[發(fā)明專利]機(jī)床的進(jìn)給軸控制方法及進(jìn)給軸控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480011679.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN105027013B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尾田光成
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社牧野銑床制作所
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404;B23Q15/013;G05D3/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 李成海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)床的進(jìn)給軸控制方法及進(jìn)給軸控制裝置，該機(jī)床由具有位置反饋環(huán)和速度反饋環(huán)的控制電路對機(jī)床的進(jìn)給軸驅(qū)動用的伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。

背景技術(shù)

以往，由在位置反饋環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置速度反饋環(huán)而串聯(lián)結(jié)合的控制電路控制進(jìn)給軸驅(qū)動用的伺服馬達(dá)的方法已被眾所周知(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在此專利文獻(xiàn)1記載的控制方法中，為了應(yīng)付起因于加工時的負(fù)荷變動的伺服控制部的滯后，從由工件形狀等的加工數(shù)據(jù)、加工程序指令的加工條件及位置指令等預(yù)測運(yùn)算加工負(fù)荷，將進(jìn)行了預(yù)測運(yùn)算的加工負(fù)荷作為預(yù)測負(fù)荷指令，在被伺服放大器輸出的加速度指令上加上預(yù)測負(fù)荷指令進(jìn)行輸出。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利第3454616號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

但是，在作用在進(jìn)給軸上的干擾中，存在不能預(yù)測的情況。因此，在如上述的日本專利第3454616號公報記載的控制方法的那樣預(yù)測運(yùn)算加工負(fù)荷而對加速度指令進(jìn)行加法運(yùn)算的方式中，不能應(yīng)對不能預(yù)測的干擾。

為了解決課題的手段

本發(fā)明的一個方式是一種機(jī)床的進(jìn)給軸控制方法，其在具有輸入位置指令的位置控制部的位置反饋環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置具有速度控制部的速度反饋環(huán)而形成串聯(lián)結(jié)合，與從上述速度控制部輸出的轉(zhuǎn)矩指令相應(yīng)地控制進(jìn)給軸驅(qū)動用的伺服馬達(dá)，其特征在于，從上述轉(zhuǎn)矩指令減去在上述速度反饋環(huán)的輸出上乘以第一增益的第一狀態(tài)反饋信號和在上述位置反饋環(huán)的輸出上乘以第二增益的第二狀態(tài)反饋信號，將減法運(yùn)算后的轉(zhuǎn)矩指令輸出給包含上述伺服馬達(dá)在內(nèi)的控制對象。

本發(fā)明的另一個方式是一種機(jī)床的進(jìn)給軸控制裝置，其在具有輸入位置指令的位置控制部的位置反饋環(huán)的內(nèi)側(cè)設(shè)置具有速度控制部的速度反饋環(huán)而形成串聯(lián)結(jié)合，與從上述速度控制部輸出的轉(zhuǎn)矩指令相應(yīng)地控制進(jìn)給軸驅(qū)動用的伺服馬達(dá)，其特征在于，具有：在上述速度反饋環(huán)的輸出上乘以第一增益的第一乘法運(yùn)算部；在上述位置反饋環(huán)的輸出上乘以第二增益的第二乘法運(yùn)算部；和從上述轉(zhuǎn)矩指令減去上述第一乘法運(yùn)算部的輸出和上述第二乘法運(yùn)算部的輸出，將減法運(yùn)算后的轉(zhuǎn)矩指令向包含上述伺服馬達(dá)在內(nèi)的控制對象輸出的輸出部。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，由于將在反饋環(huán)的輸出上乘以了增益的狀態(tài)反饋信號從轉(zhuǎn)矩指令減去后向控制對象輸出，所以控制系統(tǒng)變得穩(wěn)定，能增大反饋增益。因此，能提高對各種各樣的干擾的抑制力。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的機(jī)床的進(jìn)給軸控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的實施方式的進(jìn)給軸控制裝置的結(jié)構(gòu)的框線圖。

圖3是表示本實施方式的比較例的框線圖。

圖4是表示使用圖3的框線圖進(jìn)行正圓加工的情況下的工具的移動軌跡的一例的圖。

圖5是表示增大圖3的框線圖的增益進(jìn)行正圓加工的情況下的工具的移動軌跡的一例的圖。

圖6是表示向圖3的框線圖追加狀態(tài)反饋環(huán)進(jìn)行正圓加工的情況下的工具的移動軌跡的一例的圖。

圖7是表示使用圖2的框線圖進(jìn)行正圓加工的情況下的工具的移動軌跡的一例的圖。

圖8是表示圖2的框線圖的具體的適用例的框線圖。

圖9是表示圖8的變形例的圖。

圖10是表示圖8的另一變形例的圖。

具體實施方式

為了實施發(fā)明的方式

以下，參照圖1～圖10對本發(fā)明的機(jī)床的進(jìn)給軸控制裝置的一實施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式的機(jī)床的進(jìn)給軸控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。機(jī)床是多工序自動數(shù)字控制機(jī)床等具有由伺服馬達(dá)驅(qū)動的進(jìn)給軸的NC機(jī)床，進(jìn)給軸控制裝置構(gòu)成數(shù)值控制裝置的一部分。

如圖1所示，施加于數(shù)值控制裝置的NC加工程序1，經(jīng)讀取解釋部2向插補(bǔ)部3輸入。插補(bǔ)部3輸出對各進(jìn)給軸(例如X軸)的驅(qū)動用伺服馬達(dá)的位置指令qr。從插補(bǔ)部3輸出的位置指令qr(馬達(dá)旋轉(zhuǎn)位置指令)，經(jīng)加法器4輸入給位置控制部5。位置控制部5生成速度指令ωr(馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度指令)，速度指令ωr經(jīng)加法器6輸入給速度控制部7。速度控制部7生成轉(zhuǎn)矩指令τ，轉(zhuǎn)矩指令τ經(jīng)加法器8輸入給伺服放大器9。伺服放大器9，以產(chǎn)生與被輸入了的轉(zhuǎn)矩指令τ平衡的轉(zhuǎn)矩的方式向伺服馬達(dá)10供給控制電流。伺服馬達(dá)10由此供給的電流旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動進(jìn)給軸11。