JPS6330642B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6330642B2 JPS6330642B2 JP56081945A JP8194581A JPS6330642B2 JP S6330642 B2 JPS6330642 B2 JP S6330642B2 JP 56081945 A JP56081945 A JP 56081945A JP 8194581 A JP8194581 A JP 8194581A JP S6330642 B2 JPS6330642 B2 JP S6330642B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- spindle
- pulse signal
- detection pulse
- electric motor
- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
- B23Q15/26—Control or regulation of position of tool or workpiece of angular position
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、工作機械の主軸の回転角度位置を割
出してその停止位置を制御する制御装置に関す
る。
出してその停止位置を制御する制御装置に関す
る。
工作機械のマシニングセンター等では、主軸へ
の工具の着脱機能が必要とされるが、その工具の
着脱に際して工具の取付位置を正確に行うために
主軸の停止角度位置を常に一定にする必要があ
る。
の工具の着脱機能が必要とされるが、その工具の
着脱に際して工具の取付位置を正確に行うために
主軸の停止角度位置を常に一定にする必要があ
る。
この主軸の停止角度位置の割出しに際して、従
来では、機械的なカム機構あるいは近接スイツチ
によるON−OFF制御等により行うものであつ
た。しかしながら、この従来方式では機構が複雑
化し価格的にも高価なものとなり、また割出しに
時間がかかるため能率が悪いという欠点を有して
いる。
来では、機械的なカム機構あるいは近接スイツチ
によるON−OFF制御等により行うものであつ
た。しかしながら、この従来方式では機構が複雑
化し価格的にも高価なものとなり、また割出しに
時間がかかるため能率が悪いという欠点を有して
いる。
ここで、一般的な工作機械マシニングセンタの
主軸機構を第１図に示す。第１図において、１は
直流または交流の電動機で、主軸４を回転駆動す
る。電動機１には速度検出器２が取付けられてお
り、その速度検出信号に基づいて図示しない速度
制御ループを介して電動機１はフイードバツク制
御される。３は電動機１の回転を主軸４に伝達す
るための歯車群を示している。主軸４の一端には
工具５が着脱可能に取付けられている。その着脱
機構は主軸４に設けられたテーパと、これをクラ
ンプする機構からなる。６は主軸４の停止回転角
度位置を割出すための割出しピンである。
主軸機構を第１図に示す。第１図において、１は
直流または交流の電動機で、主軸４を回転駆動す
る。電動機１には速度検出器２が取付けられてお
り、その速度検出信号に基づいて図示しない速度
制御ループを介して電動機１はフイードバツク制
御される。３は電動機１の回転を主軸４に伝達す
るための歯車群を示している。主軸４の一端には
工具５が着脱可能に取付けられている。その着脱
機構は主軸４に設けられたテーパと、これをクラ
ンプする機構からなる。６は主軸４の停止回転角
度位置を割出すための割出しピンである。
次に、割出し動作を説明する。まず、電動機１
の回転速度を低速にし、図示しないトルク制限回
路により電動機をゆつくり回し、割出しピン６が
別途所定位置に設けられたストツパ（図示せず。）
に当接した時点で主軸４を停止させる。このとき
電動機１は割出しピン６とストツパとの当接状態
により拘束されることになる。このような方式で
問題となるのは、主軸４の回転速度が速い場合、
割出ピン６の作動機構とのタイミングにずれが生
じ、位置の割出しがうまくゆかず、停止できない
場合が生じることである。したがつて、必然的に
主軸４の回転を低速にする必要があり、その結果
割出し作業に時間がかかるという不都合が生じる
のである。一方、割出し時において、トルク制限
回路によりトルク制限はしているものの電動機１
は通電状態にて停止拘束されているわけであり、
このことは電動機１によつて好ましいものではな
