JPS6043261B2 - 主軸回転位置制御方式 - Google Patents

主軸回転位置制御方式

Info

Publication number
JPS6043261B2
JPS6043261B2 JP55152701A JP15270180A JPS6043261B2 JP S6043261 B2 JPS6043261 B2 JP S6043261B2 JP 55152701 A JP55152701 A JP 55152701A JP 15270180 A JP15270180 A JP 15270180A JP S6043261 B2 JPS6043261 B2 JP S6043261B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spindle
rotation
speed
stop
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55152701A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5775752A (en
Inventor
良得 香西
良基 藤岡
直人 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP55152701A priority Critical patent/JPS6043261B2/ja
Priority to KR1019810004116A priority patent/KR880000418B1/ko
Priority to US06/316,761 priority patent/US4398138A/en
Priority to EP81305194A priority patent/EP0051477B1/en
Priority to DE8181305194T priority patent/DE3174576D1/de
Publication of JPS5775752A publication Critical patent/JPS5775752A/ja
Publication of JPS6043261B2 publication Critical patent/JPS6043261B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

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
    • G05B19/232—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 with speed feedback only
    • 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
    • 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
    • G05B19/39—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 a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33
    • 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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49273—Switch between continuous drive and index or stop mode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願の発明は、主軸回転位置制御方式に係り、特に工
作機械の主軸を指令速度で回転でき、しかも該主軸を高
精度で指令位置に停止できる主軸回転位置制御方式に関
する。
従来技術 各種工具を自動的に交換しながら機械加工を自動的に
行なう自動工具交換機能付工作機械において、主軸と工
具の嵌合部とを互いに円滑に嵌合させるためには主軸所
定部分を予め定められた指令回転位置に正確に停止させ
なくてはならない。
又、中ぐり工作機械においても中ぐり棒をワークにあ
けた穴に正しく挿入させるためには、主軸を所定位置に
正確に停止させなくてはならない。このように、主軸所
定部分を所定回転位置に高精度をもつて停止させなくて
はならない要求は機械加工において頻繁に生じる。 そ
こで、従来は機械的な制御機構及びピン機構を用いて主
軸を所定位置に停止させている。
しかし、外力などの発生により、或いは異常時にピン機
構（停止機構）が破損したり、摩擦により制動機構が摩
耗すると主軸を所定位置に停止せしめることができず工
具の自動交換が円滑に行なわれず、中ぐり棒を挿入する
ことができない事態を生じる。そして、このような事態
を避けるために頻繁に点検、交換をしなくてはならず保
守、点検作業が面倒になる。そこで、本発明者等は機械
的な制動機構、停止機構を使用しなくても主軸を所走の
回転位置で正確に停止せしめることができ、又主軸回転
時には指令速度で該主軸を回転せしめることができる主
軸回転制御方式を既に提案している。
第１図乃至第４図はかかる既提案の主軸回転制御方式を
説明する説明図で、第１図は主軸回転制御のサーボ系ブ
ロック図、第２図は主軸オリエンテーションの説明図、
第３図は位置偏差信号発生回路のブロック図、第４図は
同波形である。
第１図、第２図中、１は速度制御回路、２は直流電動機
