JP3862956B2 - 形彫放電加工装置の主軸装置 - Google Patents
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Description
本発明は、取り付けた工具電極を被加工物に所定の間隙で対向させ、これらの間に所定の放電加工電圧を印加して被加工物に穴形状を加工する形彫放電加工装置の主軸装置に関し、特に、その主軸が高速回転制御と高精度角度割出し制御の何れも可能である形彫放電加工装置の主軸装置に関する。
背景技術
一般に、形彫放電加工装置の主軸装置は、ベッドに立設されたコラム上でサーボモータにより鉛直方向に往復移動制御される加工ヘッドに設けられ、工具電極を被加工物の加工穴の深さ方向に進めるものである。工具電極はこの主軸装置の主軸下端に取り付けられ、被加工物はベッド上に載置されたテーブル上の定盤に設置される。放電加工媒体としての放電加工液は定盤を囲んで設けられている加工槽の内部に満たされ、被加工物がこの中に浸漬された状態で放電加工が行われる。
このような形彫放電加工装置の主軸装置によっていろいろな形状の穴加工を行うときには、工具電極を単に加工の進行方向に往復移動させるだけでなく、電極または被加工物を主軸廻りに高速に回転させたり、主軸の中心軸回りの回転方向に角度割出しさせたりすることができるとよい。丸棒などの単純形状の工具電極を被加工物に対して回転しながら移動して、複雑な輪郭形状の加工穴を放電加工したり、所望の形状に形成された工具電極を被加工物に対して所望の角度に割出して、所望の角度位置に傾斜させて加工したりすることができるからである。また、主軸の角度割出しと鉛直方向の往復移動とを組み合わせて、ねじ穴加工のようなより複雑な加工穴も放電加工することができる。
このような回転制御と角度割出し制御とが可能な主軸装置は、従来から実用に供され、また特許出願されている。そこで、この種の代表的な主軸装置の従来例をつぎに説明する。なお、以下の説明において、加工深さ方向の主軸の移動制御軸をZ軸、このZ軸と直交する平面上の1軸方向の移動制御軸をX軸、前記平面上のX軸と直交するもう1つの1軸方向の移動制御軸をY軸と称する。また、主軸を該主軸中心の回りにおよそ1,000rpm程度、好ましくは3,000rpm程度で回転させることを高速回転と称し、制御上のこの回転軸方向をR軸とする。また、主軸を該主軸中心の回りに回転させて所望の角度位置に精密に位置決めすることを角度割出しと称し、制御上のこの回転軸方向をC軸とする。もちろん、このときの回転は低速である。
図4には、上述した動作が可能な形彫放電加工装置の主軸装置の一例が示されている。1は主軸装置本体、1Aは主軸、2は加工ヘッド、41はサーボモータ、42はロータリエンコーダ、43はサーボモータ41の回転を主軸に伝える伝達機構である。Z軸方向に加工ヘッド2を往復移動、すなわち上昇および下降させる機構については、ここでは説明を省略する。
サーボモータ41にはロータリエンコーダ44が取り付けられていて、サーボモータ41の回転速度が検出される。このロータリエンコーダ44は、サーボモータの回転を検出するものであるから、4,000分割(1角度の分割数)程度の分解能のロータリエンコーダでよい。加工ヘッド2の主軸1Aには角度割出用のロータリエンコーダ42が取り付けられていて、主軸1Aの角度位置が検出される。このロータリエンコーダ42は、回転スケールと称されることもあるもので、モータに通常取り付けられるものとは異なり、例えば360,000分割程度の遥かに高い分解能を有するものが用いられる。このような極めて高い分解能を有するロータリエンコーダあるいは回転スケールが使用されるのは、放電加工に特有の高い割出角度精度の要求に応えるためである。特に、上述したねじ穴加工のような放電加工では、工具電極をZ軸方向、C軸方向に同時に制御して、工具電極と被加工物との間隙を所定間隙に維持するサーボが行われるから、一層高精度な角度割出し制御が必要になる。
