DE2917530C2 - Regelsystem für eine Spindel - Google Patents

Regelsystem für eine Spindel

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DE2917530C2
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Kengo Dipl.-Ing. Kawasaki Kanagawa Kobayashi
Kanryo Dipl.-Ing. Tokyo Shimizu
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Fanuc Corp
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Fujitsu Fanuc Ltd
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Description

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Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für eine Spindel sowie einen Drehtisch einer Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer Werkzeugmaschine folgt Drehvorgängen eines an einer Spindel befestigten Werkstücks manchmal beispielsweise ein Fräsen des in einer gewünschten befohlenen Winkellage positionierten Werkstücks. Ein Spindelmotor zum Antreiben der Spindel für die Drehvorgänge hat eine große Leistung, u>.d die Drehvorgänge werden mit hoher Drehzahl ausgeführt, so daß die Positionierung der Spindel in einer befohlenen Winkellage durch den Spindelmotor nicht ausgeführt werden kann. Es ist bekannt, sowohl einen Spindelmotor für die Drehvorgänge und einen Motor für die Spindelpositionierung zu verwenden und diese getrennt in Übereinstimmung mit der Drehbetriebsart und der Positionierbetriebsart anzutreiben.
Dieses bekannte System erfordert jedoch zwei Motoren und zwei dazu gehörende Antriebssysteme, was zu dem Nachteil führt, daß die Vorrichtung aufwendig und teuer ist.
Bekannt ist auch ein elektrischer Antrieb für eine Arbeitsmaschine, z. B. eine Nähmaschine, bei dem zwischen einem Motor und einer Drehwelle eine Bremse und eine Kupplung mit unterschiedlichen Übertragungsverhältnissen angeordnet sind (DE-AS 17 63 853). Dabei sind getrennte Drehzahlmeßglieder und ein Synchronisator zur Bestimmung der Winkelstellung vorgesehen, was die bekannte Anordnung aufwendig und teuer macht.
Schließlich ist auch eine Vorrichtung zur Lageregelung der beweglichen Glieder einer Werkzeugmaschine bekannt, die einen einzigen Verstellmotor und voreinstellbare Positionszähler aufweist (DE-AS 19 03 546).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem für eine Spindel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß es einfach und damit wirtschaftlich ausgebildet ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, die ein Blockschaltbild einer numerisch geregelten Werkzeugmaschine unter Verwendung der Erfindung zeigt
SP bezeichnet eine Spindel oder eine ähnliche Drehwelle, die ein Werkstück Woder ein Werkzeug hält und auf welche die Drehung eines einzigen Spindelmotors SM über eine der beiden Übertragungseinrichtungen mit unterschiedlichen Verhältnissen übertragen wird. CLl und.CL2 bezeichnen Kupplungen, Ol bis G6 bezeichnen Zahnräder zum Bilden der Übertragungseinrichtungen. Wenn die Kupplung CL 1 ein- und die Kupplung CL 2 ausgeschaltet ist, wird die Drehung des Motors SM auf die Drehwelle SP über die Kupplung CL 1 und die Zahnräder G1 und G 2 übertragen. Wenn die Kupplung CL 1 aus- und die Kupplung CL 2 eingeschaltet ist, wird die Drehung des Motors SM auf die Drehwelle SP über die Zahnräder G 3 bis G 6 und die Kupplung CL 2 übertragen. DET bezeichnet einen mit der Drehwelle SP gekuppelten Detektor, der ein Impulskodierer sein kann, der einen Rückkopplungsimpuls FBP für jede Winkeldrehung der Drehwelle SP und einen Drehimpuls RP in jeder besonderen Winkellage der Drehwelle SP erzeugt. CN bezeichnet einen Zähler, der durch den Impuls RPzurückgestellt wird und der die Rückkopplungsimpulse FBP zählt CNA bezeichnen einen Zähler, in dem der Inhalt des Zählers CN voreingestellt wird. RC bezeichnet ein Register, PGC einen Befehlsimpulsgeneratoi, G7"l und GT2 Gatter, ER ein Fehlerregister, DA einen D-A-Umsetzer, AMP einen Verstärker zum Antreiben des Motors SM, TG einen Tachogenerator, A DD einen Addierer, CC einen Regelkreis, PWC einen Leistungsregelkreis, INT einen Interpolator, SX und SY Achsenservomotoren und TR einen Bandleser.
Wenn Spindeleinschalt- und Spindelgeschwindigkeits-Befehlsdaten auf einem Befehlsband durch den Dätenleser TR gelesen werden, legt der Regelkreis CC einen Spindeleinschaltbefehl SON und einen Spindeldrehzahlbefehl SVE an den Ldstungsregelkreis PWC, wodurch ein Kupplungsregels-gnal CLC i eingeschaltet wird und ein Kupplungsregelsignal CLC2 ausgeschaltet wird, um die Kupplung CL 1 einzuschalten und die Kupplung CL 2 auszuschalten. Der Leistungsregelkreis PWCschaltet ein Gatterregelsignal GCS aus, um einen Drehzahlbefehlswert SOFl über das Gatter G72 zu dem D-A-Umsetzer DA zum Umsetzen in ein analoges Signal zu geben. Das analog- Signal und ein Signal von dem Tachogenerator TG werden dem Addierer zugeführt und das Addiererausgangssignal wird durch den Verstärker AMP verstärkt, woraufhin es dem Spindelmotor SPzugeführt wird. Als Folge dreht sich der Spindelmotor SF mit einer Drehzahl entsprechend dem Dr^hzahlbefehl SVE, um die Drehwelle SPfür Drehvorgänge anzutreiben.
Beim Zuführen von Spindelausschaltdatcn, die durch den Bandleser TR von dem Befehlsband gelesen werden, legt der Regelkreis CC einen Spindelausschaltbefehl SOF an den Leistungsregelkreis SWC, um den Drehzahlbefehl SOFl zurückzustellen und die Kupplungsregelsignale CLC1 und CZ.C2 auszuschalten.
Wenn die Spindelpositionierbefehlsdaten durch den Bandleser TR von dem Befehlsband gelesen werden, legt der Regelkreis CC ein Spindelpositionierbetriebsartsignal SPOS an den Leistungsregelkreis SWC, um das Kupplungsregelsignal CLC1 auszuschalten und das Signal CLC2 einzuschalten, wodurch die Spindel mit einer niedrigen Drehzahl angetrieben wird. Der Regelkreis CC setzt einen Spindelpositionierbefehlswert SPOD in das Register RG und gibt gleichzeitig einen
Voreinstellbefehl PSTan den Zähler CNA, um darin den Inhalt des Zählers QV einzustellen. Der Befehlsimpulsgenerator PGC erzeugt Befehlsimpulse mit einer Zahl, die gleich der Differenz zwischen den Inhalten des Registers RG und des Zählers CNA ist, und legt die Befehlsimpulse an das Fehlerregister ER. Durch das Voreinstellsignal PST zu dem Zähler CNA wird das Gatter GTi eingeschaltet, um Rückkopplungsimpulse FBP durchzulassen, die anschließend erzeugt werden, um negativ zu dem Fehlerregister ER rückgekoppelt zu werden. Nach der Beendigung der Voreinstellung wird das Gatter GT2 durch das Gateregelsignal CGS eingeschaltet und der Inhalt des Fehlerregisters ER wird über das Gatter GT2 an des D-A-Umsetzer DA angelegt, dessen Ausgangssignal über den Verstärker AMP an den Spindelmotor SPgegeben wird, um diesen anzutreiben.
Der Spindelmotor wird deshalb in einer Lage angehalten, in der die Differenz zwischen der Befehlslage und der gegenwärtigen Lage der Spindel zur Zeit der Voreinstellung des Inhalts des Zählers CW durch das Voreinstellsignal fSTin dem Zähler CNA N ill wird.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, eine Positionierung der Spindel ohne einen nachfolgenden Spindelreduktionsschritt auszuführen. Die Spindel kann nämlich positioniert werden, wenn die Kupplung CL \ ein- und die Kupplung CL 2 ausgeschaltet bleiben. Als Detektor kann ein Drehmelder od. dgl. anstelle des Impulskodierers verwendet werden. Die Erfindung ermöglicht somit sowohl eine Drehung der Spindel (Drehwelle) für Drehvorgänge und ihre Positionierung unter Verwendung eines Motors, was zu einer kleinen und billigen Vorrichtung führt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (2)

Patentansprüche:
1. Regelsystem für eine Spindel (SP) mit einem einzigen Spindelmotor (SM) zum Antreiben der Spindel, mit ersten und zweiten Kupplungen (CL 1, CL 2), welche die Drehzahl der Ausgangswelle des Spindelmotors auf die Spindel mit zwei verschiedenen Obersetzungsverhältnissen übertragen, und mit einem Drehpositionsdetektor (DET), dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Spindel (SP) gekuppelte Detektor (DET) sowohl Impulse (RP) zur Winkelmessung als auch Impulse (FBP) zur Drehzahlmessung liefert
2. Regelsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zählereinrichtung (CN, CNA) zum Zählen der Impulse des Drehpositionsdetektors (DET), wobei die Positionierung der Spindel (SP) durch Regeln des Spindelmotors (SM) in der Weise ausgeführt wird, uaß eine Differenz zwischen dem Inhalt der Zähleinrichtung und einem Positionierbefehlswert (SPOD) auf Null verringert wird.
DE2917530A 1978-05-02 1979-04-30 Regelsystem für eine Spindel Expired DE2917530C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53052992A JPS5848295B2 (ja) 1978-05-02 1978-05-02 工作機械の主軸制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2917530A1 DE2917530A1 (de) 1979-11-08
DE2917530C2 true DE2917530C2 (de) 1984-05-10

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ID=12930409

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DE2917530A Expired DE2917530C2 (de) 1978-05-02 1979-04-30 Regelsystem für eine Spindel

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US (1) US4282955A (de)
JP (1) JPS5848295B2 (de)
DE (1) DE2917530C2 (de)
FR (1) FR2425104A1 (de)
GB (1) GB2021011B (de)

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GB2021011B (en) 1982-07-14
GB2021011A (en) 1979-11-28
FR2425104A1 (fr) 1979-11-30
JPS5848295B2 (ja) 1983-10-27
DE2917530A1 (de) 1979-11-08
US4282955A (en) 1981-08-11
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FR2425104B1 (de) 1984-02-17

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