JPS5991514A - 主軸定位置停止制御方法及び装置 - Google Patents

主軸定位置停止制御方法及び装置

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JPS5991514A
JPS5991514A JP20082182A JP20082182A JPS5991514A JP S5991514 A JPS5991514 A JP S5991514A JP 20082182 A JP20082182 A JP 20082182A JP 20082182 A JP20082182 A JP 20082182A JP S5991514 A JPS5991514 A JP S5991514A
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JP
Japan
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spindle
speed
stop
main shaft
fixed position
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JP20082182A
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JPH046009B2 (ja
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Katsuyoshi Kitagawa
北河 勝義
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Tekkosho KK
Okuma Machinery Works Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、工作機械等の主軸を所定の位置に最短時間
で位置決めするための主軸定位置停止指令システムに関
する。
第1図は従来の主軸定位置停止制御装置の一例を示すも
のであり、速度制御回″%iが主軸4駆動用のモータ2
を回転駆動するようになっており、モータ2に連結され
た速度検出器としてのタコジェネレータ3の速度出力V
A、CTが速度制御回路1にフィードバックされている
。また、モータ2は歯車、プーリ等で構成された主軸4
の変速機構5が接続されており、主軸4にはその回転位
置を検出するための位置検出器としてのパルスエンコー
ダ6が接続されており、パルスエンコーダ6からのパル
ス信号APAが主軸定位置停止制御回路7に入力されて
いる。そして、速度制御回路1の入力部には切換スイッ
チ8が設けられており、切換スィッチ80接点aには図
示しない速度指令回路から速度指令電圧VCONが入力
されており、接点すには主軸定位置停止制御回路7から
の出力DIFが入力されており、接点a、bは主軸定位
置停止指令MCが入力された時に接点aから接点すに切
換えられるようになっている。
このような構成において、第2図(A)〜(C)のタイ
ミングキャートを参照してその動作を欣明すると、速度
制御モードにおいては切換スイッチ8は接点a側に接続
されており、速度指令電圧VCONか指令信号■Sとし
て速度制御回路1に入力され(第2図(B))、これに
よりモータ2を回転駆動する。
モータ2は変速機構5を介して主軸4を回転させると共
に、タコジェネレータ3によってその速度が測定されて
速度制御回路1にフィードバックされているので、速度
制御回路1は速度指令電圧VCON (VB )と実速
度VACTとの差が零となるようにモータ2を回転制御
し、これにより所望の速度(■1)を得るようになって
(・る。かかる速度制御状態において、第2図(/L)
に示すような主軸定位置停止指令MCが入力されると(
時点B)、切換スイッチ8の接点aからbに切換えられ
、主軸定位置停止制御回路7から同図(B)に示すよう
な低速の割出し速度指令電圧DIFが入力され、これに
よりモータ2の速度が減速する(第2図(C))。
そして、実速度がv2に達すると(時点12)、その速
度■2のまま位置クローズトループ制御を開始する回転
位置(たとえば主軸停止位置の90°手前、120°手
前の位置)まで主軸4を回転させ、この位置以後(時点
i3)、主軸定位置停止制御回路7は指令停止位置と実
際の位置との偏差に対応した電圧を切換スイッチ8を経
て速度制御回路1に入力し、位置偏差が零となるように
位置制御を行ない、主軸4を所定の位置に停止させる。
このことを第3図(A) 、 (B)に示す主軸40回
転説明図に従って説明すると、主軸4の固定部41の下
に回4云部42が突出しており、この回転部420回転
部基準点Sを固定部41の停止位置Oに停止するもので
ある。そして、固定FA41のP点が速度制御モードか
ら位置制御モードに切換えるための開始点であり、回転
部420回転部基準点SがこのP点に到達した時に位置
制御モードを開始するようにしている。すなわち、第2
図の時点t2において、回転部42のS点が領域AK夛
、つた場合、基準のS点はP点まで一定の速度■2で回
転し、P点に達した時(時点t3)に位置制御モードに
切換えて0点に停止させろ。しかしながら、時点t2に
おいて基準のS点が領域BKあった場合k(は、S点は
0点で停止することな(更に回転を続け、時点t3にお
いてP点に達した時に初めて位置制御モードを開始し、
0点に停止するようにしているのである。
このような従来の主軸定位置停止制御方式では、実速度
が通常の速度■1から割出し速度■2へ減速する時、速
度■2に゛到達した時点での回転位置が位置ηi制御を
開始イイ)位置CP)を既に通り過ぎている場合には、
そのまま速度V2で位置制御の開始値1“f:c (P
)まで更に回転させなければならず、最長1/■2の時
間を要することになり、このむだ時間がどのような速度
から主軸定位置停止を行なうようにしても一定に発生す
る時間となっている。かかるむだ時間発生のために、主
軸の停止動作が遅れてしまうといった欠点があった。よ
って、この発明の目的はかかるむだ時間を短縮すること
(Cある。
以下にこの発明苓・絖明1−る。
この発明は速度フィードバックループな有し、主軸モー
タを与えられた指令速度VCON K従って回転制御す
ると共に、主軸定位置停止指令MCが入力された時に、
主軸モータ2により駆動される主軸4の回転位置を検出
し、指令停止位置との偏差に従って主軸4を定位置に停
止させろ主軸定位置停止制御システムに関するものであ
り、第1区に対応させて第4図に示すように、速度制御
jにおける主軸4の実速度VACT及び速度誤差足数K
vによって、実速度VACTから減速して指令停止位置
に停止fるまでに要する距離を、予め主軸定位置停止制
御回路10で演算して減速開始位置を求めておき、主軸
足位置停止指令NCか入力された時に、主軸4の回転位
置か減速開始位置を通過fろと同時に、切換信号cHG
によって切換スイッチ8の接点を切換えることにより、
位置制御モードに切換えて定位置に停止させるようにし
たものである。また、主軸定位置停止制御回路10の構
成は第5図に示すよう眞なっており、速度フィードバッ
クルーフ°を形成する速度フィードバック信号VACT
及びサーボ系の速度誤差定数IぐVの逆数から定位置に
停止するまでに要する回転距離DECを求める乗算回路
11と、回転距離L)ECからその端数α(第3図(B
))を抽出する端数抽出回路12と、主11!11I4
の回転基準位置Sが停止定位置Oを通過fる毎に主軸4
に連結されたパルスエンコーダ6の主軸1回転当りのパ
ルス数へをセットし、このセラトイ[σへカラパルスエ
ンコータ6 カラの発生パルスAPA ヲ減算して行く
ダウンカウンタ13と、主軸定位置停止指令MCが入力
された場合、端数α及びダウンカウンタ13の出力値L
Sを比較して、一致した時に速度制御モードから位置制
御モードに切換えるための切換信号(1)Gを出力する
比較回路14と、主軸定位置停止指令MCにより回転距
離1)ECをプリセットすると共に、切換信号C)IG
が出力された時に発生パルスAPAを順次減算するプリ
セット・ダウンカウンタ15と、このプリセット・ダウ
ンカウンタ15の出方値をアナログ信号に変換して割出
し位置偏差アナログ電圧DIFとするDA変換器16と
で構成されている。なお、ここではパルスエンコーダ6
は主軸401回転に対して総計へ個のパルスを発生する
ようになっており、また、サーボ系の速度誤差定数Kv
は主軸4のイナーシャや速度制御回路1のゲイン等によ
って定まるものである。
さらに、端数抽出回路12は乗算回路11の出力DEC
がたとえば5.3回転となっている場合、0.3回転に
相幽する数値(α)を出力するようになっており、ダウ
ンカウンタ13はパルスエンコーダ6がノくルスAPA
を発生する毎に前記Nから1個ずつ減算するようになっ
ており、その計数値が0になった時にリセットされて再
度Nから減算するようになっている。
このような構成において、その動作を第6図(A)〜(
C)のタイミングチャートを参照してその動作を説明す
る。
先ず、主軸4が通常の速度制御をしている状態では、切
換スイッチ8の接点がa側に接続されており、速度指令
回路からの速度指令電圧VCONが速度制御回路1に入
力され、上述したような速度制御が行なわれる。これと
同時に、主軸定位置停止制御回路10内の乗算回路11
は、この時の実速度VACTとサーボ系の速度誤差足数
Kv の逆数1/Kvから、位置制御を行なって第3図
に示す停止位置Oに停止するまでに要する減速距離DE
Cを求めておく。そして、この減速距離DECの値がた
とえば5.3回転の数値となっていれば、8点が位置制
御モードを開始する時の端数αは0.3回転分の数値(
角度)となり、この端数αが端数抽出回路12で抽出さ
ねるようになっている。
(時点tl)、ブリセント・ダウンカウンタ15は乗算
10回路J1が求めた減速用lid DECをプリセッ
トし、比較回路14は端数抽出回路12で求められた端
数αとダウンカウンタ13の出力値LSとの比較を行な
(・、時点11〜t2の間に1回転中の位俗:’1lj
lJ御開始位V1−を求めて、両者が一致した時に切換
信号(=’1−(Gを113力する(第6ツ1(C))
。この切換信号C)1Gにより切換スイッチ8の接点か
a、0tjjからb側に切換えられ(時点12)、これ
と同時にブリセント・り゛ランカウンタ】5はパルスエ
ンコーダ6かパルスA1’Aを発生1−る旬にカウント
ダウンを開始し、結果的にI)A変換器16の出力Di
Fか回転距離に比餘」した電圧を速度:u11偵11回
路1に供給することになる。
すなわち、ダウンカウンタ13は第3図の8点が0点に
ある時にL)ECにセットされ、主軸4か(!21転す
るに従ってそのパルスエンコーダ6からのパルスA)’
A Kよってカウントダウンされ、E 31m(13)
ノ位置に達した時にα(たとえば0.3回転分)の数値
となる。したがって、この時に比較回路14は両者の一
致信号たる切換信号CJ」Gを出力し、プリセット・ダ
ウンカウンタ15にセットされている減速距離1)EC
(たとえば5.3回転)の数値の減算を開始し、プリセ
ット・ダウンカウンタ15の計数値か0となった時、結
局S点は0点に一致した状態となる。これにより、8点
を0点に正確に位置決めすることがで?る。
以上のようにこの発明によれば、主軸定位置停止指令が
入力された時におけろ速度のまま、淑九制御モードから
位置制御モードに切換えろことができ、従来のv(]<
低速に一旦澱、迷してから切換えろ方式に比べ、むだ時
間を大幅に短薪、することができろ。なお、第1図に示
す従来の装置11′におけろ回転=r a v 1をタ
トエば30001(PM 、!I L、、v2を100
〜200川へ・1とすると、その停止に要する時間は約
4〜5秒となるか、この発見]によれば3〜4秒と約1
秒知わ(・iされることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
第1し1は従来の主軸足位置停止制御装置の一例を示す
ブロック図、第2図(A)〜(C)はその動作例を示す
タイミングチャート、第3図G〜) 、 DJ)は主軸
の定位f6停止制御の様子を説明するだめの図、第41
g+はこの発明の一実施例を示イブロック図、第5図し
よこの発明による三軸足位置制御回路の一構成例を示す
ブロック図、第6図(A)〜(C)はその動作例を示す
タイミングチャートである。 1・・・速度?1ifJ御回路、2・・・モータ、3・
・・タコジェネレータ、4・・・主軸、訃・・変速機構
、6・−・パルスエンコーダ、7,10・・・主軸定位
11山−停止制御回路、8・−・切換スイッチ、11・
・・乗算回路、12・・・端数抽出回路、]3・・・ダ
ウンカウンタ、14・・・比較回路、15・・・プリセ
ット・ダウンカウンタ、16・・・DA変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、速度フィードバックループな有し、主軸モータを与
    えられた指令速度に従って回転制御すると共に、主軸定
    位置停止指令が入力された時に、前記主軸モータにより
    駆動される主軸の回転位置を検出し、指令停止位置との
    偏差に従って前記主軸を定位置に停止させる主軸定位置
    停止制御方式において、速度制御における前記主軸の実
    速度及び速度誤差定数によって、前記実速度から減速し
    て前記指令停止位置に停止するまでに要する距離を演算
    して減速開始位置を求めておき、前記主軸定位置停止指
    令が入力された時に、前記主軸の回転位置が前記減速開
    始位置を通過すると同時に、位置制御モードに切換えて
    前記定位置に停止させるようにしたことを特徴とする主
    軸足位裔制御方式。 2、速度フィードバックループを有し、主軸モータを与
    えられた指令速度に従って回転制御すると共に、主軸定
    位置停止指令が入力された時に、前記主軸モータにより
    駆動される主軸の回転位置を検出し、指令停止位置との
    偏差に従って前記主軸を定位置に停止させる主軸定位置
    停止制御装置において、前記速度フィードバックループ
    を形成する速度フィードバック信号及びサーボ系の速度
    誤差足数の逆数から前記定位置に停止するまでに要する
    回転距離を求める乗算回路と、前記回転距離からその端
    数を抽出する端数抽出回路と、前記主軸の回転基準位置
    が前記定位置を通過する毎に前記主軸に連結されたパル
    スエンコーダの主軸1回転轟りのパルス数をセットし、
    前記パルス数から前記パルスエンコーダからの発生パル
    スを減算して行くダウンカウンタと、前記主軸定位置停
    止指令が入力された場合、前記端数及び前記ダウンカウ
    ンタの出力値を比較して、一致した時に速度制御モード
    から位置制御モードに切換えるための切換信号を出力す
    る比軟回路と、前記主軸定位置停止指令により前記定位
    置に停止するまでに要する回転距離をプリセットすると
    共に、前記切換信号が出力された時に発生パルスを順次
    減算するプリセット・ダウンカウンタと、このプリセッ
    ト・ダウンカウンタの出力値をアナログ信号に変換して
    指令位置信号とイるDA変換器とを具えたことを特徴と
    イろ主軸定位置停止制御装置。
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JPH046009B2 JPH046009B2 (ja) 1992-02-04

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