伝達機構43は、サーボモータ41の出力軸端に固定されたカップリング43Aと、これを介してサーボモータ41軸端に固定されるプーリ43Bと、ウォーム43E軸端のプーリ43Cと、これらプーリ間にかけられるタイミングベルト43Dと、減速機構としてのウォーム43E、および主軸1Aに固定されたウォームホイール43Fとを含んで構成される。サーボモータ41の回転は、ウォーム43Eに伝えられてウォームホイール43Fを回転させ、主軸1Aがこのウォームホイール43Fによって減速されて回転する。その減速比は、後述するように、2つのロータリエンコーダ42と44の分解能に対応して決定されるもので、上記のように、ロータリエンコーダ42が360,000分割、ロータリエンコーダ44が4,000分割である場合には、1/90のものが選定される。
この従来例で主軸1Aを高速回転させるときには、ロータリエンコーダ44からのフィードバック信号を使用して、主軸が所望の速度で回転するようにサーボモータ41が制御される。このとき、ロータリエンコーダ42からのフィードバック信号は使用されない。
一方、主軸1Aを角度割出しするときには、ロータリエンコーダ42からのフィードバック信号を有効にするようにモータドライバを切り換えて、ロータリエンコーダ42からのフィードバック信号を使用してサーボモータ41の角度位置を位置決め制御するとともに、ロータリエンコーダ44からのフィードバック信号を使用してサーボモータ41の角度位置を位置決め制御する。このように、2つのエンコーダを使用して制御するのは、主軸1Aとサーボモータ41との間に減速機を介在させているからである。減速機に内在している僅かなガタ、バックラッシュ、あるいはクラッチの滑り等によって、サーボモータ41の制御が主軸1Aの制御にすぐに一致しないので、サーボモータ41と主軸とをそれぞれのロータリエンコーダによってフィードバックしなければ制御が安定しないからである。
このように、2つのロータリエンコーダによってフィードバック制御するため、ロータリエンコーダ44の分解能とロータリエンコーダ42の分解能とを一致させる必要がある。そこで、この従来例では、減速比が1/90に選定されて、4,000分割のロータリエンコーダ44の分解能が主軸1Aでの換算分解能として4,000×90=360,000となるようにしている。
図5には、上述した動作が可能な主軸装置の別の例が示されている。図4で説明した例と同じ部材またはそれとほぼ同等の部材は同じ符号を付して説明する。特開平6−134624号公報で開示された主軸装置と同じ技術思想上にあるものである。1は主軸装置本体、1Aは主軸、18は主軸1Aと一体のスピンドル、51は角度割出用のサーボモータ、52はサーボモータに取り付けられたロータリエンコーダ、53はスピンドル18廻りに取り付けられた回転スケール、54は角度割出しをされた後にその角度位置で主軸1Aを固定するブレーキ装置である。先の実施例と同様に、回転スケール53には360,000分割程度の高分解能のものが用いられ、サーボモータのロータリエンコーダ52には4,000分割のものが用いられるものとする。55は高速回転用のACモータである。56は図示しない内側の歯車と外側の歯車の歯数の差により所定の速度比で減速する減速機で、減速比は先の実施例と同様に1/90である。57はクラッチで、減速機56より上側を切り離すものである。なお、58は加工液の噴流を工具電極に供給する噴流ユニットである。
主軸1Aが高速回転するときには、サーボモータ51がクラッチ57によって切り離されるとともに、ACモータ55が制御されて主軸が所望の速度で回転する。こうして、サーボモータ51が過大な速度で回転して焼損することが防止される。一方、主軸1Aが角度割出しされるときには、ACモータ55が非制御状態におかれるとともに、サーボモータ51がクラッチ57によって接続されて制御される。図示省略した、サーボモータ51のモータドライバが制御され、このモータドライバが回転スケール53のフィードバック信号によってサーボモータ51の角度位置を制御するとともにロータリエンコーダ52のフィードバック信号によってサーボモータ51の角度位置を位置決め制御して、主軸1Aを所望の角度位置に位置決め制御する。2つのロータリエンコーダによってフィードバック制御される点では先の従来例と同じである。
