CN102198599B - 具有编码器的主轴控制装置 - Google Patents
具有编码器的主轴控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102198599B CN102198599B CN201110051035.4A CN201110051035A CN102198599B CN 102198599 B CN102198599 B CN 102198599B CN 201110051035 A CN201110051035 A CN 201110051035A CN 102198599 B CN102198599 B CN 102198599B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- induction conductivity
- main shaft
- motor
- test section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
- G05D13/64—Compensating the speed difference between engines meshing by a differential gearing or the speed difference between a controlling shaft and a controlled shaft
-
- 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
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/10—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting speed or number of revolutions
-
- 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—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
- G05B19/404—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 programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
-
- 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
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41136—Compensation of position for slip of ac motor
-
- 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
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41319—Ac, induction motor
-
- 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
- G05B2219/49254—High speed AC, induction spindle motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
本发明涉及具有编码器的主轴控制装置。本发明的主轴控制装置通过控制感应电动机的转速来控制经由带与该感应电动机连接的主轴。在该主轴上安装有用于检测主轴位置的编码器,但是在感应电动机上没有安装速度检测器。根据所述编码器输出获得的主轴速度来推定感应电动机的速度,根据该感应电动机的推定速度来检测带的打滑。然后,当检测出带发生打滑时在该感应电动机的控制中不使用所述感应电动机的推定速度。
Description
技术领域
本发明涉及通过控制感应电动机的转速来控制由该感应电动机经由带驱动的机床等的主轴的控制装置,尤其涉及在该感应电动机上没有安装速度检测器但在主轴上安装有用于检测该主轴的位置的编码器从而能够进行该主轴的控制这样的主轴控制装置。
背景技术
图15是说明应用于没有安装用于检测速度的传感器(无传感器)的感应电动机的主轴的概略框图。
无传感器的感应电动机2经含有带的减速机构4向车床等的主轴6传递其驱动力。在该主轴6上安装有用于检测该主轴6的旋转位置的输出反馈脉冲Pfb的编码器8。然后,将从安装于该主轴6上的编码器8输出的反馈脉冲Pfb用于主轴6的旋转位置的管理中,能够实现主轴定位停止功能等功能。
减法器10中通过从上位的控制装置(未图示)输出的速度指令Vcmd中减去在速度推定器15中推定出的无传感器的感应电动机2的速度,来求出速度偏差。速度控制部11对该速度偏差进行PI控制(比例·积分控制proportional-plus-integral contro1)等,来求出转矩电流指令。电流控制部12使用求出的电流指令和电流检测器14检测出的流过感应电动机2的实际电流Ire来求出电压指令,并向由反相器(inverter)构成的功率放大部13输出求出的电压指令。速度推定器15使用由电流检测器14检测出的流过感应电动机2的实际电流Ire来推定感应电动机2的转速,并求出推定速度Vest。
图16是说明应用于将来自编码器的反馈脉冲还有效地用于电动机速度控制中的无传感器的感应电动机的主轴的概略框图。
从编码器8输出的反馈脉冲Pfb除了被用于主轴6的旋转位置的管理以外,还被用于速度推定器15中的推定速度的计算。
图17是说明应用于将来自编码器的反馈脉冲还有效地用于电流控制的无传感器感应电动机的主轴的概略框图。
从编码器8输出的反馈脉冲除了被用于主轴6的旋转位置的管理以外,还被用于电流控制部12中的电压指令的计算。
参照图15~17,如上所述,在一般的无传感器的感应电动机2的电动机控制中,根据流过该感应电动机2的实际电流Ire在软件内部推定计算电动机的速度,根据该推定速度Vest来计算转矩指令或决定流过电动机各线圈的电流相位。
在将该无传感器的电动机应用于机床车床的主轴时,在该主轴上搭载有用于检测该主轴的旋转位置的编码器8。因此,在日本特开2002-51594号公报中公开了以下技术:通过用该编码器8的反馈脉冲Pfb代替电动机速度反馈,或者,通过将该反馈脉冲Pfb用于针对感应电动机2的推定速度Vest的修正或励磁频率指令的修正、夹具等的处理,来实现相对于单纯的无传感器的控制更高的控制性。
在车床等机床中,一般是通过感应电动机2经在该感应电动机2与主轴之间含有带的减速机构来驱动主轴,在作用了剧烈且较大的切削力的时候有时发生带的打滑。由于通过安装于主轴的编码器8来检测该主轴的位置,所以尽管发生打滑也不会影响主轴的定位精度。
但是,在将安装于主轴的编码器的速度(转速)利用于电动机的速度控制(参照图16)或电流控制(参照图17)时,有可能转矩指令剧变、发生较大的冲击(shock),并且不能准确地进行电流相位控制而发生过电流等(参照图19)报警。如图18A和图18B所示,这是由于在打滑时根据编码器速度换算出的电动机速度急剧变动。
发明内容
因此,鉴于以上现有技术的问题点,本发明的目的是提供一种具有编码器的主轴控制装置,其能够在通过不具有速度检测器的感应电动机经由带来驱动具有用于检测主轴位置的编码器的主轴的控制装置中,当对带的打滑进行检测发生所述带的打滑时,暂时停止使用根据来自所述编码器的信号而获得的电动机的推定速度,避免振动和过电流的产生。
本发明涉及一种主轴控制装置,其通过控制感应电动机的转速来控制经由带与该感应电动机连接的主轴,在该主轴上安装有用于检测主轴的位置的编码器。该主轴控制装置具备:主轴速度检测部,其根据所述编码器在一定时间内的反馈脉冲数来检测主轴速度;第一电动机速度推定部,其根据所述主轴与所述感应电动机的减速比和由所述主轴速度检测部检测出的主轴速度,来获得所述感应电动机的第一电动机推定速度;电动机速度控制部,其根据赋予所述感应电动机的速度指令和由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度,来进行所述感应电动机的控制;打滑检测部,其根据由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度或者由所述主轴速度检测部检测出的主轴速度,对所述带发生了打滑的情况进行检测;以及开关部,其根据来自所述打滑检测部的所述带的打滑检测结果,来控制所述第一电动机推定速度向所述电动机速度控制部的输入。而且,在由所述打滑检测部检测出所述带的打滑时,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
还可以是,在由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度的变化量超过了第一预定值时、或者由所述主轴速度检测部检测出的主轴速度的变化量超过了与所述第一预定值相对应的值时,所述打滑检测部识别为所述带发生了打滑。
还可以是,所述主轴控制装置还具备:第二电动机速度推定部,其根据所述感应电动机的速度指令和流过所述感应电动机的电动机电流,来计算出第二电动机推定速度,由此,在所述第一电动机推定速度与所述第二电动机推定速度之差超过了第二预定值时,所述打滑检测部识别为所述带发生了打滑。
还可以是,所述主轴控制装置还具备:第二电动机速度推定部,其根据所述感应电动机的速度指令和流过所述感应电动机的电动机电流,来计算出第二电动机推定速度,由此,在所述第一电动机推定速度与所述第二电动机推定速度之差的变化量超过了第三预定值时,所述打滑检测部识别为所述带发生了打滑。
还可以是,所述主轴控制装置还具备:第二电动机速度推定部,其根据所述感应电动机的速度指令和流过所述感应电动机的电动机电流,来计算出第二电动机推定速度,由此,在所述第二电动机推定速度与所述第一电动机推定速度之比超过了第四预定值时,所述打滑检测部识别为所述带发生了打滑。
还可以是,所述打滑检测部具备:判别单元,其用于判别在过去一定时间内是否发生了打滑,由此,在尽管所述打滑检测部没有检测出打滑的发生,但由所述判别单元判别出在过去一定时间内发生了打滑的情况下,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
