CN103454964A - 电机控制装置、控制方法及应用该电机控制装置的机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机控制装置、控制方法及应用该电机控制装置的机床。所述电机控制装置包括：主控制器；第一电机控制器，用于控制第一电机；以及第二电机控制器，用于控制第二电机，其中，第一电机控制器在检测到第一电机的工作参数超过预定报警阈值后向主控制器发送报警信号并同时指示第一电机停转或反转。根据本发明的方案利用与各个电机相对应的电机驱动器独立实现过载检测和停转/反转操作，可以在检测到过载后快速自动地实现电机停转，避免因控制延时导致由电机驱动的工具的损坏。

Description

电机控制装置、控制方法及应用该电机控制装置的机床

技术领域

本发明涉及一种电机的控制方法和控制装置，具体而言，涉及一种钻孔攻丝（攻牙）机床的电机控制装置和控制方法，以及具有所述电机控制装置的数控机床。

背景技术

目前，数控机床所采用的电机主要有主轴电机和伺服电机两种。主轴电机和伺服电机在数控机床中分别起到不同的作用：主轴电机用于驱动机床的主轴，其负载需满足机床的功率，因而主轴电机通常以功率（kW）为指标；伺服电机用于驱动机床的工作台，其中工作台的负载阻尼为折合到电机轴上的转矩，因而伺服电机通常以转矩（N.m）为指标。

通常，通过监测主流电机和伺服电机的工作电流来分别判断主流电机的功率过载以及伺服电机的转矩过载。目前已有了通过对于主轴电机和伺服电机的过电流监控和报警来实现对于数控机床的保护控制。

例如，在中国实用新型专利ZL200520079748.1中，公开了一种数控机床切削过载监控器。该监控器包括CNC控制单元，PLC控制器，主轴伺服驱动器，进给伺服驱动器，电流传感器及A/D转换器，分别与工件旋转运动部件和刀具运动部件连接的主轴伺服电机和进给伺服电机。其中，在进行电流监测时，将电流传感器的输出信号进行放大处理，经采样保持，模/数转换后变成数字信号，反馈给CNC控制单元，由CNC控制单元采集及处理；PLC控制器处理从CNC控制单元读取的驱动电动机负载变量，进行实际负载与设定负载的比较，反馈给CNC控制单元；CNC控制单元在检测到电流过载后，控制刀具退出过载加工区后停止加工，按一定路径返回安全区域。

尽管，上述现有技术中的“数控机床切削过载监控器”对于工件的切削加工而言，可能避免造成工件及工具的损坏问题。但如果将这样的技术应用到钻孔攻丝（攻牙），由于其不能精确记录电机的停转位置，因此，无法在刀具返回安全区域后，再次使其作用于同一工件，沿原加工位置继续进行加工处理。这样，实际上之前被加工的工件就无法再使用了。

此外，如果采用诸如上述实用新型专利中的技术，则从检测到过载电流信号到计算机数控（CNC）部件向伺服电机驱动器发出停止加工或者退刀的指令，其间要经过信号放大处理、采样保持、模/数转换，反馈给CNC控制单元，PLC控制器从CNC控制单元读取负载变量进行实际负载与设定负载的比较，反馈给CNC控制单元等一系列的处理步骤，造成控制的延时。这使得刀具在过载发生一定时间后才能停止操作或者退刀操作，而这对于高速攻丝（攻牙）机床来说，容易造成丝攻顶断或者丝牙断裂。

