JP4870824B2 - エンコーダを備えた主軸の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルトを介して連結された誘導モータの回転速度を制御することによって、工作機械などの主軸を制御する制御装置であって、特に、誘導モータに速度検出器などを必要とせずに主軸の制御を行うことができるエンコーダを備えた主軸の制御装置に関する。

図１５は、センサレスの誘導モータを適用した主軸を説明する概略ブロック図である。速度を検出するセンサを備えないセンサレスの誘導モータ２は、ベルトを含む減速機構４を介してその駆動力を旋盤などの主軸６に伝える。主軸６には主軸の回転位置を検出するための帰還パルスＰｆｂを出力するエンコーダ８が取り付けられている。主軸６に取り付けられたエンコーダ８から出力された帰還パルスＰｆｂは、主軸の回転位置の管理に用いられ、主軸定位置停止機能などの機能を実現している。

減算器１０において上位制御装置から出力される速度指令Ｖｃｍｄから、速度推定器１５で推定されたセンサレスの誘導モータ２の速度を減じて、速度偏差を求める。速度制御部１１は、前記速度偏差に対してＰＩ制御（比例・積分）制御などを行ってトルク電流指令を求める。電流制御部１２は、前記トルク電流指令と電流検出器１４によって検出した誘導モータ２に流れる実電流Ｉｒｅを用いて電圧指令を求め、求めた電圧指令をインバータで構成されるパワー増幅部１３に出力する。速度推定器１５は、電流検出器１４によって検出した誘導モータ２に流れる実電流Ｉｒｅを用いて誘導モータ２の回転速度を推定し、推定速度Ｖｅｓｔを求める。

図１６は、エンコーダからの帰還パルスをモータ速度制御にも活用したセンサレスの誘導モータを適用した主軸を説明する概略ブロック図である。エンコーダ８から出力される帰還パルスは、速度推定器１５における推定速度の算出にも用いられる形態である。

図１７は、エンコーダからの帰還パルスを電流制御にも活用したセンサレス誘導モータを適用した主軸を説明する概略ブロック図である。エンコーダ８から出力される帰還パルスは、速度推定器１５における推定速度の算出、および、電流制御部１２における電圧指令の算出にも用いられる形態である。

上述したように、一般的なセンサレスの誘導モータ２のモータ制御においては、誘導モータ２に流れる実電流Ｉｒｅに基づいてソフトウェア内部でモータの速度を推定計算しており、この推定速度Ｖｅｓｔに基づいて、トルク指令の計算やモータの各巻線に流す電流位相の決定を行っている。

このセンサレスのモータを工作機械の旋盤の主軸に適用する場合、工作機械の旋盤の主軸には主軸の回転位置を検出するためのエンコーダ８が搭載されている。そこで、このエンコーダ８の帰還パルスＰｆｂをモータ速度フィードバックに代用するか、あるいは、誘導モータ２の推定速度Ｖｅｓｔに対する補正、又は、励磁周波数指令の補正やクランプ等の処理に用いることで、単純なセンサレスの制御に対してより高い制御性を実現する技術が特許文献１に開示されている。

旋盤などの工作機械では、誘導モータ２と主軸との間をベルトを含む減速機構を介して駆動されることが一般的であり、急激かつ大きな切削力が作用した場合等にベルトのスリップが発生してしまう場合がある。主軸の位置をエンコーダ８で検出しているので、スリップが発生しても主軸の位置決め精度には影響しない。

