JPS61296415A - 主軸駆動用モ−タの位置決め制御装置 - Google Patents

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〕 この発明は、工作機械の主軸駆動用モータの位置決め制
御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

工作機械の主軸駆動用モータの位１１決め制俄以下、オ
リエント制御という）の方法について％第２図および第
６図に基づき説明する。

すなわち、第２図はオリエント制御の方法を説明するた
めのブロック図、第５図は動作タイミングチャートであ
る。

図において、（１）は工作機械の主軸駆動用モータ、（
２）は駆動装置、（８）は検出器、（４）は速度比較回
路、（５）　、　（６）　、　（γ）は論理積回路、（
８）はタイマ、（９）は角度対応信号としてのＭＳ信号
、α（乃は領域判別信号としてのＬＳ信号％０１はＬＳ
信号叫の波形の端に達したことを確認するだめの出力波
形エツジ検出回路、（田は有効領域確認回路、０３）は
第１速度指令値、α惺は第２速度指令値、（ロ）はイン
バータ、α６）は増福器、Ｓｔ、Ｓ２．Ｓ３はスイッチ
である。

次に上記構成の動作について説明する。

まず、主軸駆動用モータ（１）は駆動装置（２）から供
給される電源により運転され、検出器（８）で動作を確
認しながら工作機械の主軸を駆動している。

そこで、今、オリエント信号（ＯＲＣＩ）が入ると、第
１速度指令値Ｑ８）がスイッチＳ１によって選択される
。

すると、主軸駆動用モータ（１）は、第３図に示すよう
に通常運転速度から減速を始め、速度比較回路（４）に
より検出器（８）の出力と、第１速度指令値四とを比較
し、それらの値が一致した時点で速度比較回路（４）よ
シ速度到達信号（ＵＰＴ　Ｓ　）を出力する。

次に、ｂＳ信号（至）の波形の端に達したことを出力波
形エッヂ検出回路０刀で確認すると、タイマ（８）がカ
ウントを開始し、所定時間経通後、速度指令を第２速度
指令値−にスイッチＳ２にて切換えるとともに第１速度
指令値ｏＷを与えていたスイッチＳ１はオフされる。

スイッチＳ２がオンした後、わずかに遅れて検出器（８
）の出力、すなわちＭＳ信号（９）が位置制御信号とし
て有効領域確認回路−によシ確認され、主軸駆動用モー
タ（１）のモータ回転子が所定位置に達すると、スイッ
チＳ２がオフし、また、スイッチＳ３がオンする。

このスイッチＳ３がオンすることにより、速度指令値は
、第２速度指令値ｃｔｅから目標値に近づくにつれて減
少する検出器（８）に比例した速度指令値に変る。

なお、第２速度指令値（４）と、ＭＳ信号（９）に切換
時の速度指令値とは、増幅器α６ンで同一にする。

主軸駆動用モータ（１）はＭＳ信号が０になる位置まで
回転して停止する。すなわち、所定の位置にて主軸駆動
用モータ（１）を停止させることができ、これを一般に
オリエント制御と称している。

上記の検出器（８）の構成を第４図に示す。

図において、−は主軸、（ト）１１は固定された検出部
、瞥は回転体間に取り付けられた可動の発磁体であって
、検出部に）と発磁体間とは組合せ上の極性があり、た
とえば第４図の場合には、中心基準穴（３２ａ）と検出
部団：のビン溝（３１ａ）とにより極性が示めされてい
る。

そこで、図示の組合せでは、第５図に示すように実線の
出力曲線−を発生するが、検出部隊）、発磁体間の極性
が相互に、逆の組合せになると、出力の極性が逆になシ
、破線で示すような出力曲線姉）となる。

進行方向が図示のようにＣＷ方向で、出力曲線−であれ
ば、第６図に示す実線濁）のように正常な動作となるが
、もし回転方向がＣａＷで示すように反転すれば、第２
速度指令値α句から急にマイナス値に変るため、主軸駆
動用モータ（１）は逆転してＭＳ信号有効範囲から外れ
、また第２指令速度値ａ旬となシ、その動作は第６図の
破線−で示すように振動することとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の主軸駆動用モータの位置決め制御装置における検
出器は１以上のように構成されているので、主軸駆動用
モータ（１）の回転方向が変ると、検出部隊）が発磁体
間のいずれかの取シ付は方向を変える必要がちシ、この
交換作業は、工作機械等では前記検出部＋ａｌｌおよび
発磁体間がギヤヘッドの中にあるため、工作機械の組立
完了後に行うことがきわめて困難であるという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、主軸駆動用モータ（１）の回転方向が変った
場合にも検出部ｉ、ｉｌ＋および発磁体國の取シ付は方
向を変更する必要がない主軸駆動用モータの位置決め制
御装置を得ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる主軸駆動用モータの位置決め制御装置
は、回転体に取付けられた検出器の符号付出力をコード
化したデータに変換するアナログ−ディジタル変換器と
、このアナログφディジタル変換器によりコード化した
データの読み込み条件を設定する読込条件設定器と、こ
の読込条件設定器（（よって設定された読み込み条件に
基づき、前記検出器の符号出力の符号を変えて処理する
マイクロプロセッサとを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、マイクロプロセッサに堆シ込んだ
検出信号の極性を必要に応じて反転させるために、読込
条件設定器により工１０ボートに与える電気信号を変え
ることで、　　Ｉ１０ボートのデータを変え、マイクロ
プロセッサ内での処理を変化させて前記検出信号の極性
を変える。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例による主軸駆動用モータの
位１決め制御装置における要部構成を示すブロック図で
ある。

図において、閣はマイクロプロセッサ（以下、ｃｐσと
いう）、囮は速度指令発生器、鯛はアナログ・ディジタ
ル変換器（以下、め変換器という）、嚇）は読込条件設
定器、−、Ｍは入出力ポート（以下、工／○ボートカう
）、闇はＬ８信号処理に関するコンパレータ、囮はコン
パレータ鯛からの出力波形、ｔ４ｇ１はＭＳ信号処理に
関する増幅器α６）を通した出力波形１弦はデータバス
、可）はアドレスバスである。

次に、上記構成の動作につｂて説明する。

第２図と同様に検出器（８）からのＭＳ信号（９）Ａは
。

増幅器α６）により最大値（ＡｍＰＬＸとする）が第２
速度指令値ｏ、ｎと同じ値になるまで増幅さカーる。

前記のＭＳ信号（９）Ａは、Ａ／Ｄ変換器（ト））によ
りディジタル値に変換される。

このデータはＣＰＵ田）に取シ込まれ、ｃｐＵｕｌＪ内
で演算後、速度指令器図を介して速度指令の。

とじて第２図における主軸駆動用モータ（１）の駆動装
置（２）に供給される。

ここで、ＣＰＵ１４（Ｊに取り込まれるデータと速度指
令ω８との関係を示すと次式のようになる〇ω８： ？ ・−・ψ（１） なお、上記（１）式において、ＦはＭ８信号の最大値に
対応するディジタル値であり、また、位置誤差は次式に
よって示される。

位置誤差＝Ｆ″（θ）−Ｖ２　　　　　　・・・・・（
２）さらに、ＭＳ信号出力電圧と対応ディジタル値の関
係を示せば次表のようになる。

そこで、今、回転体間の回転方向とｇｓ倍信号極性が一
致していたとすれば、前記（１）式によシ位置誤差指令
が有効範囲に入ると、指令値ｙｌ（θ）はＦより始まり
、回転が進むにつれてＦ／２に近すき、Ｆ１／２の目標
点で停止する。しかし、回転体間の回転方向とＭＳ信号
の極性が一致せず、すなわち、回転方向が逆であると、
指令値Ｆ”（σ）は０より始まるので、ＦＩ（σ）〈０
となり、第２速度指令値Ｑ勾で目標地点に向っていた回
転体−は逆方向に駆動され、振動を起して収れんしない
。

この場合には、読込条件設定回路（資）により関連する
工１０ポー１１１５１のデータを変更する。

すなわち、ＭＳ信号（９）をＣＰＵ間が取り込んだ際、
最小値のＡｍ１ｎ（＝−Ａ工Ｘ）値は、処理条件を決め
る工ｈボート閘のデータが変っているので、Ａｍｉユ値
を−ＡｍａＸ　値と読み替え、それ以降のＭＳ信号（９
）は引続き極性を反転した形で処理するので、初期の目
標通り回転体間を停止することができる。

なお、図中、ＬＳ信号αＱの処理に関するコンパレータ
ＷＩＩ、その出力波形ｅ！８１、工１０ポート図ｊ等は
、この発明の要旨と直接関係しないので、その詳しい説
明は省略する。

また、この実施例では、検出器（３）として磁気上ンサ
を使用する場合について説明したが、勿論、これに限定
されるものではなく、近接スイッチ、その他の位置検出
器を利用したもので、回転体の一部において対応し、か
つ、有効範囲の両端において、最大値、最小値の出力を
出し、まだ、その中間点において１ｆ！に大値−最小値
１／２の出力を出す検出器または複数の検出器の結合し
たものを使用する場合にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ＣＰＵに取り込んだ
ＭＳ信号の極性を必要に応じて反転させるために、ＣＰ
Ｈの機能を十分活用してＩ１０ボートに与える電気信号
を変えることで、工１０ボートのデータを変え、ＣＰＵ
内での処理を変化させるように構成したので、主軸駆動
用モータの回転方向が変った場合にも、検出部、発磁体
から成る検出器の取り替え作業を一切不要とし、したが
って、工作機械の組立完了後にそれらの取付状態を変化
させないので、電気的特性等にも影響を与えず信頼性が
向上する等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による主軸駆動用モータの
位置決め制御装置の要部を示すブロック図、第２図は従
来の主軸駆動用モータの位置決め制御装置におけるオリ
エント制御の方法を説明するためのブロック図、第５図
は上記オリエント制御の方法におけるタイムチャート、
第４図は検出器として磁気センナを使用した場合の取付
図、第５図はＭＳ信号出力特性図、第６図は主軸駆動モ
ータの動作図である。 図において、（９）はＭＳ信号、（１０）はＬＳＳ信号
　（１６）は増幅器、ゆ１）はＣＰＵ、鯛は速度指令発
生器、■はＡ／Ｄ変換器、■は読込条件設定器、←６１
２Ｍは工１０ポートである０ なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す゛。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 目標値からの角度若しくは距離に応じた大きさで、かつ
   、回転方向若しくは進行方向によつて極性が変る符号付
   出力を発生し、回転運動若しくは直線運動軌道の一部の
   範囲内でのみ検出可能な検出器を用いて位置決め制御を
   行う主軸駆動用モータの位置決め制御装置において、前
   記検出器の符号付出力をコード化したデータに変換する
   アナログ・ディジタル変換器と、このアナログ・ディジ
   タル変換器によりコード化したデータの読み込み条件を
   設定する読込条件設定器と、この読込条件設定器によつ
   て設定された読み込み条件に基づき、前記検出器の符号
   付出力の符号を変えて処理するマイクロプロセッサとを
   備えたことを特徴とする主軸駆動用モータの位置決め制
   御装置。