JPH0231406B2 - - Google Patents
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- JPH0231406B2 JPH0231406B2 JP57080127A JP8012782A JPH0231406B2 JP H0231406 B2 JPH0231406 B2 JP H0231406B2 JP 57080127 A JP57080127 A JP 57080127A JP 8012782 A JP8012782 A JP 8012782A JP H0231406 B2 JPH0231406 B2 JP H0231406B2
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- JP
- Japan
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- induction motor
- function
- cpu
- slide table
- machining program
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- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000012905 input function Methods 0.000 claims description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
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- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
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- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、工作機械等において、被加工物に
対し工具の相対位置を制御する送りユニツトに関
するものである。
対し工具の相対位置を制御する送りユニツトに関
するものである。
従来、各種の工作機械等においては、工具を載
置したスライドテーブルの移動手段として、スラ
イドテーブルの下部に送りナツトを固定してこの
送りナツトに送りねじを螺合し、前記送りねじを
直流モータにより回転駆動してスライドテーブル
を被加工物に対し前進後退させるよう構成した直
流モータ駆動方式が採用されている。しかるに、
この種の直流モータ駆動方式において、被加工物
に対する工具の相対位置を適正に制御する手段と
して、一般にリミツトスイツチを使用したシーケ
ンス回路が採用されている。また、数値制御工作
機械においては、被加工物に対する工具の位置お
よび速度を全て電気的に制御する手段として、直
流モータに速度発電機等を付設して位置および速
度検出信号のフイードバツク系を構成したものが
提案されている。
置したスライドテーブルの移動手段として、スラ
イドテーブルの下部に送りナツトを固定してこの
送りナツトに送りねじを螺合し、前記送りねじを
直流モータにより回転駆動してスライドテーブル
を被加工物に対し前進後退させるよう構成した直
流モータ駆動方式が採用されている。しかるに、
この種の直流モータ駆動方式において、被加工物
に対する工具の相対位置を適正に制御する手段と
して、一般にリミツトスイツチを使用したシーケ
ンス回路が採用されている。また、数値制御工作
機械においては、被加工物に対する工具の位置お
よび速度を全て電気的に制御する手段として、直
流モータに速度発電機等を付設して位置および速
度検出信号のフイードバツク系を構成したものが
提案されている。
ところで、直流モータは、位置制御装置や速度
制御装置において、速応性が要求される場合、そ
の出力トルクが電機子電流に対し理論的にも完全
に比例関係にあり、制御系が線形の自動制御理論
通りの速応性の良い制御系を実現できることから
広く採用されている。
制御装置において、速応性が要求される場合、そ
の出力トルクが電機子電流に対し理論的にも完全
に比例関係にあり、制御系が線形の自動制御理論
通りの速応性の良い制御系を実現できることから
広く採用されている。
しかし、この種の制御系に今日定速モータとし
て大量に使用されている誘導電動機を使用するこ
とができれば直流モータに比べて種々の優れた利
点が得られる。例えば、誘導電動機を使用した場
合、整流子がないために保守が簡便であり、整流
の問題がないので高電流、高速回転が可能であ
り、火花や電気的ノイズを解消し、さらに防塵お
よび防爆性に優れ、小形化し得ると共に製造コス
トの低減を図ることができる。
て大量に使用されている誘導電動機を使用するこ
とができれば直流モータに比べて種々の優れた利
点が得られる。例えば、誘導電動機を使用した場
合、整流子がないために保守が簡便であり、整流
の問題がないので高電流、高速回転が可能であ
り、火花や電気的ノイズを解消し、さらに防塵お
よび防爆性に優れ、小形化し得ると共に製造コス
トの低減を図ることができる。
しかしながら、従来の誘導電動機の制御方式に
は、電圧Ｖと励磁周波数ｆを回転数に比例させる
Ｖ／ｆ一定制御等が知られているが、これらの方
式では指冷値通りの出力を出す電圧Ｖと周波数ｆ
を一義的に定めることは不可能であり、線形の自
動制御理論に適合するようなトルク発生の制御が
不可能である。
は、電圧Ｖと励磁周波数ｆを回転数に比例させる
Ｖ／ｆ一定制御等が知られているが、これらの方
式では指冷値通りの出力を出す電圧Ｖと周波数ｆ
を一義的に定めることは不可能であり、線形の自
動制御理論に適合するようなトルク発生の制御が
不可能である。
このような観点から、出願人は先に、相数Ｐの
ステータ巻線を持つ誘導電動機において、ロータ
側にトルクTeを発生せしめるため、次式(1)で与
えられる第ｎ相のステータ電流指令値insを与え
るステータ電流指令値の発生手段を備えることに
より、誘導電動機の出力トルクは指令値通りの値
となるよう構成できることを突き止め、特願昭53
−3834号（特開昭54−97726号）として特許出願
を行つた。
ステータ巻線を持つ誘導電動機において、ロータ
側にトルクTeを発生せしめるため、次式(1)で与
えられる第ｎ相のステータ電流指令値insを与え
るステータ電流指令値の発生手段を備えることに
より、誘導電動機の出力トルクは指令値通りの値
となるよう構成できることを突き止め、特願昭53
−3834号（特開昭54−97726号）として特許出願
を行つた。
ins＝Φ0／Ｍsin（−２（ｎ−１）／Ｐπ）
＋Lr／MKTΦ0・Te・cos（−２（ｎ−１）／Ｐπ）
……(1)
但し、Ｐ：相数
ｎ：１、２、３、……Ｐ
Lr：ロータ巻数の自己インダクタンス
Ｍ：ステータ巻線とロータ巻線の相互インダクタ
ンス ：回転磁界の磁束角度 Φ：回転磁界の大きさ KT：定数 そこで、本発明者等は、前述した従来の直流モ
ータ駆動方式の問題点を全て克服し、誘導電動機
によるサーボモータ駆動方式の実現を図るべく
種々検討を重ねた結果、被加工物の加工プログラ
ムを始めとして各種データの入出力制御を行う
CPUを設け、このCPUの一部において誘導電動
機の位置および速度指令を行うようにし、一方誘
導電動機の現在位置および速度データをパルスエ
ンコーダによりデイジタル信号として取出し、こ
のデイジタル信号をCPUにフイードバツクして
誘導電動機のサーボ制御系を構成することによ
り、CPUでは前述したように誘導電動機に対し
指令値通りの出力トルクを得るための演算処理を
行うと共に例えばプログラマブルシーケンスコン
トローラ（以下PCと称する）によつて作成され
た被加工物に対する加工プログラムと適合させて
シーケンシヤルな制御を容易に実現させることが
できることから、単一のPCによつて多数の工作
機械を同時に制御するよう構成する大量生産機の
送りユニツトとして採用することにより、制御系
の簡略化と共に製造コストの大幅な低減が達成さ
れることを突き止めた。
ンス ：回転磁界の磁束角度 Φ：回転磁界の大きさ KT：定数 そこで、本発明者等は、前述した従来の直流モ
ータ駆動方式の問題点を全て克服し、誘導電動機
によるサーボモータ駆動方式の実現を図るべく
種々検討を重ねた結果、被加工物の加工プログラ
ムを始めとして各種データの入出力制御を行う
CPUを設け、このCPUの一部において誘導電動
機の位置および速度指令を行うようにし、一方誘
導電動機の現在位置および速度データをパルスエ
ンコーダによりデイジタル信号として取出し、こ
のデイジタル信号をCPUにフイードバツクして
誘導電動機のサーボ制御系を構成することによ
り、CPUでは前述したように誘導電動機に対し
指令値通りの出力トルクを得るための演算処理を
行うと共に例えばプログラマブルシーケンスコン
トローラ（以下PCと称する）によつて作成され
た被加工物に対する加工プログラムと適合させて
シーケンシヤルな制御を容易に実現させることが
できることから、単一のPCによつて多数の工作
機械を同時に制御するよう構成する大量生産機の
送りユニツトとして採用することにより、制御系
の簡略化と共に製造コストの大幅な低減が達成さ
れることを突き止めた。
従つて、本発明の目的は、複数の送りユニツト
を連続的または同時に制御する大量生産機におい
て、各送りユニツトを誘導電動機で駆動するよう
構成すると共にこの誘導電動機の経済的かつ効率
的な制御を行うことができる大量生産機の送りユ
ニツトを提供するにある。
を連続的または同時に制御する大量生産機におい
て、各送りユニツトを誘導電動機で駆動するよう
構成すると共にこの誘導電動機の経済的かつ効率
的な制御を行うことができる大量生産機の送りユ
ニツトを提供するにある。
前記の目的を達成するため、本発明において
は、ボールねじの回転駆動により移動するスライ
ドテーブルと、ボールねじの回転駆動を行う誘導
電動機と、該誘導電動機に接続配置した前記スラ
イドテーブルの位置および速度を検出するパルス
エンコーダと、前記誘導電動機を駆動する増幅器
とからなる送りユニツトを複数台備える誘導電動
機を使用した大量生産機の送りユニツトにおい
て、 被加工物の加工プログラムの作成、保存、デー
タ表示およびモニタを行うデータ入出力装置と、
各送りユニツトのスライドテーブルの原点位置を
検出する原点検出器とを設け、 更に、各送りユニツトに、前記データ入出力装
置からの複数の加工プログラムを記憶する機能
と、加工プログラムに基づいて前記原点検出器の
原点検出信号と前記パルスエンコーダからの検出
信号とによりトルク指令値を演算して前記誘導電
動機の位置および速度の制御を行うサーボ機能
と、各送りユニツト相互間でデータの授受を行う
入出力制御機能とを備えるCPUを設け、 多数の工作機械を同時に制御するようそれぞれ
各送りユニツトのCPUに所定の加工プログラム
を指令する単一のプログラマブルシーケンスコン
トローラを前記各CPUに接続したことを特徴と
する。
は、ボールねじの回転駆動により移動するスライ
ドテーブルと、ボールねじの回転駆動を行う誘導
電動機と、該誘導電動機に接続配置した前記スラ
イドテーブルの位置および速度を検出するパルス
エンコーダと、前記誘導電動機を駆動する増幅器
とからなる送りユニツトを複数台備える誘導電動
機を使用した大量生産機の送りユニツトにおい
て、 被加工物の加工プログラムの作成、保存、デー
タ表示およびモニタを行うデータ入出力装置と、
各送りユニツトのスライドテーブルの原点位置を
検出する原点検出器とを設け、 更に、各送りユニツトに、前記データ入出力装
置からの複数の加工プログラムを記憶する機能
と、加工プログラムに基づいて前記原点検出器の
原点検出信号と前記パルスエンコーダからの検出
信号とによりトルク指令値を演算して前記誘導電
動機の位置および速度の制御を行うサーボ機能
と、各送りユニツト相互間でデータの授受を行う
入出力制御機能とを備えるCPUを設け、 多数の工作機械を同時に制御するようそれぞれ
各送りユニツトのCPUに所定の加工プログラム
を指令する単一のプログラマブルシーケンスコン
トローラを前記各CPUに接続したことを特徴と
する。
次に、本発明に係る誘導電動機を使用した大量
生産機の送りユニツトの実施例につき、添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。
生産機の送りユニツトの実施例につき、添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。
第１図は、本発明に係る送りユニツトの要部と
なる制御系の基本原理を示すブロツク回路図であ
る。すなわち、第１図において、参照符号１０は
工具の移動を行うスライドテーブルを示し、この
スライドテーブル１０の下部には送りナツト１２
が固定されると共にこの送りナツト１２にボール
ねじ１４が螺合される。このボールねじ１４に対
しては誘導電動機１６の駆動軸１８を直結してボ
ールねじ１４の回転を行うよう構成する。また、
誘導電動機１６の駆動軸には、適宜パルスエンコ
ーダ２０を接続配置し、前記誘導電動機の回転に
基づくスライドテーブル１０の位置および速度を
パルス信号によりデイジタル方式で検出するよう
構成する。
なる制御系の基本原理を示すブロツク回路図であ
る。すなわち、第１図において、参照符号１０は
工具の移動を行うスライドテーブルを示し、この
スライドテーブル１０の下部には送りナツト１２
が固定されると共にこの送りナツト１２にボール
ねじ１４が螺合される。このボールねじ１４に対
しては誘導電動機１６の駆動軸１８を直結してボ
ールねじ１４の回転を行うよう構成する。また、
誘導電動機１６の駆動軸には、適宜パルスエンコ
ーダ２０を接続配置し、前記誘導電動機の回転に
基づくスライドテーブル１０の位置および速度を
パルス信号によりデイジタル方式で検出するよう
構成する。
一方、前記誘導電動機１６の制御を所定の加工
プログラムに基づいて適正に制御するための
CPU２２を設ける。そこで、本発明においては、
このCPU２２に次のような機能を持たせる。
プログラムに基づいて適正に制御するための
CPU２２を設ける。そこで、本発明においては、
このCPU２２に次のような機能を持たせる。
(1) 被加工物の加工プログラムを記憶する機能
被加工物の加工プログラムは、データ入出力
装置３０によつて作成し、CPU２２の入出力
制御部を介してRAM等のメモリに記憶する。
なお、データ入出力装置３０は、プログラムの
作成、保存、データ表示、モニタ等を行う。
装置３０によつて作成し、CPU２２の入出力
制御部を介してRAM等のメモリに記憶する。
なお、データ入出力装置３０は、プログラムの
作成、保存、データ表示、モニタ等を行う。
(2) 加工プログラムに基づいて誘導電動機１６の
位置および速度の制御を行うサーボ機能 前記メモリに記憶した加工プログラムに基づ
き、誘導電動機１６の位置および速度制御を行
うに際し、パルスエンコーダ２０からのフイー
ドバツク信号を入力し、適正なトルク指令値を
前記演算式(1)に基づいて演算する。このように
して得られたトルク指令値は、適宜Ｄ／Ａ変換
器および増幅器２６を介して誘導電動機１６を
パルス幅変調方式により制御する。なお、この
場合、スライドテーブル１０の原点位置を明確
にしておくため、スライドテーブル１０に対し
リミツトスイツチもしくは光学的センサ等の原
点検出器２８を設けることにより、この原点検
出器２８の検出信号により位置制御系を確立し
て、位置決めも高精度に行うことができる。
位置および速度の制御を行うサーボ機能 前記メモリに記憶した加工プログラムに基づ
き、誘導電動機１６の位置および速度制御を行
うに際し、パルスエンコーダ２０からのフイー
ドバツク信号を入力し、適正なトルク指令値を
前記演算式(1)に基づいて演算する。このように
して得られたトルク指令値は、適宜Ｄ／Ａ変換
器および増幅器２６を介して誘導電動機１６を
パルス幅変調方式により制御する。なお、この
場合、スライドテーブル１０の原点位置を明確
にしておくため、スライドテーブル１０に対し
リミツトスイツチもしくは光学的センサ等の原
点検出器２８を設けることにより、この原点検
出器２８の検出信号により位置制御系を確立し
て、位置決めも高精度に行うことができる。
(3) 外部装置との間でデータの授受を行う入出力
制御機能 CPU２２では、PC２４に対しステータス情
報やアラーム信号を出力すると共にPC２４か
ら所定の加工プログラム指令によりサーボ機構
の制御を行う。なお、PC２４は、複数の送り
ユニツトに対しても同時に制御操作を行つてい
るため、送りユニツト相互間においてそれぞれ
のCPU２２を介してステータス情報やアラー
ム信号に関して信号の授受が行われる。
制御機能 CPU２２では、PC２４に対しステータス情
報やアラーム信号を出力すると共にPC２４か
ら所定の加工プログラム指令によりサーボ機構
の制御を行う。なお、PC２４は、複数の送り
ユニツトに対しても同時に制御操作を行つてい
るため、送りユニツト相互間においてそれぞれ
のCPU２２を介してステータス情報やアラー
ム信号に関して信号の授受が行われる。
前述したように、本発明によれば、スライドテ
ーブルの移動手段として低コストの誘導電動機を
使用し、この誘導電動機の制御手段としてパルス
エンコーダによりフイードバツク信号を得ると共
に多機能CPUを設けて複数加工プログラムの記
憶と共にこの加工プログラムに基づくプログラマ
ブル制御を行うサーボ機能を構成しているため、
例えばPCによる多数の送りユニツトを同時に制
御して大量生産機の制御を効率的かつ経済的に達
成することができる。
ーブルの移動手段として低コストの誘導電動機を
使用し、この誘導電動機の制御手段としてパルス
エンコーダによりフイードバツク信号を得ると共
に多機能CPUを設けて複数加工プログラムの記
憶と共にこの加工プログラムに基づくプログラマ
ブル制御を行うサーボ機能を構成しているため、
例えばPCによる多数の送りユニツトを同時に制
御して大量生産機の制御を効率的かつ経済的に達
成することができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
第１図は本発明に係る誘導電動機を使用した大
量生産機の送りユニツトの一実施例を示すブロツ
ク回路図である。 １０……スライドテーブル、１２……送りナツ
ト、１４……ボールねじ、１６……誘導電動機、
１８……駆動軸、２０……パルスエンコーダ、２
２……CPU、２４……PC、２６……増幅器、２
８……原点検出器、３０……データ入出力装置。
量生産機の送りユニツトの一実施例を示すブロツ
ク回路図である。 １０……スライドテーブル、１２……送りナツ
ト、１４……ボールねじ、１６……誘導電動機、
１８……駆動軸、２０……パルスエンコーダ、２
２……CPU、２４……PC、２６……増幅器、２
８……原点検出器、３０……データ入出力装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ボールねじの回転駆動により移動するスライ
ドテーブルと、ボールねじの回転駆動を行う誘導
電動機と、該誘導電動機に接続配置した前記スラ
イドテーブルの位置および速度を検出するパルス
エンコーダと、前記誘導電動機を駆動する増幅器
とからなる送りユニツトを複数台備える誘導電動
機を使用した大量生産機の送りユニツトにおい
て、 被加工物の加工プログラムの作成、保存、デー
タ表示およびモニタを行うデータ入出力装置と、
各送りユニツトのスライドテーブルの原点位置を
検出する原点検出器とを設け、 更に、各送りユニツトに、前記データ入出力装
置からの複数の加工プログラムを記憶する機能
と、加工プログラムに基づいて前記原点検出器の
原点検出信号と前記パルスエンコーダからの検出
信号とによりトルク指令値を演算して前記誘導電
動機の位置および速度の制御を行うサーボ機能
と、各送りユニツト相互間でデータの授受を行う
入出力制御機能とを備えるCPUを設け、 多数の工作機械を同時に制御するようそれぞれ
各送りユニツトのCPUに所定の加工プログラム
を指令する単一のプログラマブルシーケンスコン
トローラを前記各CPUに接続したことを特徴と
する誘導電動機を使用した大量生産機の送りユニ
ツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012782A JPS58197510A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 誘導電動機を使用した大量生産機の送りユニツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8012782A JPS58197510A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 誘導電動機を使用した大量生産機の送りユニツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197510A JPS58197510A (ja) | 1983-11-17 |
| JPH0231406B2 true JPH0231406B2 (ja) | 1990-07-13 |
Family
ID=13709546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8012782A Granted JPS58197510A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 誘導電動機を使用した大量生産機の送りユニツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197510A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5142885A (ja) * | 1974-10-08 | 1976-04-12 | Toshiba Machine Co Ltd | Ichigimeseigyosochi |
| JPS5497726A (en) * | 1978-01-18 | 1979-08-02 | Toshiba Machine Co Ltd | Torque control apparatus for induction motor |
| JPS5619392A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-24 | Toshiba Mach Co Ltd | Main shaft driving device using induction motor |
-
1982
- 1982-05-14 JP JP8012782A patent/JPS58197510A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5142885A (ja) * | 1974-10-08 | 1976-04-12 | Toshiba Machine Co Ltd | Ichigimeseigyosochi |
| JPS5497726A (en) * | 1978-01-18 | 1979-08-02 | Toshiba Machine Co Ltd | Torque control apparatus for induction motor |
| JPS5619392A (en) * | 1979-07-19 | 1981-02-24 | Toshiba Mach Co Ltd | Main shaft driving device using induction motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58197510A (ja) | 1983-11-17 |
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