特開２００２−５１５９４号公報

しかしながら、エンコーダの速度（回転速度）を、モータの速度制御（図１６参照）や電流制御（図１７参照）に利用していると、トルク指令が急変し、大きなショックが発生するとともに、電流位相の制御が正しく行われず過電流等（図１９参照）のアラームが発生する可能性もある。これは、図１８に示されるように、スリップ時にはエンコーダ速度から換算したモータ速度が急激に変動するからである。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動する制御装置において、ベルトのスリップを検出し前記ベルトのスリップ発生時には、前記エンコーダからの信号に基づいて得られたモータの推定速度を一時的に停止し、振動や過電流の発生を回避可能な、エンコーダを備えた主軸の制御装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動するエンコーダを備えた主軸の制御装置において、前記エンコーダの一定時間内の帰還パルス数から主軸速度を検出する主軸速度検出部と、前記主軸速度検出部により検出した主軸速度と前記主軸と前記誘導モータの減速比から前記誘導モータの第１のモータ推定速度を求める第１のモータ速度推定部と、速度指令と前記第１のモータ速度推定部によって得られた第１のモータ推定速度とに基づき前記誘導モータの制御を行うモータ速度制御部と、前記誘導モータの速度指令と前記誘導モータに流れるモータ電流から第２のモータ推定速度を算出する第２のモータ速度推定部と、前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度との差が第２の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出するスリップ検出部と、前記スリップ検出部からの前記ベルトのスリップ検出結果に基づき前記第１のモータ推定速度の前記モータ速度制御部への入力を制御するスイッチ部と、を備え、前記スリップ検出部により前記ベルトのスリップが検出された時に、前記第１のモータ推定速度を前記誘導モータの制御に用いないように前記スイッチ部を制御し、第２のモータ推定速度を速度制御に利用することを特徴とするエンコーダを備えた主軸の制御装置である。

請求項２に係る発明は、主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動するエンコーダを備えた主軸の制御装置において、前記エンコーダの一定時間内の帰還パルス数から主軸速度を検出する主軸速度検出部と、前記主軸速度検出部により検出した主軸速度と前記主軸と前記誘導モータの減速比から前記誘導モータの第１のモータ推定速度を求める第１のモータ速度推定部と、
速度指令と前記第１のモータ速度推定部によって得られた第１のモータ推定速度とに基づき前記誘導モータの制御を行うモータ速度制御部と、前記誘導モータの速度指令と前記誘導モータに流れるモータ電流から第２のモータ推定速度を算出する第２のモータ速度推定部と、前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度との差の変化量が第３の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出するスリップ検出部と、前記スリップ検出部からの前記ベルトのスリップ検出結果に基づき前記第１のモータ推定速度の前記モータ速度制御部への入力を制御するスイッチ部と、を備え、前記スリップ検出部により前記ベルトのスリップが検出された時に、前記第１のモータ推定速度を前記誘導モータの制御に用いないように前記スイッチ部を制御し、第２のモータ推定速度を速度制御に利用することを特徴とするエンコーダを備えた主軸の制御装置である。

請求項３に係る発明は、主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動するエンコーダを備えた主軸の制御装置において、前記エンコーダの一定時間内の帰還パルス数から主軸速度を検出する主軸速度検出部と、前記主軸速度検出部により検出した主軸速度と前記主軸と前記誘導モータの減速比から前記誘導モータの第１のモータ推定速度を求める第１のモータ速度推定部と、速度指令と前記第１のモータ速度推定部によって得られた第１のモータ推定速度とに基づき前記誘導モータの制御を行うモータ速度制御部と、前記誘導モータの速度指令と前記誘導モータに流れるモータ電流から第２のモータ推定速度を算出する第２のモータ速度推定部と、前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度の比が第４の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出するスリップ検出部と、前記スリップ検出部からの前記ベルトのスリップ検出結果に基づき前記第１のモータ推定速度の前記モータ速度制御部への入力を制御するスイッチ部と、を備え、前記スリップ検出部により前記ベルトのスリップが検出された時に、前記第１のモータ推定速度を前記誘導モータの制御に用いないように前記スイッチ部を制御し、第２のモータ推定速度を速度制御に利用することを特徴とするエンコーダを備えた主軸の制御装置である。

