CN104932420A - 产生异常负荷时能够保护加工面的电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

控制驱动机床的电动机的电动机控制装置具备：异常负荷检测部，其监视电动机的负荷，检测异常的负荷；避让量存储部，其存储在机床与异常负荷检测部检测出异常的负荷的情况对应地进行避让动作时使用的多个避让量；避让量切换部，其与机床是否是加工中的判定结果对应地，切换从多个避让量中选择的避让量；避让量加法部，其将通过避让量切换部进行切换而选择出的避让量与表示机床的移动量的指令值相加，其中，对判定为加工中时选择的避让量和判定为不是加工中时选择的避让量进行切换，由此保护机械和加工工件。

Description

产生异常负荷时能够保护加工面的电动机控制装置
技术领域
本发明涉及一种产生异常负荷时能够保护加工面的电动机控制装置。
背景技术
在机床中，对每个驱动轴具有电动机，通过电动机控制装置对这些电动机进行驱动控制。例如，在刀具或工件的旋转、以及轮廓轨迹的控制中使用电动机。电动机控制装置向驱动机床的驱动轴的驱动轴数量的电动机指示电动机的速度、转矩、或转子的位置而进行控制。
图12A～图12D是表示切削工件的机床的处理流程的图。图12A是表示配置了工件的状态的图，图12B是表示在加工前机床的切削部从容纳位置移动到接近工件的位置的状态的图。图12C是表示切削机床工件的加工过程中的状态的图，图12D是表示在加工后将机床的切削部从接近工件的位置移动到容纳位置的状态的图。
在机床900的切削部901从图12A所示的状态移动到图12B所示的状态、或从图12C所示的状态移动到图12D所示的状态时，对使切削部901移动的电动机进行控制使得比较高速地移动切削部901。另一方面，图12C所示的状态为了一边使工件910旋转一边使切削部901逐渐移动，而对使切削部901移动的电动机进行控制使得比较低速地移动切削部901。
如果在对工件910进行加工过程中或非加工过程中，机床900的切削部901与其他物体冲撞而妨碍切削部901的移动，或者传动机构发生了故障，则向电动机施加过大的负荷，有可能电动机故障或被驱动体破损。
为了解决该问题，在日本特开2007-219991号公报中，记载了用于检测向驱动被驱动体的电动机施加了异常的负荷的情况的异常负荷检测装置。日本特开2007-219991号公报所记载的异常负荷检测装置具备干扰转矩推定单元、速度比较单元、转矩比较单元。干扰转矩推定单元推定向电动机施加的干扰转矩，速度比较单元对电动机的转速和预先确定的基准速度进行比较，转矩比较单元对通过干扰转矩推定单元推定的干扰转矩和预先确定的基准转矩进行比较。在日本特开2007-219991号公报所记载的异常负荷检测装置中，在速度比较单元中判定为电动机的转速高于基准速度，并且在转矩比较单元中判定为干扰转矩低于基准转矩时，判断为发生了异常。
另外，在日本特公平7-25006号公报中，记载了以下的刀具避让方法，其检测各加工轴方向的切削载荷的大小，根据检测出的切削载荷的大小的各轴方向成分的比来求出向工件施加的切削载荷方向，根据该切削载荷方向求出刀具避让相对位置。在日本特公平7-25006号公报所记载的刀具避让方法中，在求出的刀具避让相对位置的反方向向量上生成刀具避让指令，依照所生成的刀具避让指令自动地使刀具避让。
另外，在专利第5168352号公报中，记载了一种冲撞检测装置，其具备驱动电动机、检测驱动电动机的负荷电流的负荷电流检测单元、进行驱动电动机的误差检测的误差检测单元、控制驱动电动机的驱动的控制单元。在专利第5168352号公报所记载的冲撞检测装置中，控制单元判断驱动电动机的驱动是加工中还是非加工中。接着，控制单元按照判断结果，设定表示用于判断设置了驱动电动机的构造体和加工对象物之间的冲撞的基准电流值的负荷电流设定值、以及限制电动机电流使得驱动电动机的电动机输出转矩成为一定以下的电动机电流限制值。控制单元在加工过程中时，在进行限制使得通过负荷电流检测单元检测出的负荷电流成为设定为负荷电流设定值以上的电动机电流限制值以下的基础上，在负荷电流成为负荷电流设定值以上的情况下检测出冲撞。另外，控制单元在非加工中时，在通过负荷电流检测单元检测出的负荷电流成为设定为负荷电流设定值以下的电动机电流限制值以上的情况下，通过判断由误差检测单元检测出的误差来检测出冲撞。
但是，在对工件910加工的过程中使切削部901移动的速度和在非加工中使切削部901移动的速度不同，因此存在机床900从检测出冲撞到开始避让动作为止切削部901移动的推移量不同的问题。
图13是表示机床900从检测出冲撞到开始避让动作为止切削部901移动的推移量和通过避让动作而使切削部901避让的避让量之间的关系的图。在图13中，横轴表示时间，纵轴表示移动方向的位置变化。在图13中，实线表示在加工中检测出冲撞时的切削部901的移动，虚线表示在非加工中检测出冲撞时的切削部901的移动。A是在加工中检测出冲撞的位置，B是在加工中检测出冲撞时开始避让动作的位置，C表示在加工中检测出冲撞时避让的位置。A`是在非加工中检测出冲撞的位置，B`是在非加工中检测出冲撞时开始避让动作的位置，C`表示在非加工中检测出冲撞时避让的位置。
根据切削部901的移动速度F(m/s)、从检测出冲撞后到开始避让动作为止的延迟时间T(s)，用以下的公式(1)表示推移量X(m)。
X＝F×T   公式(1)
例如，在切削部901的移动速度是1000(mm/s)，延迟时间是1(ms)的情况下，推移量X为1mm。推移量越大，则切削部901越是向冲撞方向前进，机床900的损伤有可能变大。
在机床900中，非加工中的推移量比加工中的推移量大。但是，在机床900中，尽管推移量不同，在加工中和非加工中使用相同的避让量，因此在推移量比较大的非加工中检测出冲撞的情况下，避让量不充分，机床900有可能破损。另一方面，为了保护机床900，在确保充分大的避让量的情况下，在加工中有可能产生无法避让切削部的情况。
图14是表示在加工工件的过程中不容易进行避让的例子的图。
机床920具备切削部支持部921、为了切削工件930的凹部的上壁而配置在切削部支持部920的上面的切削部922。机床920使切削部922接近工件930的凹部的内壁，为了切削工件930的凹部的内部而使切削部支持部921逐渐向上方移动。
在机床920中，工件930的凹部的宽度和切削部支持部921的高度之间的差为能够确保为避让量的距离。在机床920中，在避让量比工件930的凹部的宽度和切削部支持部921的高度之间的差大的情况下，工件930或机床920有可能破损。
在日本特开2007-219991号公报中，提示了检测异常负荷的方法，但并没有记载用于在检测出异常负荷时防止损伤加工面的对策。另外，在日本特公平7-25006号公报中记载了检测异常负荷以及发生了切削异常时的避让方法，但并没有记载在发生了切削异常时无法避让的情况下的对策。另外，在专利第5168352号公报中，记载了判断电动机的驱动装置是加工中还是非加工中，按照该判断的结果检测冲撞，但并没有记载涉及检测出冲撞时的避让。
发明内容
本发明的目的在于：鉴于上述问题，提供一种电动机控制装置，其能够在非加工中进行机械的保护、在加工中进行工件的保护而保护不同的保护对象。
为了实现上述目的，控制驱动机床的电动机的电动机控制装置具备：异常负荷检测部，其监视电动机的负荷，检测异常的负荷；避让量存储部，其存储在机床根据异常负荷检测部检测出异常的负荷的情况而进行避让动作时所使用的多个避让量；避让量切换部，其根据机床是否是加工中的判定结果，切换从多个避让量中选择的避让量；避让量加法部，其将通过避让量切换部进行切换而选择出的避让量与表示机床的移动量的指令值相加，其中，对判定为是加工中时所选择的避让量和判定为不是加工中时所选择的避让量进行切换。
另外，在上述形式中，避让量切换部也可以根据从上位控制器输入的模式信号来切换所选择的避让量。
另外，在上述形式中，避让量切换部也可以根据从外部设备输入的切换信号来切换所选择的避让量。
另外，在上述形式中，也可以根据所使用的加工程序来改写判定为机床是加工中时所选择的避让量。
另外，在上述形式中，也可以根据机床所加工的工件的加工状态来改写判定为机床是加工中时所选择的避让量。
附图说明
通过参照以下的附图能够更明确地理解本发明。
图1是表示第一实施例的电动机控制系统的框图。
图2是表示图1所示的电动机控制系统的动作流程的流程图。
图3是表示第二实施例的电动机控制系统的框图。
图4是表示第三实施例的电动机控制系统的框图。
图5是表示图4所示的电动机控制系统的动作流程的流程图。
图6A是表示应用了图4所示的电动机控制系统的机床的加工处理的一个例子的图。
图6B是表示应用了图4所示的电动机控制系统的机床的加工处理的其他例子的图。
图7是表示第四实施例的电动机控制系统的框图。
图8是表示图7所示的电动机控制系统的动作流程的流程图。
图9是表示应用了图7所示的电动机控制系统的机床的加工处理的一个例子的图。
图10是表示第五实施例的电动机控制系统的框图。
图11是表示图10所示的电动机控制系统的动作流程的流程图。
图12A～图12D是表示切削工件的机床的处理流程的图，图12A是表示配置了工件的状态的图，图12B是表示在加工前机床的切削部从容纳位置移动到接近工件的位置的状态的图，图12C是表示机床切削工件的加工过程中的状态的图，图12D是表示在加工后机床的切削部从接近工件的位置移动到容纳位置的状态的图。
图13是表示机床从检测出冲撞后到开始避让动作为止切削部移动的推移量和通过避让动作而切削部进行避让的避让量之间的关系的图。
图14是表示加工工件的过程中不容易进行避让的例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图列举第一～第五实施例说明本发明的电动机控制装置。但是，应该理解本发明并不限于附图或以下说明的实施方式。
图1是表示第一实施例的包含电动机控制装置的电动机控制系统的框图。以后，在不同的附图中附加了相同的参照符号的部分表示具有相同功能的结构要素。
第一实施例的电动机控制系统101具备电动机控制装置1、电动机30、第一上位控制器41。电动机控制装置1具备位置偏差生成部10、位置控制部11、速度控制部12、电流控制部13、放大器14、避让量存储部20、避让量切换部21、异常负荷检测部22、避让量开关23、避让量加法部24。
通过避让量加法部24将从第一上位控制器输出的移动指令和从避让量存储部20输出的避让量相加而生成移动指令，进而将根据该移动指令和从电动机30输出的电动机位置信息之间的差分生成的位置偏差输出到位置控制部11。位置控制部11根据上述位置偏差生成速度指令值，将生成的速度指令值输出到速度控制部12。速度控制部12根据从位置控制部11输入的速度指令值和从电动机30输出的电动机速度信息生成电流指令值，将生成的电流指令值输出到电流控制部13。电流控制部13根据从速度控制部12输入的电流指令值和从电动机30输出的电动机电流信息生成用于驱动放大器14的驱动指令，将生成的驱动指令输出到放大器14。放大器14例如是通过设置在内部的开关元件的开关动作将直流电力变换为交流电力的逆变换器。放大器14通过接收到的驱动指令控制放大器14内的开关元件的开关动作，由此来控制将直流电力变换为电动机30的驱动用的交流电力的变换动作。
避让量存储部20是能够存储多个避让量的存储装置，存储第一避让量201、大小与第一避让量201不同的第二避让量202。第一避让量201是在加工时使用的避让量，第二避让量202是在非加工时使用的避让量。
第一避让量201的大小是适合于保护通过电动机30所驱动的驱动部进行加工的工件的大小。在电动机30驱动图14所示的支持切削工件930的凹部的内壁的切削部922的切削部支持部921的情况下，比工件930的凹部的宽度和切削部支持部921的高度之间的差更短的距离为第一避让量201的大小。
第二避让量202的大小是适合于保护包含电动机30和电动机30所驱动的驱动部的机床的大小。在电动机30驱动图12A～图12D所示的切削工件910的上面的切削部901的情况下，补偿根据切削部901移动时的移动速度F(m/s)和延迟时间T(s)通过公式(1)计算的推移量X(m)的距离为第一避让量201的大小。
避让量切换部21从第一上位控制器41输入表示电动机30所驱动的驱动部是加工中还是非加工中的模式信号。避让量切换部21根据从第一上位控制器41输入的模式信号，选择存储在避让量存储部20中的第一避让量201和第二避让量202中的任意一个。
异常负荷检测部22监视电动机30的负荷，检测异常的负荷。例如异常负荷检测部22在从电动机30输出的电动机电流信息比预定的阈值小时，判定为电动机30的负荷是正常的。另外，异常负荷检测部22在从电动机30输出的电动机电流信息比预定的阈值大时，判定为电动机30的负荷是异常的。如果判定为电动机30的负荷是异常的，则异常负荷检测部22向避让量开关23和第一上位控制器41输出表示电动机30的负荷是异常的电动机负荷异常信息。
避让量开关23在没有从异常负荷检测部22输入电动机负荷异常信息时，成为关断状态而输出零。另外，避让量开关23在从异常负荷检测部22输入了电动机负荷异常信息时，成为接通状态，将由避让量切换部21从第一避让量201和第二避让量202中的任意一个选择出的避让量输出到避让量加法部24。
避让量加法部24是将从第一上位控制器41输入的移动指令值和从避让量开关23输入的值相加的加法器。在避让量开关23为关断状态时，避让量加法部24将从第一上位控制器41输入的移动指令值作为移动指令值输出到位置偏差生成部10。在避让量开关23为接通状态时，避让量加法部24将从避让量开关23输入的避让量与从第一上位控制器41输入的移动指令值相加所得的值作为移动指令值输出。在避让量切换部21选择第一避让量201并且避让量开关23为接通状态时，避让量加法部24将第一避让量201与从第一上位控制器41输入的移动指令值相加所得的值作为移动指令值输出到位置偏差生成部10。在避让量切换部21选择第二避让量202并且避让量开关23为接通状态时，避让量加法部24将第二避让量202与从第一上位控制器41输入的移动指令值相加所得的值作为移动指令值输出到位置偏差生成部10。
电动机30根据从放大器14输出的交流电力来驱动未图示的机床的驱动部。电动机30具备检测电动机30的位置的电动机位置检测器、检测电动机30的速度的电动机速度检测器以及检测电动机30的电流的电动机电流检测器。电动机30向位置偏差生成部10输出由电动机位置检测器检测出的电动机位置信息，向速度控制部12输出由电动机速度检测器检测出的电动机速度信息。另外，电动机30向电流控制部13输出由电动机电流检测器检测出的电动机电流信息。此外，位置反馈也可以使用分置型的检测器。
第一上位控制器41具备移动指令值生成部410、驱动部状态判定部411。移动指令值生成部410生成表示电动机30所驱动的驱动部的位置的移动量的移动指令值，将生成的移动指令值输出到避让量加法部24。驱动部状态判定部411判定电动机30所驱动的驱动部是加工中还是非加工中，将表示判定结果的模式信号输出到避让量切换部21。
图2是表示电动机控制系统101的处理流程的流程图。
在步骤S101中，异常负荷检测部22例如对从电动机30输出的电动机电流信息和预定的阈值进行比较。在判定为从电动机30输出的电动机电流信息比预定的阈值小时，异常负荷检测部22判定为电动机30的负荷正常而未发生异常负荷，处理结束。在判定为从电动机30输出的电动机电流信息比预定的阈值大时，异常负荷检测部22判定为发生了电动机30的负荷异常，将电动机负荷异常信息输出到避让量开关23和第一上位控制器41。避让量开关23在输入了电动机负荷异常信息后成为接通状态，将避让量切换部21和避让量加法部24连接起来。
接着，在步骤S102中，输入了电动机负荷异常信息的第一上位控制器41判定电动机30所驱动的驱动部是加工中还是非加工中，将表示判定结果的模式信号输出到避让量切换部21。在输入了与电动机30所驱动的驱动部是加工中的情况对应的模式信号时，处理前进到步骤S103。在输入了与电动机30所驱动的驱动部是非加工中的情况对应的模式信号时，处理前进到步骤S104。
如果处理前进到步骤S103，则避让量切换部21进行切换使得选择第一避让量201。避让量切换部21选择第一避让量201并且接通避让量开关23，因此避让量加法部24将第一避让量201与从第一上位控制器41输入的移动指令值相加所得的值作为移动指令值输出。
如果处理前进到步骤S104，则避让量切换部21进行切换使得选择第二避让量202。避让量切换部21选择第二避让量202并且接通避让量开关23，因此避让量加法部24将第二避让量202与从第一上位控制器41输入的移动指令值相加所得的值作为移动指令值输出。
接着，在步骤S105中，位置偏差生成部10、位置控制部11以及速度控制部12分别使用通过避让量加法部24对避让量进行相加所得的移动指令值，生成位置反馈信息、速度指令值以及电流指令值。接着，电流控制部13使用由速度控制部12生成的电流指令值，生成驱动指令。接着，放大器14根据基于由电流控制部13生成的移动指令值的驱动指令来驱动电动机30，使电动机30所驱动的驱动部避让。在电动机30所驱动的驱动部是加工中，通过避让量加法部24加上了第一避让量201的情况下，电动机30使驱动部避让相当于第一避让量201的距离。在电动机30所驱动的驱动部是非加工中，通过避让量加法部24加上了第二避让量202的情况下，电动机30使驱动部避让相当于第二避让量202的距离。
如果通过使驱动部避让，电动机30所驱动的驱动部从冲撞状态等异常状态解脱，则由电动机30的电动机电流检测部检测出的电动机电流信息变得比预定的阈值小。如果电动机电流信息变得比预定的阈值小，则异常负荷检测部22判定为电动机30的负荷是正常的，停止电动机负荷异常信息的输出，关断避让量开关23。通过关断避让量开关23，避让量加法部24将从第一上位控制器41输入的移动指令值作为移动指令值输出。
在电动机控制系统101中，在电动机30的电流变得比预定的阈值大，判断为电动机30所驱动的驱动部发生了冲撞等异常，而使驱动部避让时，判定驱动部是加工中还是非加工中。在判定为驱动部是加工中的情况下，在电动机控制系统101中，使驱动部避让相当于第一避让量201的距离。另外，在判定为驱动部是非加工中的情况下，在电动机控制系统101中，使驱动部避让相当于大小与第一避让量不同的第二避让量202的距离。在电动机控制系统101中，能够设定适合于驱动部是非加工中和驱动部是加工中的情况的各个情况的避让量，因此能够在非加工中进行机械的保护、在加工中进行工件的保护而保护不同的保护对象。
图3是表示第二实施例的包含电动机控制装置的电动机控制系统的框图。
第二实施例的电动机控制系统102配置外部设备50，这点与电动机控制系统101不同。另外，电动机控制系统102代替第一上位控制器41而配置第二上位控制器42，这点与电动机控制系统101不同。
外部设备50根据电动机30所驱动的驱动部以外的设备的状况等生成切换信号，将生成的切换信号输出到避让量切换部21。避让量切换部21根据从外部设备50输入的切换信号，选择存储在避让量存储部20中的第一避让量201和第二避让量202中的任意一个
第二上位控制器42具有移动指令值生成部420。移动指令值生成部420与移动指令值生成部410同样生成表示电动机30所驱动的驱动部的位置的移动量的移动指令值，将生成的移动指令值输出到避让量加法部24。但是，第二上位控制器42不具有判定电动机30所驱动的驱动部是加工中还是非加工中的功能，不向避让量切换部21输出模式信号，这点与第一上位控制器41不同。
在电动机控制系统102中，使用根据电动机30所驱动的驱动部以外的设备的状况等由外部设备50生成的切换信号来切换避让量切换部21，因此，能够根据更广泛的条件选择避让量，能够更确实地保护机床。
图4是表示第三实施例的包含电动机控制装置的电动机控制系统的框图。
第三实施例的电动机控制系统103代替电动机控制装置1而配置电动机控制装置3，这点与电动机控制系统101不同。另外，电动机控制系统103代替第一上位控制器41而配置第三上位控制器43，这点与电动机控制系统101不同。
电动机控制装置3代替避让量存储部20而配置避让量存储部25，这点与电动机控制装置1不同。
避让量存储部25是能够存储多个避让量的存储装置，具有在执行加工程序过程中能够通过第三上位控制器43改写所存储的避让量的存储区域、不能改写所存储的避让量的存储区域。避让量存储部25存储作为在加工时使用的避让量的第一避让量251、作为在非加工时使用的避让量的第二避让量252。第一避让量251被存储在避让量存储部25的可改写的存储区域中。第二避让量252被存储在避让量存储部25的不可改写的存储区域中。
第三上位控制器43具备移动指令值生成部430、驱动部状态判定部431、避让量选择部432。移动指令值生成部430和驱动部状态判定部431分别具有与移动指令值生成部410、驱动部状态判定部411相同的功能。
避让量选择部432例如具有对所使用的每个加工程序规定了所使用的避让量的避让量决定表4321。避让量选择部432在变更了所使用的加工程序时，参照避让量决定表4321选择与变更后的加工程序对应的避让量，将选择出的避让量写入到第一避让量251。例如在所使用的加工程序变更为程序A时，选择被规定为程序A所使用的避让量的避让量a，将选择出的避让量a写入到第一避让量251。在所使用的加工程序变更为程序B时，选择被规定为程序B所使用的避让量的避让量b，将选择出的避让量b写入到第一避让量251。
图5是表示电动机控制系统103中的避让量选择部432的处理流程的流程图。
首先，在步骤S201中，避让量选择部432判定正在使用的加工程序是否被变更。在判定为正在使用的加工程序被变更时，处理前进到步骤S202。在判定为正在使用的加工程序没有被变更时，处理前进到步骤S204。
如果处理前进到步骤S202，则避让量选择部432参照避让量决定表4321选择与变更后的加工程序对应的避让量。
然后，在步骤S203中，避让量选择部432通过将在步骤S202中选择出的避让量写入到第一避让量251，而改写为与所使用的加工程序对应的避让量。接着，处理返回到步骤S201。
如果处理前进到步骤S204，则避让量选择部432判定加工处理是否结束。在判定为加工处理没有结束时，处理返回到步骤S201。另外，避让量选择部432重复进行步骤S201～S204的处理，直到在步骤S204中判定为加工处理结束为止。在判定为加工处理结束时处理结束。
在电动机控制系统103中，根据所使用的加工程序改写避让量，因此能够选择与所加工的工件的形状等对应的避让量，因此能够更确实地保护加工中的工件。
图6A是表示应用了电动机控制系统103的机床的加工处理的一个例子的图，图6B是表示应用了电动机控制装置3的机床的加工处理的其他例子的图。更详细地说，图6A是切削工件950的第一凹部951的上壁的图，图6B是切削工件950的第二凹部952的上壁的图。
机床940具备切削部支持部941、为了切削工件950的凹部的上壁而配置在切削部支持部941的上面的切削部942。第一凹部951的宽度和第二凹部952的宽度不同，因此在机床940使切削部942避让时的避让量在切削第一凹部951的加工程序和切削第二凹部952的加工程序中不同。在切削第一凹部951的加工程序中，避让量比表示第一凹部951的宽度和切削部支持部941以及切削部942的高度之间的差的距离A短即可。另外，在切削第二凹部952的加工程序中，避让量比表示第二凹部952的宽度和切削部支持部941以及切削部942的高度之间的差的距离B短即可。使用切削第二凹部952的加工程序时的避让量比使用切削第一凹部951的加工程序时的避让量大，由此能够更确实地保护工件950。
图7是表示第四实施例的包含电动机控制装置的电动机控制系统的框图。
第四实施例的电动机控制系统104代替第三上位控制器43而配置第四上位控制器44，这点与电动机控制系统103不同。
第四上位控制器44具备移动指令值生成部440、驱动部状态判定部441、避让量选择部442、避让量计算部443。移动指令值生成部440、驱动部状态判定部441以及避让量选择部442分别具有与移动指令值生成部430、驱动部状态判定部431以及避让量选择部432相同的功能。
避让量计算部443具有对所使用的每个加工程序规定了驱动部的移动速度F(m/s)的移动速度表4431。如果开始工件的加工，则避让量计算部443根据驱动部的移动速度F(m/s)和开始工件的加工后的时间T(s)计算驱动部的移动距离L(m)。在计算驱动部的移动距离L(m)时，避让量计算部443参照移动速度表4431。例如，在所使用的加工程序是程序A时，选择被规定为程序A所使用的移动速度F(m/s)的移动速度α，计算选择出的移动速度α作为驱动部的移动速度F(m/s)。在所使用的加工程序是程序B时，选择被规定为程序B所使用的移动速度F(m/s)的移动速度β，计算选择出的移动速度β作为驱动部的移动速度F(m/s)。接着，避让量计算部443将计算出的移动距离L(m)与从避让量决定表4321选择出的避让量进行比较，如果移动距离L(m)比从避让量决定表选择出的避让量小，则将移动距离L(m)设为避让量，另外在移动距离L(m)与从避让量决定表选择出的避让量相等或更大时，将从避让量决定表选择出的避让量写入到第一避让量251。
图8是表示电动机控制系统104的避让量计算部443的处理流程的流程图。
首先，在步骤S301中，避让量计算部443判定加工处理是否已经开始。在判定为加工处理没有开始时，处理返回到步骤S301。在判定为加工处理已经开始时，处理前进到步骤S302。
如果处理前进到步骤S302，则避让量计算部443根据工件的移动速度F(m/s)和开始工件的加工后的时间T(s)计算驱动部的移动距离L(m)。
接着，在步骤S303中，避让量计算部443将计算出的移动距离L(m)与从避让量决定表4321选择出的避让量相加，计算当前的避让量。
接着，在步骤S304中，避让量计算部443将在步骤S303中计算出的当前的避让量写入到第一避让量251，由此改写为与所加工的工件的形状等当前的加工状态对应的避让量。
接着，在步骤S305中，避让量计算部443判定加工处理是否结束。在判定为加工处理没有结束时，处理返回到步骤S302。然后，避让量计算部443重复进行步骤S302～S305的处理，直到在步骤S305中判定为加工处理结束为止。在判定为加工处理已经结束时处理结束。
在电动机控制系统104中，根据加工状态计算并改写避让量，因此能够使用与所加工的工件的形状等当前的加工状态对应的避让量，因此能够更确实地保护加工中的工件。
图9是表示应用了电动机控制系统104的机床的加工处理的一个例子的图。更详细地说，图9是切削工件950的第二凹部952的底壁的图。
机床960具备切削部支持部961、为了切削工件950的凹部的底壁而配置在切削部支持部961的端部的切削部962。为了工件的固定等目的而配置夹具970，需要进行避让使得不造成夹具970和切削部支持部961之间的干扰，因此切削部支持部961的可避让范围受到限制。在切削第二凹部952的底壁的加工程序中，避让量比夹具与第二凹部952的底壁之间的距离A(m)、表示切削部支持部961和切削部962的宽度的和的距离B(m)之间的差的距离C(m)短即可。在切削部962一边以移动速度F(m/s)向与夹具970相反的方向移动一边进行切削的情况下，如果将切削开始时的夹具与第二凹部952的底壁之间的距离A0(m)、表示切削部支持部961和切削部962的宽度的和的距离B0(m)之间的差的距离设为C0(m)，则在开始切削后经过了时间T(s)时的避让量比用公式(2)所示的最大避让量Y小即可。
Y＝C0+F×T   公式(2)
使用切削第二凹部952的底壁的加工程序时的避让量为与根据切削处理而增加的最大避让量Y对应的值，由此切削处理越是进展则越是能够增大避让量，因此能够更确实地保护工件950。
图10是表示第五实施例的包含电动机控制装置的电动机控制系统的框图。
第五实施例的电动机控制系统105代替第三上位控制器43而配置第五上位控制器45，这点与电动机控制系统103不同。
第五上位控制器45具备移动指令值生成部450、驱动部状态判定部451以及避让量决定部452。移动指令值生成部450、驱动部状态判定部451分别具有与移动指令值生成部430、驱动部状态判定部431相同的功能。
避让量决定部452具备三维模型存储部4521、避让量计算部4522。三维模型存储部4521存储表示电动机30所驱动的驱动部、配置在电动机30所驱动的驱动部的工件以及表示固定工件的夹具等与电动机30所驱动的驱动部接近的物体的形状的形状信息。避让量计算部4522一边参照在第五上位控制器45内部执行的程序，一边根据存储在三维模型存储部4521中的形状信息以及当前的电动机的转速等，计算电动机30所驱动的驱动部和与电动机30所驱动的驱动部接近的物体之间的距离。在专利第5030628号公报中记载了避让量计算部4522的计算方法的一个例子。避让量计算部4522将预定的安全率与计算出的距离相乘而决定避让量。避让量计算部4522将计算出的避让量写入到第一避让量251。在一个例子中，避让量决定部452使用表示电动机30所驱动的驱动部以及配置在电动机30所驱动的驱动部的工件的形状的形状信息、电动机30所驱动的驱动部的移动速度、加工时间来决定避让量。
图11是表示电动机控制系统105的避让量决定部452的处理流程的流程图。
首先，在步骤S401中，避让量决定部452判定加工处理是否已经开始。在判定为加工处理没有开始时，处理返回到步骤S401。在判定为加工处理已经开始时，处理前进到步骤S402。
如果处理前进到步骤S402，则避让量决定部452一边参照在第五上位控制器45内部执行的程序，一边根据存储在三维模型存储部4521中的形状信息和当前的电动机的转速等来计算电动机30所驱动的驱动部和与电动机30所驱动的驱动部接近的物体之间的距离。
接着，在步骤S403中，避让量决定部452将预定的安全率与计算出的距离相乘而决定避让量。
接着，在步骤S404中，避让量决定部452将在步骤S403中决定的当前的避让量写入到第一避让量251，由此改写为与当前的加工状态对应的避让量。
接着，在步骤S405中，避让量决定部452判定加工处理是否已经结束。在判定为加工处理没有结束时，处理返回到步骤S402。然后，避让量决定部452重复进行步骤S402～S405的处理直到在步骤S405中判定为加工处理已经结束为止。在判定为加工处理已经结束时处理结束。
在电动机控制系统105中，使用存储在三维模型存储部4521中的形状信息、当前的电动机的转速等改写避让量，因此能够使用与当前的加工状态对应的避让量，因此能够更确实地保护加工中的工件。
在第一～第五实施例的电动机控制系统101～105中，在判定为避让量切换部是加工中时选择的避让量和在0判定为避让量切换部不是加工中时选择的避让量不同。电动机控制系统101～105使在加工中和非加工中选择的避让量不同，因此能够在非加工中进行机械的保护、在加工中进行工件的保护而保护不同的保护对象。即，能够在加工中应用用于防止与被加工物的干扰的避让量，在非加工中应用用于降低机床的损害的避让量。
在第二实施例的电动机控制系统102中，使用根据电动机30所驱动的驱动部以外的设备的状况等由外部设备50生成的切换信号来切换避让量切换部21。在电动机控制系统102中，使用由外部设备50生成的切换信号来切换避让量切换部21，因此能够根据更广泛的条件选择避让量，能够更确实地保护机床。
在第三实施例的电动机控制系统103中，能够具有根据所使用的加工程序来改写在加工中使用的避让量的功能，因此能够更确实地保护加工中的工件。
在第四实施例的电动机控制系统104中，根据加工状态计算并改写避让量，因此能够使用与当前的加工状态对应的避让量，因此能够更确实地保护加工中的工件。
在第五实施例的电动机控制系统105中，一边参照在第五上位控制器45内部执行的程序，一边根据存储在三维模型存储部4521中的形状信息、当前的电动机转速等，根据电动机30所驱动的驱动部和与电动机30所驱动的驱动部接近的其他物体之间的距离来改写避让量，因此能够使用与当前的加工状态对应的避让量，因此能够更确实地保护加工中的工件。
例如也可以以软件程序形式构筑位置偏差生成部10、位置控制部11、速度控制部12、电流控制部13、避让量切换部21、异常负荷检测部22、避让量开关23以及避让量加法部24。另外，也可以通过各种电子电路和软件程序的组合构筑位置偏差生成部10、位置控制部11、速度控制部12、电流控制部13、避让量切换部21、异常负荷检测部22、避让量开关23以及避让量加法部24。例如在以软件程序形式构筑位置偏差生成部10、位置控制部11、速度控制部12、电流控制部13、避让量切换部21、异常负荷检测部22、避让量开关23以及避让量加法部24的情况下，电动机控制装置1和3内的计算处理装置依照该软件程序进行动作，由此实现上述各单元的功能。另外，现有的电动机控制装置通常具有位置偏差生成部10、位置控制部11、速度控制部12以及电流控制部13的功能，但通过向该电动机控制装置追加地安装与避让量切换部21、异常负荷检测部22、避让量开关23以及避让量加法部24相关的软件程序，也能够应用本发明。
在电动机控制系统101～105中，在步骤S101中判定了电动机30的负荷是否异常后，在步骤S102～S104中由避让量切换部21切换避让量。但是，在本发明的电动机控制系统中，也可以在判定电动机30的负荷是否异常之前，由避让量切换部21切换避让量。另外，避让量存储部20也可以存储3个以上的避让量，在避让量存储部20存储3个以上的避让量的情况下，避让量切换部21形成为从3个以上的避让量中选择任意一个避让量。例如，避让量存储部20也可以存储与所使用的加工程序对应的避让量。另外，异常负荷检测部22使用由电动机电流检测器检测出的电动机电流信息检测异常的负荷，但也可以使用表示电动机30的转速的信息或表示旋转转矩的信息来检测异常的负荷。
另外，在电动机控制系统104中，根据驱动部的移动速度F(m/s)改写在加工中使用的第一避让量251，但也可以使用其他参数根据工件的加工状态来改写避让量。例如，可以具有以下的步骤，即由第四上位控制器44预先准备参数，将在加工程序中准备的参数作为避让量而读出。另外，也可以在加工程序中，与根据加工程序执行的多个处理对应，对每个处理准备多个避让量。另外，也可以具有通过执行基于加工程序的加工模拟而决定的避让量，由此第四上位控制器44根据加工形状来改写避让量。另外，也可以不从第四上位控制器44而从其他装置改写第一避让量251，。
另外，也可以能够根据上位控制器和电动机控制装置的设定来切换上述的电动机控制装置101～105的结构。
根据本发明，在判定为是加工中时所选择的避让量和在判定为不是加工中时所选择的避让量不同，因此能够在非加工中进行机械的保护、在加工中进行工件的保护而保护不同的保护对象。
另外，根据从外部设备输入的切换信号来切换所选择的避让量，因此能够根据更广泛的条件选择避让量，能够更确实地保护机床。
另外，根据所使用的加工程序改写在判定为机床是加工中时所选择的避让量，因此能够设定适合于所使用的加工程序的避让量。
另外，根据机床所加工的工件的加工状态来改写在判定为机床是加工中时所选择的避让量，因此能够设定适合于所加工的工件的形状的避让量。

Claims (5)

1.一种电动机控制装置，其控制驱动机床的电动机，该电动机控制装置的特征在于，具备：
异常负荷检测部，其监视上述电动机的负荷，检测异常的负荷；
避让量存储部，其存储在上述机床根据上述异常负荷检测部检测出异常的负荷的情况而进行避让动作时所使用的多个避让量；
避让量切换部，其根据上述机床是否是加工中的判定结果，切换从上述多个避让量中选择的避让量；
避让量加法部，其将通过上述避让量切换部进行切换而选择出的避让量与表示上述机床的移动量的指令值相加，其中
对判定为加工中时所选择的避让量和判定为不是加工中时所选择的避让量进行切换。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
上述避让量切换部根据从上位控制器输入的模式信号来切换所选择的避让量。
3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
上述避让量切换部根据从外部设备输入的切换信号来切换所选择的避让量。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
根据所使用的加工程序来改写判定为上述机床是加工中时所选择的避让量。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
根据上述机床所加工的工件的加工状态来改写判定为上述机床是加工中时所选择的避让量。
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