发明内容

为了解决上述问题之一，根据本发明的一个方面，提供了一种电机控制装置，包括：主控制器；第一电机控制器，用于控制第一电机；以及第二电机控制器，用于控制第二电机，其中，第一电机控制器在检测到第一电机的工作参数超过预定报警阈值后向主控制器发送报警信号并同时指示第一电机停转或反转。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，主控制器在接收到报警信号后向第二电机控制器发送用于指示第二电机停转或反转的信号。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，第一电机控制器指示第一电机停转或反转的同时向第二电机控制器发送用于指示第二电机停转或反转的信号。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，主控制器包括位置计算和记录单元，用于计算并记录工件的加工位置。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，位置计算和记录单元基于报警信号计算工件的加工位置。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，位置计算和记录单元基于由第一电机控制器检测得到的第一电机的转动距离和由第二电机控制器检测得到的第二电机的转动距离来计算工件的加工位置。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，电机控制装置进一步包括人机交互界面，用于输入预定报警阈值或者根据报警信号显示报警。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，第一电机是伺服电机，其输出轴与钻头或攻丝/攻牙刀具传动连接，从而驱动钻头或刀具转动；第二电机是主轴电机，用于驱动钻头或攻丝/攻牙刀具在被加工工件的轴向方向上运动。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，工作参数是转矩、功率或者电流中的一种。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电机控制装置，包括：主控制器；第一电机控制器，用于控制第一电机；以及第二电机控制器，用于控制第二电机，第一电机控制器包括：电机监测单元，信号发生单元，信号收发单元以及电机驱动单元，其中，电机监测单元检测第一电机的工作参数；信号发生单元在电机监测单元检测到第一电机的工作参数超过预定报警阈值后生成报警信号和指示第一电机停转或反转的第一控制信号；信号收发单元同时将报警信号和第一控制信号分别发送到主控制器和电机驱动单元；电机驱动单元根据第一控制信号驱动第一电机停转或反转。

可选地，根据本发明实施例的电机控制装置，信号发生单元在生成第一控制信号的同时生成指示第二电机停转或反转的第二控制信号。

根据本发明的又一个方面，提供了一种机床，其包括上述的电机控制装置。

根据本发明的再一个方面，提供了一种电机控制方法，包括：在检测到第一电机的工作参数超过预定报警阈值后向主控制器发送报警信号并同时指示第一电机停转或反转。

可选地，根据本发明实施例的电机控制方法，在接收到报警信号后由主控制器指示第二电机停转或反转。

可选地，根据本发明实施例的电机控制方法，在指示第一电机停转或反转的同时指示第二电机停转或反转。

可选地，根据本发明实施例的电机控制方法，基于报警信号计算工件的加工位置。

根据本发明的方案利用与各个电机相对应的电机驱动器独立实现过载检测和停转/反转操作，可以在检测到过载后快速自动地实现电机停转，避免因控制延时导致由电机驱动的工具的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1示出了根据本发明一个实施例的机床控制装置；

图2是根据本发明实施例的主轴电机控制器的内部结构的示意图；

图3是根据本发明实施例的伺服电机控制器的内部结构的示意图；

图4示意性地示出了具有图2所示结构的主轴电机控制器和图3所示结构的伺服电机控制器的机床控制装置；

图5示意性地示出了根据本发明另一个实施例的机床控制装置；

图6示意性地示出了图5的机床控制装置的一种变型；

图7示意性地示出了根据本发明又一个实施例的机床控制装置；

图8示意性地示出了根据本发明再一个实施例的机床控制装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

图1示出了根据本发明一个实施例的机床控制装置。如图1所示，机床控制装置1包括：主控制器10，主轴电机控制器20，以及伺服电机控制器30。

主控制器10与主轴电机控制器20和伺服电机控制器30分别连接，并实现双向信号传递。主轴电机控制器20和伺服电机控制器30分别与机床控制装置1外部的主轴电机2和伺服电机3连接，用于对主轴电机2和伺服电机3进行控制。

对于钻孔攻丝（攻牙）机床而言，主轴电机2驱动钻头或攻丝刀具在被加工工件轴向方向上运动（即，主轴为进给轴）；而伺服电机3的输出轴与钻头/攻丝刀具传动连接，驱动刀具转动（即，伺服电机3的输出轴为攻丝轴）。可选地，伺服电机3的输出轴也可以与工件传动连接，驱动工件相对于刀具转动。这样，主轴电机2与伺服电机3相互配合，就可以驱动钻头或攻丝刀具实现对于工件的加工。同样，如果采用攻牙刀具，则也可以实现对于工件的攻牙加工。

在工作中，主控制器10实施对于主轴电机控制器20和伺服电机控制器30的控制，而主轴电机控制器20和伺服电机控制器30用于控制主轴电机2和伺服电机3，从而实现对于工件的钻孔/攻丝/攻牙加工。

根据本发明的机床控制装置1还可以实现过载报警、停转、反转、位置记录、往复加工等功能中的一种或多种。

根据本发明的实施例，主控制器10根据机床所用工具的额定参数计算主轴电机2和/或伺服电机3的报警阈值，然后将该阈值发送给对应的主轴电机控制器20和/或伺服电机控制器30；主轴电机控制器20和伺服电机控制器30分别监控主轴电机2的工作参数和伺服电机3的工作参数；当监控到主轴电机2或者伺服电机3的工作参数超过其各自的报警阈值时，主轴电机控制器20或伺服电机控制器30向主控制器10发出报警信号，并同时发出进行停转、反转、位置记录等操作的指令中的一个或多个。

具体而言，机床所用的工具可以是，例如，钻头、攻丝刀具、攻牙刀具等；工具的额定参数可以是定量参数、工具型号等，例如额定扭矩参数；主轴电机控制器20独立地监控主轴电机2，伺服电机控制器30独立地监控伺服电机3。

此外，所检测的主轴电机2的工作参数和伺服电机3的工作参数可以是功率、电流或者转矩中的一种，便于控制器进行检测。所检测的主轴电机2的工作参数和所检测的伺服电机3的工作参数可以相同也可以不同。通常，在工作条件和电机设计确定的情况下，这三种工作参数是可以相互转换计算的。

可选地，在本发明的实施例中，可以仅用主轴电机控制器20监控主轴电机2或者仅用伺服电机控制器30监控伺服电机3，当所监控的电机的工作参数超过预设报警阈值时，进行前述的报警等操作。即，只监控主轴电机2或者伺服电机3中的一个。这种实施方式可以降低设备的复杂度。

例如，当伺服电机控制器30检测到伺服电机3的转矩超过预设报警阈值时，伺服电机控制器30向主控制器10发送报警信号，同时指示伺服电机3停转。可选地，当伺服电机控制器30检测到伺服电机3的转矩超过预设报警阈值时，伺服电机控制器30向主控制器10发送报警信号，同时指示伺服电机3反转。伺服电机3转矩的预设报警阈值是基于钻头或攻丝/攻牙刀具的额定扭矩参数确定的，当伺服电机3的转矩超过预设报警阈值时，也就表示当前钻头或攻丝/攻牙刀具的扭矩超过了其额定扭矩，这是采用停转/反转操作，可以保护钻头或者攻丝/攻牙刀具，例如丝锥。在本实施例中，伺服电机控制器30直接指示伺服电机3停转/反转，与现有技术相比，可以更好地保护钻头或者攻丝/攻牙刀具。

同理，在另一种独立的情况中，当主轴电机控制器20检测到主轴电机2的转矩或功率超过预设报警阈值时，主轴电机控制器20向主控制器10发送报警信号，同时指示主轴电机2停转。可选地，当主轴电机控制器20检测到主轴电机2的功率或转矩超过预设报警阈值时，主轴电机控制器20向主控制器10发送报警信号，同时指示主轴电机2反转，这样可以更好地保护钻头或者丝锥。

与前述现有技术相比，根据本发明的方案利用与各个电机相对应的电机驱动器独立实现过载检测和停转/反转操作，可以在检测到过载后快速自动地实现停转，避免因控制延时导致的丝攻顶断或者丝牙断裂。

在由一个电机控制器独立监控电机工作状态的方案中，当主控制器10接收到来自主轴电机控制器20和伺服电机控制器30之一的报警信号后，向该二者之中的另一个发送指令信号，指示其进行停转/反转操作；另一个电机驱动器接收到来自主控制器10的指令信号后，进行停转或反转操作。这样，仅仅经过两个信号时序后，另一个电机驱动器也可以指示对应的电机进行停转或反转操作。

根据本发明的实施例，也可以用主轴电机控制器20和伺服电机控制器30同时进行监控。当所监控的电机之一的工作参数超过预设报警阈值时，对应的电机控制器进行前述的报警等操作，然后主控制器在接收到报警信号后指示另一个电机驱动器进行操作。

图2是根据本发明实施例的主轴电机控制器的内部结构的示意图。如图2所示，主轴电机控制器20包括电机监测单元201，信号发生单元202，信号收发单元203以及电机驱动单元204。

