JPS6235907A

JPS6235907A - 工作機械の制御装置

Info

Publication number: JPS6235907A
Application number: JP60175097A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Kobari; 小針　克夫; Yoshimoto Fujioka; 藤岡　良基; Shinichi Kono; 新一河野
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1987-02-16

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−１−の利用分野）本発明は、主軸駆動用交流スピンドルモータをＣ軸制御
としても用いる工作機械の制御装置に関する。

（従来技術）ＮＣ工作機械においては、制御軸駆動のためのサーボモ
ータと主軸駆動のためのスピンドルモータとが用いられ
る場合がある。

第３図は、このようなＮＣ工作機械の制御装置の一例を
示す概略のブロック図である。加工精度と剛性の強さが
要求されるＣ軸制御の場合には、主軸の送りモータ（Ｃ
軸モータ）としてサーボモータを別に設けて制御を行な
っている。

次に、この制御装置の動作について説明する。

主軸駆動用スピンドルモータは、パルスジェネレータＰ
Ｇ２により検出されるモータの回転数信号を速度制御回
路ｅ１に一帰還し、主軸速度指令Ｃ，主軸制御回路ｄを
経て速度制御回路に与えられる制御信号と比較して、偏
差信号によりスピンドルモータを制御する。

主軸りは、主軸位置の割出しを行なったあと主軸クラン
プ機構ｉによりピン打ち等により固定され、図示しない
ワークは回転工具用モータｊ２により駆動される回転工
具によって、ミーリング、ドリリング、り・ンピング等
の所定の加工を行なう。またターニングの場合にはギア
切替機構を用いて１冊軸をスピンドルモータから切離し
、送り千−タ文と連結してＣ軸制御を行なう。

送りモータには、位置検知用のレゾルバと回転数検出用
のタコ・ジェネレータＴＧ、を設け、それぞれの検出信
号はＣ軸位置制御回路ａと、速度制御回路ｅ２に帰還さ
れる。

ここで、位置検出用のレゾルバとしては、１／１０００
度の回転角を検出できる高精度のものを使用し、精度の
良い制御を行なう。

また、ＮＣ制御回路は、Ｃ軸位置制御回路の外に演算回
路ｆ、Ｄ／Ａ変換器ｂ変換器横１される。

（発明が解決しようとする問題点）このように、主軸のＣ軸制御は、スピンドルモータとは
別個にサーボモータを設け、ギア切替により主軸の駆動
をスピンドルモータからサーボモータに切替えて実施し
ていた。

このため、スピンドルモータの外にサーボモータや主軸
切替用のギアが必要になり、設備費が高くなると共に、
操作も複雑になるという問題点があった。

そこで本発明は、このような従来技術の持つ問題点を解
消しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、主軸駆動用交流スピンドルモータに、通常の
回転速度指令信号とＣ軸制御用信号とを切替えて入力す
る切替手段と、主軸の回転角度信号が入力されるＣ軸位
置制御回路とを有するＮＣ装置、及びＮＣ装置の出力信
号と主軸駆動用交流スピンドルモータの回転速度信号と
位置偏差信号を入力するスピンドルサーボユニットを有
し、該スピンドルサーボユニットの入力信号により、を
軸の速度制御とＣ軸制御とを切替えて制御するものにお
いて、１−記スピンドルサーボユニットにベクトル制御
回路を設けて主軸駆動用交流スピンドルモータをデジタ
ル回路で制御状態をモードによって切替えて制御すると
共に、Ｃ軸制御時には１−記事軸駆動用交流スピンドル
モータの回転速度信号の分解能を高める速度帰還信号の
切替手段をＩ−記す−ポユニットに設けたことを特徴と
する工作機械の制御装置を提供することにより、−１−
記の問題点を解消するものである。

（作用）本発明は、主軸駆動用スピンドルモータを交流モータに
より構成し、該交流モータのサーボユニットにデジタル
回路で制御状態をベクトル制御回路と励磁電流が変化す
る回路とを設けて、交流モータにより主軸駆動とＣ軸制
御とを切替えて行なう。

このため、スピンドルモータの外にＣ軸制御用のサーボ
モータを設ける必要がなくまたギア切替機構も不要とな
るので、コストが低減されると共に、操作も簡単に行な
える。

（実施例）以下、本発明の実施例について図により説明する。第１
図は、本発明の実施例のブロック図である。図において
、第３図と同じ構成要素には、同一の符号を付している
。本発明においては、主軸送り用のＣ軸制御サーボモー
タとギア切替機構とを除去し、主軸用スピンドルモータ
として交流モータを使用し、主軸制御とＣ軸制御とを切
替えて制御するものである。

即ち、ＮＣ装置には、通常時の主軸駆動制御用のスイッ
チＳｌと、Ｃ軸制御時の主軸割り出し詩間中に投入され
るスイッチＳ２とを設け、ソフトウェアによりリレーを
切換え、スイッチｓ１と５２との切替えを行なう。

スイッチＳ１を投入したときには、ＮＣ制御装置からは
、主軸回転速度指令回路Ｃの信号がＤ／Ａ変換器ｂ２を
通して主軸制御回路ｄに信号が与えられる。主軸制御回
路は、ＮＣ装置がらの信号と、回転方向指令信号とを速
度制御回路ｅ１に送リ、速度制御回路ｅｌは主軸の速度
検知素子ＰＧ２からの信号との偏差信号により、主軸駆
動用交流スピンドルモータを駆動し、主軸の所定の速度
制御を行なう。

また、スイッチＳ２が投入され、スイ・ンチＳ。

が開放されると、主軸の回転角をパルスコーダにより検
出し、該位置信号はマルチグライア４倍回路ｋを通して
位置制御回路ａに入力される。

位置制御回路は、演算回路ｆからの位置指令信号と、フ
ィードバックされた位置信号との偏差信号を出力し、Ｄ
／Ａ変換器を通して主軸制御回路ｄに送る。主軸制御回
路ｄでは、回転方向指令信号とＮＣ装置からの信号によ
り速度指令信号を形成し、速度制御回路ｅ１に入力する
。速度制御回路ｅ１は、速度帰還信号と速度指令信号と
の偏差信号により主軸のＣ軸制御を行なう。

ここで、本発明においては第１図の破線で囲んだスピン
ドルサーボユニットの部分は、例えば第２図に示すよう
なベクトル制御回路で構成する。

このようなベクトル制御回路自体は、通常知られている
形式のものであり、詳細な説明は省略するが、スピンド
ル用交流モータはベクトル制御により制御されるので剛
性の向上が図れる。また。

デジタル信号により制御されるので、正弦波信号のゼロ
点刊近のトルクリップルを除去できる。

さらに、主軸の位置検知素子はｌ／１０００度の回転角
を検出できる高精度のものを使用し、位置制御ループは
従来のサーボモータの制御ループと同一の構成としてい
る。

なお、Ｃ軸制御を行なう際には、スピンドルモータ内部
の速度帰還信号は分解能の切替え調整を行なう。例えば
、通常の速度制御では、Ｎｏパルス／　ｒ　ｅ　ｖの検
出パルスを、１ｏＯＸＮｏパルス／　ｒ　ｅ　ｖとして
、１００倍のバーニア機能を持たせることにより、高精
度のＣ軸制御を行なう。

（発明の効果）以」−説明したように、本発明によれば主軸駆動用スピ
ンドルモータとして交流モータを使用し、スピンドルサ
ーボユニットをベクトル制御回路で構成することにより
、スピンドルモータ自体を用いてＣ軸制御が行なえるの
で、従来のようにＣ軸制御用に別個にサーボモータを設
けたり、ギア切替機構を設けたりする必要がなくなり、
コストが低減されると共に、操作も簡単に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略のブロック図、第２図はベクトル
制御の回路図、第３図は従来例の概略のブロック図であ
る。ａｌ・・・位置制御回路、ａ２・・・Ｃ軸位置制御回路
、ｂｔ＋ｂ２・・・Ｄ／Ａ変換器、Ｃ・・・主軸回転速
度指令回路、ｄ・・・主軸制御回路、ｅｌ＋８２・・・
速度制御回路、ｆ・・・演算回路、ｇｌ・・・主軸用直
流モータ、ｇ２・・・主軸用交流モータ、ｈ・・・主軸
、ｉ・・・主軸クランプ機構、ｉｌ・・・加工用モータ
、ｊ２・・・工具用モータ、ｋ・・・マルチグライア４
倍回路。

Claims

【特許請求の範囲】

主軸駆動用交流スピンドルモータに、通常の回転速度指
令信号と位置フィードバック制御機能付Ｃ軸制御用信号
とを切替えて出力する切替手段と、主軸の回転角度信号
が入力されるＣ軸位置制御回路とを有するＮＣ装置、及
びＮＣ装置の出力信号と主軸駆動用交流スピンドルモー
タの回転速度信号とのＣ軸位置偏差信号が入力されるス
ピンドルサーボユニットを有し、該スピンドルサーボユ
ニットの入力信号により、主軸の速度制御とＣ軸制御と
を切替えて制御するものにおいて、上記スピンドルサー
ボユニットにベクトル制御回路を設けて主軸駆動用スピ
ンドルモータをデジタル回路で制御すると共に、Ｃ軸制
御時には、上記主軸駆動用交流スピンドルモータの回転
速度信号の分解能を高めるため速度帰還信号の切替調整
手段を上記サーボユニットに設けたことを特徴とする、
工作機械の制御装置。