、３は直流電動機の回転速度に応じた電圧を発生する速
度計発電機、４は定位置停止制御回路で指令停止位置と
実際の回転位置との偏差に応じた電圧を出力する。５は
工具、６は工具５を取付ける主軸機構、７は主軸で、ベ
ルト８（歯車であつてもよい）により直流電動機２と結
合されている。
９は主軸７に直結され、主軸７の所定回転ピッチ毎に１
パルスを発生するポジシヨンコーダ或いはロータリエン
コーダ等のパルスコーダである。
１０は切替スイッチ、１１は主軸のオリエ．ンテーシヨ
ン部で、このオリエンテーション部１１が所定の回転位
置に位置決めされていないと、工具交換を円滑に行なう
ことができない。
さて、工具５を用いて作業を行なつているときは、切替
スイッチ１０の可動接片は接点ａ側に切，替えられてお
り、速度制御回路１には図示しない指令速度発生回路か
ら指令速度連Ｖが入力されている。
又、この速度制御回路１には速度計発電機３より実速度
に応じたアナログ電圧Ａ■が入力されている。速度制御
回路１は指令速度ＣＶと実速・度ＡＶの偏差に応じたア
ナログ電圧を出力し、これを直流電動機２に入力し該直
流電動機が指令速度で回転するように制御する。即ち、
速度制御回路１、直流電動機２、速度計発電機３、フィ
ードバック線ＦＬとで速度制御フィードバック系を形成
し、直流電動機２を指令速度で回転するよう制御する。
加工が終了して直流電動機２を停止させる段階になれば
、指令速度連■をたとえば零とし、直流電動機に電気的
な制御をかけながらその回転を減速する。
そして、停止の直前、即ち速度が相当低くなつた時点で
切替スイッチ１０に定位置停止指令０ＲＣＭを与え、切
替スイッチ１０の可動接片・を接点ｂ側に切替える。定
位置停止回路４は指令停止位置（この停止位置は予め定
められている）と現在位置との偏差に応じた位置偏差信
号ＲＰＯ（アナログ電圧）を出力する。
以下、主軸のオリエンテーション部１１の回転停止位置
が１箇所の場合について、第３図、第４図に基いて定位
置停止制御回路４の動作を説明する。尚、ポジシヨンコ
ーダ９は主軸が１回転する毎に１回転信号ＲＰを、所定
角度回転する毎に２個のＡ相、Ｂ相信号からポジション
信号ＰＰを１回転当り総計Ｎ個発生するものとする。又
、オリエンテーション部１１が指令停止位置ＳＴＰ（第
２図）から１８０１回転した時点で、ポジシヨンコーダ
９から前記１回転信号ＲＰが出力されるように該ポジシ
ヨンコーダ９が主軸７に取付けられているものとする。
４１はポジシヨンコーダ９から１回転信号ＲＰが発生し
た際、数値Ｎをプリセットされ、ポジション信号ＰＰが
発生する毎にその内容を減算されるカウンタ、４２はカ
ウンタ４１の内容をディジタル●アナログ変換（ＤＡ変
換）するＤＡ変換器、４３はＤＡ変換器出力電圧ＤＡＶ
と一定電圧Ｖｃとの差電圧ＳＶを出力するアナログ減算
器である。
従つて、電圧■Ｃの値をＤＡ変換器出力電圧ＤＡ■の波
高値の１１２にすれば第４図に示す如く、１回転信号Ｒ
Ｐの発生点から１８００の時点で零レベルをクロスする
鋸歯状電圧が出力される。ところで、主軸の指令停止位
置は前述のように１回転信号ＲＰの発生時点より丁度１
８０よずれているから、前記差電圧Ｓ■が零をクロスし
た時、オリエンテーション部１１は指令停止位置に到達
したことになる。そして、差電心Ｖは位置偏差信号ＲＰ
Ｄとなつて出力される。従つて、切替スイッチ１０が接
点ｂ側に切替われば、速度制御回路１は位置偏差信号Ｒ
ＰＤと実速度ＡＶとの差電圧を出力し、位置偏差信号Ｒ
ＰＤが零となるようにサーボの位置制御を行なう。すな
わち、速度制御回路１、直流電動機２、主軸７、ポジシ
ヨンコーダ９、定位置停止制御回路４、切替スイッチ１
０により位置制御フィードバック系が構成され、主軸７
のオリエンテーション部１１が第２図ａに示す位置にあ
れば主軸７は反時計方向に回転してオリエンテーション
部１１を正しく指令停止位置ＳＴＰに停止せしめ、又オ
リエンテーション部１１が第２図ｂに示す位置にあれば
、主軸７を時計方向に回転せしめ正しく指令停止位置に
停止させる。以上、既提案の方法によれば回転時に正し
く指令速度で回転させ、又停止時には指令停止位置に停
止させることができる。
従来技術の欠点 しかしながら、かかる既提案の方法によれば回転方向に
より主軸停止の誤差が生ずる問題点を生じる。
第５図はこの主軸停止位置がずれる点を説明する波形図
である。
ポジシヨンコーダ（第１図）は前述のように１回転する
毎に１回転信号ＲＰを発生する。さて、１回転信号ＲＰ
を拡大すると、第５図ａに示すように正弦波形Ｒ゛ｍの
ようになるため、所定のスライスレベルと比較され、こ
れにより矩形波状の１回転パルスＲＰＴに変換される。
ところで、スライス回路においては外乱により誤動作し
ないようにするため、１回転パルスＲＴＰの立上り時と
立下り時のスライスレベルが異なつて設定されている。
換言すればスライス回路にヒステリシス特性を持たせて
いる。今、正転．しているときの立上りスライスレベル
をＶＮＵｌ立下りスライスレベルを■ＮＤ（■ＮＵ〈■
ＮＤ）、又逆転しているときの立上りスライスレベルを
ＶＲＵｌ立下りスライスレベルを■、。（■ＲＵ＜ＲＯ
）とすると、正転時の１回転パルスＲＴＰは第５図ｂに
示．す如くなり、逆転時の１回転パルスＲＴＰは第５図
ｃに示す如くなる。即ち、矩形波の位置が正転時と逆転
時とではずれてしまう。そして、この位置ずれはポジシ
ョン信号ＰＰ（第５図ｄにおけるＰＰＦと同等）の１個
以上に相当する。ところで、既提案の方式では第３図の
カウンタ４１に数値Ｎをプリセットする時刻は正転時立
上り時刻のＴＮであり、逆転時は立下り時刻のＴＲであ
る。この為、プリセット位置がポジション信号ＰＰの数
に換算して１個以上相違し、主軸停止位置が正転時とで
ずれ、高精度で主軸を指令停止位置に停止させることが
できない。発明の目的 従つて、本発明は本発明は主軸の正転、逆転にかかわら
ず該主軸を高精度で指令停止位置に停止させることを目
的とする。
発明の概要 本発明では、電動機と、該電動機の回転速度をノ検出し
実速度信号を出力する速度検出器と、実速度と指令速度
との偏差が零となるよう制御する速度制御回路と、前記
電動機により駆動される主軸と、主軸が所定角度回転す
る毎に１個の位置パルスを発生すると共に、１回転毎に
１回転パルスを・発生する主軸回転位置検出手段と、主
軸の停止位置を指令する主軸停止位置指令手段と、主軸
回転位置と指令停止位置とに基いて位置偏差信号を出力
する位置偏差信号発生手段を有し、前記速度制御回路に
より主軸を指令速度で回転せしめると共“に、定位置停
止指令により位置偏差信号が零となるように主軸の回転
を制御する主軸回転位置制御方式において、主軸の回転
方向を検出する第１の手段と、主軸の定位値停止制御開
始から主軸の所定の停止位置までの回転角度に相当する
制御信号を発生する第２の手段と、主軸の正転時の１回
転パルスの立上り位置と、逆転時の１回転パルスの立下
り位置との相違に基く位置パルスの誤差量をセットする
第３の手段とを有し、主軸の正転時には前記第２の手段
により発生した制御信号にて主軸の定位値停止制御を実
行し、主軸の逆転時には前記第２の手段により発生した
制御信号を前記第３の手段によリセットされた誤差量に
て補正して主軸の定位置停止制御を実行する主軸回転位
置制御方式が提供される。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に従つて詳細に説明する。
第６図は本発明に係る主軸オリエンテーション装置の回
路ブロック図、第７図は機械原点、１回転信号発生位置
、停止位置の関係を説明する説明図、第８図は主軸が回
転している際にオリエンテーションコマンド０ＲＣＭが
発生した場合の各部波形図、第９図は正転しながらオリ
エンテーションを行なう場合の説明図、第１０図は逆転
しながらオリエンテーションを行なう場合の説明図、第
１１図は逆転時には停止位置補正を行なわない場合の説
明図である。第６図中、１０１は主軸、１０２は主軸電
動機、１０３はワーク、１０４は主軸電動機１０２のシ
ャフトに取付けられ、実回転速度に応じた電圧を有する
実速度信号としてのアナログ電圧ＡＶを発生するタコジ
ェネレータ、１０５は主軸１０１が所定角度回転する毎
に１個のポジション信号ＰＰを発生すると共に、主軸が
回転１回転する毎に１回転信号ＲＴＳを発生するポジシ
ヨンコーダ或いはロータリエンコーダ等のパルスコーダ
、１０６，１０６″，１０６″はベルト、１０７は主軸
オリエンテーション完了後に主軸１０１が移動しないよ
うにクランプするクランプ機構、１０８は工具マガジン
、１０９，１１０は工具マガジン１０８にそれぞれ装着
された回転工具及び旋削工具、１１１は数値制御装置（
ＮＣという）の制御により工具をＸ軸方向に移動せしめ
るＸ軸駆動用電動機、１１２はオリエンテーション指令
としての定位置停止指令０ＲＣＭ、回転速度指令ＶＣＭ
Ｄ及びＸ軸駆動用電動機１１１を駆動する駆動信号ＸＳ
等を出力するＮＣである。
１２１は公知の速度制御回路で、回転速度指令■ＣＭＤ
と実速度としてのアナログ電圧ＡＶとの偏差である速度
誤差を発生する加算器１２１ａと、公知の位相補償回路
１２１ｂと、速度誤差電圧に応じてサイリスタを点弧す
るタイミングを制御する位相制御回路１２１Ｃと、速度
誤差に応じた電圧を主軸電動機１０２に供給するサイリ
スタ回路１２１ｄを有している。
そして、この速度制御回路１２１と、タコジェネレータ
１０４と、速度フィードバック線ＦＬとで速度制御ルー
プＳＰＦが形成されている。１３１は主軸位置制御回路
で、オリエンテーション制御時における主軸速度０ＶＣ
ＭＤを指令する速度指令回路１３１ａと、主軸を任意の
位置に停止させるための位置制御回路１３１ｂと、オリ
エンテーション制御時に速度指令回路１３１ａからの主
軸速度０ＶＣＭＤ又は位置制御回路１３１ｂからの位置
誤差信号ＰＥＲを適宜切換えて出力する切替スイッチ１
３１Ｃと、クラッチ切替信号０℃により速度ゲインを調
整するゲイン切替制御装置１３１ｄと、主軸停止位置を
１２ビットのディジタル数値で外部より設定する外部停
止位置設定スイッチ１３１ｅを有している。
尚、第７図においてＭＲＰを機械原点、ＲＴＳＰを１回
転信号発生位置、ＣＰを停止位置とすれば外部停止位置
設定スイッチ１３１ｅからは、機械原点ＭＲＰから停止
位置ＱＰまでの角度Ｍ度に応じたパルス数ｍが入力され
る。即ち、主軸１回転によりパルスコーダ１０５から後
述する４倍回路を介して２１。（＝４０９６）個のパル
スが発生するものとすれば、ｍ＝松Ｖ・４０９６が１２
ビットのディジタルで入力される。速度制御回路１３１
ａは、オリエンテーション時に主軸１０１が予め定めら
れたオリエンテーション可能速度に■。
Ｒに到達したか否かを検出して速度到達信号０ＲＶを発
生するオリエンテーション速度検出回路１４１と、主軸
の回転方向を検出して回転方向信号ＲＤＳを出力する回
転方向検出回路１４２と、オリエンテーション時におけ
る主軸速度０ｖｃｒ０を出力するオリエンテーション速
度指令回路１４３とを有している。位置制御回路１３１
ｂは、第７図における１回転信号発生位置ＲＴＳＰから
機械原点ＭＲＰ迄の角度Ｎ度に応じたパルス数ｎ（＝績
払・４０９６）を１２ビットのディジタルで設定する内
部停止位置設定スイッチ１５１と、１２ビットのディジ
タル数値ａ（本実施例では１００・・・・・・０１＝２
０４９）がセットされているレジスタ１５２と、パルス
コーダ１０５から発生するポジション信号ＰＰ及び１回
転信号ＩＲ′ＶＳを受信するラインレシーバ１５３，１
５４と、２個のＡ相、Ｂ相信号からなるポジション信号
ＰＰが互いにπ／２位相がずれた２つの正弦波信号によ
り構成されていることから、これら正弦波信号を矩形波
に整形、且つ微分し、その立上り・をとらえて４倍の位
置パルスＰＰＦを発生する４倍回路１５５と、１回転パ
ルスＲＴＰを発生するスライス回路１５６と、主軸が１
回転するとき４倍回路１５５から発生する位置パルスＰ
ＰＦの数４０９６と等しい容量を有する１２ビットのア
ップダウン）カウンタ１５７と、アップダウンカウンタ
１５７のアップダウン方向を制御するアップダウン方向
制御回路１５８と、アップダウンカウンタ１５７の内容
に比例したアナログ電圧を発生するＤＡ変換器１５９と
、アップダウンカウンタ１５７の内容がｂ＝（（２１２
−１）−ａ）（本実施例では０１１・・１０＝２０４６
で、この数値は主軸が約１８０は回転した際に４倍回路
１５５から発生する位置パルス数に等しい）になつたと
き信号ＨＲを発生し、又００・・・・・Ｏ（オールゼロ
）になつたとき信号ＦＲを発生するデコーダ１６０と、
シーケンスカウンタ１６１と、正転時における１回転パ
ルスＲＴＰの立上り時刻ＴＮ（第５図）から逆転時にお
ける１回転パルスＲＴＰの立下り時刻ＴＲ（第５図）迄
に位置パルスＰＰＦがＣ個発生するときＣがセットされ
、且つ逆転時に数値Ｃを出力し、正転時に零を出力する
停止位置補正回路１６２″と、Ａ，ｍ，ｎ，ｃのいずれ
かの数値を選択してアップダウンカウンタ１５７にプリ
セットする数値選択／演算回路１６２と、オリエンテー
ション完了信号０ＲＥＤを出力するアンドゲート１６３
とを有している。
尚、シーケンスカウンタ１６１はオリエンテーションコ
マンドとしての定位置停止指冷０ＲＣＭの発生により第
１シーケンス状態信号ＳＱｌ（＝゜゛１゛）を出力し、
又１回転パルスＲＴＰの発生第２シーケンス状態信号Ｓ
Ｑ２（＝“１゛）を、取＝゜゜１゛で第３シーケンス状
態信号ＳＱ３（＝゜“１゛）を、ＦＲ＝“゜１゛で第４
シーケンス状態信号ＳＱ４（＝゜“１゛）をそれぞれ出
力する。又、数値選択／演算回路１６２はＳＱ＝“゜１
゛のとき１回転パルスＲＴＰの発生により（ＧＭ＝“゜
１゛）主軸の回転方向信号ＲＤＳに応じて−ｍ又は（ｍ
−Ｃ）をアップダウンカウンタ１５７にプリセットし、
ＳＱ２＝゜゛１゛のとき信号ＨＲ＝“１゛により（ＧＮ
＝．“１゛）主軸の回転方向信号ＲＤＳに応応じて−ｎ
又は＋ｎをプリセットし、ＳＱ＝“゜１゛のとき信号Ｆ
Ｒ＝“゜ｒ２により（ＧＰ＝“ｒ′）ａ又は−ａをプリ
セットする。次に、第８図、第９図に従つて第６図の動
作を−説明する。
今、主軸１０１がＮＣｌｌ２からの回転速度指令ＶＣＭ
Ｄにより、速度Ｖ。
で正転しているものとする。この状態で、時亥則。にお
いて（第９図の１の位置）定位置停止指令０ＲＣＭが“
゜１゛になると（ＳＱｌ＝゛１゛）、切替スイッチ１２
２の接点はＳ１からＳ２に切替わり、同時にオリエンテ
ーション速度指令回路１４３はＶ。から零に向かつて減
少する速度指令として主軸速度０ＶＣＭＤを出力する。
これにより主軸電動機１０２は速度指令としての主軸速
度０ＶＣＭＤの減少に追従して減速を開始し、時刻ちに
おいてオリエンテーション可能速度■０Ｒに到達し、オ
リエンテーション速度検出回路４１１から速度到達信号
０ＲＶ（＝゜゜１゛）が発生する。０ＲＶ＝“１゛によ
り、速度指令回路１４３は以後、速度指令としての主軸
速度０ＶＣＭＤとしてＶ。Ｒを出力することになる。従
つて、主軸１０１は一定速度Ｖ。Ｆ．で回転を続行し、
時刻Ｔ２・（第９図の２の位置）においてパルスコーダ
１０５から１回転信号ＲＴＳが発生し、回転パルスＲ′
ＩＰの立上りで第２シーケンス状態となる。（ＳＱ２＝
゜゜１゛）。１回転パルスＲＴＰの発生によりゲート信
号ＧＭが“１゛となり、外部停止位置設定スイッチ１３
１ｅにセットされている数値（−ｍ）が数値選択／演算
回路１６２を介してアップダウンカウンタ１５７にプリ
セットされる。
以後、主軸１０１は速度■０Ｒで正転をつづける。一方
、主軸が所定量（＝３６００／４０９６＝０．０８９り
）回転する毎に４倍回路１５５から１個の位置パルスＰ
ＰＦが発生し、この位置パルスはアップダウンカウンタ
１５７にカウントアップされる。尚、カウントアップす
るかカウントダウンするかはアップダウン方向制御回路
１５８により制御される。即ち、シーケンス状態力ＧＱ
２，ＳＱ３のときカウントアップ、ＳＱｉのときカウン
トダウンされる。回転が続行し、主軸が（ｂ＋冨）個の
位置パルスに相当する角度（Ｂ＋Ｍ）度（＝約１８００
＋ＭＯ）回転した時刻Ｔ３において（第９図ａの３の位
置）、アップダウンカウンタ１５７の内容がｂになり、
デコーダ１６０から信号ＨＲ（＝“゜１゛）が発生し第
３シーケンス状態になる（ＳＱ３＝゜゜１゛）。これに
より、ゲート信号ＣＮ＝“゜１゛となり、内部停止位置
設定スイチ１５１にセットされている数値（−ｎ）が数
値選択／演算回路１６２を介してアップダウンカウンタ
１５７にプリセットされる。この時刻以降においても主
軸は速度Ｖ。Ｒで正転し、ｎ個の位置パルスに相当する
角度Ｎ度（π×３６０個／４０９６）回転した時刻ζに
おいて（第９図ａの４の位置）、カウンタ１５７の内容
が零となりデコーダ１６０から信号ＦＲ（＝゜“１゛）
が発生し、第４シーケンス状態になる。ＦＲ＝゜゜１゛
により切替スイッチ１３１Ｃの接点はＳ１からＳ２に切
替わり、速度制御から位置制御に移行する。又、これと
同時にカウンタ１５７にはレジスタ１５２にセットして
ある数値ａ（この数値は主軸１０１の約１８００の回転
に相当する位置パルス数に等しい）が数値選択／演算回
路１６２を介してプリセットされる。尚、速度指令とし
ての回転速度指令■ＣＭＤは零になる。ＤＡ変換器１５
９はアップダウンカウンタ１５７の内容に比例した電圧
を有する位置誤差信号ＰＥＲを出力し、主軸電動機１０
２はこの位置誤差信号ＰＥＲに応じて正転をつづける。
さて、位置制御において、アップダウンカウンタ１５７
は位置パルスＰＰＦが発生する毎にその内容をカウント
ダウンする。この結果、ＤＡ変換器１５９の出力電圧は
次第に減少し、主軸電動機１０２の実速度ＡＶも減少す
る。そして、（３６０一Ｂ）度（約１８０Ｖ）回転した
とき、カウンタ１５７の内容が零となり（ＦＲ＝“１゛
）、アンドゲート１６３からオリエンテーション完了信
号０ＲＥＤがＮＣｌｌ２に出力されてオリエンテーショ
ン制御が完了する。以上の制御により、１回転パルスＲ
ＴＰが発生後は、ＳＱ２＝゜゜１゛の間に（Ｂ＋Ｍ）度
回転し、又ＳＱ３＝゜“１゛の間にＮ度回転し、ＳＱ４
＝゜゜１゛の間に（３６０−Ｂ）度回転し、トータル３
６０８＋（Ｍ＋Ｎ）度回転することになり、正しく指令
された位置に主軸が停止することになる。
又、主軸が逆転しているときに定位置停止指令０ＲＣＭ
が発生した場合には、主軸１０１を逆転しながらオリエ
ンテーション制御が行なわれる。
この場合、制御はほぼ正転の場合と同様である。ただ、
−Ｍ，−ｎの替わりに（ｍ−ｃ）、ｎが又（２ｎ−１）
−ｂの替わりに−（（２ｎ−１）−ｂ）がプリセットさ
れるだけである。今、主軸が逆転しているとき第１０図
に示すように１の位置でオリエンテーションコマンド０
ＲＣＭが発生したとする（ＳＱｌ＝゜゛１゛）。
０ＲＣＭの発生により主軸はオリエンテーション可能速
度ＶＯＲで回転をはじめ、２の位置で１回転パルスＲｌ
Ｔ）を発生する（ＳＱ２＝゜゜１゛）になる。
尚、この１回転パルスＲＴＰが発生する位置は正転の場
合に比べ位置パルスＰＰＦのＣ個分ずれている。ＲＴＰ
発生により数値選択／演算回路１６２はｍとｃを選択す
ると共に、ｍ−ｃの演算を行ない、その演算結果（ｍ−
ｃ）をアップダウンカウンタ１５７（第６図）にプリセ
ットする。以後、同様に主軸は速度Ｖ。Ｒで回転を続け
（アップダウンカウンタ１５７は位置パルスＰＰＦをカ
ウントアップする）、（ｂ−ｍ＋ｃ）個の位置パルスに
相当する（Ｂ−Ｍ＋Ｃ）度回転した位置（３の位置）で
アップダウンカウンタの内容がｂになり、この時デコー
ダ１６０から信号冊が発生する（ＳＱ３＝゜“ｒ゛）。
これによりカウンタ１５７にｎがプリセットされる。以
後同様に主軸は速度Ｖ。Ｒで回転を続け（アップダウン
カウンタ１５７は位置パルスＰＰＦをカウントアップす
る）、（３６０−Ｎ）度回転した位置（４の位置）でカ
ウンタの内容が零となり、デコーダ１６０から信号ＦＲ
が発生する（ＳＱ４＝゜゜１゛）。このＦＲ＝“１゛に
よりカウンタ１５７にはａ（＝ー（２１２−１）−ｂ）
）、即ち（−３６０＋Ｂ〜１８０１）度に相当するパル
ス数（一１００・・・・・・００１）がプリセットされ
、速度制御から位置制御に移行する（切替スイッチ１３
１ｃの接点がＳ１からＳ２に切替る）。以後主軸電動機
１０２はカウンタ１５７の内容に比例した誤差電圧（Ｄ
Ａ変換器１５９の出力）に応じて駆動される。尚、位置
制御時カウンタ１５７は位置パルスＰＰＦをカウンドア
ツプする。そして主軸１０１が（−３６０＋Ｂ）度回転
した時（５の位置）、カウンタ１５７の内容が零となり
アンドゲート１６３からオリエンテーション完了信号０
ＲＥＤが発生し、この信号はＮＣｌｌ２に入力されオリ
エンテーション制御が完了する。以上の制御により、１
回転パルスＲ′ＩＰが発生後は、ＳＱ２＝“゜１゛の間
に（Ｂ−Ｍ十Ｃ）度回転し、又ＳＱ３＝゛１゛の間に（
３６０−ＪＮ）度回転し、ＳＱ４＝゜“１゛の間に３６
０−（Ｂ＋Ｃ）度回転し、トータル７２０−（Ｍ＋Ｎ）
度回転することになり、正しく指令された位置に停止す
ることになる。尚、第１１図は逆転時に停止位置を補正
しない・場合のオリエンテーション説明図であり、０Ｒ
ＣＭが第１０図と全く同一時点で発生するものとしてい
る。
これにより明らかなようにＣ度停止位置がずれている。
発明の効果 ｊ 以上、本発明によればパルスコーダを用いても正転
、逆転時の主軸停止位置を同一にでき、このため高精度
の主軸停止位置制御が可能になつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は既提案の主軸位置制御のサーボ系プロツク図、
第２図は主軸オリエンテーション説明図、第３図は定位
置停止制御回路の説明図、第４図は同波形図、第５図は
主軸停止位置すれを説明する波形図、第６図は本発明に
係る主軸位置制御方式を実現する回路ブロック図、第７
図は機械原点、１回転信号発生位置、停止位置の関係を
説明する説明図、第８図は主軸が正転している際にオリ
エンテーションコマンドが発生した場合の第６図におけ
る各部波形図、第９図及び第１０図はそれぞれ正転、逆
転しながらオリエンテーションを行なう楊合の説明図、
第１１図は逆転時に停止位置補正をしない場合の説明図
である。 １０１・・・・・・主軸、１０２・・・・・・主軸電動
機、１０３・・・・・・ワーク、１０４・・・・・・タ
コジェネレータ、１０５・・・・・・パルスコーダ、１
０６・・・・ベルト、１１２・・・・・・ＮＣｌｌ２ｌ
・・・・・速度制御回路、１３１・・・・・主軸位置制
御回路、１３１ａ・・・・速度指令回路、１３１ｂ・・
・・・・位置制御回路、１３１ｅ・・・・・・外部停止
位置設定スイッチ、１４１・・・・・オリエンテーショ
ン速度検出回路、１４２・・・・・・回転方向検出回路
、１４３・・・・・・オリエンテーション速度指令回路
、１５１・・・・・内部停止位置設定スイッチ、１５２
・・・・・・レジスタ、１５３，１５４・・・・・・ラ
インレシーバ、１５５・・・・・・４倍回路、１５６・
・・・・・スライス回路、１５７・・・・・・アップダ
ウンカウンタ、１５８・・・・アップダウン方向制御回
路、１５９・・・・・ＤＡ変換器、１６０・・・・・・
デコーダ、１６１・・・・・・シーケンスカウンタ、１
６２・・・・・・数値選択／演算回路、１６２・・・・
・・停止位置補正回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 電動機と、該電動機の回転速度を検出して実速度信
    号を出力する速度検出器と、実速度と指令速度との偏差
    が零となるように制御する速度制御回路と、前記電動機
    により駆動される主軸と、主軸が所定角度回転する毎に
    １個の位置パルスを発生すると共に、１回転毎に１回転
    パレスを発生する主軸回転位置検出手段と、主軸の停止
    位置を指令する主軸停止位置指令手段と、主軸回転位置
    と指令停止位置とに基いて位置偏差信号を出力する位置
    偏差信号発生手段を有し、前記速度制御回路により主軸
    を指令速度で回転せしめると共に、定位置停止指令によ
    り位置偏差信号が零となるように主軸の回転を制御する
    主軸回転位置制御方式において、主軸の回転方向を検出
    する第１の手段と、主軸の定位値停止制御開始から主軸
    の所定の停止位置までの回転角度に相当する制御信号を
    発生する第２の手段と、主軸の正転時の１回転パルスの
    立上り位置と、逆転時の１回転パレスの立下り位置との
    相違に基く位置パルスの誤差量をセットする第３の手段
    とを有し、主軸の正転時には前記第２の手段により発生
    した制御信号にて主軸の定位値停止制御を実行し、主軸
    の逆転時には前記第２の手段により発生した制御信号を
    前記第３の手段によりセットされた誤差量にて補正して
    主軸の定位値停止制御を実行することを特徴とする主軸
    回転位置制御方式。
JP55152701A 1980-10-30 1980-10-30 主軸回転位置制御方式 Expired JPS6043261B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55152701A JPS6043261B2 (ja) 1980-10-30 1980-10-30 主軸回転位置制御方式
KR1019810004116A KR880000418B1 (ko) 1980-10-30 1981-10-28 주축 회전위치 제어방법 및 장치
US06/316,761 US4398138A (en) 1980-10-30 1981-10-30 Spindle orientation control method and apparatus
EP81305194A EP0051477B1 (en) 1980-10-30 1981-10-30 Spindle orientation control method and apparatus
DE8181305194T DE3174576D1 (en) 1980-10-30 1981-10-30 Spindle orientation control method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55152701A JPS6043261B2 (ja) 1980-10-30 1980-10-30 主軸回転位置制御方式

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5775752A JPS5775752A (en) 1982-05-12
JPS6043261B2 true JPS6043261B2 (ja) 1985-09-27

Family

ID=15546251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55152701A Expired JPS6043261B2 (ja) 1980-10-30 1980-10-30 主軸回転位置制御方式

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4398138A (ja)
EP (1) EP0051477B1 (ja)
JP (1) JPS6043261B2 (ja)
KR (1) KR880000418B1 (ja)
DE (1) DE3174576D1 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578748A (en) * 1981-10-26 1986-03-25 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Positioning control system
JPS58198198A (ja) * 1982-05-13 1983-11-18 Toshiba Corp パルスモータ制御装置
DE3306555C2 (de) * 1983-02-25 1986-03-27 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Regeleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einer durch einen Motor über ein Schaltgetriebe angetriebenen Arbeitsspindel od. dgl.
DE3310619C2 (de) * 1983-03-24 1986-04-30 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Regeleinrichtung an Werkzeugmaschinen zur Zielpositionierung einer durch einen Motor angetriebenen Arbeitsspindel
JPS59231615A (ja) * 1983-06-13 1984-12-26 Fanuc Ltd 位置ル−プゲイン制御方法
US4809425A (en) * 1984-02-06 1989-03-07 Monforte Robotics, Inc. Adaptable, programmable production system
US4570113A (en) * 1984-05-18 1986-02-11 Monarch Marking Systems, Inc. Rotary member control
JPS6198186A (ja) * 1984-10-17 1986-05-16 Mitsubishi Electric Corp インバ−タ装置の位置決め割り出し制御方式
JPS61102454U (ja) * 1984-12-07 1986-06-30
JPS61214951A (ja) * 1985-03-19 1986-09-24 Hitachi Seiki Co Ltd 工作機械の加工位置割出し装置
JPH0773861B2 (ja) * 1985-04-26 1995-08-09 ファナック株式会社 サーボモータで駆動される射出成形機の駆動制御方法
JPS61296415A (ja) * 1985-06-24 1986-12-27 Mitsubishi Electric Corp 主軸駆動用モ−タの位置決め制御装置
JPS62106799A (ja) * 1985-11-06 1987-05-18 松下電器産業株式会社 ミシン制御装置
WO1987003711A1 (en) * 1985-12-16 1987-06-18 Delapena Honing Equipment Limited Stone expansion control for a honing machine
JPS6320510A (ja) * 1986-07-14 1988-01-28 Fanuc Ltd サ−ボモ−タの位置決め装置
JP2819411B2 (ja) * 1987-05-01 1998-10-30 三菱電機株式会社 定位置停止制御装置
JPH01264746A (ja) * 1988-04-14 1989-10-23 Fanuc Ltd 自動制御工作機械用原点復帰装置
JP2770024B2 (ja) * 1988-04-14 1998-06-25 ファナック株式会社 自動制御工作機械用原点復帰装置
JPH01270114A (ja) * 1988-04-22 1989-10-27 Fuji Electric Co Ltd 回転体の位置決め制御用パルス発生器
JPH0265982A (ja) * 1988-05-06 1990-03-06 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 多回転軸を有するロボットの制御方法及び装置
DE3823304A1 (de) * 1988-07-09 1990-01-11 Danfoss As Verfahren und schaltung zur geschwindigkeitssteuerung eines durch einen antrieb bewegbaren objekts
JPH0261701A (ja) * 1988-08-29 1990-03-01 Fanuc Ltd 数値制御装置
JP2692274B2 (ja) * 1989-06-22 1997-12-17 三菱電機株式会社 主軸位置・速度制御装置
US5093610A (en) * 1990-02-12 1992-03-03 Abb Robotics Inc. Apparatus for absolute position measurement
JPH07120217B2 (ja) * 1990-08-16 1995-12-20 日本電気株式会社 モータ制御回路
DE4315637C2 (de) * 1993-05-11 1996-12-19 Brose Fahrzeugteile Verfahren zur Erkennung der Position und der Bewegungsrichtung eines bewegbar gelagerten Teils
DE4343020C2 (de) * 1993-12-16 1996-11-28 Zinser Textilmaschinen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Maschinenelements
GB9601753D0 (en) * 1996-01-29 1996-03-27 Switched Reluctance Drives Ltd Dual mode position control systems with speed profiling
JP3579543B2 (ja) * 1996-08-22 2004-10-20 東芝機械株式会社 位置制御システム
US7401710B2 (en) * 2002-10-04 2008-07-22 Dixie-Narco, Inc. Vending machine dispensing system
JP5623757B2 (ja) * 2010-02-23 2014-11-12 山洋電気株式会社 モータの制御方法及び装置
US9093933B2 (en) * 2013-08-27 2015-07-28 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring rotational position of an electric machine
JP2019042910A (ja) * 2017-09-07 2019-03-22 株式会社ディスコ 加工装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3616993A (en) * 1968-12-04 1971-11-02 Logic Systems Inc Numerical control system
JPS5916291B2 (ja) * 1977-04-28 1984-04-14 ファナック株式会社 主軸制御方式
JPS5916292B2 (ja) * 1977-09-08 1984-04-14 ファナック株式会社 主軸制御方式
JPS54132090A (en) * 1978-04-03 1979-10-13 Fanuc Ltd Error correction system for numerical control
JPS54143985A (en) * 1978-04-28 1979-11-09 Fanuc Ltd Spindle control method
US4215300A (en) * 1978-08-21 1980-07-29 Data Card Corporation Error correcting serial input positioning system
JPS5843220B2 (ja) * 1978-12-16 1983-09-26 ファナック株式会社 主軸定位置停止制御装置
JPS5653591A (en) * 1979-10-09 1981-05-13 Fanuc Ltd Main shaft revolution control system
JPS56119349A (en) * 1980-02-23 1981-09-18 Fanuc Ltd Controlling device of main shaft orientation

Also Published As

Publication number Publication date
EP0051477B1 (en) 1986-05-07
US4398138A (en) 1983-08-09
DE3174576D1 (en) 1986-06-12
JPS5775752A (en) 1982-05-12
KR830008212A (ko) 1983-11-16
KR880000418B1 (ko) 1988-03-22
EP0051477A1 (en) 1982-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6043261B2 (ja) 主軸回転位置制御方式
US6232737B1 (en) Method of detecting, diagnosing and automatically correcting abnormalities in servo control system
US4297624A (en) Spindle control system
EP0034927B1 (en) Spindle orientation control apparatus
JPH03228106A (ja) サーボモータの制御方法
WO1990012448A1 (en) Device for controlling servo motor
US4757458A (en) Zero point adjusting robot control method
US4342950A (en) Spindle rotation control system
EP0012619B1 (en) Machine tool drive motor control system
US4691653A (en) Sewing machine control apparatus
EP0364593B1 (en) Machine tool having two main spindles
EP0065991A1 (en) Spindle home position stopping device
JPS61214002A (ja) 追従誤差制御装置
US3611101A (en) Multiloop positioning control system
JPS5932801B2 (ja) 位置の修正可能な数値制御方式
JPS63243703A (ja) カウントチエツク式回転角検出装置
JP2562874B2 (ja) ステッピングモーターの脱調防止駆動制御方式
JP2819411B2 (ja) 定位置停止制御装置
JPS621012A (ja) 回転体の位置決め制御装置
KR850000311B1 (ko) 주축 정위치 제어장치
JP2824649B2 (ja) 主軸制御装置
JPS63155310A (ja) サ−ボ制御装置
JPS6234210A (ja) 原点位置の検出装置
JPH0343012B2 (ja)
JPS61221802A (ja) ロボットアームの原点サーチ方法