例如，电机监测单元201检测主轴电机2的转矩或功率；当检测到该转矩或功率超过报警阈值时，由信号发生单元202生成报警信号C21和停转/反转信号C22，并将信号C21和信号C22传递到信号收发单元203；信号收发单元203将报警信号C21发送到主控制器10，同时将停转/反转信号C22发送到电机驱动单元204；然后由电机驱动单元204驱动主轴电机2进行停转/反转操作。

信号收发单元203可以接收来自主控制器10的主轴电机控制信号C12，电机驱动单元204可以基于该信号驱动主轴电机2。信号收发单元203还可以接收来自主控制器10的主轴电机2的预定报警阈值。

可选地，信号发生单元202和信号收发单元203可以由一个控制器内部单元来实现。

可选地，电机驱动单元204可以是独立于主轴电机控制器20的主轴电机驱动器。

图3是根据本发明实施例的伺服电机控制器的内部结构的示意图。如图3所示，伺服电机控制器30包括电机监测单元301，信号发生单元302，信号收发单元303以及电机驱动单元304。

例如，电机监测单元301检测伺服电机3的转矩或功率；当检测到该转矩或功率超过报警阈值时，由信号发生单元302生成报警信号C31和停转/反转信号C33，并将信号C31和信号C33传递到信号收发单元303；信号收发单元303将报警信号C31发送到主控制器10，同时将停转/反转信号C33发送到电机驱动单元304；然后由电机驱动单元304驱动伺服电机3进行停转/反转操作。

信号收发单元303可以接收来自主控制器10的伺服电机控制信号C13，电机驱动单元304可以基于该信号驱动伺服电机3。信号收发单元303还可以接收来自主控制器10的伺服电机3的预定报警阈值。

可选地，信号发生单元302和信号收发单元303可以由一个控制器内部单元来实现。

可选地，电机驱动单元304可以是独立于伺服电机控制器30的伺服电机驱动器。

图2的主轴电机控制器20具有的上述结构，使得其可以监测主轴电机2，并根据监测的结果，独立控制主轴电机2的停转/反转操作。同理，图3的伺服电机控制器30也可以监测伺服电机3，并根据监测的结果，独立控制伺服电机3的停转/反转操作。

如前所述，根据本发明的实施例，也可以用主轴电机控制器20和伺服电机控制器30同时进行监测。当所监测的电机之一的工作参数超过预设报警阈值时，对应的电机控制器进行前述的报警等操作，然后主控制器在接收到报警信号后指示另一个电机驱动器进行操作。

图4示意性地示出了具有图2所示结构的主轴电机控制器和图3所示结构的伺服电机控制器的机床控制装置。由于图4的机床控制装置1具有图2的主轴电机控制器20和图3的伺服电机控制器30，该机床控制装置1可以单独使用主轴电机控制器20或伺服电机控制器30对主轴电机2或伺服电机3进行监测，并根据工作参数的监测结果独立进行对主轴电机2或伺服电机3的控制；可选地，可以用主轴电机控制器20和伺服电机控制器30同时分别进行对于主轴电机2和伺服电机3的监测。

图5示意性地示出了根据本发明另一个实施例的机床控制装置。与图4的机床控制装置相比，图5的机床控制装置1包括类似结构的主轴电机控制器20和伺服电机控制器30，所不同之处在于，在图5的机床控制装置1中，主轴电机控制器20和伺服电机控制器30之间可以直接通信。

具体而言，如图5所示，主轴电机控制器20的信号收发单元203可以与伺服电机控制器30的信号收发单元303直接通信。

类似于图4，主轴电机控制器20包括电机监测单元201，信号发生单元202，信号收发单元203以及电机驱动单元204。

例如，电机监测单元201检测主轴电机2的转矩或功率；当检测到该转矩或功率超过报警阈值时，由信号发生单元202生成报警信号C21和停转/反转信号C22和C23，并将信号C21、信号C22和信号C23传递到信号收发单元203；信号收发单元203将报警信号C1发送到主控制器10，将停转/反转信号C22发送到电机驱动单元204，并且同时将停转/反转信号C23发送到信号收发单元303；然后由电机驱动单元204驱动主轴电机2进行停转/反转操作，并且由电机驱动单元304驱动伺服电机3进行停转/反转操作。

信号收发单元203可以接收来自主控制器10的主轴电机控制信号C12，电机驱动单元204可以基于该信号驱动主轴电机2。

同样可选地，电机驱动单元204可以是独立于主轴电机控制器20的主轴电机驱动器。

类似于图4，伺服电机控制器30包括电机监测单元301，信号发生单元302，信号收发单元303以及电机驱动单元304。

例如，电机监测单元301检测伺服电机3的转矩或功率；当检测到该转矩或功率超过报警阈值时，由信号发生单元302生成报警信号C31，停转/反转信号C33和停转/反转信号C32，并将信号C31、信号C33和信号C32传递到信号收发单元303；信号收发单元303将报警信号C31发送到主控制器10，同时将停转/反转信号C33和停转/反转信号C32分别发送到电机驱动单元304和主轴电机控制器20的信号收发单元203；然后由电机驱动单元304驱动伺服电机3进行停转/反转操作，并且由电机驱动单元204驱动主轴电机2进行停转/反转操作。

信号收发单元303可以接收来自主控制器10的伺服电机控制信号C13，电机驱动单元304可以基于该信号驱动伺服电机3。

同样可选地，电机驱动单元304可以是独立于伺服电机控制器30的伺服电机驱动器。

类似于图4的方案，机床控制装置1可以单独使用主轴电机控制器20或伺服电机控制器30对主轴电机2或伺服电机3进行监测，并根据工作参数的监测结果独立进行对主轴电机2或伺服电机3的控制。

考虑到结构的对称性，例如，机床控制装置1单独使用伺服电机控制器30对伺服电机3进行监测，并根据监测结果独立进行对主轴电机2和伺服电机3的控制。

在这样的方案中，由于主轴电机控制器20不对主轴电机2进行监测，因而其可以不包括电机监测单元201和信号发生单元202，如图6所示。

在图6的方案中，电机监测单元301检测伺服电机3的转矩或功率；当检测到该转矩或功率超过报警阈值时，由信号发生单元302生成报警信号C31，停转/反转信号C33和停转/反转信号C32，并将信号C31、信号C33和信号C32传递到信号收发单元303；信号收发单元303将报警信号C31发送到主控制器10，同时将停转/反转信号C33和停转/反转信号C32分别发送到电机驱动单元304和主轴电机控制器20的信号收发单元203；然后由电机驱动单元304驱动伺服电机3进行停转/反转操作，并且由电机驱动单元204驱动主轴电机2进行停转/反转操作。

如前所述，在由一个电机控制器独立监控电机工作状态的方案中，主控制器接收来自监控电机的电机控制器的报警信号，然后向未监控电机的另一个电机控制器发送指示其进行停转/反转操作的指令信号，另一个电机驱动器接收到来自主控制器的指令信号后，进行停转或反转操作，这样，仅经过两个信号时序后，可以对未被监控的电机进行停转或反转操作。

在图5和图6的方案中，两个电机控制器之间可以直接通信，因而监控电机的电机控制器（可以是二者中的一个，也可以两个电机控制器同时进行监控）可以直接向另一个电机控制器发送指示停转或反转操作的信号。这样，可以实现几乎同时的停转或者反转操作，于是可以更好地避免因控制延时导致的丝攻顶断或者丝牙断裂。

图7示意性地示出了根据本发明又一个实施例的机床控制装置。与图6的方案相比，机床控制装置1的主控制器10包括控制单元101和位置计算和记录单元102。其中，控制单元101用于实现前述的控制及指令收发等操作，位置计算和记录单元102根据来自伺服电机控制器30的报警信号C31计算主轴电机2和伺服电机3的停转/反转时点，进而计算对于工件的加工位置，并进行存储记录。

具体而言，如前所述，主控制器10分别向主轴电机控制器20和伺服电机控制器30发送主轴电机控制信号C12和伺服电机控制信号C13，从而驱动主轴电机2和伺服电机3进行操作。如果机床当前使用钻头，则进行钻孔操作；如果机床当前使用攻丝或者攻牙刀具，则进行攻丝或者攻牙操作。由于在图6和图7的方案中，伺服电机控制器30在通过信号收发单元303向主控制器10发出报警信号C31的同时，向主轴电机控制器20发送停转/反转信号C32以及向电机驱动单元304发送停转/反转信号C33，因此主控制器10可以基于钻头或者刀具开始对工件进行加工操作的时间起点和原点位置，主轴电机2和伺服电机3的转速以及主轴电机2和伺服电机3各自停转/反转的时间点来计算工件的加工位置。对于钻孔/攻丝/攻牙加工而言，工件的加工位置由加工深度（主轴进给距离）以及钻头、攻丝/攻牙刀具的旋转位置来确定。其中，加工操作的时间起点和原点位置，主轴电机2和伺服电机3的转速是预先设定和记录在主控制器10中的，而主轴电机2和伺服电机3停转/反转的时间点是基于报警信号C31计算的。

可选地，也可以利用电机控制器直接检测电机的转动距离。例如，通过将电机的编码器的输出端连接到电机控制器的转角信号输入端，可以测得电机自加工操作的原点位置至停转位置的转动距离，从而计算钻头/刀具在该电机的相对进给方向上的进给距离。具体而言，通过检测主轴电机的转动距离，计算钻头/刀具在主轴方向上的进给距离；通过检测伺服电机的转动距离，计算钻头/刀具或工件的旋转位置。

所述进给距离和旋转位置的计算可以由主控制器进行，即，主控制器根据主轴电机控制器检测的主轴电机的转动距离计算进给距离，根据伺服电机控制器检测的伺服电机的转动距离计算旋转位置，从而基于该进给距离和旋转位置计算出工件的加工位置；可选地，该进给距离和旋转位置的计算也可以由主轴电机控制器和伺服电机控制器分别进行，并将计算的结果发送给主控制器，由主控制器计算工件的加工位置。

在计算主轴电机2和伺服电机3停转/反转的时间点时，优选地，可以考虑主控制器10、主轴电机控制器20和伺服电机控制器30的内部时钟，信号传输时延等影响因素，使得可以计算得更精确。

当电机控制器检测到电机的转矩超过预设的报警阈值时，电机反转或者停转后反转，使得钻头/刀具回到加工操作的原点位置或者规定位置，然后通过主控制器重新设定报警阈值（例如，采用更大的值），或者，可选地，通过主控制器或者人工更换额定扭矩更大的钻头/刀具，并相应重新设定报警阈值，之后，根据前述计算和记录的加工位置，对工件继续进行加工。与现有技术相比，可以实现往复加工，避免工件的废弃。

图7所示的主控制器10的结构以及工件加工位置的计算方法同样可以应用于图4和图5所示的机床控制装置。如前所述，在图4的方案中，主轴电机驱动器20和伺服电机驱动器30之间没有直接通信，而是由主控制器10对未报警的电机驱动器发出停转/反转信号，指示其进行电机的停转/反转操作。这里，例如，当伺服电机控制器30报警时，可以基于报警信号C31计算伺服电机3的停转/反转的时间点，并且基于主控制器10对未报警的主轴电机驱动器20发出停转/反转信号的时间来计算主轴电机2的停转/反转的时间点。同样地，也可以利用电机驱动器直接检测电机的转动距离，和/或利用电机驱动器分别计算上述进给距离和旋转位置。

图8示意性地示出了根据本发明再一个实施例的机床控制装置。在图8所示的方案中，机床控制装置1进一步包括人机交互界面40，其与主控制器10信号连接，当主控制器10接收到来自主轴电机控制器20或伺服电机控制器30的报警信号时，可以在人机交互界面40显示报警，也可以在人机交互界面40输入钻头/刀具的额定扭矩，供主控制器10计算电机的报警阈值，也可以在人机交互界面40直接输入电机报警阈值等参数。

在主轴电机控制器和伺服电机控制器同时进行电机功率/转矩监测的实施例中，如果同时检测出超过各自预定报警阈值，则可以同时发出报警信号和停转/反转信号，这时，根据前述的不同实施例，该停转/反转信号可以来自发生该信号的电机控制器、主控制器，以及另一个电机控制器，电机控制器的电机驱动单元收到最先的停转/反转信号后即进行电机的停转/反转操作。

