JP2000167743A - 数値制御装置の制動制御装置 - Google Patents
数値制御装置の制動制御装置Info
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Abstract
制動するときに、制動回路の過熱によって運転が長期間
中断してしまう。 【解決手段】 平均制動電力の計算を制動エネルギ演算
部5及び平均制動電力演算部6にて行い、制動回路の冷
却に必要な一時停止時間を一時停止時間演算部9にて求
め、一時停止制御部11によって運転途中において一時
停止し、その後運転を再開する。
Description
動制御装置に関するものである。
ライブユニットに発電制動回路または回生制動回路を設
け、この制動回路を駆動モータに結合して駆動軸を制動
する制動制御装置が知られている。この様な制動制御装
置において、運転するパートプログラムによっては駆動
モータを激しく加減速させると制動回路が過熱してしま
う問題があった。このため、従来、制動制御装置に制動
回路の過熱を検出する制動回路過熱検出部と、過熱時に
運転を中断する運転中断制御部を設け、制動回路の過熱
時に運転を中断することが行われている。
関数発生部21はパートプログラムメモリ4よりパート
プログラムを読み出す。パートプログラムの指令コード
に従って、軸移動指令コードの場合は関数発生を行い位
置指令を生成し、速度指令コードの場合は速度指令を生
成してドライブユニット22へ指令する。ドライブユニ
ット22は指令に従って駆動モータ23を駆動する。
る。制動回路過熱検出部24はドライブユニット22に
装着された制動回路の温度を監視している(S51)。
過熱を検出したらS53へ進む(S52)。S53では
関数発生部21に対して関数発生停止を指令し(S5
3)、運転中断制御部25を用いてドライブユニット2
2のパワー回路の電源を遮断し(S54)、過熱を検出
したことを表示部8に表示する(S55)。
した後は冷却されるまでは運転できず、冷却後パートプ
ログラムの途中より運転するには手間がかかる。異なっ
た複数の加工物を自動的にローディングし連続して運転
することのできる工作機械においては、一つの加工物の
パートプログラムの運転によって制動回路が過熱して運
転が中断されると無人運転が困難となる。制動回路の過
熱に対してはその処理可能な許容電力をアップすれば一
応対処可能であるが、これでは使用部品が大きくなりそ
れだけのスペースが必要となり、またコストも掛かると
いう問題が生じる。
題を解決するために、動電力の計算を数値制御装置に予
め行わせ、平均制動電力が制動回路の処理可能な許容電
力より大きい場合、制動回路の冷却に必要な一時停止時
間を求め、その一時停止時間に基づいて一時停止し、そ
の後運転を再開することを特徴とする。
工作機械の数値制御装置に適用した場合のブロック図の
例である。パラメータ入力部1は機械駆動系パラメータ
であるモータにかかる負荷イナーシャと機械摺動部の摩
擦のモータ軸換算トルクをキーボードより設定でき、設
定されたデータはパラメータメモリ2に格納されるよう
になっている。又、パラメータメモリ2には、予め設定
されたモータパラメータであるモータイナーシャとモー
タ電流とモータ内部インピーダンス、及び機械駆動系パ
ラメータである加減速時定数と早送り速度、及び制動回
路の処理能力を示す制動回路許容電力値が格納されてい
る。パートプログラムメモリ4には運転する従来と同様
のパートプログラムが格納されている。
ある。パートプログラム選択部3より入力されたパート
プログラム名を制動エネルギ演算部5に入力する(S
1)。制動エネルギー演算部5は該当するパートプログ
ラムをパートプログラム4より読み出し(S2)、ま
た、読み出したパートプログラムの1ブロックを読み出
す(S3)。そして、そのブロックがG00指令か否か
を判定し、G00指令の場合はS5へ、G00指令でな
い場合はS21へ進む(S4)。
予め設定された早送り速度、加減速時定数とパートプロ
グラムからの移動距離より到達する回転数を算出する
(S5)。さらに軸移動時間t[sec]を算出する
(S6)。次に、制動エネルギの算出に必要な制動エネ
ルギ算出パラメータをパラメータメモリ2より読み出す
(S7)。制動エネルギ演算部5において制動エネルギ
を数式(1)より算出する(S8)。
2 ] モータ軸換算負荷イナーシャ JL[kgm
2 ] トータルイナーシャ(Jm+JL) J[kgm2 ] モータ軸換算摩擦トルク Td[Nm] G00指令の加減速時定数 tl[sec] モータ回転数 N[min
-1 ] モータの内部インピーダンス Zm[Ω] モータ電流 Im[A] 次に読み出したパートプログラムの全てのブロックの制
動エネルギを数式(2)より積算する(S9)。
(n)[J]
ついての動作時間t[sec]を算出する。主軸回転指
令については加速度を予め決めておき指令回転数に応じ
て時間を算出する。工具自動交換時間については予め決
められた時間とする。その他の補助動作についても時間
を動作時間に合わせて決めておき指令に応じて決定す
る。
は動作時間を数式(3)により積算する(S10)。
[sec]
か判定し、プログラムエンドであればS12へ進み、プ
ログラムエンドでなければS3よりの処理を繰り返す
(S11)。平均制動電力演算部6において、平均制動
電力値Psを数式(4)より算出する(S12)。
に予め設定された制動回路許容電力値Paと平均制動電
力値Psを比較し(S13)、平均制動電力値Psの方
が大きい場合は、一時停止時間演算部9において一時停
止時間Tsを数式(5)により算出して一時停止時間メ
モリ10に記憶する(S14)。
ータ回転数の2乗に比例することにより、一般に [G00指令の速度]>[G01指令の速度] であるので、 [G00指令の制動エネルギ]>>[G01指令の制動
エネルギ] が成り立つ。このため、実施形態1においては、G01
指令の制動エネルギはG00指令における制動エネルギ
に対して無視できる程度に小さいとした。しかし、近年
のG01指令の高速加工においては、G00指令におけ
る制動エネルギも考慮する必要がある。この場合は数式
(1)を数式(6)に置き換えて対応可能である。尚、
N(n)−N(n-1)≧0の場合は、力行状態となるため、E
t=0とする。
[min-1 ] パートプログラムn-1ブロックのモータ回転数 N(n-1)
[min-1 ] G01指令の加減速時定数 t2[s
ec]
と平均制動電力値から冷却に必要な最適一時停止時間が
求められ、この一時停止時間は一時停止時間メモリ10
から読み出されて一時停止制御部11により、必要な運
転停止が行われる。本実施形態1においては、この運転
一時停止は、パートプログラムの1ブロックずつで行わ
れ、以下にその具体例を説明する。図3は本発明の数値
制御装置による1つのパートプログラム運転を示すもの
である。パートプログラム運転時において、関数発生部
21はパートプログラムメモリ4よりパートプログラム
を1ブロックずつ読み出して実行する(S31)。一時
停止制御部11は関数発生部21が読み出したブロック
がプログラムエンドかどうかを判定し(S32)、プロ
グラムエンドでなければS31からの動作を繰り返す。
プログラムエンドのときは一時停止時間メモリ10より
そのパートプログラムに対応する一時停止時間を読み出
し(S33)、一時停止時間分ドゥエルを実行し、1つ
のパートプログラム運転を終了する。1つのパートプロ
グラム終了後、次のパートプログラムを連続して実行す
るために従来技術であるスケジュールプログラム運転な
どで行うことができる。
ても同様であり、この場合は数式(1)を数式(7)に
変更して対応可能である。尚、N(n)−N(n-1)≧0の場
合は、力行状態となるため、Et=0とする。
ある。S1からS3までは実施形態1と同様である。S
4ではG00指令であればS5へ進み、G00指令でな
ければS22に進む。S5からS14までは実施形態1
と同様である。S12、S13、S14においては主軸
モータについても別途実行する。
31へ切削指令でなければS23へ進む。S23ではM
03、M04、M05、回転数指令であればS41へ進
み、主軸指令でなければS21へ進み実施例1と同様の
処理を行いS10へ進む。
ある。制動エネルギ演算部5は送り速度指令よりモータ
速度を算出し(S31)位置指令より軸移動時間を算出
する(S32)。前回の送り指令を呼び出し(S3
3)、制動エネルギを数5に従って算出し(S34)、
今回の送り指令を記憶し(S35)S9へ進む。
ある。制動エネルギ演算部5は主軸の前回指令速度を呼
び出し(S41)、 動作時間の算出のため今回の指令
速度との差より予め定められた加速減速の加速度に従っ
て加速減速時間を算出し(S42)、制動エネルギを数
7により算出し(S43)、制動エネルギを積算し(S
44)、今回の速度指令を記憶し(S45)S10へ進
む。S10においてはS6、S21、S32、S42に
おいて算出した時間を積算する。同時動作がある場合は
長い方のみを積算する。
が過熱することを予め認知するため、制動回路過熱によ
り運転が中断することを防止する。
る。
のフローチャートである。
る。
パートプログラム選択手段、4 パートプログラムメモ
リ、5 制動エネルギ演算部、6 平均制動電力演算
部、7 制動電力比較部、8 表示部、9 一時停止時
間演算部、10一時停止メモリ、11 一時停止制御
部、21 関数発生部、22 ドライブユニット、23
駆動モータ、24 制動回路過熱検出部、25 運転
中断制御部。
Claims (2)
- 【請求項1】 モータの運動エネルギを電気制動エネル
ギに変換して制動を行う数値制御装置の制動制御回路に
おいて、 平均制御電力が制動回路の処理可能な許容電力より大き
い場合、制動回路の冷却に必要な一時停止時間を求める
一時停止時間演算部と、前記一時停止時間に基づいて運
転を一時停止するとともにその後運転を再開する一時停
止制御部と、 を備えたことを特徴とする数値制御装置の制動制御装
置。 - 【請求項2】 パートプログラムを格納するパートプロ
グラムメモリと、該パートプログラムにより位置指令も
しくは速度指令を生成する関数発生部と、その関数発生
部からの指令によりモータを駆動するドライブユニット
にモータの運動エネルギを電気制動エネルギに変換して
制動を行う制動回路と、その制動回路の過熱を検出する
過熱検出部と、過熱時運転を中断する運転中断制御部を
備えた数値制御装置の制動制御装置において、モータイ
ナーシャとモータ電流とモータ内部インピーダンスから
なるモータパラメータ、及びモータに接続された付加イ
ナーシャと機械摺動部の摩擦のモータ軸換算トルクと加
減速時定数からなる機械駆動系パラメータからなる制動
エネルギ算出パラメータと前記制動回路の能力を示す制
動回路許容電力値を記憶するパラメータメモリと、前記
パートプログラムメモリに予め格納されたパートプログ
ラムを選択するパートプログラム選択部と、前記選択さ
れたパートプログラムを読み出して、各行のパートプロ
グラムの内容から解析されたモータの回転指令と前記制
動エネルギ算出パラメータより制動エネルギ及び動作時
間を演算する制動エネルギ演算部と、前記パートプログ
ラムの各行から演算した制動エネルギの総和を運転時間
の総和で除算した平均制動電力値を求める平均制動電力
演算部と、前記平均制動電力値と予め設定された前記制
動回路許容電力値を比較して、平均制動電力値が大きい
場合、平均制動電力値と制動許容電力値で除算した値と
運転時間の積から運転時間を減算して一時停止時間を算
出する一時停止時間演算部と、算出された一時停止時間
を記憶する一時停止時間メモリと、前記パートプログラ
ムの運転終了時に記憶された一時停止時間分一時停止し
時間経過後運転を再開する一時停止制御部を備えたこと
を特徴とする数値制御装置の制動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34552598A JP3647660B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 数値制御装置の制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34552598A JP3647660B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 数値制御装置の制動制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000167743A true JP2000167743A (ja) | 2000-06-20 |
JP3647660B2 JP3647660B2 (ja) | 2005-05-18 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP34552598A Expired - Fee Related JP3647660B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 数値制御装置の制動制御装置 |
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JP (1) | JP3647660B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-04 JP JP34552598A patent/JP3647660B2/ja not_active Expired - Fee Related
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