請求項４に係る発明は、前記スリップ検出部は、過去一定時間内にスリップが発生していたか判別する判別手段を備え、前記スリップ検出部は、前記スリップ検出部によりベルトのスリップを検出した後、前記ベルトがスリップしていないことを検出して一定時間経過後に、前記ベルトはスリップしていないとして検出し、前記スリップ検出によりベルトのスリップを検出した後、前記スリップ検出部により前記ベルトがスリップしていないことを検出して一定時間経過後に、前記モータ速度制御部へ前記第１のモータ推定速度の入力を再開し、前記第１のモータ推定速度をモータの制御への使用を再開することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンコーダを備えた主軸の制御装置である。

本発明により、主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動する制御装置において、前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度との差が第２の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出し、あるいは、前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度との差の変化量が第３の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出し、あるいは、前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度の比が第４の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出し、前記ベルトのスリップ発生時には、前記エンコーダからの信号に基づいて得られたモータの推定速度を一時的に停止し、振動や過電流の発生を回避可能な、エンコーダを備えた主軸の制御装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態を説明する図である。 図１に示す第１の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態を説明する図である。 図３に示す第２の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態を説明する図である。 図５に示す第３の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態を説明する図である。 図７に示す第４の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態を説明する図である。 図９に示す第５の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明の第６の実施形態を説明する図である。 本発明の第６の実施形態を説明する図である。 図１１，図１２に示す第６の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 本発明におけるモータ電流を説明する図である。 センサレスの誘導モータを適用した主軸を説明する概略ブロック図である。 エンコーダからの帰還パルスをモータ速度制御にも活用したセンサレス誘導モータを適用した主軸を説明する概略ブロック図である。 エンコーダからの帰還パルスを電流制御にも活用したセンサレス誘導モータを適用した主軸を説明する概略ブロック図である。 スリップ時のモータ速度とエンコーダ速度から換算したモータ速度の様子を説明する図である。 モータ電流が過大になることを説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を説明する図である。速度を検出するセンサを備えないセンサレスの誘導モータ２は、ベルト５やギヤ（図示せず）を含む減速機構４を介してその駆動力を旋盤などの主軸６に伝える。主軸６には主軸の回転位置を検出するための帰還パルスＰｆｂを出力するエンコーダ８が取り付けられている。主軸６に取り付けられたエンコーダ８から出力された帰還パルスＰｆｂは、主軸の回転位置の管理に用いられ、主軸定位置停止機能などの機能を実現している。

速度制御部１１は、上位制御装置（図示せず）から出力される速度指令Ｖｃｍｄ、モータ速度推定部２１で推定されたセンサレスの誘導モータ２の推定速度Ｖｅｓｔ１を用い、ＰＩ制御（比例・積分）制御などを行ってトルク電流指令を求める。電流制御部１２は、前記トルク電流指令と電流検出器１４によって検出した誘導モータ２に流れる実電流Ｉｒｅを用いて電圧指令を求め、求めた電圧指令をパワー増幅部１３に出力する。

主軸速度検出部２０は、エンコーダ８からの帰還パルスＰｆｂを用いて主軸６の回転速度（主軸速度）を検出する。具体的には単位時間当たりのパルス数を計数することにより、主軸６の主軸速度を算出することができる。
モータ速度推定部２１は、主軸速度検出部２０で求められた主軸速度から誘導モータ２の速度を求める。誘導モータ２と主軸６とはベルト５を含む減速機構４を介して動力が伝達されていることから、減速比を加味することにより、誘導モータ２の推定速度Ｖｅｓｔ１を求めることができる。
第１のスリップ検出部２２Ａは、第１のモータ速度推定部２１で推定した誘導モータ２の推定速度Ｖｅｓｔ１に基づいてスイッチ部２３を制御し、推定速度Ｖｅｓｔ１の速度制御部１１への入・断を行っている。

図２は、図１に示す第１の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は制御周期毎になされる。以下、各ステップに従って説明する。
●［ＳＡ１］エンコーダ（主軸）速度を取得する。具体的には、制御周期当たりの帰還パルスを計数し、制御周期で除算することで主軸速度を取得できる。
●［ＳＡ２］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの推定速度を算出する。誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１＝エンコーダ速度＊（主軸とモータ間の減速比）により算出できる。減速比はパラメータとして制御装置内に予め格納しておく。
●［ＳＡ３］ステップＳＡ２で算出した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を用いてスリップしているかどうか認識する。例えば、第１の推定速度Ｖｅｓｔ１が所定値以下であればスリップしていると判断する。
●［ＳＡ４］ステップＳＡ３での認識結果がスリップであるか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＡ５へ移行し、スリップの場合にはステップＳＡ６へ移行する。
●［ＳＡ５］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用し、この回の制御周期の処理を終了する。
●［ＳＡ６］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用しないでこの回の制御周期の処理を終了する。

図３は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。ブロック図の第２のスリップ検出部２２Ｂ以外の要素は図１の説明と同様であるので、記載を省略する。第２のスリップ検出部２２Ｂは、第１のモータ速度推定部２１で推定した誘導モータ２の推定速度Ｖｅｓｔの変化量の絶対値が第１の所定量より大きいか否かでスリップの有無を判断する。第２のスリップ検出部２２Ｂの判断結果に基づいてスイッチ部２３を制御し、推定速度Ｖｅｓｔ１の速度制御部１１への入・断を行っている。

図４は、図３に示す第２の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は制御周期毎になされる。以下、各ステップに従って説明する。
●［ＳＢ１］エンコーダ（主軸）速度を取得する。具体的には、制御周期当たりの帰還パルスを計数し、制御周期で除算することで主軸速度を取得できる。
●［ＳＢ２］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの推定速度を算出する。誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１＝エンコーダ速度＊（主軸とモータ間の減速比）により算出できる。減速比はパラメータとして制御装置内に予め格納しておく。
●［ＳＢ３］ステップＳＢ２で算出した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１の変化量の絶対値がスリップと判断する閾値（第１の所定値）より大きい場合、スリップと認識する。変化量は、例えば、前回の制御周期での誘導モータの推定速度と今回の制御周期での誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ２との差を求めることによって計算できる。
●［ＳＢ４］ステップＳＢ３での認識結果がスリップであるか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＢ５へ移行し、スリップの場合にはステップＳＢ６へ移行する。
●［ＳＢ５］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用し、この回の制御周期の処理を終了する。
●［ＳＢ６］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用しないでこの回の制御周期の処理を終了する。

なお、図１、図３において、スリップ検出部２２Ａ、２２Ｂに入力するデータとしては、主軸速度検出部２０から出力される主軸速度（エンコーダ速度）を用いるようにしてもよい。この場合には、主軸速度と比較する閾値は、誘導モータの推定速度との比較のために設定されたスリップの有無を判別の閾値を主軸速度に対応する値に変換して用いる。

図５は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。図５に示されるブロック図は、図１に示されるブロック図に第２のモータ速度推定部２４を付加したものであり、第３のスリップ検出部２２Ｃとしたものである。第２のモータ速度推定部２４は、電流検出器１４により検出した誘導モータ２に流れる実電流Ｉｒｅをもとに、誘導モータの速度を推定し、推定した第２の推定速度Ｖｅｓｔ２を第３のスリップ検出部２２Ｃと速度制御部１１へ出力する。

第３のスリップ検出部２２Ｃは、第１のモータ速度推定部２１で得られた第１の推定速度Ｖｅｓｔ１と第２のモータ速度推定部２４で得られた第２の推定速度Ｖｅｓｔ２との差の絶対値がスリップと判断する閾値より大きいか否かでスリップが発生したかを判別する。