しかしながら、上述した2つの従来例の構成にはつぎのような問題がある。前者の従来例によれば、確かに1つのモータによって主軸装置が高速回転と角度割出しとのいずれかを切り換えて行うことができるが、角度割出し精度を高精度にするために減速比を大きくすると、大きな減速比によって主軸が高速回転できないと言う問題がある。換言すれば、この従来例は、高速回転または高精度角度割出しのいずれか一つの機能に重点をおかざるを得ない主軸装置であった。一方、後者の従来例では、2つのモータの切り換え制御によって、高速回転制御と角度割出し制御のいずれも充分に行うことができる。しかしながら、この主軸装置は、2つのモータと2つのモータドライバ、1つの減速機、さらにクラッチ等の部材を必要とするので、主軸装置が複雑で部品点数が多く、かつ制御上でも複雑である。
そして、何れの従来例でも減速機が使用されているので、高精度の角度割出しを行うときには、高分解能のロータリエンコーダに加えて、サーボモータ側のロータリエンコーダを使用して角度位置の制御をしなければならなかった。
そこで、本発明は、減速機を備えていなくても、1つのモータ、1つのエンコーダによって高速回転制御と高精度角度割出し制御を選択して行うことができるようにして、その結果、より簡単で、よりコンパクトな構成になる形彫放電加工装置の主軸装置を提供することを目的とする。
発明の開示
この目的のための1つの好適な実施形態である、本発明による形彫放電加工装置の主軸装置は、以下の構成要素、すなわち、
(1)被加工物の加工深さ方向に往復移動可能に設けられた加工ヘッドに設けられた主軸と、
前記加工ヘッドに固定して設けられ、前記主軸に回転軸が直結されたロータイナーシャの大きな大出力のサーボモータと、
前記サーボモータまたは前記主軸のいずれかに設けられ、前記サーボモータまたは前記主軸の回転速度及び角度位置を検出する、高分解能の角度位置検出装置と、
前記主軸の高速回転と前記主軸の角度割出しとを切り換える切換信号を出力するとともに、前記主軸を高速回転させるときに所望の回転速度に対応する速度指令信号を出力し、前記主軸を角度割出しさせるときに所望の角度位置指令信号を出力する数値制御装置と、
前記主軸を高速回転させるときに、前記速度指令信号と、前記角度位置検出装置からの信号であってそのパルス数が所定割合間引かれたフィードバック信号とによって前記サーボモータの回転を制御し、前記主軸の高速回転速度をクローズドループ制御する一方、前記主軸を角度割出しするときに、少なくとも前記角度位置指令信号と前記角度位置検出装置からのフィードバック信号とによって前記サーボモータの回転を制御し、前記主軸の角度位置をクローズドループ制御するモータドライバと、
を含むことを特徴とする。
この(1)の実施形態の主軸装置では、主軸の高精度角度割出しと高速回転とが1つのモータ、1つのモータドライバ、1つのエンコーダによって制御され、かつ、主軸装置が減速機を備えない、簡単な構成で済む。そして、フィードバック信号のパルス数が低減されてモータドライバに負担が少なくエラーの発生が少なくなる。
また他の好適な実施形態として、上述した形彫放電加工装置の主軸装置の前記モータドライバは、
(2)前記主軸を角度割出しするときに前記角度位置指令信号に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしてその偏差を出力する一方、前記主軸を高速回転するときに前記回転速度指令信号に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしない偏差出力手段と、前記主軸を角度割出しするときにのみ前記偏差出力手段からの出力を所望の位置ゲインで制御して出力する位置ゲイン制御要素と、前記主軸を角度割出しするときに前記位置ゲイン制御要素からの出力に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしてその偏差を出力する一方、前記主軸を高速回転するときに前記回転速度指令信号に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしてその偏差を出力する減算回路と、前記主軸を角度割出しするとき、または高速回転するときに、前記減算回路からの出力をそれぞれの所望の速度ゲインで制御して出力する速度ゲイン制御要素と、を含んでなることを特徴とする。
この(2)の実施形態によれば、主軸を高速回転制御するとき、1つのサーボモータが前記1つの角度位置検出装置からのフィードバック信号によってその回転速度を制御するとともに、主軸を高精度角度割出し制御を行うとき、1つのサーボモータが前記1つの角度位置検出装置からのフィードバック信号によって角度位置を制御する。
発明を実施するための最良の形態 図1には、本発明の形彫放電加工装置の全体構成の概要が示されている。以下、従来の技術で説明した例と同じ部材または同等の部材については、同じ符号を用いて説明する。2は加工ヘッド、3は形彫放電加工装置の本機、4は形彫放電加工装置3に併設される数値制御装置、5は加工電源装置である。また、6は、水平に据え置かれたベッド、7はベッドに立設されたコラム、8はベッド上にY軸方向に移動可能に設けられたサドル、9はサドル上にX軸方向に移動可能に設けられたテーブル、10はテーブルに取り付けられた加工槽である。入力装置11は、数値制御装置4にデータを入力するものであり、キーボード、マウス、磁気ディスクドライブを含んで構成される。なお、サドル8及びテーブル9を駆動するX軸とY軸の駆動装置については、従来技術と同じものであるから図示省略してある。サーボモータ12は、加工ヘッド2をZ軸方向に往復移動させるものであり、サーボモータ12に取り付けられたロータリエンコーダ13のフィードバック信号により、Z軸方向の移動速度と位置が制御される。
加工ヘッド2には主軸装置本体1が内装されている。主軸装置本体1は、図2で後に説明するように、角度位置検出装置としてのロータリエンコーダ14が取り付けられたサーボモータ15を1つだけ具備している。このロータリエンコーダ14は、少なくとも、360,000分割程度の高分解能のもので、サーボモータ15に取り付けられない場合には、図5に示すようなスピンドル18に一体に固定される回転スケール53のようなものであっても良い。ロータリエンコーダ14のフィードバック信号は、図3にて後に説明するモータドライバ16に入力される。
主軸装置本体1は、減速機を介さずにサーボモータ15によって直接に回転駆動制御される。このため、サーボモータ15には、高出力のサーボモータが選定される。これは、減速機がない場合のサーボモータ15にかかる負荷イナーシャが減速機がある場合の負荷イナーシャに比べて大幅に大きくなるからである。従来、減速機がある場合には、モータ軸にかかる負荷イナーシャが減速機の減速比により低減され、負荷イナーシャがGDa2、減速比がr1/r2であるときにモータ軸換算の負荷イナーシャGDm2が(r1/r2)2×GDa2となる。したがって、例えば減速比が1/2の減速機を取り除いた場合には、サーボモータ15にかかる負荷イナーシャが1/4に低減されないので、結果的には4倍になる。また、サーボモータの制御可能な許容負荷イナーシャは、サーボモータ自体のロータイナーシャに対する負荷イナーシャの比として制限されているので、サーボモータ15には、ロータイナーシャの比較的大きなものを選定して、負荷イナーシャのロータイナーシャに対する比が大きくならないようにする。このように、本発明のサーボモータ15には、高出力で、かつロータイナーシャの比較的大きなサーボモータが選定される。
図2には、本発明の形彫放電加工装置の主軸装置本体1の主要部の構成が示されている。主軸1Aの上端側はカップリング17を介してサーボモータ15の回転軸に直結している。主軸1Aの下端側にはスピンドル18が取り付けられ、スピンドル18の下側にある装着部19に、工具電極Eを取り付けるホルダ20が装着される。なお、ここでは主軸1Aとスピンドル18とを分けて説明しているが、主軸とスピンドルが一体的に同義で使用されることが多く、主軸1Aとスピンドル18とを一体であると見なすことに何等問題はない。放電加工では、放電加工液を工具電極Eと被加工物Wとで形成される加工間隙に介在させて、加工の安定を図っている。そこで、噴流ユニット21を設けて、図示しない加工液供給装置から供給される加工液を噴流注入口21Aから導入し、主軸の中央孔1Bとスピンドル18に設けられた加工液流路18Aを経て工具電極Eまで供給している。噴流ユニット21の下側には、オイルパン21Bが主軸1A廻りに取り付けられ、噴流ユニット21から漏れる加工液を受けて、漏れた加工液を加工ヘッド2の外側へ排出する。また、放電加工では、工具電極Eに加工電源からの電流を供給する必要がある。そこで、通電ブラシ22をスピンドル18に摺接するように設けて、加工電源装置5からの加工電源の一方の極と接続する導線5Aの端子をこれにねじで締め付けて固定し、スピンドル18の図示しない導電部材を介して工具電極Eに加工電流を導通する。
さらに、放電加工では、ドリルやバイトなどの切削工具を保持する一般の加工と異なり、しばしば、比較的大形で重量のある総型の工具電極が使用される。そのため、モータの停止中の自転制止力だけでは耐えきれずに、角度割出し後にしばしば主軸がその回転方向に回動してしまう。そこで、ブレーキ装置23を主軸1A廻りに主軸1Aと同軸に設けている。ここでは、比較的構造が簡単で制動力の強いディスクブレーキを採用している。これは、角度割出しを行って位置決めが完了した後に、ブレーキシュー23Aでディスク23Bを挟み込んでディスク23Bを固定することによって主軸1Aを固定するものである。主軸冷却装置24は、放電の発生による工具電極Eの温度の上昇とスピンドル18が高速で回転して発生する温度の上昇とを、加工液などの冷却液で冷却する装置である。また、ホルダ着脱用シリンダ25は、ホルダ20を着脱するためのものである。
図3には、本発明のサーボモータ15を制御するモータドライバ16の制御系の概略およびその制御装置が示されている。4は数値制御装置であり、26は主軸1Aの回転速度、割出角度位置のような設定値を記憶しておく設定装置で、例えば、RAMである。数値制御装置4では、主軸が高速回転制御されるときに高速回転運転開始の切換信号とともに速度指令信号が出力され、角度割出開始のときに角度位置指令信号のみが出力される。もちろん、角度割出運転開始の際にこれを示す切換信号が出力されるようにしても結果が同じになるので、本実施例では、高速回転開始の切換信号が出力されるものとして、以下説明する。設定装置26には、入力装置11からのNCプログラムなどのNCデータも一時的に記憶される。
モータドライバ16は、偏差出力手段である偏差カウンタ31、位置ゲインKPの制御要素、減算回路32、および速度ゲインKVの制御要素、を含んで構成される。
偏差カウンタ31は、数値制御装置4からの出力とロータリエンコーダ14からのフィードバック信号との偏差を演算するものである。この偏差カウンタ31では、モータドライバ16が主軸の角度割出し制御を行う際にのみロータリエンコーダ14からのフィードバック信号が有効にされて数値制御装置4からの角度位置指令信号とフィードバック信号との偏差が偏差カウンタ31で生成されて出力される。モータドライバ16が主軸の高速回転制御を行うときには、ロータリエンコーダ14からのフィードバック信号が無視されて何の処理も行われない。この偏差カウンタ31は、論理回路であるから、等価回路を用いて変形が可能である。なお、高速回転の信号と角度割出しの信号とにより、指令信号の差異を判断する構成とすることができるので、高速回転を行う切換信号を必ずしも必要としない。
位置ゲインKPと速度ゲインKVとは、運転条件から想定される主軸や工具電極等の慣性負荷や制御速度等に応じて予め数値制御装置4に設定されるものである。この発明では、前述したように主軸装置に減速機がなく、負荷イナーシャがサーボモータの軸にダイレクトにかかる。それで、サーボモータはロータイナーシャの大きなものが選定され、また高出力なものが選定されているが、さらに、位置ゲインKPと速度ゲインKVとが比較的大きい値に調整されている。この位置ゲインKPと速度ゲインKVとによって、KPと表示される制御要素で位置偏差信号が増幅され、同じくKVと表示される制御要素で速度偏差信号が増幅されるのである。なお、何れの場合においても、主軸1Aを高速回転させるときにはKVのゲインが低いゲインに、また、主軸1Aの角度割出しを行って停止させるときにはKPとKVのゲインが高いゲインに自動的に切り換えられて調整されると良い。こうすることによって、高速回転から角度割出し制御に切り換えるときに振動が発生するのを防止することができる。
減算回路32は、偏差カウンタ31と同様に2つの入力値の偏差を出力するもので、位置ゲインKPの制御要素からの出力とロータリエンコーダ14からの速度のフィードバック信号との偏差を出力する。主軸の角度割出し制御のときには、つぎの速度ゲインKVの制御要素とともに角度位置および速度偏差に応じた速度制御が行われ、サーボモータ15が少なくとも所定速度以上にはならないように速度制御されるマイナーループ制御が行われる。主軸の高速回転制御のときには、位置ゲインKPの制御要素から位置偏差が出力される代わりに数値制御装置からの速度指令信号が出力され、これと速度のフィードバック信号とによって速度偏差が演算され、つぎの速度ゲインKVの制御要素によって速度偏差に応じたサーボモータ15の速度制御が行われる。
次に、図1ないし図3を用いて、本発明の主軸装置の主軸の高速回転制御および角度割出し制御の動作のフローについてそれぞれ説明する。高速回転の回転速度または角度割出しの角度位置を含むNCデータは、例えば、磁気ディスクなどに記録されたNCプログラムによって入力装置11から入力され、設定装置26に一時的に記憶される。放電加工装置の運転が開始されると、これら回転速度または角度割出位置が数値制御装置4に読み込まれ、数値制御装置4からモータドライバ16に出力される。
主軸の高速回転の制御を行う場合には、モータドライバ16を高速回転制御に切り換える切換信号とともに速度指令信号が数値制御装置4からサーボモータ15のモータドライバ16に出力される。この高速回転制御は、基本的に一定速度で一定の方向に主軸を回転させるものであるから、切換信号の後に予め設定装置26に設定された回転速度に基づく所望のアナログ(DC10V〜0V)の速度制御指令に対応する速度指令信号が偏差カウンタ31に出力される。最初に前記切換信号が入力された偏差カウンタ31は、ロータリエンコーダ14からのフィードバック信号の入力を受け付けず、また偏差信号も出力しない。そして、位置ゲインKPの制御要素でも同様になにもなされず、結局、速度指令信号はそのまま減算回路32に渡される。減算回路32では、前記切換信号を受けて速度指令信号とロータリエンコーダ14からの速度フィードバック信号との速度偏差が出力され、つぎの速度ゲインKVの制御要素で増幅されて速度制御が行われる。
この速度制御は、好ましくは、つぎのように制御することができる。この制御の特徴は、ロータリエンコーダ14から減算回路32へフィードバックされるパルス信号を途中で間引くことによってそのパルス数を低減することにある。この間引いたフィードバック信号を減算回路32にフィードバックして、速度指令信号との速度偏差を算出することよってサーボモータ15を速度制御する。この間引き操作は、ロータリエンコーダの特定の検出相からのパルス信号のみを速度フィードバック信号に利用するインターフェースを介在させることによって、あるいは、所定比率でフィードバック信号のパルス数を低減するインターフェースを介在させることなどによって、容易に可能である。こうすることによって、フィードバックされるパルス数が過大であることによるドライバーのエラーや負担過多を抑えることができる。
このように主軸を速度制御することによって、本発明の主軸装置では、減速機を介することなく、1つのサーボモータ、1つのエンコーダによって主軸が十分に高速に回転制御される。
一方、主軸の角度割出し制御を行う場合には、NCデータによって指示される所望の角度位置に到達するまでのパルス列が予め設定装置26に設定された回転速度に基づく間隔で連続的に数値制御装置4から出力される。角度位置指令信号がディジタル式の場合であるが、データ指令方式であっても本質的には同様に制御される。この角度割出し制御のとき、偏差カウンタ31に上述した高速回転への切換信号が入力されないので、偏差カウンタ31はロータリエンコーダ14からの位置フィードバック信号を受けて位置偏差信号を出力する。この位置偏差信号は、位置ゲインKPの制御要素で所定の位置ゲインKPによって増幅された後、ロータリエンコーダ14からの速度フィードバック信号によって減算回路32でさらに加減算される。そして、その偏差が速度偏差として速度ゲインKVの制御要素で速度ゲインKVによって増幅されてサーボモータ15に速度制御信号として出力される。もちろん、この速度フィードバック制御は前述したマイナーループ制御である。こうして、主軸が所望の角度位置に割出しされる。放電加工が開始されるときには、通常、ブレーキ装置23が自動的に作動して主軸がその位置から位置ずれしないように固定される。ネジ加工のようにC軸方向に常にサーボを行うときには、ブレーキ装置を作動させる必要はない。
このように主軸を角度割出し制御することによって、本発明の主軸装置では、減速機を介することなく、1つのモータ、1つのエンコーダによって主軸の精密な角度割出し制御を正確に行うことができる。そして、本発明の主軸装置が減速機を備える必要がないので、この主軸装置は比較的簡単な構成になり、加工ヘッドを小型化、軽量化することができるとともに、制御系をより簡単に、より低廉にすることができる。
以上説明した本発明は、その精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであって限定的に解釈されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の形彫放電加工装置の全体の概要を示す構成図である。
第2図は、本発明の形彫放電加工装置の主軸装置の要部を示す断面図である。
第3図は、本発明の形彫放電加工装置の主軸装置のモータドライバを示すブロック図である。
第4図は、従来の形彫放電加工装置の主軸装置の一例を示す断面図である。
第5図は、他の従来の形彫放電加工装置の主軸装置の一例を示す断面図である。
Claims (2)
- 被加工物の加工深さ方向に往復移動可能に設けられた加工ヘッドに設けられた主軸と、
前記加工ヘッドに固定して設けられ、前記主軸に回転軸が直結されたロータイナーシャの大きな大出力のサーボモータと、
前記サーボモータまたは前記主軸のいずれかに設けられ、前記サーボモータまたは前記主軸の回転速度及び角度位置を検出する、高分解能の角度位置検出装置と、
前記主軸の高速回転と前記主軸の角度割出しとを切り換える切換信号を出力するとともに、前記主軸を高速回転させるときに所望の回転速度に対応する速度指令信号を出力し、前記主軸を角度割出しさせるときに所望の角度位置指令信号を出力する数値制御装置と、
前記主軸を高速回転させるときに、前記速度指令信号と、前記角度位置検出装置からの信号であってそのパルス数が所定割合間引かれたフィードバック信号とによって前記サーボモータの回転を制御し、前記主軸の高速回転速度をクローズドループ制御する一方、前記主軸を角度割出しするときに、少なくとも前記角度位置指令信号と前記角度位置検出装置からのフィードバック信号とによって前記サーボモータの回転を制御し、前記主軸の角度位置をクローズドループ制御するモータドライバと、
を含むことを特徴とする形彫放電加工装置の主軸装置。 - 前記請求項1に記載したモータドライバは、前記主軸を角度割出しするときに前記角度位置指令信号に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしてその偏差を出力する一方、前記主軸を高速回転するときに前記回転速度指令信号に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしない偏差出力手段と、前記主軸を角度割出しするときにのみ前記偏差出力手段からの出力を所望の位置ゲインで制御して出力する位置ゲイン制御要素と、前記主軸を角度割出しするときに前記位置ゲイン制御要素からの出力に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしてその偏差を制御する一方、前記主軸を高速回転するときに前記回転速度指令信号に前記角度位置検出装置からの信号をフィードバックしてその偏差を制御する減算回路と、前記主軸を角度割出しするとき、または高速回転するときに、前記減算回路からの出力をそれぞれの所望の速度ゲインで制御して出力する速度ゲイン制御要素と、を含んでなることを特徴とする形彫放電加工装置の主軸装置。
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