く寿命の点で問題がある。
の回転速度を低速にし、図示しないトルク制限回
路により電動機をゆつくり回し、割出しピン６が
別途所定位置に設けられたストツパ（図示せず。）
に当接した時点で主軸４を停止させる。このとき
電動機１は割出しピン６とストツパとの当接状態
により拘束されることになる。このような方式で
問題となるのは、主軸４の回転速度が速い場合、
割出ピン６の作動機構とのタイミングにずれが生
じ、位置の割出しがうまくゆかず、停止できない
場合が生じることである。したがつて、必然的に
主軸４の回転を低速にする必要があり、その結果
割出し作業に時間がかかるという不都合が生じる
のである。一方、割出し時において、トルク制限
回路によりトルク制限はしているものの電動機１
は通電状態にて停止拘束されているわけであり、
このことは電動機１によつて好ましいものではな
く寿命の点で問題がある。
そこで、本発明はかかる欠点を排除し、正確か
つ能率的に主軸位置の割出しを行いうる制御装置
を提供することを目的とする。
つ能率的に主軸位置の割出しを行いうる制御装置
を提供することを目的とする。
以下、本発明を図示する実施例によつて詳述す
る。
る。
＜構成＞
第２図に本発明の主軸回転角度位置制御装置を
適用した場合の主軸駆動機構を示す。第２図中、
７は本発明において用いられる非接触位置検出器
であり、具体的には近接スイツチである。その他
の符号は第１図と同様なので説明は省略する。
適用した場合の主軸駆動機構を示す。第２図中、
７は本発明において用いられる非接触位置検出器
であり、具体的には近接スイツチである。その他
の符号は第１図と同様なので説明は省略する。
次に本発明の主軸回転角度位置制御装置の構成
を第３図に示す。まず、電動機１には速度検出器
２により検出された速度検出パルス信号１６に基
づいて電動機１を制御する速度制御ループが設け
られている。すなわち、この速度制御ループは速
度検出器２、周波数−電圧変換器（以下、Ｆ／Ｖ
変換器という。）１２、加算器１５、演算増幅器
１０およびパワー増幅器１１より構成される。こ
の速度制御ループは一般公知のものでよい。
を第３図に示す。まず、電動機１には速度検出器
２により検出された速度検出パルス信号１６に基
づいて電動機１を制御する速度制御ループが設け
られている。すなわち、この速度制御ループは速
度検出器２、周波数−電圧変換器（以下、Ｆ／Ｖ
変換器という。）１２、加算器１５、演算増幅器
１０およびパワー増幅器１１より構成される。こ
の速度制御ループは一般公知のものでよい。
８はマイクロプロセツサであり、外部からの停
止位置指令信号１３を受けて非接触位置検出器７
からの位置検出パルス信号１４と速度検出パルス
信号１６に基づいて、停止位置指令信号１３に対
応する主軸割出し速度信号１７を演算して出力す
る。この主軸割出し速度信号１７はデイジタル信
号であるため、Ｄ／Ａ変換器９によりアナログ信
号に変換されて、加算演算器１５に与えられる。
止位置指令信号１３を受けて非接触位置検出器７
からの位置検出パルス信号１４と速度検出パルス
信号１６に基づいて、停止位置指令信号１３に対
応する主軸割出し速度信号１７を演算して出力す
る。この主軸割出し速度信号１７はデイジタル信
号であるため、Ｄ／Ａ変換器９によりアナログ信
号に変換されて、加算演算器１５に与えられる。
＜動作＞
次に動作を説明する。いま、停止位置指令信号
１３がマイクロプロセツサ８に入力されたとす
る。すると、マイクロプロセツサ８はＤ／Ａ変換
器９を介して主軸割出し速度信号１７を出力す
る。この主軸割出し速度信号１７により電動機１
は所定の速度で回転する。この電動機１の回転に
伴なつて速度検出器２から速度検出パルス信号１
６が出力され、Ｆ／Ｖ変換器１２およびマイクロ
プロセツサ８に与えられる。一方、電動機１の回
転により主軸４も回転し、したがつて非接触位置
検出器７からは位置検出パルス信号１４が発生
し、同様にマイクロプロセツサ８に与えられる。
この位置検出パルス信号１４の発生周期は本実施
例の場合、主軸４の１回転ごとに１パルスであ
る。
１３がマイクロプロセツサ８に入力されたとす
る。すると、マイクロプロセツサ８はＤ／Ａ変換
器９を介して主軸割出し速度信号１７を出力す
る。この主軸割出し速度信号１７により電動機１
は所定の速度で回転する。この電動機１の回転に
伴なつて速度検出器２から速度検出パルス信号１
６が出力され、Ｆ／Ｖ変換器１２およびマイクロ
プロセツサ８に与えられる。一方、電動機１の回
転により主軸４も回転し、したがつて非接触位置
検出器７からは位置検出パルス信号１４が発生
し、同様にマイクロプロセツサ８に与えられる。
この位置検出パルス信号１４の発生周期は本実施
例の場合、主軸４の１回転ごとに１パルスであ
る。
マイクロプロセツサ８は、位置検出パルス信号
１４の１周期内に発生する速度検出パルス信号１
６のパルス数を計数する。すなわち、主軸４の１
回転する間の速度検出パルス信号１６のパルス数
を計数する。具体的に示すと、例えば速度検出器
２の１回転当りのパルス数が200パルスで歯車群
３のギヤ比が１：５であれば、主軸４の１回転す
る間のパルス数は、200×5/1＝1000パルスとな
る。
１４の１周期内に発生する速度検出パルス信号１
６のパルス数を計数する。すなわち、主軸４の１
回転する間の速度検出パルス信号１６のパルス数
を計数する。具体的に示すと、例えば速度検出器
２の１回転当りのパルス数が200パルスで歯車群
３のギヤ比が１：５であれば、主軸４の１回転す
る間のパルス数は、200×5/1＝1000パルスとな
る。
計数された値は、主軸４の１回転当りの電動機
１の回転角に対応する。したがつて、速度検出パ
ルス１６のパルス数をＮとし、位置検出パルス信
号１４を受信した時点から停止位置までの回転角
をαとすると、停止位置までのパルス数は α×α／360 で求められる。マイクロプロセツサ８は停止位置
指令信号１３に基づき上述の演算を行い、その演
算結果から周知の定位置停止制御による主軸割出
し速度信号１７を出力する。この信号１７はＤ／
Ａ変換器９にてＤ／Ａ変換され、加算演算器１５
に入力される。
１の回転角に対応する。したがつて、速度検出パ
ルス１６のパルス数をＮとし、位置検出パルス信
号１４を受信した時点から停止位置までの回転角
をαとすると、停止位置までのパルス数は α×α／360 で求められる。マイクロプロセツサ８は停止位置
指令信号１３に基づき上述の演算を行い、その演
算結果から周知の定位置停止制御による主軸割出
し速度信号１７を出力する。この信号１７はＤ／
Ａ変換器９にてＤ／Ａ変換され、加算演算器１５
に入力される。
速度制御ループは加えられた主軸割出速度信号
１７に基づき、対応する回転角だけ電動機１を回
転制御し、やがて停止位置にて停止に到る。
１７に基づき、対応する回転角だけ電動機１を回
転制御し、やがて停止位置にて停止に到る。
具体的に例を示すと、いま主軸割出し位置、つ
まり停止すべき位置が位置検出パルス信号１４を
受信した時点より90度の位置であつたとする。す
ると、先に示した数値の場合停止位置までのパル
ス数は 1000×90／360＝250 となる。したがつて、位置検出パルス信号１４を
受信した時点より250パルスの時点で電動機を停
止するよう速度制御ループを動作させればよいこ
とになる。なお、この例はギヤ比を１：５とした
場合であり、ギヤ比が変れば当然パルス数も変
る。
まり停止すべき位置が位置検出パルス信号１４を
受信した時点より90度の位置であつたとする。す
ると、先に示した数値の場合停止位置までのパル
ス数は 1000×90／360＝250 となる。したがつて、位置検出パルス信号１４を
受信した時点より250パルスの時点で電動機を停
止するよう速度制御ループを動作させればよいこ
とになる。なお、この例はギヤ比を１：５とした
場合であり、ギヤ比が変れば当然パルス数も変
る。
＜効果＞
以上の通り、本発明によれば、従来のように機
械的な手段を用いて主軸の回転位置を調整するこ
とがなく、かつ複雑な機構も不要となる。また、
すべてパルス信号を用いて位置を割出すため、正
確に制御することができる。また、電動機の回転
速度を著しく低くして調整する必要がないので、
位置の割出し時間が短縮でき、作業の能率化が望
める。
械的な手段を用いて主軸の回転位置を調整するこ
とがなく、かつ複雑な機構も不要となる。また、
すべてパルス信号を用いて位置を割出すため、正
確に制御することができる。また、電動機の回転
速度を著しく低くして調整する必要がないので、
位置の割出し時間が短縮でき、作業の能率化が望
める。
第１図は従来一般の工作機械マシニングセンタ
の主軸機構を示す概要図、第２図は本発明の主軸
位置割出し制御装置が適用された主軸機構を示す
概要図、第３図は本発明の主軸位置割出し制御装
置の実施例を示すブロツク図である。 １……電動機、２……速度検出器、４……主
軸、５……工具、７……非接触位置検出器、８…
…マイクロプロセツサ、１０……演算増幅器、１
１……パワー増幅器、１２……Ｆ／Ｖ変換器、１
３……主軸停止位置指令信号。
の主軸機構を示す概要図、第２図は本発明の主軸
位置割出し制御装置が適用された主軸機構を示す
概要図、第３図は本発明の主軸位置割出し制御装
置の実施例を示すブロツク図である。 １……電動機、２……速度検出器、４……主
軸、５……工具、７……非接触位置検出器、８…
…マイクロプロセツサ、１０……演算増幅器、１
１……パワー増幅器、１２……Ｆ／Ｖ変換器、１
３……主軸停止位置指令信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 工具が取付けられる主軸と、この主軸を回転
駆動する電動機を備えた工作機械における前記主
軸の回転位置の割出し制御を行う制御装置であつ
て、 前記電動機の回転速度を検出して速度検出パル
ス信号を出力する速度検出器と、 前記速度検出パルス信号に基づいて前記電動機
の回転速度を制御する速度制御ループと、 前記主軸の所定回転角度ごとに位置検出パルス
信号を出力して主軸の固定位置を検出する非接触
位置検出器と、 前記位置検出パルス信号の発生周期内における
前記速度検出パルス信号のパルス数を計数し、そ
の計数値に基づいて外部からの主軸停止位置指令
信号に応じた主軸停止位置までの回転指令信号を
前記速度制御ループに出力する演算装置とを備え
たことを特徴とする工作機械の主軸位置割出し制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8194581A JPS57201153A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Control device for spindle indexing of machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8194581A JPS57201153A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Control device for spindle indexing of machine tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57201153A JPS57201153A (en) | 1982-12-09 |
| JPS6330642B2 true JPS6330642B2 (ja) | 1988-06-20 |
Family
ID=13760635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8194581A Granted JPS57201153A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Control device for spindle indexing of machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57201153A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3013998B2 (ja) * | 1990-01-18 | 2000-02-28 | 日本電気株式会社 | 数値制御装置における回転軸零点復帰方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5654523A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-14 | Fanuc Ltd | Controller for stopping main axle at fixed position |
-
1981
- 1981-05-29 JP JP8194581A patent/JPS57201153A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5654523A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-14 | Fanuc Ltd | Controller for stopping main axle at fixed position |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57201153A (en) | 1982-12-09 |
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