図６は、図５に示す第３の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は制御周期毎になされる。以下、各ステップに従って説明する。
●［ＳＣ１］エンコーダ（主軸）速度を取得する。具体的には、制御周期当たりの帰還パルスを計数し、制御周期で除算することで主軸速度を取得できる。
●［ＳＣ２］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの推定速度を算出する。誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１＝エンコーダ速度＊（主軸とモータ間の減速比）により算出できる。減速比はパラメータとして制御装置内に予め格納しておく。
●［ＳＣ３］誘導モータに流れる実電流Ｉｒｅに基づく誘導モータの第２の推定速度Ｖｅｓｔ２を算出する。実電流Ｉｒｅに基づく誘導モータの推定速度を算出する方法は従来公知の方法であるので詳細な説明を省略する。
●［ＳＣ４］第２の推定速度Ｖｅｓｔ２と第１の推定速度Ｖｅｓｔ１との差の絶対値がスリップと判断する閾値（第２の所定値）より大きい場合、スリップと認識する。
●［ＳＣ５］ステップＳＣ４での認識結果がスリップであるか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＣ６へ移行し、スリップの場合にはステップＳＣ７へ移行する。
●［ＳＣ６］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用し、この回の制御周期の処理を終了する。
●［ＳＣ７］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用しないでこの回の制御周期の処理を終了する。

図７は、本発明の第４の実施形態を説明する図である。図７に示すブロック図は、第４のスリップ検出部２２Ｄが、推定速度の差の変化量が所定値より大きいか否かでスリップの判別をする以外、図５に示すブロック図と同様である。
図８は、図７に示す第４の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は制御周期毎になされる。以下、各ステップに従って説明する。
●［ＳＤ１］エンコーダ（主軸）速度を取得する。具体的には、制御周期当たりの帰還パルスを計数し、制御周期で除算することで主軸速度を取得できる。
●［ＳＤ２］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの推定速度を算出する。誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１＝エンコーダ速度＊（主軸とモータ間の減速比）により算出できる。減速比はパラメータとして制御装置内に予め格納しておく。
●［ＳＤ３］誘導モータに流れる実電流Ｉｒｅに基づく誘導モータの第２の推定速度Ｖｅｓｔ２を算出する。実電流Ｉｒｅに基づく誘導モータの推定速度を算出する方法は従来公知の方法であるので詳細な説明を省略する。
●［ＳＤ４］第２の推定速度Ｖｅｓｔ２と第１の推定速度Ｖｅｓｔ１との差の絶対値がスリップと判断する閾値（第３の所定値）より大きい場合、スリップと認識する。
●［ＳＤ５］ステップＳＤ４での認識結果がスリップであるか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＤ６へ移行し、スリップの場合にはステップＳＤ７へ移行する。
●［ＳＤ６］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用し、この回の制御周期の処理を終了する。
●［ＳＤ７］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用しないでこの回の制御周期の処理を終了する。

図９は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。図９は、第５のスリップ検出部２２Ｅが、推定速度の比が所定値より大きいか否かでスリップの判別をする以外、図５に示すブロック図と同様である。
図１０は、図９に示す第５の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は制御周期毎になされる。以下、各ステップに従って説明する。
●［ＳＥ１］エンコーダ（主軸）速度を取得する。具体的には、制御周期当たりの帰還パルスを計数し、制御周期で除算することで主軸速度を取得できる。
●［ＳＥ２］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの推定速度を算出する。誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１＝エンコーダ速度＊（主軸とモータ間の減速比）により算出できる。減速比はパラメータとして制御装置内に予め格納しておく。
●［ＳＥ３］誘導モータに流れる実電流Ｉｒｅに基づく誘導モータの第２の推定速度Ｖｅｓｔ２を算出する。実電流Ｉｒｅに基づく誘導モータの推定速度を算出する方法は従来公知の方法であるので詳細な説明を省略する。
●［ＳＥ４］第２の推定速度Ｖｅｓｔ２／第１の推定速度Ｖｅｓｔ１の絶対値がスリップと判断する閾値（第４の所定値）より大きい場合、スリップと認識する。
●［ＳＥ５］ステップＳＥ４での認識結果がスリップであるか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＥ６へ移行し、スリップの場合にはステップＳＥ７へ移行する。
●［ＳＥ６］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用し、この回の制御周期の処理を終了する。
●［ＳＥ７］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用しないでこの回の制御周期の処理を終了する。

次に、図１１と図１２を用いて本発明の第６の実施形態を説明する。図１１と図１２に示されるブロック図は、第６のスリップ検出部２２Ｆが、ベルト５がスリップしていないことを検出して規定時間経過後に、第１のモータ速度推定部２１から第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を速度制御部１１へ入力するようにスイッチ部２３を制御する以外の要素は図５と同じである。
図１３は、図１１，図１２に示す第６の実施形態における制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は制御周期毎になされる。以下、各ステップに従って説明する。
●［ＳＦ１］エンコーダ（主軸）速度を取得する。具体的には、制御周期当たりの帰還パルスを計数し、制御周期で除算することで主軸速度を取得できる。
●［ＳＦ２］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの推定速度を算出する。誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１＝エンコーダ速度＊（主軸とモータ間の減速比）により算出できる。減速比はパラメータとして制御装置内に予め格納しておく。
●［ＳＦ３］ステップＳＦ２で算出した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を用いてスリップしているかどうか認識する。例えば、第１の推定速度Ｖｅｓｔ１が所定値以下であればスリップしていると判断する。
●［ＳＦ４］ステップＳＦ３での認識結果がスリップであるか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＦ５へ移行し、スリップの場合にはステップＳＦ７へ移行する。
●［ＳＦ５］過去所定時間ｎ秒内にスリップしていたか否か判断し、スリップしていない場合にはステップＳＦ６へ移行し、スリップしていた場合にはステップＳＦ７へ移行する。なお、タイマー機能を使うことによりこのステップを実現することができる。
●［ＳＦ６］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用し、この回の制御周期の処理を終了する。
●［ＳＦ７］エンコーダ（主軸）速度から換算した誘導モータの第１の推定速度Ｖｅｓｔ１を制御に利用しないでこの回の制御周期の処理を終了する。
なお、ステップＳＦ４でのスリップの有無判別は、上述した本発明の各実施形態における判別方法を採用することができる。また、上記実施形態において、判別の閾値となる各所定の値は実験などによって適宜設定することができる。

図１４は、本発明におけるモータ電流を説明する図である。図１４に示されるように、本発明により、ベルト５が滑った時も速度制御に使用される速度フィードバックに大きな変動はなくなり、その結果、従来方法で発生していたモータ電流（実電流Ｉｒｅ）が過大になる現象を回避できる。これによって、電流制御部１２で発生する異常電流、不連続なモータ出力トルクによる機械的なショックや、加工不具合の発生を回避することが可能である。

２ 誘導モータ
４ 減速機構
５ ベルト
６ 主軸
８ エンコーダ
１０ 減算器
１１ 速度制御部
１２ 電流制御部
１３ パワー増幅部
１４ 電流検出器
１５ 速度推定器
２０ 主軸速度検出部
２１ 第１のモータ速度推定部
２２Ａ 第１のスリップ検出部
２２Ｂ 第２のスリップ検出器
２２Ｃ 第３のスリップ検出器
２２Ｄ 第４のスリップ検出部
２２Ｅ 第５のスリップ検出器
２２Ｆ 第６のスリップ検出器
２３ スイッチ部
２４ 第２のモータ速度推定部
Ｖｃｍｄ 速度指令
Ｖｅｓｔ 推定速度
Ｉｒｅ 実電流
Ｐｆｂ 帰還パルス

Claims (4)

