22においては、PI制御及びランプ関数
演算などが行なわれ、トルク指令BB1が出力され、速度
制御モードのときと同様に主軸モード６が制御され、主
軸10を位置指令PC1に応じた位置に制御する。つまり、
ギアボックス９内のバックラッシュやロストモーション
などによる検出タイミングの差は、全て修正されるよう
に補正された主軸10の位置制御ができるのである。
このように、主軸10の位置が位置指令PC1に対して一度
位置決め完了すると、第３のモードである位置保持モー
ドとなる。この位置保持モードでは、位置決め完了とな
ったときの主軸モード６の位置データPM1を位置決め目
標位置として位置制御を行なう。つまり、位置決め完了
となったときの位置修正データPP2が固定されて目標値
となり、たとえば主軸10が外力により移動されるような
事態になっても、主軸モータ６が反力を加えることによ
り主軸10は位置指令PC1を保持する。この第３のモード
である位置保持モードは、主軸位置決め指令が出される
か、モードが変更となると解除される。
位置決め完了すると、第３のモードである位置保持モー
ドとなる。この位置保持モードでは、位置決め完了とな
ったときの主軸モード６の位置データPM1を位置決め目
標位置として位置制御を行なう。つまり、位置決め完了
となったときの位置修正データPP2が固定されて目標値
となり、たとえば主軸10が外力により移動されるような
事態になっても、主軸モータ６が反力を加えることによ
り主軸10は位置指令PC1を保持する。この第３のモード
である位置保持モードは、主軸位置決め指令が出される
か、モードが変更となると解除される。
なお、ここで使用したレゾルバ40及び41は、主軸モータ
６及び主軸10に直結またはビルトインされた状態でも、
この発明を実施することが可能である。
６及び主軸10に直結またはビルトインされた状態でも、
この発明を実施することが可能である。
（発明の効果） 以上のようにこの発明によれば、ギアボックス内のギア
比，バックラッシュ及びロストモーションなど種々の要
素を考慮したハイブリッド位置決めを行なっているの
で、高精度位置決め及び位置決めロック力の向上が可能
となると同時に、ギアボックス内に簡略化や設計の自由
度を大きくすることができ、中ぐり加工など複雑な加工
を行なう場合の自由度が向上する。また、常時主軸の絶
対位置検出をしているので、位置決めモード切換時の時
間ロスがなくなり、加工工程時間の短縮を可能にし、ま
たシーケンスの簡素化ができる。
比，バックラッシュ及びロストモーションなど種々の要
素を考慮したハイブリッド位置決めを行なっているの
で、高精度位置決め及び位置決めロック力の向上が可能
となると同時に、ギアボックス内に簡略化や設計の自由
度を大きくすることができ、中ぐり加工など複雑な加工
を行なう場合の自由度が向上する。また、常時主軸の絶
対位置検出をしているので、位置決めモード切換時の時
間ロスがなくなり、加工工程時間の短縮を可能にし、ま
たシーケンスの簡素化ができる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は従来の主軸位置決め装置の一例を示すブロック図であ
る。 2,18……切換器、３……速度制御演算器、４……ベクト
ル制御演算器、５……三相PWM式電流制御アンプ、６…
…主軸モータ、７……パルスジェネレータ、８……ポジ
ションコーダ、９……ギアボックス、10……主軸、11…
…位相検出器、12……速度検出器、13……位置検出器、
14……フリップフロップ回路、15……零設定確認回路、
16……制御アンプ、17……減算器、20……速度指令イン
タフェース、21……切換部、22……速度制御演算部、23
……ベクトル制御演算器、24,26……位相／位置変換
部、27……ギア比修正部、28,33……位置誤差演算部、2
9……位置指令インターフェース、30……位置決め指令
インタフェース、31……ハイブリッド位置制御演算部、
32……CPU処理部。
は従来の主軸位置決め装置の一例を示すブロック図であ
る。 2,18……切換器、３……速度制御演算器、４……ベクト
ル制御演算器、５……三相PWM式電流制御アンプ、６…
…主軸モータ、７……パルスジェネレータ、８……ポジ
ションコーダ、９……ギアボックス、10……主軸、11…
…位相検出器、12……速度検出器、13……位置検出器、
14……フリップフロップ回路、15……零設定確認回路、
16……制御アンプ、17……減算器、20……速度指令イン
タフェース、21……切換部、22……速度制御演算部、23
……ベクトル制御演算器、24,26……位相／位置変換
部、27……ギア比修正部、28,33……位置誤差演算部、2
9……位置指令インターフェース、30……位置決め指令
インタフェース、31……ハイブリッド位置制御演算部、
32……CPU処理部。
Claims (1)
- 【請求項１】主軸モータに連動する絶対角度検出器と、 前記主軸モータにより駆動される主軸と、 該主軸に連動する絶対位置検出器と、 該絶対位置検出器から得られる主軸の位置データと位置
指令データとの間の位置誤差を演算する位置誤差演算
部、該位置誤差演算部から得られる位置誤差データと減
速ギヤ比から演算される主軸モータの位置修正データ
と、前記絶対角度検出器から得られる主軸モータの位置
データとの間の位置誤差修正を演算する位置誤差演算部
及び該位置誤差修正データを速度指令データに変換する
速度指令変換部とからなるハイブリッド位置制御演算部
と、 を備え、主軸を位置指令に応じた位置に制御するように
したことを特徴とする主軸位置決め装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006396A JPH0729252B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 主軸位置決め装置 |
| GB8700768A GB2185594B (en) | 1986-01-17 | 1987-01-14 | Spindle positioning apparatus |
| US07/003,281 US4800325A (en) | 1986-01-17 | 1987-01-14 | Spindle positioning apparatus |
| DE19873701040 DE3701040A1 (de) | 1986-01-17 | 1987-01-15 | Spindelpositioniervorrichtung |
| KR1019870000318A KR910007275B1 (ko) | 1986-01-17 | 1987-01-16 | 주축 포지셔닝 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006396A JPH0729252B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 主軸位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62166946A JPS62166946A (ja) | 1987-07-23 |
| JPH0729252B2 true JPH0729252B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=11637207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61006396A Expired - Lifetime JPH0729252B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 主軸位置決め装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4800325A (ja) |
| JP (1) | JPH0729252B2 (ja) |
| KR (1) | KR910007275B1 (ja) |
| DE (1) | DE3701040A1 (ja) |
| GB (1) | GB2185594B (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3721028C2 (de) * | 1987-06-25 | 1994-05-26 | Fisw Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Lageregelung eines Gelenkantriebes, insbesondere eines Industrieroboters, mit Führungsgrößenkorrektur |
| JPH02214496A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-27 | Fanuc Ltd | 交流電動機の制御方式 |
| JP2692274B2 (ja) * | 1989-06-22 | 1997-12-17 | 三菱電機株式会社 | 主軸位置・速度制御装置 |
| JPH0371206A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Ｎｃ工作機械の機械誤差補正装置 |
| JP2610051B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1997-05-14 | オ−クマ株式会社 | 主軸制御装置 |