上述控制器或内部单元之间的连接可以是有线的连接和信号传输，也可以通过Wifi、蓝牙等方式实现无线信号传输。

上述主控制器和电机控制器可以通过例如控制卡或可编程器件来实现。

上述电机监测和控制的原理可以应用到其它类型的数控机床。

与前述现有技术相比，根据本发明的方案利用与各个电机相对应的电机驱动器独立实现过载检测和停转/反转操作，可以在检测到过载后快速自动地实现电机停转，避免因控制延时导致的由电机驱动的工具的损坏，特别是丝攻顶断或者丝牙断裂。

可选地，根据本发明的方案还可以计算和记录工件的加工位置，从而实现对同一工件的往复加工，降低工件的加工报废率。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (16)

1.一种电机控制装置（1），包括：主控制器（10），其特征在于，进一步包括：

第一电机控制器（30），用于控制第一电机（3）；以及

第二电机控制器（20），用于控制第二电机（2），

其中，

所述第一电机控制器（30）在检测到所述第一电机（3）的工作参数超过预定报警阈值后向所述主控制器（10）发送报警信号（C31）并同时指示所述第一电机（3）停转或反转。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述主控制器（10）在接收到所述报警信号（C31）后向所述第二电机控制器（20）发送用于指示所述第二电机（2）停转或反转的信号（C12）。

3.根据权利要求1所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述第一电机控制器（30）指示所述第一电机（3）停转或反转的同时向所述第二电机控制器（20）发送用于指示所述第二电机（2）停转或反转的信号（C32）。

4.根据权利要求1所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述主控制器（10）包括位置计算和记录单元（102），用于计算并记录工件的加工位置。

5.根据权利要求4所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述位置计算和记录单元（102）基于所述报警信号计算所述工件的加工位置。

6.根据权利要求4所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述位置计算和记录单元（102）基于由所述第一电机控制器（30）检测得到的所述第一电机（3）的转动距离和由所述第二电机控制器（20）检测得到的所述第二电机（2）的转动距离来计算所述工件的加工位置。

7.根据权利要求1所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述电机控制装置（1）进一步包括人机交互界面（40），用于输入所述预定报警阈值或者根据所述报警信号（C31）显示报警。

8.根据权利要求1所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述第一电机（3）是伺服电机，其输出轴与钻头或攻丝/攻牙刀具传动连接，从而驱动钻头或刀具转动；所述第二电机（2）是主轴电机，用于驱动钻头或攻丝/攻牙刀具在被加工工件的轴向方向上运动。

9.根据权利要求1所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述工作参数是转矩、功率或者电流中的一种。

10.一种电机控制装置（1），包括：主控制器（10），其特征在于，进一步包括：

第一电机控制器（30），用于控制第一电机（3）；以及

第二电机控制器（20），用于控制第二电机（2），

其中，所述第一电机控制器（30）包括：电机监测单元（301），信号发生单元（302），信号收发单元（303）以及电机驱动单元（304），

所述电机监测单元（301）检测所述第一电机（3）的工作参数；

所述信号发生单元（302）在所述电机监测单元（301）检测到所述第一电机（3）的所述工作参数超过预定报警阈值后生成所述报警信号（C31）和指示所述第一电机（3）停转或反转的第一控制信号（C33）；

信号收发单元（303）同时将所述报警信号（C31）和所述第一控制信号（C33）分别发送到所述主控制器（10）和所述电机驱动单元（304）；

所述电机驱动单元（304）根据所述第一控制信号（C33）驱动所述第一电机（3）停转或反转。

11.根据权利要求10所述的电机控制装置（1），其特征在于，所述信号发生单元（302）在生成所述第一控制信号（C33）的同时生成指示所述第二电机（2）停转或反转的第二控制信号（C32）。

12.一种机床，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任何一项所述的电机控制装置。

13.一种电机控制方法，其特征在于，包括：在检测到第一电机的工作参数超过预定报警阈值后向主控制器发送报警信号并同时指示所述第一电机停转或反转。

14.根据权利要求13所述的电机控制方法，其特征在于，在接收到所述报警信号后由所述主控制器指示第二电机停转或反转。

15.根据权利要求13所述的电机控制方法，其特征在于，在指示所述第一电机停转或反转的同时指示第二电机停转或反转。

16.根据权利要求13所述的电机控制方法，其特征在于，基于所述报警信号计算工件的加工位置。

Images