机床的控制装置以及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机床的控制装置以及控制方法。一种控制装置，其用于控制具有给进控制轴和沿给进控制轴给进的旋转控制轴的机床的、给进控制轴的给进动作以及旋转控制轴的旋转动作。所述控制装置具有：根据给进控制轴以及旋转控制轴的至少一方指令的位置指令、和旋转控制轴承担的偏心负荷的位置以及质量信息，推定在给进控制轴和旋转控制轴之间产生的干扰的干扰推定部；和根据干扰推定部推定出的干扰，修正给予给进控制轴以及旋转控制轴的至少一方的电流指令的指令修正部。

Machine tool control device and control method

The present invention provides a control device for a machine tool and a control method thereof. A control device for controlling the feeding motion of a feeding control shaft with a feed control shaft and a rotating control shaft fed into an intake control shaft, and a rotary action of the rotating control shaft. The control device has: according to the feed control axis and the position command, at least one instruction rotation control shaft and eccentric load bearing arm rotation control the position and quality of information, to control interference between presumption in axis and the rotation axis control of interference and interference of presumption; according to the Ministry of presumption presumption the correction given feed control shaft and at least one of the rotary shaft of the current instruction control instruction correction unit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机床的控制。特别是本专利技术涉及控制具有沿给进控制轴给进 的旋转控制轴的机床的、给进控制轴以及旋转控制轴的控制装置以及控制方 法。
技术介绍
在机床中，公知具有执行直线给进动作或者旋转给进动作的给进控制轴、 和在给进控制轴上设置、在沿给进控制轴发送的同时执行旋转分度动作的旋转 控制轴的结构。作为由给进控制轴承担的构造物，例如可以举出直线给进台或 者旋转给进台，作为由旋转控制轴承担的构造物，例如可以举出旋转分度台或 者转台刀具台。在这种机床中，由于给进控制轴和旋转控制轴给对方施加由各自的动作 引起的力学影响(亦即干扰)，各控制轴的位置控制的稳定性恶化，结果担心 工件的加工精度降低。在现有技术中，在机床以外的
中，提出了为排 除有这样的机构上的相关性的控制轴彼此的干扰的几种方策。例如，特开2000—243811号公才艮(JP—A—2000—243811 )公开了在组 装在曝光装置中的载物台装置中，在机构上防止通过载物台驱动用的直线电动 机的动子对于定子施加的反力引起的光学系统的振动的结构。该载物台装置具 有使在定子上产生抵消来自动子的反力的力的反作用装置。因为反作用装置根 据检测定子实际的位移的位置检测器的检测值操作控制定子，所以也能够确实 排除反力以外的误差因素，把定子稳定地保持在规定位置。另外，特开昭63—314606号公报(JP—A—63—314606)公开了在多关 节机器人中通过反馈补偿去除关节(亦即控制轴)彼此的干扰的装置。在该控 制装置中，计算在各个控制轴中产生的干扰转矩值，同时通过状态观察单元推 定在各个控制轴上施加的非线性的干扰转矩作为修正值，通过这些干扰转矩以 及修正值^"正转矩指令。另外，特开平9—222910号公报(JP—A—9—222910)公开了在各个控 制轴上具有减速机等的弹簧元件的工业用多轴机器人中，在各轴上配置状态观 察单元，推定电动机和负荷之间的扭转角，使用推定的扭转角计算干扰力，根 据该干扰力修正对于电动机的转矩指令的控制装置。在JP—A—2000—243811中记载的载物台装置中，以抵消直线电动机的 动子作用于定子的反力为目的，把本来应该固定支持的定子特意搭载在移动控 制轴(反作用装置)上，动子的直线给进控制轴和定子的移动控制轴的关系， 和作为本申请专利技术的对象的上述的机床的给进控制轴和旋转控制轴的关系有 若干不同。另外，因为为排除在移动控制定子时的各种误差因素，釆用通过位 置检测器测定定子的实际变异的结构，但是在把这样的位置检测器装备到机床 上的场合，不仅担心机床的设备成本上升，而且在多在恶劣环境下设置的机床 中，在确保位置检测器的设置场所或者维持可靠性方面，也会产生新的课题。 再有，根据定子的位移的实侧值修正对于定子的指令值的方法，难以应用到一 般的机床中的可动部的高速而且高精度的定位控制中。另外在JP—A—63—314606以及JP—A—9一222910中记载的机器人的控 制装置中，作为在干扰力的计算或者指令值的修正中需要的诸数据，使用表现 电动机实际动作中的状态的数据(亦即状态量)。这样的结构，在臂的动作比 之一般的机床的可动部的动作速度低、要求的位置精度也比机床低的机器人的 控制中有效，但是在要求高速而且高精度定位的机床的控制中还是难于适应。
技术实现思路
本发朋的目的是提供一种控制装置，其用于控制具有沿给进控制轴给进 的旋转控制轴的机床的给进控制轴以及旋转控制轴，能够无迟滞地确实排除给 进控制轴和旋转控制轴之间的干扰，实现各控制轴的稳定的高精度的动作控 制，而且能够提高工件的加工精度。本专利技术的另一目的是提供一种控制方法，其用于控制具有沿给进控制轴 给进的旋转控制轴的机床的给进控制轴以及旋转控制轴，能够无迟滞地确实排 除给进控制轴和旋转控制轴之间的干扰，实现各控制轴的稳定的高精度的动作 控制，而且能够提高工件的加工精度。为实现上述目的，本专利技术提供一种控制装置，其用于控制具有给进控制轴和沿给进控制轴给进的旋转控制轴的机床的给进控制轴的给进动作以及旋转控制轴的旋转动作，具有根据给给进控制轴以及旋转控制轴的至少一方指令的位置指令、和旋转控制轴承担的偏心负荷的位置以及质量信息推定在给进控制轴和旋转控制轴之间产生的干扰的干扰推定部；和根据干扰推定部推定的 干扰修正给予给进控制轴以及旋转控制轴的至少一方的电流指令的指令修正 部。干扰推定部，能够比遵照位置指令的给进控制轴以及旋转控制轴的至少 一方的动作控制的周期先于一个控制周期以上推定干扰，指令修正部能够修正 动作控制的周期中的电流指令。上述控制装置进而可以具有对应偏心负荷的变更、变更用于干扰推定部推定干扰的运算常数的常数变更部。上述控制装置进而可以具有根据在干扰推定部未推定干扰的状态下对 给进控制轴以及旋转控制轴的某一方指令的相当干扰的电流指令推定偏心负 荷的位置以及质量信息的偏心信息推定部。在这一场合，干扰推定部可以用偏 心信息推定部推定的偏心负荷的位置以及质量信息来推定干扰。本专利技术另外提供一种控制方法，其用于控制具有给进控制轴和沿给进控 制轴给进的旋转控制轴的机床的给进控制轴的给进动作以及旋转控制轴的旋 转动作，具有根据给给进控制轴以及旋转控制轴的至少一方指令的位置指令、 和旋转控制轴承担的偏心负荷的位置以及质量信息推定在给进控制轴和旋转 控制轴之间产生的干扰的步骤；和根据推定的干扰修正给予给进控制轴以及旋 转控制轴的至少 一 方的电流指令的步骤。 附图说明通过关联附图的以下的适合的实施形态的说明会更加明了本专利技术的上述 以及其他的目的、特征以及优点。附图中，图l是表示本专利技术的控制装置的基本结构的功能框图，图2是概略表示可适用图1的控制装置的机床的主要部分的一例的立体图，图3是概略表示可适用图1的控制装置的机床的主要部分的另一例的立体图，图4是表示图1的控制装置中的控制流的框线图，图5A是说明关于图2的机床的干扰的推定方法的图，是示意性表示给进控制轴和旋转控制轴的力学关系的图，图5B是说明关于图2的机床的干扰的推定方法的图，是把偏心负荷作为质点以几何方式表示给进控制轴和旋转控制轴的力学关系的图，图6A是说明关于图2的机床的另一干扰的推定方法的图，是示意性表示给进控制轴和旋转控制轴的力学关系的图，图6B是说明关于图2的机床的另一干扰的推定方法的图，是把偏心负荷作为质点以几何方式表示给进控制轴和旋转控制轴的力学关系的图， 图7是说明关于图3的机床的干扰的推定方法的图， 图8是说明关于图3的机床的另一干扰的推定方法的图， 图9是表示本专利技术的一个实施形态的控制装置的结构的功能框图，以及 图10是表示本专利技术的另 一实施形态的控制装置的结构的功能框图。具体实施方式下面参照附图详细说明本专利技术的实施形态。附图中，给相同或者类似的 结构要素附以共同的参照符号。参照附图，图1表示本专利技术的电动机的控制装置10的基本结构的功能框 图。另夕卜，图2以及图3分别例示可适用控制装置10的两个代表例的机床12、 14的主要部分。控制装置IO控制机床12、 14的给进控制轴16L、 16R的给进 动作以及旋转控制轴18的旋转动作，机床12、 14具有执行直线给进动作或 者旋转给进动作的给进控制轴16L、 16R;和在给进控制轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置（１０；６０；７０），其用于控制具有给进控制轴（１６Ｌ；１６Ｒ）和沿该给进控制轴给进的旋转控制轴（１８）的机床（１２；１４）的该给进控制轴的给进动作以及该旋转控制轴的旋转动作，其特征在于，具有：根据给所述给进控制轴（１６Ｌ；１６Ｒ）以及所述旋转控制轴（１８）的至少一方指令的位置指令（Ｃ１）、和所述旋转控制轴承担的偏心负荷（２０）的位置以及质量信息（Ｄ），推定在该给进控制轴和该旋转控制轴之间产生的干扰（Ｐ）的干扰推定部（２２）；和根据所述干扰推定部（２２）推定出的所述干扰（Ｐ），修正给予所述给进控制轴（１６Ｌ；１６Ｒ）以及所述旋转控制轴（１８）的至少一方的电流指令（Ｃ２）的指令修正部（２４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩下平辅，置田肇，河村宏之，马澄斌，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]