| US5093610A (en) * | 1990-02-12 | 1992-03-03 | Abb Robotics Inc. | Apparatus for absolute position measurement |
| KR0163711B1 (ko) * | 1992-10-01 | 1999-01-15 | 윤종용 | 광 디스크 시스템의 스핀들 모터 제어 회로 |
| CA2129761A1 (en) * | 1993-08-11 | 1995-02-12 | David G. Taylor | Self-tuning tracking controller for permanent-magnet synchronous motors |
| DE4343020C2 (de) * | 1993-12-16 | 1996-11-28 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Maschinenelements |
| JP3143310B2 (ja) * | 1994-02-25 | 2001-03-07 | 三菱電機株式会社 | 位置検出装置、補正機能付位置検出装置、位置検出方法、および、位置検出装置の補正方法 |
| JP2001166805A (ja) * | 1999-12-13 | 2001-06-22 | Toshiba Mach Co Ltd | ハイブリッド制御方式の工作機械のロストモーション補正値設定方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および数値制御工作機械 |
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| US7458282B1 (en) | 2006-11-21 | 2008-12-02 | Western Digital Technologies, Inc. | Screwdriver comprising a slider having an attached screw bit and a position detector for position feedback |
| US7506553B1 (en) | 2007-06-18 | 2009-03-24 | Western Digital Technologies, Inc. | Methods, devices and systems for adaptively driving screws using a screw driving tool |
| DE102008052680A1 (de) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | Surgitaix Ag | Vorrichtung zur kontrollierten Einstellung einer chirurgischen Positioniereinheit |
| US9168106B2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-10-27 | Blue Ortho | Device and method for instrument adjustment in computer assisted surgery |
| US8230570B1 (en) | 2009-06-12 | 2012-07-31 | Western Digital Technologies, Inc. | Automatic gravity vacuum screw feeding |
| US8789446B1 (en) | 2011-06-28 | 2014-07-29 | Western Digital Technologies, Inc. | Screw feeding apparatus to deliver a screw from a vibrating rail to a screw guide tube |
| JP5628940B2 (ja) * | 2013-01-11 | 2014-11-19 | ファナック株式会社 | バックラッシを補正するモータ制御装置 |
| US9150360B1 (en) | 2013-05-16 | 2015-10-06 | Western Digital Technologies, Inc. | Mechanism to deliver fastener vertically |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1032342A (en) * | 1961-08-15 | 1966-06-08 | Emi Ltd | Improvements relating to phase shift comparison circuits |
| US3896356A (en) * | 1973-01-24 | 1975-07-22 | Gen Electric | Method and control system for improved stability of an induction motor via independent voltage, synchronous frequency, and slip frequency control at an operating point |
| US4021714A (en) * | 1975-01-08 | 1977-05-03 | Contraves-Goerz Corporation | Servo system employing a tracking digital angle encoder |
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| JPS54143985A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-09 | Fanuc Ltd | Spindle control method |
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| JPS56102451A (en) * | 1979-12-31 | 1981-08-15 | Fanuc Ltd | Control system for stopping main spindle at definite position |
| DE3027581A1 (de) * | 1980-07-21 | 1982-02-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zum positionieren eines drehzahlgeregelten maschinenteils |
| JPS58181115A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | Fanuc Ltd | 位置制御装置 |
| JPS5990114A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | Toshiba Mach Co Ltd | レゾルバによる位置決め装置 |
| DE3306557C2 (de) * | 1983-02-25 | 1986-03-27 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einer durch einen Motor angetriebenen Arbeitsspindel od. dgl. |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP61006396A patent/JPH0729252B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-01-14 GB GB8700768A patent/GB2185594B/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-14 US US07/003,281 patent/US4800325A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-15 DE DE19873701040 patent/DE3701040A1/de active Granted
- 1987-01-16 KR KR1019870000318A patent/KR910007275B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62166946A (ja) | 1987-07-23 |
| GB8700768D0 (en) | 1987-02-18 |
| DE3701040C2 (ja) | 1991-09-19 |
| KR870006953A (ko) | 1987-08-13 |
| US4800325A (en) | 1989-01-24 |
| KR910007275B1 (ko) | 1991-09-24 |
| GB2185594B (en) | 1990-01-04 |
| GB2185594A (en) | 1987-07-22 |
| DE3701040A1 (de) | 1987-07-23 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |