JP2518298B2 - 主軸回転位置制御方法 - Google Patents
主軸回転位置制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械の主軸を任意の位置に停止させる
位置制御方法に関する。
位置制御方法に関する。
マニシングセンタやトランスファーマシン等の工作機
械において、工具の自動交換と中ぐり加工や、工具計
測、工具長補正等のために、主軸を複数の回転位置に位
置決め制御することが要求される場合がある。
械において、工具の自動交換と中ぐり加工や、工具計
測、工具長補正等のために、主軸を複数の回転位置に位
置決め制御することが要求される場合がある。
このような場合、第６図の例に示すように、主軸５に
１個の発磁体７を取付け、一方、主軸固定部６には、要
求される２個所の停止位置にあわせて磁気センサ8a,8b
を取り付ける。
１個の発磁体７を取付け、一方、主軸固定部６には、要
求される２個所の停止位置にあわせて磁気センサ8a,8b
を取り付ける。
第７図に回転位置に対するそれぞれの検出信号特性を
表す。位置制御器は停止位置指令に応じて磁気センサ8
a,8bを選択し位置決め制御する。第５図の例では、スイ
ッチ18aが閉、18bが開であるから、磁気センサ8aの位置
検出信号で位置制御を行い、発磁体７と磁気センサ8aが
対向する位置に停止する。
表す。位置制御器は停止位置指令に応じて磁気センサ8
a,8bを選択し位置決め制御する。第５図の例では、スイ
ッチ18aが閉、18bが開であるから、磁気センサ8aの位置
検出信号で位置制御を行い、発磁体７と磁気センサ8aが
対向する位置に停止する。
このように、従来の制御方式においては、複数の回転
位置に位置決め制御する場合、停止位置の数と同様の磁
気センサが必要であり、かつ停止位置指令に応じて、磁
気センサの信号を切換えなければならない。従って、主
軸パルスエンコーダを使用せず、従来の方式である磁気
センサによる位置決め方式では、任意の主軸回転位置に
停止させることは困難である。
位置に位置決め制御する場合、停止位置の数と同様の磁
気センサが必要であり、かつ停止位置指令に応じて、磁
気センサの信号を切換えなければならない。従って、主
軸パルスエンコーダを使用せず、従来の方式である磁気
センサによる位置決め方式では、任意の主軸回転位置に
停止させることは困難である。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので
あり、主軸回転位置検出器として従来の発磁体と磁気セ
ンサを用いて、任意の主軸回転位置に停止させる主軸位
置制御方法を提供することを目的とする。
あり、主軸回転位置検出器として従来の発磁体と磁気セ
ンサを用いて、任意の主軸回転位置に停止させる主軸位
置制御方法を提供することを目的とする。
本発明の主軸回転位置制御方法は、この目的を達成す
るために、工作機械の主軸の定位置停止制御に使用する
主軸原点位置検出器と、主軸を変速機を介して駆動する
モータと、同モータの速度及び回転位置を検出するパル
スエンコーダと、主軸の位置制御を行う位置制御器及び
速度制御機能を持つモータ制御装置とからなる主軸回転
位置制御装置において、前記位置検出器による主軸原点
信号と、位置制御器の変速比定数設定器の変速比とパル
スエンコーダによるモータ軸回転位置を演算して得られ
る主軸回転位置信号とを用いて、前記演算される主軸回
転位置信号による第一の位置制御ループと前記位置検出
器による主軸停止位置信号による第二の位置制御ループ
を構成し、位置決め指令の入力後、磁気センサによる主
軸原点信号を検出した後、第一の位置制御ループにより
位置制御を行い、前記位置検出器の検出範囲は第二の位
置制御ループで位置制御を行って定位置停止させ、その
後異なる停止位置指令を入力し、第一の位置制御ループ
により位置制御を行い前記異なる停止指令位置に停止さ
せることにより、主軸位置検出パルスエンコーダなしの
任意位置停止を行うことを特徴とする。
るために、工作機械の主軸の定位置停止制御に使用する
主軸原点位置検出器と、主軸を変速機を介して駆動する
モータと、同モータの速度及び回転位置を検出するパル
スエンコーダと、主軸の位置制御を行う位置制御器及び
速度制御機能を持つモータ制御装置とからなる主軸回転
