JPS6020784A - スピンドル回転制御用のacモ−タ駆動方法 - Google Patents

スピンドル回転制御用のacモ−タ駆動方法

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Publication number
JPS6020784A
JPS6020784A JP58127096A JP12709683A JPS6020784A JP S6020784 A JPS6020784 A JP S6020784A JP 58127096 A JP58127096 A JP 58127096A JP 12709683 A JP12709683 A JP 12709683A JP S6020784 A JPS6020784 A JP S6020784A
Authority
JP
Japan
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mode
speed
spindle
motor
loop gain
Prior art date
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Pending
Application number
JP58127096A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimoto Fujioka
藤岡 良基
Mitsuhiko Hirota
広田 光彦
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPS6020784A publication Critical patent/JPS6020784A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/19Numerical 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
    • G05B19/39Numerical 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 a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49273Switch between continuous drive and index or stop mode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はスピンドル回転制御用のACモータ駆動方法に
係り、!IC1台のスピンドル回転制御用のACモータ
を工具交換用マガジンの位置割出にも共通に使用する場
合に適用して好適なACモータ駆動方法に関する。
〈従来技術〉 マシニングセンター等の工作1tlJ2においては、工
具交換用マガジンを所定位置に割出して工具父換し、し
かる後該工具を所定速度で回転してワークに所定の加工
を施す。そして、か\るマシニングセンタにおいてスピ
ンドル回転制御用のAUモータは工具交換用マガジンの
位置割出にも兼用されている。
ところで、工具交換用マガジンの位置割出しにおいては
、重いターレットを回転させなくてはならず位置割出し
時の負荷イナー7ャは、通常の工具交換時におけるオリ
エンテーション時の負荷イナーシャの10倍程大きくな
っている。このため常時速度ループゲインを一定だして
おくと安定な速度制御ができない。そこで、従来は外部
より工具交換用マガジンの位置割出モードを発生し、該
割出中信号を受信することによりACCモーフ動系の速
度ループゲインをノ・−ド的に高めていた。
〈従来技術の欠点〉 しかしながら、従来の方法ではハード的に速度ループゲ
インを制御する関係上、回路構成が煩雑となると共に、
外部装置から割出中信号を受信するためのケーブル、レ
シーバなどが必要となり好ましくなかった7 〈発明の目的〉 本発明の目的は、ソフト処理にて速度ループゲインを制
御して回路構成が簡単なACモータ駆動方法を提供する
ことであり、又外部装置から割出中信号を受信する必要
がないACCモーフ動方法を提供することである。
〈発明の概要ン 本発明はスピンドル回転制御用のACモータを工具交換
用マガジンの位置割出に適用して好適なACモータ駆動
方法・であり、加工モードと位置割出モードとを区別す
るためのスピンドル回転速度を予め設定しておき、スピ
ンドルの実際の回転速度を検出し、該検出速度と設定速
度とを比較して加工モードであるか位置割出モードであ
るかを識別し、位置割出モードであれば速度ループゲイ
ンをソフト処理にて高めるACモータ駆動方法である。
〈実施例〉 第1図は本発明のACモータ駆動方法を実現するための
ブロック図であり、図中101はACモータ、102は
パルスジェ坏レークで回転速度に比例した互いに90°
位相のづれfc2つのパルスPa 、 Pbを発生する
。103は4倍回路であり、2相のパルスPa 、 p
bの周波数を4倍する。又、4倍回路103はパルス列
Pa 、 Pbの位相を監視し、正転している場合には
線/lに正転パルスPnを、逆転している場合には線1
2に逆転パルスPrをそれぞれ出力する。104は正転
又は逆転パルスPn 、 Prの周波数を電圧に変換す
る周波数電圧変換器(F/V変換器という)、105は
正転又は逆転パルスPn、 、 Prを用いてACモー
タの回転速煕を検出する速度検出回路、106は図示し
ない速度指令回路から指令される速度指令電圧VCMD
と実速度定圧TSAの差を演算する演算回路、107a
はPL動作を行なう誤差増幅器、107bは後述】−る
マイクロコンピュータから出力される″速度ループゲイ
ンSと誤差増幅器107aの出力値(速度偏差)ERと
を乗算して出力するゲインコントローラ、108は電圧
周波数変換器(V/F変換器という)でゲインコントロ
ーラ107bの出力値&、F、Hに比例した周波数Gr
(ωs = 2 πfs )の誤差パルス(すべりパル
ス)Pllを出力する。
109は一定時間内に発生する誤差パルスPsO数N、
 (誤差パルス数)を計数するカウンタ、110は誤差
パルスPIIと、実速度に比例した周波数fn (ωn
=2 rcfn ’l (Dパ/l/ /C()’n又
はPr )を合成して周波数ft (=fs+ fn 
)の合成パルスptを出゛力する合成回路、111は合
成パルスPtをカウントするB t Nのカウンタ、1
12はマイクロコンピュータである。マイクロコンピュ
ータ112、は処理装置112aと、コントロールプロ
グラムメモリ112bと、データメモリ112G、、:
テーブル112dを有している。テーブル112dには
(イ)速度誤差電圧g、ERと1次電流の位相角θ、(
ロ)速度誤差電圧9.ERと1次電流振幅11%及び(
ハ)サインパターンが記憶されている。同、速度誤差電
圧p、ERとカウンタ109の計数値NSは比例してい
るから、実際にテーブル112dにはNs−θ特性、N
S−11特性、サインパターンが記憶されている。処理
装置112aはNS−θ特性より位相差θをめると共に
、該θとカウンタ111の計数値(ωnt+ωst)並
びにサインパターン特性を用いて 5in(ωnt+ωst+ψ)(1) sin (ωnt −1−ωst +91+ 2π/3
 ) (21をめて出力する。又、処理装置112aは
第2図に示す流れ図に従って、速度検出器105により
検出された実速度Vaと予め設定されてデータメモリに
記憶されている画定速度V5I、 、 V8H(fCと
えばVSL = 6o rpm 、 V8H= 12O
rpm )とを比較して、加工中(加工モード)である
が、工具交換用マガジンの位置割出中(割出モード)で
あるかを判別する。そして、加工モードであれば図示し
ないモードレジスフに1″をセットし、割出モードであ
れば0′をセットする。同、初期時ACCモーフ停止し
ているからモードは割出モードとなっている。
さて、加工上−ドであれば処3!l!装置f1j2aは
速度ノト−ブゲインを、!iIminとしく gm:n
−+2 )、しがる後加工上−ド用搗幅テーブル(加工
モードのNs−1,特性)より1次YL流振幅I+wを
める。
−力、割出モードであれば処理装置1112aは速度ル
ープゲインをgmax 、としく gmax −) g
)、しがる後割出七−ド用振幅テーブル(割出モードの
Ns −1,特性)より1次電流振幅11wをめる。
ついでゲインgをゲインコントローラ1−’0−7bに
、1次′fij、流振幅11’tvを各I)A :I 
yパーク113,114にセットする。これにより系全
体の速度ループゲインgvは yv = 、9 ・’11w−i(m (3)(但し、
馳はモータトルク定数である)となる。
たとえば割出モード時のゲイン9及び1次電流振幅11
wをそれぞれ加工モード時のゲイン、1次電流振幅の4
倍、15倍とすれば系全体の速度ループゲインgvは加
工モード時の6倍となる。冑、一般的に工具交換用マヵ
ジンの位置割出しの速度は1100rp以下であり、−
男鹿工時における回転速度は1.0 Orpm以上であ
る。 そこで回転速度が10 Orpm以下ではハイゲ
インに、100 rpm以上では加工に安定なゲイン特
性にする。具体的には第3図を参照すると、ACモータ
の実速度が6Orpm以下では位置割出中、12Orp
m以上では加工中とし、60rpm〜120rpm間に
ヒステリシス特性を持たせている。そして、実速度が6
Orpm以下になって位置割出モードとなれば以後12
Qrprn以上になる迄位置割出モードと判定し、又1
2 Orpm以上になって加工モードとなれば以後6O
rpm以下になる迄加工モードと判定する。
113.114は乗算形DA変換器であり、■と(1)
式、■と(2)式の乗算を行って得られる 1 −sin (ωnt−4−ωst+ψ’) (4)
1−sin (ωnt−4−ωst+ψ+2π/3 )
 (5)をアナログに変換し、U相及び■相のアナログ
電流指令1u 、 jvを出力する。115はIu、−
1−1v −* iw、、 ’ (6)の加算演1)を
行ないW相の電流指令1wを出力する演算回路、116
,117はACモータのU相、マ相を流れる相電流iu
a 、 ivaを検出する変流器、118は iua + iva −* iwa (7)の加n演算
を行ないW相を流れる相if、 @ 1vaを出力する
演算回路、119U、120〜,121Wはそれぞれ各
相毎に設けられ、電流差(1u−iua)、(1v−1
va)。
(iw−iwB)を演算して増幅する電流制御回路、1
22はパルス幅変調回路であり、それぞれ各相毎に設け
られた3つのパルス幅変調回路122L1. 。
1、.22V 、 122Wを有し前記各電流差をパル
ス幅変調する。123はトランジスタよりなるインバー
タ回路、124は3相交流を直流に変換する整流器であ
る。同、速度検出器105は所定時間の間に発生するパ
ルスPn又はPrの数を計数することによりディジタル
的に実速度Vaを検出している。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明はスピンドル回転制御用の
ACモータを工具交換用マカジンの位置割出に使用する
AC七−夕駆動方法において、加工モードと位置割出モ
ードとを区別するためのスピンドル回転速度VSL 、
 V8Hを予め設定しておき、スピンドルの実際の回転
速JiVaを検出し、該検出速度と設定速度とを比較し
て加工上−ドであるか位置割出モードであるかを識別し
、位置割出モードであれば速度ループゲインをソフト処
理にて高めるようにしたからハード的にゲインを制御す
る必要がなく、シかも外部装置から割出生信号を受信す
る必要がない。また本発明によればなめらかなモード切
替が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例ブロック図、第2図はモードを
決定するための説明図、第3図は本発明の処理の流れ図
である。 101・・・ACモータ、102・・・パルスジェネレ
ータ、106・・・4倍回路、104・・・FV変換器
、105・・・速度検出器、106・・・演算回路、1
07・・・誤差増幅器、108・・・V/F’変換器、
109・・・カウンタ、110・・・合成回路、111
・・・カウンタ、125・・ゲイコントロール回路。 % ThF出願人 ファナソク株式会社代 理 人 弁
理士 辻 實 (外1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) スピンドルを所定の回転数で回転させるACモ
    ータを工具交換用マガジンの位置割出に共用するACモ
    ータ駆動方法において、スピンドルを所定の回転数で回
    転させる加工モードと工具交換用マガジンを所定位置に
    位置決めする割出モード表を区別するためのスピンドル
    回転速度を予め設定しておき、スピンド゛ルの実際の回
    転速度を検出し、該検出速度と設定速度とを比較して加
    工モードであるか位置割出モードであるかを識別し、位
    置割出モードであれば速度ループゲインを高めることを
    特徴とするスピンドル回転制御用のACモータ駆動方法
  2. (2) 指令速度と実速度との差分に応じた振幅を各モ
    ードにおいてそれぞれの対応テーブルよりめ、該振幅に
    速度ループゲインを乗じた値を振幅指令として出力する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のスピ
    ンドル回転制御用のACモータ駆動方法。
JP58127096A 1983-07-13 1983-07-13 スピンドル回転制御用のacモ−タ駆動方法 Pending JPS6020784A (ja)

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JP58127096A JPS6020784A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 スピンドル回転制御用のacモ−タ駆動方法

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JP58127096A JPS6020784A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 スピンドル回転制御用のacモ−タ駆動方法

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JPS6020784A true JPS6020784A (ja) 1985-02-02

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ID=14951481

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JP58127096A Pending JPS6020784A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 スピンドル回転制御用のacモ−タ駆動方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61196788A (ja) * 1985-02-22 1986-08-30 Fanuc Ltd 電動機の速度制御装置
CN109889115A (zh) * 2019-04-12 2019-06-14 广东工业大学 一种改进型三相交流电机的驱动方法、系统及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61196788A (ja) * 1985-02-22 1986-08-30 Fanuc Ltd 電動機の速度制御装置
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