根据本发明可以提供一种具有编码器的主轴控制装置,其能够在通过不具有速度检测器的感应电动机经由带来驱动具有用于检测主轴位置的编码器的主轴的控制装置中,当对带的打滑进行检测发生所述带的打滑时,暂时停止使用根据来自所述编码器的信号而获得的电动机的推定速度,避免振动和过电流的发生。
附图说明
本发明的上述以及其它目的和特征通过参照附图根据以下的实施例说明能够得到明了。附图中,
图1是说明本发明的主轴控制装置的第一实施方式的图。
图2是表示控制装置的控制算法的流程图。
图3是说明本发明的主轴控制装置的第二实施方式的图。
图4是表示图3所示的控制装置的控制算法的流程图。
图5是说明本发明的主轴控制装置的第三实施方式的图。
图6是表示图5所示的控制装置的控制算法的流程图。
图7是说明本发明的主轴控制装置的第四实施方式的图。
图8是表示图7所示的控制装置的控制算法的流程图。
图9是说明本发明的主轴控制装置的第五实施方式的图。
图10是表示图9所示的控制装置的控制算法的流程图。
图11是说明本发明的主轴控制装置的第六实施方式的图。
图12是说明本发明的主轴控制装置的第六实施方式的图。
图13是表示图11和图12所示的控制装置的控制算法的流程图。
图14是说明用本发明的控制装置驱动控制的感应电动机的电动机电流的图。
图15是说明应用于没有安装用于检测速度的传感器(无传感器)的感应电动机的主轴的概略框图。
图16是说明应用于将来自编码器的反馈脉冲还有效地用于电动机速度控制中的无传感器的感应电动机的主轴的概略框图。
图17是说明应用于将来自编码器的反馈脉冲还有效地用于电流控制的无传感器感应电动机的主轴的概略框图。
图18A和图18B是说明根据打滑时的电动机速度和编码器速度换算而得的电动机速度的情况的图。
图19是说明转矩指令剧变等导致电动机电流过大的图。
具体实施方式
参照图1对本发明的主轴控制装置的第一实施方式进行说明。
感应电动机2不具有用于检测速度的传感器,即,是无传感器的感应电动机。感应电动机2的驱动力经由含有带5和齿轮(未图示)的减速机构4传递到车床等的主轴6。在主轴6上安装有编码器8,该编码器8输出用于检测主轴的旋转位置的反馈脉冲Pfb。从该编码器8输出的反馈脉冲Pfb被用于主轴的旋转位置的管理中,实现主轴定位停止功能等功能。
速度控制部11使用从上位的控制装置(未图示)输出的速度指令Vcmd和由电动机速度推定部21推定出的无传感器的感应电动机2的推定速度Vest1来进行PI控制(比例·积分控制)等,从而求出转矩电流指令。电流控制部12使用该求出的转矩电流指令和由电流检测器14检测出的流过感应电动机2的实际电流Ire来求出电压指令,将该求出的电压指令输出到功率放大部13。
主轴速度检测部20使用来自编码器8的反馈脉冲Pfb来检测主轴6的转速(主轴速度)。具体而言,通过对每单位时间的脉冲数进行计数,能够计算出主轴6的主轴速度。
电动机速度推定部21根据主轴速度检测部20求出的主轴速度求出感应电动机2的速度。由于经由含有带5的减速机构4将动力从感应电动机2向主轴6传递,所以电动机速度推定部21通过将减速比加入到主轴速度检测部20求出的主轴速度中,能够求出感应电动机2的推定速度Vest1。
本实施方式的打滑检测部22A(第一打滑检测部)根据第一电动机速度推定部21推定出的感应电动机2的推定速度Vest1是否大于预先设定的值(第一阈值)来判断有无打滑。然后,根据第一打滑检测部22A的判断结果来控制开关部23,向速度控制部11输入/切断来自第一电动机速度推定部21的推定速度Vest1。
通过图2的流程图来展示图1所示的控制装置的控制算法。按控制周期来进行该流程图所示的处理。以下按照各步骤来进行说明。
【步骤SA1】取得编码器(主轴)速度。具体而言,通过对每一控制周期的反馈脉冲进行计数来取得主轴速度。
【步骤SA2】根据在步骤SA1中取得的编码器(主轴)速度,使用下式计算出感应电动机的第一推定速度。
感应电动机的第一推定速度Vest1=编码器速度×(主轴与电动机之间的减速比)
在上式中,将主轴与电动机之间的减速比作为参数预先存储在控制装置内。
【步骤SA3】将在步骤SA2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1与预先设定的值(第一阈值)进行比较。
【步骤SA4】在步骤SA3中的比较结果,例如,如果第一推定速度Vest1不是第一阈值以下则判断为没有打滑从而转移到步骤SA5,另一方面如果第一推定速度Vest1是第一阈值以下则判断为发生打滑从而转移到步骤SA6。
【步骤SA5】将步骤SA2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
【步骤SA6】不将步骤SA2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
参照图3来说明本发明的主轴控制装置的第二实施方式。
在本实施方式中,打滑检测部22B(第二打滑检测部)根据第一电动机速度推定部21推定出的感应电动机2的推定速度Vest1的变化量的绝对值是否大于预先设定的值(第二阈值)来判断有无打滑。根据该第二打滑检测部22B的判断结果来控制开关部23,向速度控制部11输入/切断推定速度Vest1。
通过图4的流程图来展示图3所示的控制装置的控制算法。按控制周期来进行该流程图所示的处理。以下按照各步骤来进行说明。