位置制御装置において、前記位置検出器による主軸原点
信号と、位置制御器の変速比定数設定器の変速比とパル
スエンコーダによるモータ軸回転位置を演算して得られ
る主軸回転位置信号とを用いて、前記演算される主軸回
転位置信号による第一の位置制御ループと前記位置検出
器による主軸停止位置信号による第二の位置制御ループ
を構成し、位置決め指令の入力後、磁気センサによる主
軸原点信号を検出した後、第一の位置制御ループにより
位置制御を行い、前記位置検出器の検出範囲は第二の位
置制御ループで位置制御を行って定位置停止させ、その
後異なる停止位置指令を入力し、第一の位置制御ループ
により位置制御を行い前記異なる停止指令位置に停止さ
せることにより、主軸位置検出パルスエンコーダなしの
任意位置停止を行うことを特徴とする。
以下に本発明を図面に表す実施例に基づいて具体的に
説明する。
説明する。
第１図は本発明を適用した主軸回転位置制御方法の実
施例を示すブロック図であり、第４図は位置決め制御時
の回転位置、速度等の説明図である。
施例を示すブロック図であり、第４図は位置決め制御時
の回転位置、速度等の説明図である。
第１図において、１はモータ制御装置、２はモータ、
３はモータ２の速度及び回転位置を検出するパルスエン
コーダである。モータ２の駆動力は、ギヤ，ベルト等を
用いた変速機４を介して主軸５に伝達される。主軸位置
検出器９は、主軸５に設けた永久磁石等の発磁体７と、
主軸固定部６に設けた磁気センサ８とよりなっている。
３はモータ２の速度及び回転位置を検出するパルスエン
コーダである。モータ２の駆動力は、ギヤ，ベルト等を
用いた変速機４を介して主軸５に伝達される。主軸位置
検出器９は、主軸５に設けた永久磁石等の発磁体７と、
主軸固定部６に設けた磁気センサ８とよりなっている。
通常速度制御時においては、速度指令選択スイッチ16
aが開、16bが閉であるから、モータ制御装置１は速度指
令器15の速度指令に基づいてモータ２を速度制御する。
第４図において、時刻t0までが、この期間である。
aが開、16bが閉であるから、モータ制御装置１は速度指
令器15の速度指令に基づいてモータ２を速度制御する。
第４図において、時刻t0までが、この期間である。
次に、任意の回転位置に停止させる場合について説明
する。
する。
従来の技術の項で述べたように、磁気センサによる位
置検出器だけで複数の回転位置に位置決め制御を行う
と、停止位置と同数の磁気センサが必要であり、かつ停
止位置信号に応じて磁気センサの信号を切り換えなけれ
ばならないなどの問題が生じる。そこで、本発明におい
ては、モータ２内蔵のパルスエンコーダ３に着目し、こ
のパルスエンコーダ３による位置信号と、変速比定数及
び磁気センサ８の信号を用いて、第５図に示すように、
主軸回転位置を計算する。第５図の例は、変速比1:0.67
の場合である。まず、定位置停止の位置を主軸原点とす
る。この信号で、主軸回転角度信号を０にリセットす
る。次に、モータ２のパルスエンコーダ３の出力である
パルスをカウントし、モータ軸回転角度を下式により計
算する。
置検出器だけで複数の回転位置に位置決め制御を行う
と、停止位置と同数の磁気センサが必要であり、かつ停
止位置信号に応じて磁気センサの信号を切り換えなけれ
ばならないなどの問題が生じる。そこで、本発明におい
ては、モータ２内蔵のパルスエンコーダ３に着目し、こ
のパルスエンコーダ３による位置信号と、変速比定数及
び磁気センサ８の信号を用いて、第５図に示すように、
主軸回転位置を計算する。第５図の例は、変速比1:0.67
の場合である。まず、定位置停止の位置を主軸原点とす
る。この信号で、主軸回転角度信号を０にリセットす
る。次に、モータ２のパルスエンコーダ３の出力である
パルスをカウントし、モータ軸回転角度を下式により計
算する。
θＭ＝（360゜/NR）×Ｎθ 但し、Ｎθ：カウントパルス数 NR:1回転当りのパルス数 さらに、変速比RSを用いて、主軸回転角度は、θＳ＝
RS×θＭ＝360゜/NR×RS×Ｎθとなる。例えば、NR＝40
96P/R,Nθ＝1024パルス,RS＝0.67とすると、θＳ＝60゜
となる。
RS×θＭ＝360゜/NR×RS×Ｎθとなる。例えば、NR＝40
96P/R,Nθ＝1024パルス,RS＝0.67とすると、θＳ＝60゜
となる。
このようにして、主軸回転角度を検出することができ
るため、これに基づいて指令位置への位置決め制御を行
う。
るため、これに基づいて指令位置への位置決め制御を行
う。
ここで、変速比定数について説明する。
モータ２の駆動力を主軸５に伝える変速機４は、２種
類又は３種類の変速比を持ち、主軸速度から最適変速比
が変速比選択指令器13で選択される。同指令器13の信号
を変速比定数設定器12は入力として、予め変速機４の変
速比を設定した定数の中から主軸変速比と同じ定数が主
軸回転位置制御器11に指令される。
類又は３種類の変速比を持ち、主軸速度から最適変速比
が変速比選択指令器13で選択される。同指令器13の信号
を変速比定数設定器12は入力として、予め変速機４の変
速比を設定した定数の中から主軸変速比と同じ定数が主
軸回転位置制御器11に指令される。
停止すべき回転位置は、停止位置指令器17から12ビッ
トのバイナリ信号で主軸回転位置制御器11に指令され
る。
トのバイナリ信号で主軸回転位置制御器11に指令され
る。
一方、主軸位置検出器９で検出される第５図に示すよ
うな主軸位置信号を、主軸原点発生器10で変換した原点
パルスと、モータ２の速度検出用パルスエンコーダ３の
モータ軸回転位置信号と、変速比定数設定器12の変速比
定数とから、主軸５の実回転位置を前に述べた方法で演
算する。
うな主軸位置信号を、主軸原点発生器10で変換した原点
パルスと、モータ２の速度検出用パルスエンコーダ３の
モータ軸回転位置信号と、変速比定数設定器12の変速比
定数とから、主軸５の実回転位置を前に述べた方法で演
算する。
第４図のように、まず、停止位置指令器17から、停止
位置を０すなわち主軸原点として主軸回転位置制御器11
に指令しておき、時刻t0に位置決め指令器14が動作する
と、選択スイッチ16aが閉、16bが開になり、位置制御ル
ープに切り換わる。
位置を０すなわち主軸原点として主軸回転位置制御器11
に指令しておき、時刻t0に位置決め指令器14が動作する
と、選択スイッチ16aが閉、16bが開になり、位置制御ル
ープに切り換わる。
主軸回転位置制御器11は、位置決め指令器14の信号
で、前述の停止すべき指令回転位置に主軸５が停止する
ように演算された実回転位置を監視しながら、速度指令
選択スイッチ16aを通してモータ制御装置１に速度指令
を指令し、モータ２を回転させる。
で、前述の停止すべき指令回転位置に主軸５が停止する
ように演算された実回転位置を監視しながら、速度指令
選択スイッチ16aを通してモータ制御装置１に速度指令
を指令し、モータ２を回転させる。
時刻t1に、主軸原点近傍の、主軸位置検出器９の検出
範囲に到達後、主軸原点までの位置決め制御は、前述の
演算された実回転位置を使用して行うことも、位置検出
器の信号を使用して行うことも可能である。このいずれ
かの方法により、位置決め制御を行い、時刻t2に、主軸
５は主軸原点に停止する。
範囲に到達後、主軸原点までの位置決め制御は、前述の
演算された実回転位置を使用して行うことも、位置検出
器の信号を使用して行うことも可能である。このいずれ
かの方法により、位置決め制御を行い、時刻t2に、主軸
５は主軸原点に停止する。
主軸５が停止指令位置に到達後、時刻t3に停止位置指
令器17が停止指令位置を変更すれば、主軸回転位置制御
器11は変更後の停止すべき指令回転位置に主軸５が停止
するように位置決め制御を行う。
令器17が停止指令位置を変更すれば、主軸回転位置制御
器11は変更後の停止すべき指令回転位置に主軸５が停止
するように位置決め制御を行う。
主軸原点以外への位置決め制御は、前述の演算された
実回転位置を使用して行う。停止位置指令θ１に対し、
時刻t4に主軸５は指令位置に停止し、時刻t5に、再び停
止位置指令器17が停止指令位置をθ２に変更すれば、主
軸回転位置制御器11は、主軸５がθ２に停止するよう
に、位置決め制御を行い、時刻t6に、位置決めを完了す
る。
実回転位置を使用して行う。停止位置指令θ１に対し、
時刻t4に主軸５は指令位置に停止し、時刻t5に、再び停
止位置指令器17が停止指令位置をθ２に変更すれば、主
軸回転位置制御器11は、主軸５がθ２に停止するよう
に、位置決め制御を行い、時刻t6に、位置決めを完了す
る。
なお、変速比選択指令器13及び速度指令器15は、NC工
作機の持つ機能であり、機械仕様で決まった変速比と速
度範囲とに基づき、主軸速度指令（Ｓ○○○○）を、ギ
ヤの選択と、主軸モータの速度指令に変換する。第２図
に、その例を示す。条件は次のような数値としている。
作機の持つ機能であり、機械仕様で決まった変速比と速
度範囲とに基づき、主軸速度指令（Ｓ○○○○）を、ギ
ヤの選択と、主軸モータの速度指令に変換する。第２図
に、その例を示す。条件は次のような数値としている。
モータ定格回転数 8000rpm 主軸定格回転数 6000rpm 変速比（Ｈ） 0.75 変速比（Ｌ） 0.15 主軸速度範囲（Ｈ） 1200〜6000rpm 主軸速度範囲（Ｌ） ０〜1200rpm 以上より、変速比選択指令器13と速度指令器15との関
係は、第３図のようになる。
係は、第３図のようになる。
なお、本実施例では、停止位置指令器17の指令位置信
号をアブソリュート信号としているが、これをインクリ
メンタル信号とすることも可能である。
号をアブソリュート信号としているが、これをインクリ
メンタル信号とすることも可能である。
以上に説明したように、本発明においては、磁気セン
サによる主軸原点位置信号と、主軸モータの速度検出用
パルスエンコーダの信号と、位置制御器の変速比定数設
定器に設定された主軸とモータの変速比から主軸回転位
置を演算し、与えられた任意の回転位置に停止制御を行
うようにしている。したがって、一対の発磁体と磁気セ
ンサを使用するだけで、主軸を任意の停止位置に位置決
め制御ができ、主軸回転位置検出部の機構が簡単になる
ばかりでなく、検出部の切換装置も不要であるため、位
置決め制御の信頼性が向上する。
サによる主軸原点位置信号と、主軸モータの速度検出用
パルスエンコーダの信号と、位置制御器の変速比定数設
定器に設定された主軸とモータの変速比から主軸回転位
置を演算し、与えられた任意の回転位置に停止制御を行
うようにしている。したがって、一対の発磁体と磁気セ
ンサを使用するだけで、主軸を任意の停止位置に位置決
め制御ができ、主軸回転位置検出部の機構が簡単になる
ばかりでなく、検出部の切換装置も不要であるため、位
置決め制御の信頼性が向上する。
第１図は本発明の主軸回転位置制御方法のブロック図、
第２図は主軸速度指令に対するモータ速度及び主軸速度
の関係を示すグラフ、第３図は変速比選択指令器と速度
指令器との関係を示すブロック図、第４図は位置決め制
御時の回転位置、速度等の説明図、第５図は主軸の回転
角度と磁気センサの位置検出信号出力との関係を示す説
明図、第６図は主軸位置検出器構成図、第７図は回転位
置におけるそれぞれの検出信号特性を示す説明図であ
る。 1:モータ制御装置、2:モータ 3:パルスエンコーダ、4:変速機 5:主軸、6:主軸固定部 7:発磁体、8,8a,8b:磁気センサ 9:主軸位置検出器、10:主軸原点発生器 11:主軸回転位置制御器 12:変速比定数設定器、13:変速比選択指令器 14:位置決め指令器、15:速度指令器 16a,16b:速度指令選択スイッチ 17:停止位置指令器 18a,18b:磁気センサ選択スイッチ
第２図は主軸速度指令に対するモータ速度及び主軸速度
の関係を示すグラフ、第３図は変速比選択指令器と速度
指令器との関係を示すブロック図、第４図は位置決め制
御時の回転位置、速度等の説明図、第５図は主軸の回転
角度と磁気センサの位置検出信号出力との関係を示す説
明図、第６図は主軸位置検出器構成図、第７図は回転位
置におけるそれぞれの検出信号特性を示す説明図であ
る。 1:モータ制御装置、2:モータ 3:パルスエンコーダ、4:変速機 5:主軸、6:主軸固定部 7:発磁体、8,8a,8b:磁気センサ 9:主軸位置検出器、10:主軸原点発生器 11:主軸回転位置制御器 12:変速比定数設定器、13:変速比選択指令器 14:位置決め指令器、15:速度指令器 16a,16b:速度指令選択スイッチ 17:停止位置指令器 18a,18b:磁気センサ選択スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】工作機械の主軸の定位置停止制御に使用す
る主軸原点位置検出器と、主軸を変速機を介して駆動す
るモータと、同モータの速度及び回転位置を検出するパ
ルスエンコーダと、主軸の位置制御を行う位置制御器及
び速度制御機能を持つモータ制御装置とからなる主軸回
転位置制御装置において、前記位置検出器による主軸原
点信号と、位置制御器の変速比定数設定器の変速比とパ
ルスエンコーダによるモータ軸回転位置を演算して得ら
れる主軸回転位置信号とを用いて、前記演算される主軸
回転位置信号による第一の位置制御ループと前記位置検
出器による主軸停止位置信号による第二の位置制御ルー
プを構成し、位置決め指令の入力後、磁気センサによる
主軸原点信号を検出した後、第一の位置制御ループによ
り位置制御を行い、前記位置検出器の検出範囲は第二の
位置制御ループで位置制御を行って定位置停止させ、そ
の後異なる停止位置指令を入力し、第一の位置制御ルー
プにより位置制御を行い前記異なる停止指令位置に停止
させることにより、主軸位置検出パルスエンコーダなし
の任意位置停止を行うことを特徴とする主軸回転位置制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62216151A JP2518298B2 (ja) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | 主軸回転位置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62216151A JP2518298B2 (ja) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | 主軸回転位置制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6459409A JPS6459409A (en) | 1989-03-07 |
| JP2518298B2 true JP2518298B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=16684081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62216151A Expired - Fee Related JP2518298B2 (ja) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | 主軸回転位置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518298B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107894375A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-10 | 上海神开石油仪器有限公司 | 全自动连续作业运动粘度测定器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5348285A (en) * | 1976-10-14 | 1978-05-01 | Citizen Watch Co Ltd | Feed mechanism in system for controlling turning angle of spindle for lathe |
| JPS5653588A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-13 | Fanuc Ltd | Main shaft rotation control system |
| JPS5727314A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-13 | Fanuc Ltd | Control circuit for stopping spindle in home position |
| JPS621012A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 回転体の位置決め制御装置 |
-
1987
- 1987-08-29 JP JP62216151A patent/JP2518298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6459409A (en) | 1989-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |