KR830001054B1 - Spindle exact position control device - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명에 따른 주축 정위치 정지 제어 장치의 개략을 설명하는 회로 개통도.1 is a circuit opening diagram illustrating an outline of a main shaft exact position stop control apparatus according to the present invention.
제2a도와 제3a도는 제1도에 따른 파형도.2a and 3a are waveform diagrams according to FIG.
제3a도∼제3f도는 위치 검출기 특히 근접스위치를 설명하는 설명도.3A to 3F are explanatory diagrams for explaining a position detector, in particular, a proximity switch.
제4a도∼제4d도는 근접 스위치의 동작을 설명하는 설명도.4A to 4D are explanatory diagrams for explaining the operation of the proximity switch.
제5도는 위치 편차신호 발생회로의 세부회로도.5 is a detailed circuit diagram of a position deviation signal generating circuit.
제6도는 제5도의 회로에 따른 신호시간 파형도.6 is a signal time waveform diagram according to the circuit of FIG.
본 발명은 주축 정위치 제어장치에 관한 것으로, 특히 주축을 고도의 정확도를 정위치에 정지하도록 제어하는 제어계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle main position control device, and more particularly, to a control system for controlling a spindle to stop a high degree of accuracy at a fixed position.
각종 공구를 자동적으로 교환하여 공작가공하는 자동공작교환 기능을 갖는 소위 공작기계라 하는 것은 공지되어 있는 바이다.It is known that a so-called machine tool having an automatic tool exchange function for automatically exchanging various tools for machining.
이런 자동공작 교환기능을 갖는 공작기계는 다음과 같은 방식으로 공구를 교환한다. 즉, 여러공구를 보지하고 있는 매거진이 회전하여 매거진의 빈공구 부분을 주축기구 바로 위에 가져간 후 새공구로 교체하기 위한 구공구를 보지하고 있는 수축기구가 앞으로 돌출한다.Machine tools with this automatic machine change function change tools in the following manner. That is, a magazine holding several tools rotates to take a hollow tool portion of the magazine directly above the spindle mechanism, and then a contracting mechanism holding a sphere tool for replacing with a new tool protrudes forward.
그다음 주축기구 바로 위에 있던 매거진이 내려와 구공구를 수취하고 매거진의 빈공구 부분에 의해 수축되도록 한다. 주축기구는 구공구가 주축으로부터 분리되도록 수축하기 때문에 구공구가 매거진으로 이동하게 된다.The magazine immediately above the spindle mechanism then descends to receive the tool and to be retracted by the hollow tool portion of the magazine. Since the spindle mechanism contracts to separate the sphere tool from the spindle, the sphere tool moves to the magazine.
그다음, 매거진은 회전하여 원하는 새공구가 주축앞에 위치하도록 하여 앞으로 돌출하는 주축기구에 의해 새공구가 수취 장착된다.The magazine is then rotated so that the desired new tool is positioned in front of the main shaft and the new tool is received and mounted by the main shaft mechanism projecting forward.
끝으로 매거진은 주축으로부터 멀리 들어올려져 공구 교환동작을 완성하는 것이다.Finally, the magazine is lifted away from the spindle to complete the tool change.
상기 형식의 공구교환 기구에서는 수축과 공구의 감합부가 원활하게 서로 조화를 이루도록 하고 주축의 정위치가 정확하게 올바른 회전 위치에 회전하여 키를 정지시키는 것이 필요하게 된다. 특히, 주축에 키가 장착하여 키를 감합하기 위하여는 해당공구가 키의 위치에 와야 한다는 것이다. 주축과 공구의 원활한 감합은 키와 키홈의 올바른 대향이 되도록 주축이 위치해 정지되도록 하는 것이 필요하다.In the tool change mechanism of the above type, it is necessary to make the contraction and the fitting portion of the tool smoothly harmonize with each other, and to stop the key by precisely rotating the main shaft at the correct rotation position. In particular, in order for the key to be fitted to the spindle, the tool must come to the position of the key. A smooth fit of the spindle and the tool requires that the spindle be positioned and stopped so that the key and keyway are correctly opposed.
이상의 요구를 충족되기 위해서는 주축의 회전 각도에 대하여 ±0.2∼±0.2°의 높은 주축의 위치 정확도를 요한다.In order to meet the above requirements, a high spindle position accuracy of ± 0.2 to ± 0.2 ° with respect to the rotation angle of the spindle is required.
종래의 자동공구 교환기구는 주축과 공구의 원활한 감합을 할 수 있도록 주축키의 회전 위치를 검출하는 광전기 검출기 또는 제한 스위치 기구를 구비하고 있다.Conventional automatic tool changing mechanisms are provided with a photoelectric detector or a limiting switch mechanism for detecting the rotational position of the main shaft key so that the main shaft and the tool can be smoothly fitted.
이러한 기구에서 발생하는 신호로 응답하는 기계적 제동을 응용하므로서 주축을 정위치에 정지하도록 설비돼 있다.It is equipped to stop the main shaft in the right position by applying mechanical braking which responds to the signal generated from such a mechanism.
종래의 기구는 기계적핀 제동등에 의존하기 때문에 고도의 정확도로 원하는 위치를 결정하는 것이 어려울뿐만 아니라, 오래 사용하면 정지기구가 마모되기 쉽다. 이러한 마모 특히 브레이크 슈우 또는 핀의 마모는 시간이 경과할 때마다 점진적으로 주축을 소정의위치에 정지시키는 것을 어렵게 하고 그 결과 공구의 자동교환이 원활하게 일어날 수 없게 된다. 이런 사태를 피하기 위해서 번거로운 보수 점검작업을 해야 한다.Conventional instruments are not only difficult to determine the desired position with a high degree of accuracy because they rely on mechanical pin braking or the like, but also prolong the use of the stop mechanisms. This wear, in particular the wear of the brake shoes or pins, makes it difficult to gradually stop the spindle in a predetermined position over time, and as a result, automatic change of tools cannot occur smoothly. To avoid this situation, troublesome maintenance checks are required.
주축을 정확하게 소정의 회전위치에 정지시키는 것은 공구교환시나 보링공작상 공구 인출시도 중요하며, 선반 등의 주축에 사각 공작물을 부착할 때도 중요하다.Stopping the spindle precisely at a predetermined rotational position is also important during tool replacement or tool withdrawal in boring operations, and is also important when attaching a square workpiece to a spindle such as a lathe.
전자의 경우는 공작물에 상처가 나며. 후자의 경우는 공작물 장착, 탈거가 불가능한 사태가 발생하게 된다.In the former case, the workpiece is wounded. In the latter case, a situation arises in which the workpiece can not be mounted or removed.
이상의 지적으로 정위치에 정확히 주축을 정지 시키는 것은 종래의 기구로는 불가능하며, 조작성이나 공작성도 저하된다.It is impossible to stop the main shaft precisely in the above position with the above-described point, which is impossible with the conventional mechanism, and the operability and the workability are also reduced.
따라서, 본 발명의 목적은 주축을 기계적 제동 등의 사용을 피해 높은 정확도로 소정의 위치에 정지할 수 있게끔 순수한전기적 방법을 통한 주축 정위치 제어장치용의 제어회로를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control circuit for a main shaft position control device through a purely electric method so that the main shaft can be stopped at a predetermined position with high accuracy, avoiding the use of mechanical braking or the like.
본 발명의 다른 목적은, 오버슈우트와 헌팅의 발생 없이 짧은 시간내에 주축이 소정 위치에 정지할 수 있게끔 주축 정위치 제어 장치용의 제어회로, 높은 정확도를 갖는 비접촉형 근접스위치로 구성된 주축 정위치 제어 장치용의 제어회로, 대충 위치 편차전압과 상술한 근접 스위치에서 발생하는 정확도 위치 편차전압을 사용하여 주축을 정위치에 정지시키는 주축 정위치 제어장치용의 제어회로를 제공하는 것으로 한다.Another object of the present invention is to provide a control circuit for the spindle control device so that the spindle can stop at a predetermined position within a short time without the occurrence of overshoot and hunting. A control circuit for a control device, and a control circuit for a main shaft exact position control device which stops the main shaft in position using roughly the position deviation voltage and the accurate position deviation voltage generated in the above-mentioned proximity switch.
본 발명의 여러면과 이점은 도면과 함께 뚜렷하게 다음 설명에 의해 취해질 것이다.Various aspects and advantages of the invention will be apparent from the following description taken in conjunction with the drawings.
제1도는 본 발명에 관한 주축정위치 정지 제어장치의 개략을 설명하는 회로로, 속도지령신호 CV를 발생하는 속도지령회로(1)과 정위치 정지(오리엔테이숀) 지령신호 ORCM을 발생하는 정위치 정지 지령회로(2)를 구비하고 있다. (3)은 속도제어회로로, 가산기(3a), 위상보상회로(3b), 전압위상 변환기(3c) 및 다이리스터 회로(3d)를 갖고 있다. 가산기(3a)는 속도제어시 지령속도 CV와 실제속도 AV 사이의 차전압(속도편차) 및 위치편차신호 RPD와 실제속도신호 AV 사이의 차전압을 출력으로 한다. 위상보상회로(3b)는 가산기 출력전압의 위상을 앞서게 하거나 뒤지게하여 그 위상을 보상한다. (3c)는 전압-위상 변환기로 위상보상회로(3b)의 출력전압에 따라 다이리스터회로(3d) 내의 각 다이리스타의 점호각을 제어한다.1 is a circuit for explaining the outline of the main axis fixed position stop control apparatus according to the present invention, in which the speed command circuit 1 for generating the speed command signal CV and the positive position stop (orientation) command signal ORCM are generated. The position stop command circuit 2 is provided.
다이리스터회로(3d)는 각 다이리스터의 점호각을 제어하여 직류 전동기에 인가되는 전압값을 변경하고 모타 회전속도를 조정하도록 동작한다. 모타(4)가 회전할 때 회전속도계 (5)는 모타 속도에 따라 전압을 발생한다. (6)은 주축기구(7)은 주축, (8)은 공구, (9)는 직류 전동기 (4)의 회전운동을 주축(7)에 전달하는 치차(타이밍 벨트)이다. 근접 스위치(10)(위치 검술센사)은 제3도에 있는 바와 같이 자석(10a) 센서부분(10b) 및 전기회로(10c)로 구성돼 있다.The
이하 위치검출 센서에 대해 상술한다.Hereinafter, the position detection sensor will be described in detail.
제3(a)도, 제3(b)도는, 주축(7)에 장착된 자석(10a)의 도면이다. 자석(10a)는 주축의 소정위치에 정지시킬수 있는 회전각 위치에 주축(7)을 창작한다.3 (a) and 3 (b) are diagrams of the magnet 10a attached to the main shaft 7. The magnet 10a creates the main shaft 7 at a rotation angle position that can be stopped at a predetermined position of the main shaft.
제3(c)°도에 있는 자석체(10a)는 (10a') 내의 영구자석(10a")(10a"')의 자계강도를 주축의 회전방향 즉, 화살표 방향으로 S극에서 N극으로 변화시키는 자석(10a")(10")를 장착하고 있다.The magnet body 10a at the third (c) ° degree shows the magnetic field strength of the permanent magnets 10a "and 10a" 'in 10a' from the S pole to the N pole in the rotational direction of the main axis, that is, the arrow direction. The magnets 10a "and 10" to be changed are attached.
센서부분(10b)는 자석체(1a)와 마주보도록 기계적으로 고정된 위치에 장착돼 있고, 제3(c)도에 있는 (10b') 내에 구비된 3개의 포화 리악터 SRA1, SRA2, SRA3가 주축회전 방향에 병렬로 배열돼있다.The
각 포화 리악터 SRA1(i=1, 2, 3)은 코아 CR에 코일 L1, L2가 제3(d)도와 같이 권선돼 있다.Each saturation repeater SRA 1 (i = 1, 2, 3) has coils L 1 and L 2 wound around the core CR as shown in FIG. 3 (d).
각 코아에 권선된 코일 L1, L2는 서로 극성이 반대가 되도록 감겨있고, 공통단자 TA에 고주파 신호를 인가하여 자석체(10a)의 위치에 따라서 각 코일의 단자 TB, TC로 신호가 출력하게 한다.The coils L 1 and L 2 wound around each core are wound to have opposite polarities, and a high frequency signal is applied to the common terminal TA to output signals to terminals TB and TC of each coil according to the position of the magnet body 10a. Let's do it.
제3(e)도는 전압 파형도로서 제3(c)도에서 보인 위치 관계에 자석체(10a)와 센서부분(10b)를 설비하는 경우의 각 포화리악터 SRA1(i=1, 2, 3)로 부터 출력되는 전압 파형이다. 특히, DV1,DV2, DV3는 각 포화리악타 SRA1, SRA2, SRA3의 단자들 TB, TC 사이의 전압파형을 나타낸다. 이 각각의 파형은 대응하는 포화리악타 SRA1(i=1, 2, 3)의 중심선이 자석체(10a)의 중심선과 일시하는 경우에 영 Volt값을 갖는다. 이때 파형은 영 Volt 준위 위, 아래로 교차된 양, 음의 전압으로 나타난다.Fig. 3 (e) is a voltage waveform diagram showing the saturated saturators SRA 1 (i = 1, 2, when the magnet body 10a and the
전압파형 ASV는 전압 DV1과 DV3의 가산값으로 이후 DV2와 더불어 검출 전압이라 부를 것이다.The voltage waveform ASV is the sum of the voltages DV 1 and DV 3 , which will later be called the detection voltage along with DV 2 .
한개의 포화 리악터 SRA에 대한 전기회로(10c)는 제3(f)도에 제시돼있다. 100KHz의 고주파 펄스신호 HFP를 발생하는 펄스 발진기 OSC, 절연 트랜스 ITB, 반파정류기 HWR1, HWR2가 이 회로에 들어있고, 절연 트랜스 ITR의 중개를 통해 포화리악타 SRA는 고주파 펄스신호 HFP에 의해 여기된다. 그 결과 제3(e)도에 있는 출력전압 DV1(i=1, 2, 3)은 각 포화리악타의 회로단자 a, b(제3(f)도) 사이로 출력되며, 이 출력전압은 외부, 자계, Hext에 비례하는 것으로 이자계 강도는 자석체(10a)의 위치에 따라 변한다.The
전압파형 DV1의 동작은 제3(c)도 우측에 있는 리악터 SRA1과 함께 제4도를 참조하여 설명한다.The operation of the voltage waveform DV 1 will be described with reference to FIG. 4 together with the repeater SRA 1 on the right side of FIG. 3 (c).
리악타 SRA1에 작용하는 외부 자계가 영의 값을 가질만큼 포화 리악터 SRA1으로부터 자석체(10a)가 멀리 떨어질때 고주파 펄스신호 HFP가 제4(a)도에 있는 바와 같이 포화리악터의 B-H곡선의 영을 중심으로 동작한다. 결과적으로, 코일 L1, L2을 자르는 자속선 수는 갈아서, 단자 TB, TC의 출력 전압은 크기가 같은 뿐만 아니라, 180°위상이 바뀐다. 이 전압은 각 반파정류기 HWR1, HWR2에 의해 정류되기 때문에 단자 a, b 사이의 전위는 같으므로 전압이 영이 된다는 것이 중요하다. 지금 자석체(10a)가 비포화 리악타 SRA1에 가까이 가면 외부 자계 Hext는 리악타 SRA1에 작용하기 시작한다. 고주파 펄스신호 HFP에 의해 발생된 자계를 he라 표시하면, he-Hext에 따른 자계가 코일 L1을 자르고 he+Hext에 따른 자계가 코일 L2를 자른다.When the magnetic body 10a is far from the saturation limiter SRA 1 such that the external magnetic field acting on the riacta SRA 1 has a zero value, the high frequency pulse signal HFP is shown in Fig. 4 (a). It operates around the zero of the BH curve. As a result, the number of magnetic flux lines cutting the coils L 1 and L 2 is changed so that the output voltages of the terminals TB and TC are not only the same in size, but also the 180 ° phase is changed. Since this voltage is rectified by each half-wave rectifier HWR 1 and HWR 2 , it is important that the voltage becomes zero since the potentials between the terminals a and b are the same. Now when the magnet body 10a approaches the unsaturated Riacta SRA 1 , the external magnetic field Hext begins to act on the Riacta SRA 1 . When the magnetic field generated by the high frequency pulse signal HFP is marked as he, the magnetic field according to he-Hext cuts the coil L 1 and the magnetic field according to he + Hext cuts the coil L 2 .
만약 이것이 B-H곡선에 의해 표시된다면 코일 L1에 대하여 고주파 펄스신호 HHP는 -Hext를 중심으로 동작하고(제4(c)도) 코일 L2에 대하여는 +Hext를 중심으로 (제4(d)도) 동작한다. 그러므로 코일 L1과 쇄교하는 음방자속은 코아의 포화를 야기시키고, 보다 적으 변화량을 발생시킨다(제4(c)도).If this is indicated by the BH curve, the high-frequency pulse signal HHP operates around -Hext for coil L 1 (figure 4 (c)) and + Hext for coil L 2 (figure 4 (d) ) Works. Therefore, the sonic flux that links with the coil L 1 causes core saturation and less variation (Fig. 4 (c)).
그 반면, 코일 L2를 쇄교하는 음방향 자속은 포화를 유발하지 않고 보다 큰 변화량을 발생시킨다(제4(d)도).On the other hand, the negative magnetic flux that bridges the coil L 2 does not cause saturation and generates a larger amount of change (Fig. 4 (d)).
유기전압 e가(N은 권선수)로 된다는 관점에서 볼때 단자 b에서의 전위는 단자 a에서의 전위보다 더 높게 되며, 단자들 사이의 전위차를 증가시킨다. 이 전위는 자석체(10a)가 계속해서 회전할 때 제3(e)도의 곡선 DV1에 의해 보여진 것과 같이 변한다. 이상이 위치 검출기(10)의 개요이다.Induced voltage e In terms of (N is the number of turns), the potential at the terminal b becomes higher than the potential at the terminal a, increasing the potential difference between the terminals. This potential changes as shown by the curve DV 1 in the third (e) degree as the magnet body 10a continues to rotate. The above is the outline | summary of the
제1도로 돌아와서, 번호 11로 표시된 정위치 제어회로는 위치편차에 따라 위치 편차신호 RPD와 오리엔테이숀 완료신호 ORDEN을 출력으로 하는 위치편차, 신호발생회로(11a) 및 정위치 정지 지령회로(2)에서 출력하는 정위치 지령을 기초로 하는 루푸 절환스위치(12)를 구동시키는 루푸절환회로(11b)로 구성돼 있다.Returning to FIG. 1, the positive position control circuit indicated by the number 11 outputs the position deviation signal RPD and the orientation completion signal ORDEN according to the position deviation, the signal generation circuit 11a, and the exact position stop command circuit 2 It consists of a loop switch circuit 11b which drives the
위치편차 신호 발생회로(11a)의 동작은 제2(a)도의 파형과 관련해서 회로의 실제 구조와 더블어 아래에 설명한다.The operation of the position deviation signal generating circuit 11a will be described below with respect to the actual structure of the circuit in relation to the waveform of FIG. 2 (a).
위치 편차 신호발생회로(11a)는 제3(c)도 중앙에 위치한 포화 리악타 SRA2에 대응하는 검술전압 DV2(이것은 주축이 소정의 회전위치 근방에 있을때 정확도 위치편차신호 용으로 이용된다)나 포화리악타 SRA1, SRA2에 대응하는 검출전압 DV1, DV3를 가산하여 얻은 접근신호 ASV 및 주축이 소정의 위치 영역에 들어간 것을 지지하는 접근신호 ASV를 입력으로 한다.The position deviation signal generating circuit 11a uses the fencing voltage DV 2 corresponding to the saturated riacta SRA 2 located at the center of the third (c) (this is used for the accuracy position deviation signal when the main axis is near the predetermined rotational position). The input signal is an input of the access signal ASV obtained by adding the detection voltages DV 1 and DV 3 corresponding to the saturated riggers SRA 1 and SRA 2 and the access signal ASV supporting the main axis entering the predetermined position area.
모타(4)의 실제속도를 지시하는 신호 AV는 회전속도계(5)로 부터 출력하여 회로(11a)로 들어가고 회로내에서 적분된다. 적불결과는 후술하는 초기 설정전압 ISV와 감산이 되고, 대충 위치편차신호 CPD로 변환된다. 위치편차 신호발생회로(11a)는 일정초기설정전압 ISV과 바이어스 신호 BIS(제2(a)도)를 발생한다. 전압 ISV의 값 Vi는 주축의 일회전(360°)에 대응하는 위치 편차 전압과 같게 되도록 설정한다. 위치편차 신호발생회로(11a)는 주축이 처음으로 소정의 위치에 도달하는 시각 t2가 될때까지 정위치지령신호 ORCN을 계속 발생하여 시각 t1이 됐을때 초기 설정전압 ISV를 발생한다. 그러므로 주축이 계속해서 회전하고 자석체(10a)(주축의 소정부분)가 2번째의 소정위치에 도달하면 대충위치 편차신호 CPD가 소정의 회전위치근방(-θ1∼+θ1) 즉, -θ2로 표시되는 위치에 도달할때까지 계속 발생된다. 또한, 바이어스신호 BIS도 상기 영역에 도달될때까지 발생한다.The signal AV indicating the actual speed of the
한편, 정확도 위치편차신호 DV2는 자석체(10a)가 전술한 위치근방까지 도달한 후에 발생한다. 이 동작의 결과는 제2도에 표시된 위치편차신호 RPD이다.On the other hand, the accuracy position deviation signal DV 2 is generated after the magnet body 10a reaches the above-mentioned position vicinity. The result of this operation is the position deviation signal RPD shown in FIG.
바이어스 신호파형 BIS는 θ2를 θ1과 같게 설정하므로서 신호 RPD로 부터 이탈된다.The bias signal waveform BIS is deviated from the signal RPD by setting θ 2 equal to θ 1 .
제1도에 보인 제어회로의 동작을 설명하기 위해 제2(b)도를 참고로 한다.Reference is made to FIG. 2 (b) to describe the operation of the control circuit shown in FIG.
모타 회전중 절환스위치(12)는 제1도의 a쪽에 접속되어 속도제어 투푸를 형성한다. 특히 가산기(3a)는 속도지령회로(1)에서 출력하는 속도지령신호 CV와 회전속도계(5)에서 출력하는 평균 속도신호 AV를 입력으로 하고, 속도편차전압을 출력한다. 전압-위상 변환기(3c)는 위치편차 전압에 따라 다이리스타회로(3d) 내의 다이리스타의 점호각을 제어하고 다이리스타 회로(3d)는 직류전동기(4)에 인가된 전압을 조절한다. 그 결과 직류전동기(4)의 실제속도신호 AV가 조정되어 지령속도신호 CV와 일치하도록 출력된다.The
그러므로 속도제어루푸는 속도편차를 영에 오르도록 모타(4)의 속도를 제어할 뿐만 아니라, 가공중 대략적 지령속도로 회전하도록 제어한다.Therefore, the speed control loop not only controls the speed of the
가공작업이 완료되면, 수치제어장치와 같은 제어장치는 정위치 지령회로(2)를 지시하여 시간 t0에 루푸절환회로(11b)에 정위치 지령신호 ORCM을 인가한다.When the machining operation is completed, a control device such as the numerical control device instructs the exact position command circuit 2 to apply the correct position command signal ORCM to the loop signal switching circuit 11b at time t 0 .
속도지령신호 CV도 이때에 0이 된다(제2(b)도). 그 결과 모타와 주축의 실제속도신호 AV 는 감소되어 시간 t1에 영에 도달한다. 이 동작이 일어날때 영의 속도를 지시하는 펄스신호 VZR은 위치편차신호 발생회로(11a) 내에서 발생되며, 루푸절환회로(11b)는 스위치(12)를 작동하여 b쪽으로 절환하도록 한다.The speed command signal CV also becomes 0 at this time (figure 2 (b)). As a result, the actual speed signal AV of the motor and the main shaft is reduced to reach zero at time t 1 . When this operation takes place, a pulse signal VZR indicating zero speed is generated in the positional deviation signal generating circuit 11a, and the loop switching circuit 11b operates the
펄스 VZR의 응답으로 위치편차 신호발생회로(11a)는 처음으로 위치편차 신호로서 초기설정전압 ISV를 출력한다. 이 신호의 응답으로 실제속도를 지시하는 신호 AV가 Vi의 값과 같게 되도록 상승하여 주축은 다시 회전을 시작한다. 주축상의 자석체(10a)가 계속 회전하여 시각 t2의 정위치에 도달할때 위치편차신호 발생회로(11a)는 위치편차신호 RPD로서 대충 위치편차신호 CPD를 출력한다. 주축이 회전을 계속하여 자석체(10a)가 정위치(시각 t3) 근방에 도달하면 위치편차신호 발생회로(11a)는 위치편차신호 RPD로서 바이어스신호 BIS를 출력한다. 그러면 자석체가 소정위치(시각 t4)의 상기 영역 근방에 도달할 때 회로(11a)는 정확도 위치편차신호 DV2를 출력한다.In response to the pulse VZR, the position deviation signal generating circuit 11a first outputs the initial set voltage ISV as the position deviation signal. In response to this signal, the signal AV indicating the actual speed rises to be equal to the value Vi, and the main axis starts to rotate again. When the magnet body 10a on the main shaft continues to rotate to reach the correct position at time t 2 , the position deviation signal generating circuit 11a outputs a rough position deviation signal CPD as the position deviation signal RPD. When the main shaft continues to rotate and the magnet body 10a reaches the vicinity of the correct position (time t 3 ), the position deviation signal generating circuit 11a outputs the bias signal BIS as the position deviation signal RPD. Then, when the magnet body reaches the vicinity of the region at the predetermined position (time t 4 ), the circuit 11a outputs the accuracy position deviation signal DV 2 .
신호 DV2가 영으로 떨어질때 즉, 자석체(10a)가 포화 리악타 SAR2의 중심과 정면이 될 때 주축위치 제어는 완료된다.The main axis position control is completed when the signal DV 2 drops to zero, that is, when the magnet body 10a is in front of the center of the saturated riacta SAR 2 .
위치편차신호 발생회로(11a)의 구조는 제5도에 제시되 있고, 이에 따른 펄스시간 관계도는 제6도에 있다. 제1도의 부분과 유사한 제5도의 부분은 같은 참고번호로 표시돼 있고, 장황하게 다시 설명하지 않는다.The structure of the position deviation signal generating circuit 11a is shown in FIG. 5, and the pulse time relationship diagram according to this is in FIG. Parts in FIG. 5 that are similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and will not be redundantly described again.
제5도에서 회로(101)은 초기설정전압 ISV 및 바이어스신호 BIS를 발생하고, 실제 속도전압신호 AV를 적분하며, 이적분결과와 초기설정전압 ISV를 감산하는 회로이다. 특히 절환스위치 SW는 주출회전 방향에 따라 +15 VOLT 측 또는 -15 VOLT측으로 절환한다. 만약 주축이 정방향으로 회전하면 -15 VOLT 쪽으로 연결된다. 절환스위치 SW가 시각 t1에 -15 VOLT쪽으로 연결됐다고 가정한다. 전압은 저항 r1, r2에 의해 분압되고 증폭기 AMP1및 스위치 S0를 지나 용량 C를 충전한다. 용량에 충전된 전압은 초기설정전압 ISV의 Vi값이 된다.In FIG. 5, the circuit 101 is a circuit for generating the initial set voltage ISV and the bias signal BIS, integrating the actual speed voltage signal AV, and subtracting the integration result and the initial set voltage ISV. In particular, the selector switch SW switches to the +15 VOLT side or -15 VOLT side depending on the ejection rotation direction. If the spindle rotates in the forward direction, it is connected to the -15 VOLT side. Assume the changeover switch SW is connected towards -15 VOLT at time t 1 . The voltage is divided by resistors r 1 , r 2 and charges capacitor C past amplifier AMP 1 and switch S 0 . The voltage charged in the capacitor becomes the Vi value of the initial set voltage ISV.
스위치 S0가 개방된후 실제속도신호 AV가 스위치 S8또는 S7을 지나 회로(101)에 입력되면 용량 C는 실제속도신호 AV의 전압치가 Vi보다 낮기 때문에 시정수 RC로 방전하며, 적분된 실제속도신호 AV와 초기설정전압 ISV와의 감산결과로 얻어진 대충위치 편차신호 CPD가 증폭기 AMP2(증폭기 AMP2, 저항 R 및 용량 C로 적분회로가 구성)의 출력양단에 나타난다.When the real speed signal AV is input to the circuit 101 after the switch S 8 or S 7 after the switch S 0 is opened, the capacitor C is discharged to the time constant RC because the voltage value of the real speed signal AV is lower than Vi, and integrated. A coarse position deviation signal CPD obtained as a result of subtraction of the actual speed signal AV and the initial set voltage ISV appears across the output of the amplifier AMP 2 (integrated circuit consisting of amplifier AMP 2 , resistor R and capacitance C).
신호 CPD가 소정전압에 도달한 후(시간 t3) 스위치 S9, S10이 모두 단락되면 회로(101)는 증폭기로서 동작하고 바이어스신호 BIS의 소정치가 증폭기 AMP2의 출력단에 나타난다.If the switches S 9 and S 10 are both shorted after the signal CPD reaches the predetermined voltage (time t 3 ), the circuit 101 operates as an amplifier and a predetermined value of the bias signal BIS appears at the output terminal of the amplifier AMP 2 .
다시 말해, 스위치 S7∼S10의 개방단락 동작의 조작과 시간에 따라서 초기설정전악 ISV 및 대충위치편차신호 CPD 최후로 바이어스신호 BIS가 출력된다.In other words, the bias signal BIS is output to the initial setting war ISV and roughly the positional deviation signal CPD last depending on the operation and time of the open short circuit operation of the switches S 7 to S 10 .
번호 102, 103은 치차 비에 따른 스위칭 이득이 전단회로를 나타낸다. 이 회로는 직류전동기(4)와 주축(7) 내의 치차가 낮을때(감속비가 큼) 위치제어 루푸의 이득을 증가시키고 치차가 클때(감속비는 낮음)이득을 낮추는 동작을 한다. 즉, 감속비가 크면 스위치 S7, S2가 단락되고 스위치 S8, S3은 개방돼, 이득을 증가 시키고 감속비가 낮을 때는 스위치 S8, S3은 단락되고, S7, S2가 개방돼 이득을 낮춘다. 이것은 주축이 소정 위치에 정지할 때 주축의 헌팅 및 오우버슈트를 제거시키며, 주축정지동작이 감속비의 크기에 무관하게 짧은 시간내에 완료되도록 한다. 번호 104는 회로(101)로 부터 출력되는 출력의 절대값으로 만드는 공지된 절대치 회로이다. 비교기(105)는 대충위치편차신호 CPD가 소정의 준위 VO 이하로 떨어졌는가의 여부를 검출하고 주축의 소정부분(자석체(10a))이 정위치 근방에 온것을 지시하고 신호 NRPS를 출력한다.Nos. 102 and 103 denote front end circuits whose switching gains depend on the gear ratio. This circuit operates to increase the gain of the position control loop when the gears in the
신호 NRPS는 스위치 S9, S10을 단락한다. 이득조정회로(106)는 자석체(10a)와 센서부분(10b) 사이의 간극에 따라 이득을 조정하고 소정의 기울기를 갖는 검출신호 DV2(정확도 위치편차 전악)을 출력한다. 슬라이서 회로(107)는 소정의 값으로 접근신호 ASV(제2(a)도)를 쪼개서 자석체(10a)가 정위치 근방에 가까이 도달했는가는 지시하는 신호 LS를 출력한다. 신호 LS는 스위치 S5, S6을 개방하고, S4(시각 t4)를 단락시킨다. 그 결과 정확도 위치편차신호 DV2는 위치편차신호 RPD로서 출력된다.Signal NRPS shorts switches S 9 and S 10 . The gain adjusting circuit 106 adjusts the gain in accordance with the gap between the magnet body 10a and the
정-역 절환회로(108)은 주축이 정방향으로 회전할 때 제어되어 스위치 S5를 단락시키고 역방향으로 회전할 때 스위치 S6을 단락시킨다. 비교기를 포함하고 있는 "인포지숀"신호 발생회로(109)는 정확도 위치편차 신호 DV2를 지시하고 주축이 정위치 근방에 왔을때 인포지숀 신호 INPOS를 출력한다.The forward-
신호 INPOS가 발생된 후 정위치 동작완료표시 신호를 수치제어장치에 보낸다. 비교기(110)(111)는 정확도 위치편차신호 DV2를 지시하고 주축이 역방향(NEG="1") 또는 정방향(POS="1")으로 회전하는 동안 정위치에 접근하고 있는가를 검출하는 신호 NEG, POS를 출력한다.After signal INPOS is generated, it sends the exact position operation completion indication signal to the numerical controller.
스위치 Ss는 신호 POS의 응답으로 단락되고 스위치 S6은 신호 NEG 의 응답으로 단락된다. 파형합성회로(112)는 스위치 S4, S5, S6의 개방단락 상태에 따라 정확도 위치편차신호 또는 대충위치편차 신호를 출력한다.Switch Ss is shorted in response to signal POS and switch S 6 is shorted in response to signal NEG. The waveform synthesis circuit 112 outputs an accurate position deviation signal or a rough position deviation signal in accordance with the open short states of the switches S 4 , S 5 , and S 6 .
요약해서, 정위치 지령신호 ORCM이 시각 t0에 논리적 "1"이 되면 지령속도신호 CV는 영 VOLT로 떨어지고 실제속도는 감속되어 실제속도신호 AV는 시각 t1에 영 VOLT로 떨어진다. 이때 영 속도신호 VZR는 논리적 "1"이되 스위치 S1이 개방되고, S2, S3중 1개가 치차의 높, 낮이 설정에 따라 단락되며, 스위치 S5, S6중 1개가 주축회전의 정 또는 역방향 인가에 따라 단락된다.In summary, when the exact position command signal ORCM becomes logical " 1 " at time t 0 , the command speed signal CV drops to zero VOLT, the actual speed is decelerated, and the actual speed signal AV falls to zero VOLT at time t 1 . At this time, the zero speed signal VZR becomes logical "1", the switch S 1 is opened, one of S 2 , S 3 is shorted according to the high and low setting of the gear, and one of the switches S 5 , S 6 is connected to the main shaft rotation. Short circuit depending on forward or reverse application.
이것으로 위치제어 루푸가 형성되며, 이 루푸 출력단 OUT는 초기설정 전악 ISV를 출력한다.This forms a position control loop, and this loop output stage OUT outputs an initial set ISV.
스위치 S9는 개방 S7, S8, S10은 단락된다는 것이 중요하다.It is important that the switch S 9 is open S 7 , S 8 and S 10 shorted.
전악 ISV의 응답으로 모타는 주축이 회전하여 소정의 회전스위치를 최초의 정위치에 도달하도록 다시 회전을 시작한다(즉, 신호 LS="1" 인포지숀 신호 INPOS="1") 그러면 시각 t2에 스위치 S9는 개방되고, S7, S8중 1개가 치차의 높, 낮이 설정에 따라 단락된다.With the jeonak ISV response motor is the main axis is rotated to start rotation again so as to reach a predetermined rotation switch to the first position (that is, the signal LS = "1" Information jisyon signal INPOS = "1") then the time t 2 The switch S 9 is opened, and one of S 7 and S 8 is shorted according to the high and low gear settings.
그러므로 대충 위치편차신호 CPD는 출력단 OUT로부터 출력된다. 그후 실제속도신호 AV와 위치편차신호는 감소되 주축이 두번째시각 t3에 정위치근방에 도달했을 때 비교기(105)는 신호 NRPS(논리적 "1")을 출력하여 스위치 S9, S10을 단락시킨다. 그 결과 소정준위의 바이어스신호 BIS는 출력단 OUT로부터 출력된다. 주축이 천천히 회전하여 정위치(시각 t4) 근방에 도달하면 신호 LS는 "1"이 되고 스위치 S5, S6은 개방되며, S4는 단락된다. 정확도 위치편차신호 DV2는 출력단 OUT로 부터 출력한다.Therefore, roughly the position deviation signal CPD is output from the output terminal OUT. Then, the actual speed signal AV and the position deviation signal are reduced, and when the main axis reaches the exact position near the second time t 3 , the
상기 본 발명에 따라 주축이 기계적 제동과 같은 접촉부에 의하지 않고 정확하게 소정의 회전위치에 정지될 수 있다. 고도로 정확한 근접스위치가 구성돼 있으며, 주축상의 특정위치가 소정의 회전위치 근방에 도달했을때 정확도 위치편차를 출력하여 ±0.03°∼±0.05°의 극히 높은 정확도가 얻어진다.According to the present invention, the main shaft can be stopped at a predetermined rotational position accurately without contacting such as mechanical braking. A highly accurate proximity switch is constructed, and when the specific position on the main axis reaches the predetermined rotational position, the accuracy position deviation is output and extremely high accuracy of ± 0.03 ° to ± 0.05 ° is obtained.
회전속도계에서 출력된 출력전악을 적분하여 대충위치 편차신호를 출력으로 하며, 위치제어 루푸가 근접스위치 이외의 위치 센사를 사용하지 않고도 구성될때 가격을 저렴하게 할 수 있다. 위치제어 계통의 이득은 치차의 감속율에 따라 절환될 수 있는 기구이기 때문에 이득은 헌팅과 오버슈트를 방지할 수 있고, 위치에 요하는 시간을 짧게할 수 있도록 적당히 설정시킬 수 있다.By integrating the output warp output from the tachometer to output the rough position deviation signal, it is possible to lower the price when the position control loop is configured without using a position sensor other than the proximity switch. Since the gain of the position control system is a mechanism that can be switched according to the gear deceleration rate, the gain can be prevented from hunting and overshoot, and can be set appropriately to shorten the time required for the position.
본 발명은 상기와 같이 특정면에서 설정되었지만, 여러변형과 수정, 가능하다는 것은 명백하다. 그러므로 다음 특허 청구의 범위에서 상술한 것 및 변형 실시예가 나올 것이다.Although the present invention has been set in the specific aspect as described above, it is obvious that various modifications, modifications and variations are possible. Therefore, the foregoing and modifications will be made in the following claims.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019800003863A KR830001054B1 (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Spindle exact position control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019800003863A KR830001054B1 (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Spindle exact position control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR830001054B1 true KR830001054B1 (en) | 1983-05-27 |
Family
ID=19217898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019800003863A KR830001054B1 (en) | 1980-10-08 | 1980-10-08 | Spindle exact position control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR830001054B1 (en) |
-
1980
- 1980-10-08 KR KR1019800003863A patent/KR830001054B1/en active
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