1. 主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動するエンコーダを備えた主軸の制御装置において、
   前記エンコーダの一定時間内の帰還パルス数から主軸速度を検出する主軸速度検出部と、
   前記主軸速度検出部により検出した主軸速度と前記主軸と前記誘導モータの減速比から前記誘導モータの第１のモータ推定速度を求める第１のモータ速度推定部と、
   速度指令と前記第１のモータ速度推定部によって得られた第１のモータ推定速度とに基づき前記誘導モータの制御を行うモータ速度制御部と、
   前記誘導モータの速度指令と前記誘導モータに流れるモータ電流から第２のモータ推定速度を算出する第２のモータ速度推定部と、
   前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度との差が第２の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出するスリップ検出部と、
   前記スリップ検出部からの前記ベルトのスリップ検出結果に基づき前記第１のモータ推定速度の前記モータ速度制御部への入力を制御するスイッチ部と、
   を備え、
   前記スリップ検出部により前記ベルトのスリップが検出された時に、前記第１のモータ推定速度を前記誘導モータの制御に用いないように前記スイッチ部を制御し、第２のモータ推定速度を速度制御に利用することを特徴とするエンコーダを備えた主軸の制御装置。
2. 主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動するエンコーダを備えた主軸の制御装置において、
   前記エンコーダの一定時間内の帰還パルス数から主軸速度を検出する主軸速度検出部と、
   前記主軸速度検出部により検出した主軸速度と前記主軸と前記誘導モータの減速比から前記誘導モータの第１のモータ推定速度を求める第１のモータ速度推定部と、
   速度指令と前記第１のモータ速度推定部によって得られた第１のモータ推定速度とに基づき前記誘導モータの制御を行うモータ速度制御部と、
   前記誘導モータの速度指令と前記誘導モータに流れるモータ電流から第２のモータ推定速度を算出する第２のモータ速度推定部と、
   前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度との差の変化量が第３の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出するスリップ検出部と、
   前記スリップ検出部からの前記ベルトのスリップ検出結果に基づき前記第１のモータ推定速度の前記モータ速度制御部への入力を制御するスイッチ部と、
   を備え、
   前記スリップ検出部により前記ベルトのスリップが検出された時に、前記第１のモータ推定速度を前記誘導モータの制御に用いないように前記スイッチ部を制御し、第２のモータ推定速度を速度制御に利用することを特徴とするエンコーダを備えた主軸の制御装置。
3. 主軸位置を検出するエンコーダを備えた主軸を、ベルトを介して速度検出器を有しない誘導モータによって駆動するエンコーダを備えた主軸の制御装置において、
   前記エンコーダの一定時間内の帰還パルス数から主軸速度を検出する主軸速度検出部と、
   前記主軸速度検出部により検出した主軸速度と前記主軸と前記誘導モータの減速比から前記誘導モータの第１のモータ推定速度を求める第１のモータ速度推定部と、
   速度指令と前記第１のモータ速度推定部によって得られた第１のモータ推定速度とに基づき前記誘導モータの制御を行うモータ速度制御部と、
   前記誘導モータの速度指令と前記誘導モータに流れるモータ電流から第２のモータ推定速度を算出する第２のモータ速度推定部と、
   前記第１のモータ推定速度と前記第２のモータ推定速度の比が第４の所定の値を超えた時に前記ベルトにスリップが発生したことを検出するスリップ検出部と、
   前記スリップ検出部からの前記ベルトのスリップ検出結果に基づき前記第１のモータ推定速度の前記モータ速度制御部への入力を制御するスイッチ部と、
   を備え、
   前記スリップ検出部により前記ベルトのスリップが検出された時に、前記第１のモータ推定速度を前記誘導モータの制御に用いないように前記スイッチ部を制御し、第２のモータ推定速度を速度制御に利用することを特徴とするエンコーダを備えた主軸の制御装置。
4. 前記スリップ検出部は、過去一定時間内にスリップが発生していたか判別する判別手段を備え、
   前記スリップ検出部は、前記スリップ検出部によりベルトのスリップを検出した後、前記ベルトがスリップしていないことを検出して一定時間経過後に、前記ベルトはスリップしていないとして検出し、
   前記スリップ検出によりベルトのスリップを検出した後、前記スリップ検出部により前記ベルトがスリップしていないことを検出して一定時間経過後に、前記モータ速度制御部
   へ前記第１のモータ推定速度の入力を再開し、
   前記第１のモータ推定速度をモータの制御への使用を再開することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のエンコーダを備えた主軸の制御装置。

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