机床的数值控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机床的数值控制装置，其实现发热的减少和位置控制的稳定性的兼顾。数值控制装置(100)对具备由感应电动机构成的主轴电动机(125)的机床进行控制，该数值控制装置具备：存储单元(101)，其存储主轴电动机(125)的磁通量最大时主轴电动机(125)能够动作的最大加速度；磁通量取得单元(102)，其取得主轴电动机(125)的当前的磁通量；加速度变更单元(103)，其在使用位置指令并通过位置控制使主轴电动机(125)动作时，根据由磁通量取得单元(102)取得的主轴电动机(125)的移动开始时的磁通量，来变更基于存储在存储单元(101)中的主轴电动机(125)的最大加速度的位置指令的加速度。

【技术实现步骤摘要】
机床的数值控制装置
本专利技术涉及一种具备由感应电动机构成的主轴电动机的机床的数值控制装置。
技术介绍
在使用具有主轴和进给轴的机床来对工件进行加工时，主轴的运动与进给轴的运动联动的情况较多。在这样的情况下，在对机床进行控制的数值控制装置中，一般实施如下做法：使用主轴的特性值、测定值来对进给轴进行控制，或者，使用进给轴的特性值、测定值来对主轴进行控制。例如，在专利文献1中公开了如下技术：即使是在用作主轴电动机的主轴电动机的实速度存在急剧的变动的情况下，也能够进行高精度的加工，因此，针对主轴电动机的转速，使用已使用转速的变化量进行校正后的数据，来对进给速度进行控制。另外，专利文献2公开了如下技术：针对第1张加工的半导体晶圆等被加工物，为了通过利用1次加工而加工成所期望的平坦度，以加工中的电动机的负荷电流值成为与所期望平坦度相对应的最大负荷电流值以下的方式对加工进给单元的进给速度进行控制。另外，专利文献3公开了如下技术：为了把握金属模具加工的加工状态，对静压磁复合轴承的励磁电流进行检测。专利文献1：日本特开平5-69275号公报专利文献2：日本特开2013-56392号公报专利文献3：日本特开2000-263377号公报
技术实现思路
作为机床的主轴电动机，有时使用感应电动机。在此，感应电动机是指，使励磁电流向定子(stator)线圈流动而使旋转磁场产生，并且使转子((rotor))产生感应电流，利用其电磁力，转子以追随旋转磁场的旋转的方式旋转。感应电动机存在由于励磁电流向定子线圈流动而伴随着发热这样的缺点。以避免该缺点为目的，存在如下技术：在针对感应电动机的负荷较轻、无需较高的扭矩的情况下，减弱旋转磁场的磁通或励磁电流。该技术大多使用于利用基于速度指令的速度控制对感应电动机进行控制的情况。然而，例如在进行主轴电动机与进给轴电动机的同步运转的情况下，作为主轴电动机的感应电动机大多利用基于位置指令的位置控制进行控制。在该情况下，感应电动机的控制模式从速度控制切换成位置控制。此时，在如上述那样由于减弱作为主轴电动机的感应电动机的磁通而扭矩较小的状态下，若从速度控制切换成位置控制而进行感应电动机的加减速，则无法立刻以最大扭矩(加速度)进行感应电动机的加减速，因此，无法追随位置指令。因此，相对于位置指令的偏差量变大，存在产生主轴的过冲(超调)、或加工误差过大的可能性。另外，存在主轴电动机与进给轴电动机的同步精度恶化的可能性。这一点，上述的专利文献1和2都不以减少发热、并且改善基于位置指令的位置控制的不稳定性为目的。另外，在专利文献3中，所检测到的励磁电流值只不过是为了把握加工状态而使用的。因此，本专利技术的目的在于提供一种谋求发热的减少和位置控制的稳定性的兼顾的机床的数值控制装置。(A)本专利技术的机床的数值控制装置(例如、随后论述的数值控制装置100、200)是对具备由感应电动机构成的主轴电动机(例如、随后论述的感应电动机125)的机床(例如、随后论述的机床150)进行控制的数值控制装置，该数值控制装置具备：存储单元(例如、随后论述的存储单元101)，其存储所述主轴电动机的磁通量最大时所述主轴电动机能够动作的最大加速度；磁通量取得单元(例如、随后论述的磁通量取得单元102)，其取得所述主轴电动机的当前的磁通量；加速度变更单元(例如、随后论述的加速度变更单元103)，其在使用位置指令并通过位置控制使所述主轴电动机动作时，根据由所述磁通量取得单元取得的所述主轴电动机的移动开始时的磁通量，来变更基于存储在所述存储单元中的所述主轴电动机的最大加速度的位置指令的加速度。(B)根据(A)所记载的机床的数值控制装置，也可以是如下形态：该机床的数值控制装置还具备位置指令生成单元(例如、随后论述的位置指令生成单元104)，其在通过位置控制使包括所述主轴电动机在内的多个电动机(例如、随后论述的感应电动机125和伺服电动机145)进行同步运转时，基于由所述加速度变更单元变更后的所述主轴电动机的位置指令的加速度来生成用于同步运转的所述多个电动机的位置指令。(C)根据(A)或(B)所记载的机床的数值控制装置，所述主轴电动机的移动开始时的磁通量越小，所述加速度变更单元使所述位置指令的加速度变更越小。(D)根据(C)所记载的机床的数值控制装置，所述加速度变更单元根据基于所述主轴电动机的最大加速度Amax、所述主轴电动机的移动开始时的磁通量Φ、以及任意的比例常数α的下式(1)来变更所述位置指令的加速度A，A＝Amax×α×Φ...(1)。(E)根据(C)所记载的机床的数值控制装置，所述加速度变更单元根据基于所述主轴电动机的最大加速度Amax、所述主轴电动机的最大磁通量Φmax、以及所述主轴电动机的移动开始时的磁通量Φ的下式(2)来变更所述位置指令的加速度A，A＝Amax×Φ/Φmax...(2)。(F)根据(A)～(E)中任一项所述的机床的数值控制装置，所述磁通量取得单元推定所述主轴电动机的当前的磁通量，并将所推定出的磁通量作为当前的磁通量而取得。(G)根据(A)～(F)中任一项所述的机床的数值控制装置，该机床的数值控制装置还具备：比例计算单元(例如、随后论述的比例计算单元105)，其接收由所述磁通量取得单元取得的所述主轴电动机的当前的磁通量，并计算所述主轴电动机的当前的磁通量相对于所述主轴电动机的最大磁通量的比例即磁通量比例，所述加速度变更单元根据由所述比例计算单元计算出的磁通量比例，来变更基于所述主轴电动机的最大加速度的所述位置指令的加速度。根据本专利技术，能够提供一种谋求发热的减少和位置控制的稳定性的兼顾的机床的数值控制装置。附图说明图1是本专利技术的概念图。图2是表示本专利技术的第1实施方式的控制系统的结构的图。图3是表示本专利技术的第1实施方式的控制系统的动作的图。图4是本专利技术中的磁通量的推定方法的说明图。图5是表示本专利技术中的用于位置控制的位置指令的一个例子的图。图6是表示本专利技术的第2实施方式的控制系统的结构的图。图7是表示本专利技术的第2实施方式的控制系统的动作的图。具体实施方式〔第1实施方式〕以下，参照图1～图5详细论述本专利技术的第1实施方式。图1是表示本专利技术的基本的概念的图。在此，数值控制系统50具备数值控制装置51、主轴控制部52、进给轴控制部53、作为主轴电动机的感应电动机54、以及作为进给轴驱动用电动机的伺服电动机55。另外，数值控制装置51经由主轴控制部52来控制感应电动机54，经由进给轴控制部53来控制伺服电动机55。大多情况下通过基于速度指令的速度控制来控制感应电动机，但在进行感应电动机(主轴电动机)54和伺服电动机(进给轴电动机)55的同步运转的情况下，感应电动机的控制模式从速度控制切换为基于位置指令的位置控制。此时，在感应电动机54的磁通较弱的状态下，若从速度控制切换为位置控制并进行感应电动机54的加减速，则存在如下情况：无法追随位置指令，发生主轴的过冲(overshoot)(超调)、或加工误差过大。另外，存在感应电动机54与伺服电动机55的同步精度恶化的可能性。因此，主轴控制部52取得感应电动机54的磁通量。主轴控制部52将该磁通量、或作为另一个例子，将感应电动机54中的当前的磁通量相对于最大磁通量的比例(以下也称为“磁通量比例”。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床的数值控制装置，该数值控制装置对具备由感应电动机构成的主轴电动机的机床进行控制，其特征在于，该数值控制装置具备：存储单元，其存储所述主轴电动机的磁通量最大时所述主轴电动机能够动作的最大加速度；磁通量取得单元，其取得所述主轴电动机的当前的磁通量；以及加速度变更单元，其在使用位置指令并通过位置控制使所述主轴电动机动作时，根据由所述磁通量取得单元取得的所述主轴电动机的移动开始时的磁通量，来变更基于存储在所述存储单元中的所述主轴电动机的最大加速度的位置指令的加速度。

【技术特征摘要】
2017.02.22 JP 2017-0312231.一种机床的数值控制装置，该数值控制装置对具备由感应电动机构成的主轴电动机的机床进行控制，其特征在于，该数值控制装置具备：存储单元，其存储所述主轴电动机的磁通量最大时所述主轴电动机能够动作的最大加速度；磁通量取得单元，其取得所述主轴电动机的当前的磁通量；以及加速度变更单元，其在使用位置指令并通过位置控制使所述主轴电动机动作时，根据由所述磁通量取得单元取得的所述主轴电动机的移动开始时的磁通量，来变更基于存储在所述存储单元中的所述主轴电动机的最大加速度的位置指令的加速度。2.根据权利要求1所述的机床的数值控制装置，其特征在于，该数值控制装置还具备：位置指令生成单元，其在通过位置控制使包括所述主轴电动机在内的多个电动机进行同步运转时，基于由所述加速度变更单元变更后的所述主轴电动机的位置指令的加速度来生成用于同步运转的所述多个电动机的位置指令。3.根据权利要求1或2所述的机床的数值控制装置，其特征在于，所述主轴电动机的移动开始时的磁通量越小，所述加速度变更单元使所述位置指令的加速度变更越小。4.根据权利要求3所述的机床的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：及川航希，森田有纪，置田肇，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP