JPH0751976A - Stop control system at abnormal load of spindle - Google Patents

Stop control system at abnormal load of spindle

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JPH0751976A
JPH0751976A JP21527493A JP21527493A JPH0751976A JP H0751976 A JPH0751976 A JP H0751976A JP 21527493 A JP21527493 A JP 21527493A JP 21527493 A JP21527493 A JP 21527493A JP H0751976 A JPH0751976 A JP H0751976A
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JP
Japan
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spindle
abnormal load
stop
stop control
load
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Application number
JP21527493A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kono
Junichi Tezuka
淳一 手塚
新一 河野
Original Assignee
Fanuc Ltd
ファナック株式会社
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a stop control system at abnormal load to prevent break age of a tool, in stop control when the abnormal load of the spindle of a machine tool having a spindle and a feed shaft is detected. CONSTITUTION:In a stop control system wherein a spindle is stopped when the abnormal load of the spindle of a machine tool having a spindle and a feed shaft is detected, the abnormal load of the spindle is detected and when the abnormal load of the spindle is detected at a step S1, a feed shaft is first stopped by means of an abnormal load detecting signal at steps S2 and S3. The spindle is then stopped at steps S4 and S5.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械等の主軸を有するシステムにおける異常負荷時の停止制御方式に関する。 The present invention relates to relates to abnormal load when the stop control method in a system having a main axis of a machine tool or the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】一般に、送り軸と主軸とを有する工作機械等のシステムにおいて、送り軸によってワークを移動するとともに、主軸によって工具を駆動してワークに切削等の種々の加工を施している。 In general, in a system of a machine tool or the like having a feed shaft and the main shaft, along with moving the workpiece by the feed shaft, is subjected to various processing such as cutting the workpiece by driving a tool by the spindle.

【0003】従来、この送り軸において異常負荷を検出した場合には、異常負荷を検出した送り軸を即時に停止させることによって、異常負荷時の対処を行なっている。 Conventionally, when detecting an abnormal load in the feed shaft, by stopping immediately the feed shaft that detected the abnormal load, it is performed to deal with abnormal loads.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】前記の従来の異常負荷時停止制御方式においては、異常負荷を検出した軸を即時に停止させることによって対処しているが、この異常負荷時停止制御方式を主軸に対して適用し、異常負荷時に即時停止を行なうと、主軸停止後においても送り軸は依然として駆動され続けるため、工具が加工動作を行なうことなくワークを押すことになり、工具等が破損する恐れがあるという問題点を有している。 In [0008] Conventional abnormal load during the stop control method of the are addressed by stopping immediately the axis of detecting the abnormal load, but the main axis of the abnormal load stop control method fear applied, when the emergency stop during abnormal load, since even feed shaft after the main spindle is stopped still continues to be driven, which results in pushing the workpiece without the tool performing the machining operation, tool or the like may be damaged against has a problem in that.

【0005】そこで、本発明は前記した従来の異常負荷時停止制御方式の問題点を解決し、主軸および送り軸を有する工作機械の主軸の異常負荷検出時の停止制御において、工具等の破損を防止することができる異常負荷時停止制御方式を提供することを目的とする。 [0005] Therefore, the present invention is to solve the problems of the conventional abnormal load during the stop control method described above, the abnormal load detection time of the stop control of the main spindle of a machine tool having a spindle and a feed shaft, the breakage of such a tool preventing an object to provide an abnormal load stop control method that can.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸および送り軸を有する工作機械の主軸の異常負荷時にその主軸を停止させる停止制御方式において、主軸における異常負荷を検出し、主軸の異常負荷を検出した時、はじめに送り軸を停止させ、次に主軸を停止させることによって前記目的を達成するものである。 Means for Solving the Problems The present invention provides a stop control method of stopping the spindle when abnormal load of a spindle of a machine tool having a spindle and a feed shaft, and detects an abnormal load in the main shaft, the abnormal load of the spindle upon detecting, to stop the feed shaft at the beginning, it is to achieve the above object by subsequently stopping the main shaft.