【步骤SB1】取得编码器(主轴)速度。具体而言,通过对每一控制周期的反馈脉冲进行计数来取得主轴速度。
【步骤SB2】根据在步骤SB1中取得的编码器(主轴)速度,使用下式计算出感应电动机的第一推定速度。
感应电动机的第一推定速度Vest1=编码器速度×(主轴与电动机之间的减速比)
在上式中,将主轴与电动机之间的减速比作为参数预先存储在控制装置内。
【步骤SB3】将在步骤SB2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1的变化量的绝对值与预先设定的值(第二阈值)进行比较。这里,例如通过求出在上一控制周期中感应电动机的第一推定速度Vest1与本次控制周期中感应电动机的第一推定速度Vest1之差,能够计算第一推定速度Vest1的变化量。
【步骤SB4】在步骤SB3中的比较结果,例如,如果第一推定速度Vest1的变化量的绝对值不大于第二阈值则判断为没有打滑从而转移到步骤SB5,另一方面如果第一推定速度Vest1的变化量的绝对值大于第二阈值则判断为发生打滑从而转移到步骤SB6。
【步骤SB5】将步骤SB2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
【步骤SB6】不将步骤SB2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
此外,第一实施方式(图1)和第二实施方式(图3)中打滑检测部22A、22B接受来自第一电动机速度推定部21的推定速度Vest1来检测有无发生打滑,但也可以代替这些,打滑检测部22A、22B接受从主轴速度检测部20输出的主轴速度(编码器速度)来检测有无发生打滑。此时,将用于判别有无上述打滑的第一阈值和第二阈值变换成与主轴速度或者主轴速度的变化量的绝对值对应的值。
参照图5来说明本发明的主轴控制装置的第三实施方式。
本实施方式相当于在第一实施方式(图1)上附加另一个电动机速度推定部24(第二电动机速度推定部)。该第二电动机速度推定部24根据电流检测器14检测出的流过感应电动机2的实际电流Ire来推定感应电动机的速度,向打滑检测部22C(第三打滑检测部)和速度控制部11输出该推定出的感应电动机的速度(第二推定速度Vest2)。
第三打滑检测部22C根据由第一电动机速度推定部21获得的第一推定速度Vest1与由第二电动机速度推定部24获得的第二推定速度Vest2之差的绝对值是否大于预先设定的值(第三阈值)来判别是否发生了打滑。
通过图6的流程图来展示图5所示的控制装置的控制算法。按控制周期来进行该流程图所示的处理。以下按照各步骤来进行说明。
【步骤SC1】取得编码器(主轴)速度。具体而言,通过对每一控制周期的反馈脉冲进行计数来取得主轴速度。
【步骤SC2】根据在步骤SC1中取得的编码器(主轴)速度,使用下式计算出感应电动机的第一推定速度。
感应电动机的第一推定速度Vest1=编码器速度×(主轴与电动机之间的减速比)
在上式中,将主轴与电动机之间的减速比作为参数预先存储在控制装置内。
【步骤SC3】根据流过感应电动机的实际电流Ire计算出感应电动机的推定速度Vest2(第二推定速度)。计算出基于实际电流Ire的感应电动机的推定速度的方法是现有公知的方法,所以省略对其的详细说明。
【步骤SC4】将在步骤SC2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1与在步骤SC3中计算出的感应电动机的第二推定速度Vest2之差的绝对值与预先设定的值(第三阈值)进行比较。
【步骤SC5】在步骤SC4中的比较结果,例如,如果第二推定速度Vest2与第一推定速度Vest1之差的绝对值不大于第三阈值则判断为没有打滑从而转移到步骤SC6,另一方面如果第二推定速度Vest2与第一推定速度Vest1之差的绝对值大于第三阈值则判断为发生打滑从而转移到步骤SC7。
【步骤SC6】将步骤SC2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
【步骤SC7】不将步骤SC2中计算出的感应电动机的第一推定速度vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
参照图7来说明本发明的主轴控制装置的第四实施方式。
本实施方式在打滑检测部22D(第四打滑检测部)根据推定速度的差的变化量是否大于预先设定的值来判别打滑这一点上,与第三实施方式(图5)不同。
通过图8的流程图来展示图7所示的控制装置的控制算法。按控制周期来进行该流程图所示的处理。以下按照各步骤来进行说明。
【步骤SD1】取得编码器(主轴)速度。具体而言,通过对每一控制周期的反馈脉冲进行计数来取得主轴速度。
【步骤SD2】根据在步骤SD1中取得的编码器(主轴)速度,使用下式计算出感应电动机的第一推定速度。
感应电动机的第一推定速度Vest1=编码器速度×(主轴与电动机之间的减速比)
在上式中,将主轴与电动机之间的减速比作为参数预先存储在控制装置内。
【步骤SD3】根据流过感应电动机的实际电流Ire计算出感应电动机的推定速度Vest2(第二推定速度)。计算出基于实际电流Ire的感应电动机的推定速度的方法是现有公知的方法,所以省略对其的详细说明。
【步骤SD4】计算出在步骤SD2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1与在步骤SD3中计算出的感应电动机的第二推定速度Vest2之差(推定速度差)的变化量,将该计算出的推定速度差的变化量的绝对值与预先设定的值(第四阈值)进行比较。这里,例如可以根据在上一控制周期中求出的第一推定速度Vest1与第二推定速度Vest2之差和在本次控制周期中求出的第一推定速度Vest1与第二推定速度Vest2之差,来计算出第一推定速度Vest1与第二推定速度Vest2之差的变化量(推定速度差变化量)。
【步骤SD5】在步骤SD4中的比较结果,如果感应电动机的第一推定速度Vest1与第二推定速度Vest2之差的变化量的绝对值不大于第四阈值则判断为没有打滑从而转移到步骤SD6,另一方面如果感应电动机的第一推定速度Vest1与第二推定速度Vest2之差的变化量的绝对值大于第四阈值则判断为发生打滑从而转移到步骤SD7。
【步骤SD6】将步骤SD2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
【步骤SD7】不将步骤SD2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
参照图9来说明本发明的主轴控制装置的第五实施方式。
本实施方式的特征在于,将图5(第三实施方式)的打滑检测部22C(第三打滑检测部)代替为图9所示的打滑检测部22E(第五打滑检测部),根据由第一电动机速度推定部21获得的第一推定速度Vest1与由第二电动机速度推定部24获得的第二推定速度Vest2之比(推定速度比)是否大于预先设定的值(第五阈值)来判别有无发生打滑。
通过图10的流程图来展示图9所示的控制装置的控制算法。按控制周期来进行该流程图所示的处理。以下按照各步骤来进行说明。
【步骤SE1】取得编码器(主轴)速度。具体而言,通过对每一控制周期的反馈脉冲进行计数来取得主轴速度。
【步骤SE2】根据在步骤SE1中取得的编码器(主轴)速度,使用下式计算出感应电动机的第一推定速度。
感应电动机的第一推定速度Vest1=编码器速度×(主轴与电动机之间的减速比)
在上式中,将主轴与电动机之间的减速比作为参数预先存储在控制装置内。
【步骤SE3】根据流过感应电动机的实际电流Ire计算出感应电动机的推定速度Vest2(第二推定速度)。计算出基于实际电流Ire的感应电动机的推定速度的方法是现有公知的方法,所以省略对其的详细说明。
【步骤SE4】将在步骤SE3中计算出的感应电动机的第二推定速度Vest2与在步骤SE2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1之比(Vest2/Vest1)与预先设定的值(第五阈值)进行比较。
【步骤SE5】在步骤SE4中的比较结果,如果第二推定速度Vest2与第一推定速度Vest1之比(Vest2/Vest1)不大于第五阈值则判断为没有打滑从而转移到步骤SE6,另一方面如果第二推定速度Vest2与第一推定速度Vest1之比(Vest2/Vest1)大于第五阈值则判断为发生打滑从而转移到步骤SE7。
【步骤SE6】将步骤SE2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
【步骤SE7】不将步骤SE2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中,结束当前控制周期的处理。
参照图11和图12来说明本发明的主轴控制装置的第六实施方式。
本实施方式的特征在于,将图5(第三实施方式)的打滑检测部22C(第三打滑检测部)代替为图11和图12所示的打滑检测部22F(第六打滑检测部),在检测出带5没有打滑经过规定时间后,控制开关部23以使得从第一电动机速度推定部21向速度控制部11输入第一推定速度Vest1。
通过图13的流程图来展示图11和图12所示的控制装置的控制算法。按控制周期来进行该流程图所示的处理。以下按照各步骤来进行说明。
【步骤SF1】取得编码器(主轴)速度。具体而言,通过对每一控制周期的反馈脉冲进行计数来取得主轴速度。
【步骤SF2】根据在步骤SF1中取得的编码器(主轴)速度,使用下式计算出感应电动机的第一推定速度。
感应电动机的第一推定速度Vest1=编码器速度×(主轴与电动机之间的减速比)
在上式中,将主轴与电动机之间的减速比作为参数预先存储在控制装置内。
【步骤SF3】根据流过感应电动机的实际电流Ire计算出感应电动机的推定速度Vest2(第二推定速度)。计算出基于实际电流Ire的感应电动机的推定速度的方法是现有公知的方法,所以省略对其的详细说明。
【步骤SF4】将在步骤SF2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1与在步骤SF3中计算出的感应电动机的第二推定速度Vest2之差的绝对值与预先设定的值(第三阈值)进行比较。
【步骤SF5】在步骤SF4中的比较结果,如果第二推定速度Vest2与第一推定速度Vest1之差的绝对值不大于第三阈值则判断为没有打滑从而转移到步骤SF6,另一方面如果第二推定速度Vest2与第一推定速度Vest1之差的绝对值大于第三阈值则判断为发生打滑从而转移到步骤SF8。
【步骤SF6】判断在过去预定时间(n秒)内是否发生过打滑,在没有发生过打滑时转移到步骤SF7,另一方面,在发生过打滑时转移到步骤SF8。此外,可以通过使用计时器功能来实现在本步骤SF6中的在过去n秒内是否发生过打滑的判断。
【步骤SF7】将步骤SF2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中(参照图12),结束当前控制周期的处理。
【步骤SF8】不将步骤SF2中计算出的感应电动机的第一推定速度Vest1用于控制中(参照图11),结束当前控制周期的处理。
此外,图13的流程图的步骤SF5中的有无发生打滑的判别与图6(第三实施方式)的流程图的步骤SC5中的有无发生打滑的判别相同,但是也可以采用其它实施方式中的有无发生打滑的判别方法。
图14是说明本发明的控制装置中驱动控制的感应电动机的电动机电流的图。如图14所示通过本发明即使在带5打滑时也不会在用于速度控制的速度反馈中有较大变动,结果能够避免在现有方法中产生的电动机电流(实际电流Ire)变得过大的现象。由此,能够避免在电流控制部12中发生的电流异常、由不连续的电动机输出转矩导致的机械冲击、加工不良的发生。
Claims (6)
1.一种主轴控制装置,其通过控制感应电动机的转速来控制经由带与该感应电动机连接的主轴,在该主轴上安装有用于检测主轴的位置的编码器,
所述主轴控制装置的特征在于,具备:
主轴速度检测部,其根据所述编码器在一定时间内的反馈脉冲数来检测主轴速度;
第一电动机速度推定部,其根据所述主轴与所述感应电动机的减速比和由所述主轴速度检测部检测出的主轴速度,来获得所述感应电动机的第一电动机推定速度;
电动机速度控制部,其根据赋予所述感应电动机的速度指令和由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度,来进行所述感应电动机的控制;
第二电动机速度推定部,其根据所述感应电动机的速度指令和流过所述感应电动机的电动机电流,来计算出第二电动机推定速度;
打滑检测部,其在由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度与由所述第二电动机速度推定部获得的第二电动机推定速度之差的绝对值超过了第一预定值时检测出所述带发生了打滑;以及
开关部,其根据来自所述打滑检测部的所述带的打滑检测结果,来控制所述第一电动机推定速度向所述电动机速度控制部的输入,
在由所述打滑检测部检测出所述带的打滑时,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
2.根据权利要求1所述的主轴控制装置,其特征在于,
所述打滑检测部具备:判别单元,其用于判别在过去一定时间内是否发生了打滑,
在尽管所述打滑检测部没有检测出打滑的发生,但由所述判别单元判别出在过去一定时间内发生了打滑的情况下,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
3.一种主轴控制装置,其通过控制感应电动机的转速来控制经由带与该感应电动机连接的主轴,在该主轴上安装有用于检测主轴的位置的编码器,
所述主轴控制装置的特征在于,具备:
主轴速度检测部,其根据所述编码器在一定时间内的反馈脉冲数来检测主轴速度;
第一电动机速度推定部,其根据所述主轴与所述感应电动机的减速比和由所述主轴速度检测部检测出的主轴速度,来获得所述感应电动机的第一电动机推定速度;
电动机速度控制部,其根据赋予所述感应电动机的速度指令和由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度,来进行所述感应电动机的控制;
第二电动机速度推定部,其根据所述感应电动机的速度指令和流过所述感应电动机的电动机电流,来计算出第二电动机推定速度;
打滑检测部,其在由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度与由所述第二电动机速度推定部获得的第二电动机推定速度之差的变化量的绝对值超过了第二预定值时检测出所述带发生了打滑;以及
开关部,其根据来自所述打滑检测部的所述带的打滑检测结果,来控制所述第一电动机推定速度向所述电动机速度控制部的输入,
在由所述打滑检测部检测出所述带的打滑时,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
4.根据权利要求3所述的主轴控制装置,其特征在于,
所述打滑检测部具备:判别单元,其用于判别在过去一定时间内是否发生了打滑,
在尽管所述打滑检测部没有检测出打滑的发生,但由所述判别单元判别出在过去一定时间内发生了打滑的情况下,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
5.一种主轴控制装置,其通过控制感应电动机的转速来控制经由带与该感应电动机连接的主轴,在该主轴上安装有用于检测主轴的位置的编码器,
所述主轴控制装置的特征在于,具备:
主轴速度检测部,其根据所述编码器在一定时间内的反馈脉冲数来检测主轴速度;
第一电动机速度推定部,其根据所述主轴与所述感应电动机的减速比和由所述主轴速度检测部检测出的主轴速度,来获得所述感应电动机的第一电动机推定速度;
电动机速度控制部,其根据赋予所述感应电动机的速度指令和由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度,来进行所述感应电动机的控制;
第二电动机速度推定部,其根据所述感应电动机的速度指令和流过所述感应电动机的电动机电流,来计算出第二电动机推定速度;
打滑检测部,其在由所述第二电动机速度推定部获得的第二电动机推定速度与由所述第一电动机速度推定部获得的第一电动机推定速度之比超过了第三预定值时检测出所述带发生了打滑;以及
开关部,其根据来自所述打滑检测部的所述带的打滑检测结果,来控制所述第一电动机推定速度向所述电动机速度控制部的输入,
在由所述打滑检测部检测出所述带的打滑时,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
6.根据权利要求5所述的主轴控制装置,其特征在于,
所述打滑检测部具备:判别单元,其用于判别在过去一定时间内是否发生了打滑,
在尽管所述打滑检测部没有检测出打滑的发生,但由所述判别单元判别出在过去一定时间内发生了打滑的情况下,控制所述开关部以使得在所述感应电动机的控制中不使用所述第一电动机推定速度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010073096A JP4870824B2 (ja) | 2010-03-26 | 2010-03-26 | エンコーダを備えた主軸の制御装置 |
JP2010-073096 | 2010-03-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102198599A CN102198599A (zh) | 2011-09-28 |
CN102198599B true CN102198599B (zh) | 2014-07-23 |
Family
ID=44586236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201110051035.4A Active CN102198599B (zh) | 2010-03-26 | 2011-02-25 | 具有编码器的主轴控制装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8242734B2 (zh) |
JP (1) | JP4870824B2 (zh) |
CN (1) | CN102198599B (zh) |
DE (1) | DE102011011915B4 (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011211768A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Fanuc Ltd | エンコーダを有する主軸の制御装置 |
JP5129362B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2013-01-30 | ファナック株式会社 | 主軸駆動用モータの制御装置 |
CN103419083B (zh) * | 2012-11-05 | 2015-10-28 | 上海理工大学 | 数控机床进给系统受力监测方法 |
GB2524023B (en) * | 2014-03-11 | 2017-10-18 | Ford Global Tech Llc | Belt slip monitor |
DE102015224337A1 (de) | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Lenze Automation Gmbh | Elektrisches Antriebssystem |
CN107520493A (zh) * | 2016-06-22 | 2017-12-29 | 嵊州市路坦模具机械有限公司 | 一种厨房切刀模具生产用新型角铣头装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2133835Y (zh) * | 1992-09-09 | 1993-05-19 | 刘荣迪 | 高模拟式汽车制动器惯性测功机 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03150090A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-06-26 | Fanuc Ltd | 主軸モータの制御方式 |
JP3958920B2 (ja) * | 2000-07-31 | 2007-08-15 | オークマ株式会社 | 主軸制御装置 |
CA2401167A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-05 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of National Defence | Method to estimate motor speed for stabilized motor control |
JP2007105809A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 工作機械の主軸駆動ベルトのスリップ検出方法 |
JP5183369B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2013-04-17 | 株式会社総合車両製作所 | レーザ溶接システムの異常検出方法 |
-
2010
- 2010-03-26 JP JP2010073096A patent/JP4870824B2/ja active Active
-
2011
- 2011-02-18 US US13/030,252 patent/US8242734B2/en active Active
- 2011-02-21 DE DE102011011915A patent/DE102011011915B4/de active Active
- 2011-02-25 CN CN201110051035.4A patent/CN102198599B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2133835Y (zh) * | 1992-09-09 | 1993-05-19 | 刘荣迪 | 高模拟式汽车制动器惯性测功机 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JP特开2002-51594A 2002.02.15 |
JP特开2007-105809A 2007.04.26 |
JP特开2010-52009A 2010.03.11 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102198599A (zh) | 2011-09-28 |
DE102011011915B4 (de) | 2013-03-28 |
US20110234146A1 (en) | 2011-09-29 |
JP4870824B2 (ja) | 2012-02-08 |
US8242734B2 (en) | 2012-08-14 |
JP2011204152A (ja) | 2011-10-13 |
DE102011011915A1 (de) | 2011-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102198599B (zh) | 具有编码器的主轴控制装置 | |
CN104589156B (zh) | 检测主轴和电动机之间的动力传递部的异常的电动机控制装置 | |
US9069347B2 (en) | Machine tool comprising a device for collision monitoring | |
CN102449308B (zh) | 油压系统的油压泵的操作装置及方法 | |
CN111372723B (zh) | 工具机装置、工具机和用于运行工具机装置的方法 | |
CN201261220Y (zh) | 搅拌机皮带传动打滑保护装置及具有该保护装置的搅拌机 | |
CN103548253B (zh) | 电机控制装置 | |
EP1981795B1 (en) | Managing an encoder malfunction in an elevator drive system | |
CN104428106A (zh) | 冲击机构单元 | |
CN101933220B (zh) | 电动机、用于控制电动机的设备以及用于起动电动机的方法 | |
CN101784798A (zh) | 在逆变器供电压缩机中识别“旋转失速”故障的方法 | |
CN101486431A (zh) | 一种扶梯制停检测装置及其方法 | |
CN102332850A (zh) | 一种电机在旋转中再启动的控制方法 | |
CN101118195A (zh) | 无刷直流电力测功机 | |
JP2009202335A (ja) | 減速機の異常判定装置及び減速機の異常判定方法 | |
CN103580580B (zh) | 进行可否切削判定的控制装置 | |
CN107797518B (zh) | 数值控制装置 | |
CN104407548B (zh) | 用于旋转机械的零速度测量控制装置 | |
US20190224691A1 (en) | Method for monitoring a screw centrifuge | |
CN103464310A (zh) | 振动离心机的自动控制方法及系统 | |
CN202309615U (zh) | 速度检测装置及风机塔筒专用升降梯 | |
Tamminen et al. | Detection of mass increase in a fan impeller with a frequency converter | |
CN204320453U (zh) | 一种带有在线辅助检测装置的破碎机 | |
JP5682826B2 (ja) | 遠心分離機 | |
CN204374676U (zh) | 用于旋转机械的零速度测量控制装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |