JPH01164294A - 工作機械のスピンドル駆動制御装置 - Google Patents

工作機械のスピンドル駆動制御装置

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JPH01164294A
JPH01164294A JP62320151A JP32015187A JPH01164294A JP H01164294 A JPH01164294 A JP H01164294A JP 62320151 A JP62320151 A JP 62320151A JP 32015187 A JP32015187 A JP 32015187A JP H01164294 A JPH01164294 A JP H01164294A
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connection
motor
phase
speed
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JP62320151A
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Atsuo Nakamura
厚生 中村
Shinichi Kono
新一 河野
Kazuhisa Numai
沼居　一久
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H02P25/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring with arrangements for switching the windings, e.g. with mechanical switches or relays

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械においてスピンドルモータを超低速回
転（例えば０．５　ｒｐｍ程度）及び高トルクの条件で
、ドリリングやコンタリング加工にも適用可能にさせ得
るスピンドル駆動制御装置に関する。
〔従来の技術〕
工作機械において、スピンドル又はスピンドルモータの
角度位置制御を行なう場合、即ちＣ軸制御においてドリ
リングやコンタリング（型彫り）加工を行なう場合は、
スピンドルを滑らかに超低速回転させると共に高トルク
を必要とする。更には通常の切削加工等を行なうには高
速回転と高切削パワーを必要とする。
このため従来においては、スピンドルを駆動するために
２つのモータを装備していた。１つは切削加工時等にス
ピンドルを高速回転させるスピンドルモータであり、他
の１つは検出器を有したＣ軸制御用モータである。この
Ｃ軸制御用モータの出力軸にはウオームを固定し、該ウ
オームと螺合するウオーム歯車をスピンドルに固定して
いる。
こうしてＣ軸制御時にはＣ軸制御用モータを駆動してス
ピンドルを超低速回転させていた。この後通常の切削加
工等に切換えるためには、上記Ｃ軸制御モータを退避位
置まで退避させてスピンドルモータを駆動する必要があ
った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然しなから、上述の如くモータを２種類装備する必要が
あると共に、ウオーム及びウオーム歯車や退避機構等も
必要であって、スペース的にもコスト的にも最良とは言
えなかった。
依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、スピンド
ルモータ１個のみを使用して高速回転加工にも超低速回
転加工にも適用可能とすることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的に鑑みて本発明は、工作機械のスピンドルを回
転駆動する三相スピンドルモータと、前記スピンドルの
回転位置を検出する回転位置検出器と、前記三相スピン
ドルモータの各相巻線間の結線状態をΔ結線とＹ結線と
の間で相互に切換えることの可能な結線切換手段とを具
備したことを特徴とする工作機械のスピンドル駆動制御
装置を提供する。
〔作　用〕
スピンドルを高速回転させるには三相のスピンドルモー
タをΔ結線とし、超低速回転させるにはＹ結線に切換え
る。Ｙ結線にするとΔ結線に比べてベーススピードが低
下し、その分発生トルクが大きくなる。
〔実施例〕
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図を参照すると、工作機械の主軸頭ハ
ウジング５４に軸受５２を介して軸承されたスピンドル
５２は三相のスピンドルモータ（三相誘導モータ）６０
によって回転駆動される。即ちスピンドルモータ６０の
出力軸に設けたプーリ６２とスピンドル５０に設けた他
のプーリ６６とにベルト６４を張架させて、スピンドル
５０を回転駆動させる。この回転角度位置は位置検出器
６８によって検出される。
スピンドル５０の先端にはチャック５６を介してワーク
Ｗを取り付け、該ワークＷを工具で加工する。ワークＷ
の外周を切削する場合等においてはスピンドル５０を例
えば３０００ｒｐｍ程度の高速回転で回・転させて、切
削パワーも必要とする。一方、第２図は第１図の矢視線
■によるワークＷの正面図であるが、図示の様な型孔７
４を回転工具５８を用いて型彫りする場合がある。この
場合には、工具である回転工具５８は回転するのみであ
って、ワークＷの方をスピンドル５０を例えば０．５　
ｒｐｍ程度の超低速で回転させて、ワークＷと回転工具
５８との相対位置を変化させる必要がある。この場合ス
ピンドル５０側は高トルクを必要とする。
上記の高パワー、高速回転時においては、三相スピンド
ルモータ６０の各相巻線はΔ（デルタ）結線されている
。もしこのΔ結線状態で上記の超低速回転を得ようとす
ると、三相スピンドルモータ６０はトルク不足並びに速
度むらを生じる。
そこで、本発明では上記Δ結線をＹ（スター）結線に切
換えて高トルクを得ようとするものである。その結線切
換器として電磁継電器７０を設け、周知のインバータ回
路７２によって切換制御している。この電磁継電器７０
は半導体スイッチ（サイリスクやトライアック）でもよ
い。第３図には三相（Ｕ　、　Ｖ　、　Ｗ）の各巻線３
８ａ　、　３８ｂ　、　４０ａ　。
４０ｂ　、４２ａ　、　４２ｂと電磁継電器７０との結
合をスイッチ１０〜３６によって模式的に図示している
。これらのスイッチ１０〜３６を第１表の如く開閉させ
ると夫々Δ結線とＹ結線とが得られる。
第１表　Δ、Ｙの結線切換え 本実施例では各１対の巻Ｌ’Ａ３８ａと３８ｂ、４０ａ
と４０ｂ、４２ａと４２ｂとがΔ結線とＹ結線時におい
て夫々並列、直列の各結線となる様に組み合わせである
。このことを第４図を参照して説明する。横軸Ｎはモー
タの回転速度を表わし、縦軸Ｐはモータの出力を表わし
ている。第１表に示す各１対の相巻線が夫々並列状態で
あるΔ結線の場合（高速時）のベース速度Ｎｌが１５０
Ｏｒｐｍであるとする。
各巻線３８ａ〜４２ｂが全く同一状態の巻線（同一イン
ダクタンス）から成る場合においては、各対の巻線をそ
のまま並列状態にしておき、Ｙ結線に切換えた場合（第
１表のΔ結線状態において、スイッチ１０　、１８　、
２６を閉から開とし、スイッチ３４　、３６を開から閉
とした場合）、即ち二点鎖線Ｂの場合にベース速度Ｎ２
が１５００／　、／’Ｔ　ｒｐｎ＋となり、更に第１表
のＹ結線状態（各対の巻線が直列となっている）の場合
（超低速）では各相のインダクタンスは２倍となり、ベ
ース速度Ｎ３が１５００／（２、／’Ｔ）ｒｐｍと低下
する。
第４図において実線Ａが第１表のΔ結線で第１図の二相
スピンドルモータ６ｏを駆動制御した場合の変化曲線で
あり、破線ＣがＹ結線に対応する。
各曲線Ａ、Ｃの立上り傾斜はトルクの大きさを表わして
おり、破８ａＣの場合は実線Ａと比較して２７Ｔ倍のト
ルクを発生させる。
ベース速度を下げるため、モータの巻線をΔからＹへと
切換えるとモータの理論的最大パワーは、そのベース速
度低下比の２乗に反比例して減少するため所要のパワー
まで出力し得ない場合が多く、高パワーを要する切削加
工ではいたずらに巻線を切換えてまでベース速度を下げ
ることは意味がない。然しながら、型彫り加工等の超低
速回転でのＣ軸制御においては、切削は回転工具の回転
パワーで行なうため、スピンドルモータの出力はあまり
必要ではなく、トルクのみが要求されるため、本発明の
巻線切換えが有効に作用する。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、１個のス
ピンドルモータを高パワー高速回転にも、高トルクで滑
らかな超低速回転にも使用することができ、他のモータ
やその付属装置を不用にできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の略示構成図、 第２図は第１図の矢視線■によるワークの正面図、 第３図はモータの結線切換模式図、 第４図は本発明の作用説明図。 ５０・・・スピンドル、 ５８・・・回転工具、 ６０・・・スピンドルモータ、７ｏ・・・電磁継電器、
７２・・・インバータ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、工作機械のスピンドルを回転駆動する三相スピンド
    ルモータと、前記スピンドルの回転位置を検出する回転
    位置検出器と、前記三相スピンドルモータの各相巻線間
    の結線状態をΔ結線とＹ結線との間で相互に切換えるこ
    との可能な結線切換手段とを具備したことを特徴とする
    工作機械のスピンドル駆動制御装置。 ２、前記結線切換手段がΔ結線とＹ結線との間の切換え
    と共に、各相巻線内において巻線を並列又は直列に切換
    え可能に構成されて成る特許請求の範囲第１項記載の工
    作機械のスピンドル駆動制御装置。
JP62320151A 1987-12-19 1987-12-19 工作機械のスピンドル駆動制御装置 Pending JPH01164294A (ja)

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