【0007】 [0007]

【作用】本発明によれば、主軸および送り軸を有する工作機械において、主軸における異常負荷を検出し、主軸に異常負荷を検出した時、その異常負荷検出によりはじめに送り軸を停止させ、次に主軸を停止させる。 According to the present invention, in a machine tool having a spindle and a feed shaft, and detects an abnormal load in the main shaft, when an abnormality is detected load on the main shaft, it stops the initially feed shaft by the abnormal load detection, then stopping the spindle. 主軸の異常負荷時において、まず送り軸を停止させ次に主軸を停止させることにより、主軸が停止した状態で送り軸が駆動されて、主軸停止状態の工具がワークを押すことがなく、主軸に取り付けられた工具等の破損を防止することができる。 During abnormal load of the spindle, by stopping the next main axis first feed shaft is stopped, the main shaft is driven axis feed in a stopped state, without the tool of the spindle stopped pushes the workpiece, the spindle the damage of such an attached tool can be prevented.

【0008】 [0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The following is a description of examples of the present invention in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to the examples.

【0009】図1は、本発明を実施する工作機械のサーボモータ系およびスピンドルモータ系のブロック図である。 [0009] Figure 1 is a block diagram of a machine tool servo motor system and spindle motor system for carrying out the present invention.

【0010】図1において、1はサーボモータ、サーボアンプ、デジタルサーボ回路、共有メモリ、速度位置検出器等から構成されるサーボモータ系であり、CNC [0010] In FIG. 1, 1 is a servo motor, a servo amplifier, a digital servo circuit, a servo motor system constituted from the shared memory, the speed position detector and the like, CNC
(Computerized Numerically (Computerized Numerically
Control)2により送り軸の制御を行なうものである。 Control) performs a control of the feed axis by 2. また、8はスピンドルモータ系であり、PMC Also, 8 is a spindle motor system, PMC
(Programmable Machine Con (Programmable Machine Con
troller)3からの指令により主軸の制御を行なうものである。 And it performs control of the main spindle by a command from Troller) 3. このスピンドルモータ系8(図1中で一点鎖線により示している)は、モータ制御部4とパワー増幅器5とスピンドルモータ6と速度検出器7とから構成され、モータ制御部4はPMC3からの指令を受け、 The spindle motor system 8 (shown by a chain line in FIG. 1) is composed of a motor control unit 4 and the power amplifier 5 and spindle motor 6 and the speed detector 7 for, the motor control unit 4 commands from PMC3 receiving,
パワー増幅器5を介してスピンドルモータ6に対して制御を行う。 Performs control on the spindle motor 6 via the power amplifier 5. また、モータ制御部4は速度検出器7により検出したスピンドルモータ6の速度yを用いてスピンドルモータ6の負荷トルクを推定し、該負荷トルクが異常負荷の場合にはCNC2に異常負荷信号を出力するものである。 Further, the motor control unit 4 estimates the load torque of the spindle motor 6 using the velocity y of the spindle motor 6 detected by the speed detector 7, in the case of the load torque is abnormal load output an abnormal load signal to CNC2 it is intended to.

【0011】本発明の異常負荷時停止制御方式においては、前記工作機械のサーボモータ系およびスピンドルモータ系のブロック図において、主軸の異常負荷を前記スピンドルモータ系8の部分で外乱推定オブザーバによって負荷トルクを外乱トルクとして推定する。 [0011] In abnormal load during the stop control method of the present invention, in block diagram of the machine tool servo motor system and spindle motor system, the load torque by the disturbance estimation observer abnormal load of the spindle at the portion of the spindle motor based 8 the estimated as a disturbance torque. そして、その推定した負荷トルクが異常負荷と判定された場合に、 Then, when the load torque that estimated is determined as abnormal load,
はじめにサーボモータ系1を制御して送り軸を停止させ、送り軸が停止した後にスピンドルモータ系8を制御して主軸を停止させるものである。 Introduction to stop the feed axis by controlling the servo motor system 1, is intended to stop the spindle and controls the spindle motor system 8 after the feed shaft is stopped.

【0012】(主軸の異常負荷の検出)はじめに、主軸の異常負荷検出について、図2の本発明の実施例の異常負荷を検出するための外乱推定オブザーバのブロック図を用いて説明する。 [0012] At the beginning (the detection of abnormal load of the spindle), the abnormal load detection of the spindle will be described with reference to the block diagram of the disturbance estimation observer for detecting abnormal load embodiment of the present invention in FIG.

【0013】図2において、外乱推定オブザーバ20 [0013] In Figure 2, the disturbance estimation observer 20
は、速度検出器7により検出されたスピンドルモータ6 A spindle motor 6 detected by the speed detector 7
の速度yとスピンドルモータ6に出力されるトルク指令uを入力として、負荷トルクの推定値Td2を出力するものである。 As inputs a torque command u to be outputted to the velocity y and spindle motor 6, and outputs an estimated value Td2 of the load torque. 外乱推定オブザーバ20の項22,23のK1,K2は外乱推定オブザーバのパラメータであり、 K1, K2 sections 22 and 23 of the disturbance estimation observer 20 are parameters of the disturbance estimation observer,
項21は実際にスピンドルモータに出力されるトルク指令として電流値uからモータの推定加速度に変換する係数で、(トルク定数/イナーシャ)の比率で表される推定比率b *を用いる。 21. actually a factor for converting a current value u as a torque command outputted to the spindle motor to estimate the acceleration of the motor, using the estimated ratio b * represented by the ratio of (torque constant / inertia). 24は積分項である。 24 is an integral term. 項23の出力である成分値Td1のパラメータK1,K2を極が安定するように選択すると、Td1=Td/Jと近似することができる。 The parameters K1, K2 of the component values ​​Td1 as the output section 23 when the pole is selected to be stable, can be approximated as Td1 = Td / J. この算出された積分値Td1に推定比率b *の逆数1/b * (=J/Kt)を乗ずることにより、負荷トルクTd(に比例する値の)の推定値Td2 Estimate of this by the calculated integral value Td1 multiplying the estimated ratio b * of the inverse 1 / b * (= J / Kt), ( the value proportional to) the load torque Td Td2
を求めることができる。 It can be obtained. なお、この外乱推定オブザーバ20については公知であり、詳細な説明は省略する。 Note that the disturbance estimation observer 20 is known, detailed description thereof is omitted.

【0014】図1において、前記外乱推定オブザーバ2 [0014] In FIG. 1, the disturbance estimation observer 2
0に対する入力は、図中の破線で示されるようにモータ制御部4へのスピンドルモータ6の速度yと速度制御部4で計算されるトルク指令u(図示されない)であり、 Input for 0 is a torque command u computed by the speed y and the speed control unit 4 of the spindle motor 6 to the motor control unit 4 as indicated by the broken line in FIG. (Not shown),
その出力は推定負荷トルクTd2である。 Its output is the estimated load torque Td2.

【0015】図3はトルク指令uを算出する処理のブロック図である。 [0015] FIG. 3 is a block diagram of a process for calculating a torque command u. このトルク指令uは、CNC2から出力される速度指令VCMDとスピンドルモータ6の速度y The torque command u is the speed of the speed command VCMD and the spindle motor 6 output from CNC2 y
との偏差量をPI制御(比例+積分制御)することに算出され、この算出処理は速度制御部4の内部において行なわれる。 Deviations between the calculated to PI control (proportional + integral control), the calculation process is performed in the interior of the speed control section 4.

【0016】ここで、負荷トルクTdが推定負荷トルクTd2によって求められるので、モータ制御部4はこの推定負荷トルクTd2とあらかじめ設定しておいた値とを比較して、設定値を超えた場合を異常負荷と判定して異常負荷検出信号を出力する。 [0016] Here, since the load torque Td is obtained by the estimated load torque Td2, the motor control unit 4 compares the value set in advance with the estimated load torque Td2, the case exceeds the preset value determined to be abnormal load and outputs the abnormal load detection signal.

【0017】(異常負荷時停止制御)次に、前記主軸の異常負荷の検出において異常負荷を検出すると、この異常負荷検出信号により停止処理を行なう。 [0017] (abnormal load stop control) Next, when detecting the abnormal load in the detection of abnormal load of the spindle, performs a stop processing this abnormal load detection signal. 以下、前記図1、および図4に示す異常負荷時停止制御のフローチャートを用いてステップSの符号に従って説明する。 It will be described below with reference to the sign of the step S with reference to the flowchart of FIG. 1, and the abnormal load stop control shown in FIG. なお、図1中において、この停止処理の工程は実線の矢印により示しており、また図4のフローチャートの工程に対応してS1〜S5の符号を付している。 Note that in Figure 1, the steps of the stop process are denoted by the sign of the shows by the solid arrow, also in response to the process of the flowchart of FIG. 4 S1-S5.

【0018】ステップS1:はじめに、前記した主軸の異常負荷の検出の項で説明したように、モータ制御部4 [0018] Step S1: First, as described in the detection section of the abnormal load of the above-described spindle motor control unit 4
において異常負荷を検出し、外乱推定オブザーバで推定した負荷トルクの値があらかじめ設定した設定値と比較し、設定値を超えた場合には異常負荷と判定し、異常負荷検出信号としてCNC2に出力する。 The abnormal load is detected in, compared with the set value the value of the load torque estimated by the disturbance estimation observer is preset, if it exceeds the set value, it is determined that the abnormal load, and outputs the CNC2 as abnormal load detection signal .

【0019】ステップS2:CNC2では常にモータ制御部4からの異常負荷検出信号の有無を検知し、異常負荷検出信号が入力されると、サーボモータ系1に対して停止指令を出力する。 [0019] Step S2: In CNC2 always detect the presence or absence of abnormal load detection signal from the motor control unit 4, when the abnormal load detection signal is input, it outputs a stop command to the servo motor system 1. 停止指令を受けたサーボモータ系1は、サーボモータの駆動を停止する。 Servo motor system 1 which receives the stop command stops the driving of the servo motor. これにより、サーボモータにより駆動される送り軸が停止する。 Thus, the feed shaft driven by a servo motor is stopped.

【0020】ステップS3:CNC2は、サーボモータ系1に対して停止指令を出力した後の経過時間が一定時間を超えたか否かの判定を行い、この判定において一定時間を超えた時、送り軸が停止したものと判断する。 [0020] Step S3: CNC2, when the elapsed time after outputting a stop command to the servo motor system 1 makes a judgment of whether exceeds a predetermined time, exceeds a predetermined time in this judgment, feed shaft but it is determined that that has stopped. この一定時間は、前記工程で停止指令を受けたサーボモータ系1が停止動作を開始して、送り軸が停止するまでの時間に対応して設定するものであり、少なくとも主軸が停止する前に送り軸が停止するような時間を設定する。 This predetermined time, the servo motor system 1 that has received a stop command at step starts to stop operation, which feed axis is set corresponding to the time to stop, at least before the spindle is stopped feed axis to set the time such that stop.

【0021】例えば、サーボモータ系1が停止動作を開始して、送り軸が停止するまでの時間以上をこの一定時間とすることもでき、また、サーボモータ系1が停止動作を開始して送り軸が停止するまでの時間から、CNC [0021] For example, the start of the servo motor system 1 stops operation, the more time to feed shaft is stopped can be this period of time, also, the servo motor system 1 sends the start of the stop operation from the time of until the axis is stopped, CNC
2がスピンドルモータ停止指令を出力してから主軸が停止するまでの主軸の停止動作に要する時間を逆算して設定することも可能である。 2 can be set by calculating back the time required for the spindle to stop operation from the output of the spindle motor stop command until the main spindle is stopped.

【0022】また、経過時間が一定時間を超えたか否かの判定は、例えば、サーボモータ系1に対する停止指令により計時を開始し、一定個数のクロック信号をカウントした時に信号を出力するカウンタにより構成し、その出力により一定時間を超えたものとすることもできる。 Further, the determination elapsed time whether or not exceeded the predetermined time, for example, constituted by a counter which starts counting by the stop command for the servo motor system 1, and outputs a signal when the count of the clock signal of the predetermined number and it may be provided with more than a predetermined time by the output.

【0023】なお、この経過時間は、デフォルト値としてCNC2内の記憶装置等(図示しない)にあらかじめ設定して記憶させることも、あるいは入力装置(図示しない)からの入力により設定、および変更可能とすることもできる。 [0023] Incidentally, the elapsed time is set by the input from the storage device in CNC2 such as a default value that is stored in advance set (not shown) also, or the input device (not shown), and can be changed with it is also possible to.

【0024】ステップS4:前記工程により、送り軸が停止したものと判断すると、CNC2は次にPMC3に対してスピンドルモータ停止指令を出力する。 [0024] Step S4: by the step, when the feed shaft is determined that the stop, CNC2 then outputs a spindle motor stop command to the PMC3.

【0025】ステップS5:PMC3は、例えばラダーシーケンスにより制御の順序が設定されており、入力されたスピンドルモータ停止指令によりモータ制御部4に対してスピンドルモータの停止指令を出力する。 [0025] Step S5: PMC3 is, for example, the order of the control by the ladder sequence is set to output a stop command of the spindle motor to the motor control unit 4 by a spindle motor stop command is input. この停止指令を受けたモータ制御部4はスピンドルモータ6の停止動作を行い、主軸の停止が行なわれる。 The motor control unit 4 that has received the stop instruction performs a stopping operation of the spindle motor 6, stop of the main spindle is performed.

【0026】(実施例特有の効果)本発明の実施例の主軸の異常負荷の検出において、該主軸の負荷をオブザーバによる負荷トルクの推定により行なうことによって、 [0026] In the detection of abnormal load of the spindle in the embodiment (Embodiment characteristic effect) The present invention, by performing the estimation of the load torque by the observer loads of the main shaft,
検出器を設けることなく異常負荷検出を行なうことができる。 Detector can perform abnormal load detection without providing a.

【0027】また、本発明の実施例において、送り軸の停止指令の一定時間経過後に主軸の停止指令を出力することにより、送り軸の停止時点の判断を検出器を設置することなく行なうことができ、これにより送り軸と主軸の停止の順序を検出器を設けることなく設定することができる。 Further, in the embodiment of the present invention, by outputting a stop command of the spindle after a predetermined time has elapsed the stop command of the feed axis, be carried out without installing a detector determines the stop time of the feed axis it can, can be set without thereby providing the detector the order of stopping the feed shaft and the main shaft.

【0028】(変形例)CNCがサーボモータ系に停止指令を出力した後に送り軸が停止したことの判定を、実施例のサーボモータ系に対して停止指令を出力した後の経過時間により行なう代わりに、CNCがサーボモータ系に停止指令を出力した後において、速度フィードバック、トルク指令、あるいは位置偏差が零となったことを検知することにより行なうことも可能である。 [0028] Instead of (Modification) CNC is a determination that axis feed after outputting a stop command to the servo motor system is stopped, is performed by the elapsed time after a stop command is outputted to the servo motor system of Example to, after the CNC has output a stop command to the servo motor system, speed feedback, a torque command, or the position deviation is also possible to perform by detecting that becomes zero.

【0029】 [0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
工作機械の異常負荷時停止制御方式において、主軸に異常負荷が発生した時、工具等を破損することなく工作機械を停止させることができる。 In abnormal load during the stop control method of the machine tool, when an abnormal load occurs in the main shaft, it is possible to stop the machine tool without damaging the tool or the like.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明を実施する工作機械のサーボモータ系およびスピンドルモータ系のブロック図である。 [1] servomotor system of a machine tool for implementing the present invention and is a block diagram of a spindle motor system.

【図2】本発明の実施例の異常負荷を検出するための外乱推定オブザーバのブロック図である。 2 is a block diagram of the disturbance estimation observer for detecting abnormal load embodiment of the present invention.

【図3】本発明のトルク指令uを算出する処理のブロック図である。 3 is a block diagram of a process for calculating a torque command u of the present invention.

【図4】本発明の異常負荷時停止制御のフローチャートである。 It is a flowchart of the abnormal load during the stop control of the present invention; FIG.

【符号の説明】 1 サーボモータ系 2 CNC 3 PMC 4 モータ制御部 5 パワー増幅器 6 スピンドルモータ 7 速度検出器 8 スピンドルモータ系 [EXPLANATION OF SYMBOLS] 1 servomotor system 2 CNC 3 PMC 4 motor control unit 5 power amplifier 6 spindle motor 7 speed detector 8 a spindle motor system

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 主軸および送り軸を有する工作機械の主軸の異常負荷時に該主軸を停止する停止制御方式において、主軸における異常負荷を検出し、該異常負荷検出によりはじめに送り軸を停止させ、次に主軸を停止させることを特徴とする主軸異常負荷時停止制御方式。 1. A stop control method for stopping the main shaft when the main shaft of the abnormal load of the machine tool having a spindle and a feed shaft, and detects an abnormal load in the main shaft, stops the axis feed at the beginning by the abnormal load detection, the following spindle abnormal load during the stop control method, characterized in that to stop the main shaft.
JP21527493A 1993-08-06 1993-08-06 Stop control system at abnormal load of spindle Pending JPH0751976A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29601083U1 (en) * 1996-01-23 1996-03-07 Leonhard Hofmann Maschinenfabr milling Machine
US7101126B2 (en) 2003-05-08 2006-09-05 Yoshiaki Kakino Cutting force detection method and machining control method and apparatus based on detected cutting force

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