JPH02237733A - 主軸停止位置制御方式 - Google Patents
主軸停止位置制御方式Info
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- JPH02237733A JPH02237733A JP5744889A JP5744889A JPH02237733A JP H02237733 A JPH02237733 A JP H02237733A JP 5744889 A JP5744889 A JP 5744889A JP 5744889 A JP5744889 A JP 5744889A JP H02237733 A JPH02237733 A JP H02237733A
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- Japan
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- main axis
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- tool
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- Pending
Links
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- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
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- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (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。
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)
この発明は、主軸駆動源としてインバータ制御の誘導モ
ータを用いる場合にあっての主軸停止位置制御方式に関
する。
ータを用いる場合にあっての主軸停止位置制御方式に関
する。
(従来の技術)
金属加工を目的とした数値制御工作機械においては、主
軸ヘッドの工具を自動的に交換するATC装!(自動工
具交換装置)が良く知られるところである. この装置は、ワークに対して所定の加工を施した工具を
主軸から離脱して工具マガジンに格納し、同時に別の工
具を選択して主軸に装着し、次の加工に対応するもので
あるが、工具の着脱の際の条件として、主軸の停止位置
(回転角度)が常にある一定位置にあることを必要とし
ている。この停止位置制御(オリエンテーション)に関
しては、バルスコーダ方式、磁気センサ一方式など種々
知られている. ところで、この種加工分野においては、前記主軸を回転
駆動するためにサーボ制御のACスピンドルモータなど
が使用されているが、これは主軸停止制御が容易である
ことは勿論、速度応答性が良いこと、正確な速度制御が
できること、高出力が得られることなどからであり、通
常数百〜数千の回転域内で用いられる。
軸ヘッドの工具を自動的に交換するATC装!(自動工
具交換装置)が良く知られるところである. この装置は、ワークに対して所定の加工を施した工具を
主軸から離脱して工具マガジンに格納し、同時に別の工
具を選択して主軸に装着し、次の加工に対応するもので
あるが、工具の着脱の際の条件として、主軸の停止位置
(回転角度)が常にある一定位置にあることを必要とし
ている。この停止位置制御(オリエンテーション)に関
しては、バルスコーダ方式、磁気センサ一方式など種々
知られている. ところで、この種加工分野においては、前記主軸を回転
駆動するためにサーボ制御のACスピンドルモータなど
が使用されているが、これは主軸停止制御が容易である
ことは勿論、速度応答性が良いこと、正確な速度制御が
できること、高出力が得られることなどからであり、通
常数百〜数千の回転域内で用いられる。
一方、木材加工、プラスチック加工などの分野で使用さ
れる数値制御加工機、例えばNCルーターにおいては主
軸駆動源としてインバータ制御の三相誘導モータを使用
するケースが多いが、これは、特に加工上において必要
な数万回転のような超高速域の運転が可能であること、
コントロールユニットを含めたシステム全体が安価であ
ることが主な要因である. (発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来技術ではACスピンドルモータを用
いれば主軸停止位置制御を容易に行うことができるが、
反面コストが大幅にアップするという問題が生じ、低コ
ストが要求される木工機械への組み込みは採算的に無理
を生ずる。従って、普及が見込まれるこの種加工機にお
いては、低コストで提供できる工具停止位1制御方式の
開発が望まれる. 本発明は、上記した実情に鑑みてなされたもので、イン
バータ制御の誘導モータを使用した場合にあって、低コ
ストの主軸停止位置制御方式を提供することを目的とし
ている。
れる数値制御加工機、例えばNCルーターにおいては主
軸駆動源としてインバータ制御の三相誘導モータを使用
するケースが多いが、これは、特に加工上において必要
な数万回転のような超高速域の運転が可能であること、
コントロールユニットを含めたシステム全体が安価であ
ることが主な要因である. (発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来技術ではACスピンドルモータを用
いれば主軸停止位置制御を容易に行うことができるが、
反面コストが大幅にアップするという問題が生じ、低コ
ストが要求される木工機械への組み込みは採算的に無理
を生ずる。従って、普及が見込まれるこの種加工機にお
いては、低コストで提供できる工具停止位1制御方式の
開発が望まれる. 本発明は、上記した実情に鑑みてなされたもので、イン
バータ制御の誘導モータを使用した場合にあって、低コ
ストの主軸停止位置制御方式を提供することを目的とし
ている。
(課題を解決するための手段)
この発明は、モータに超低速すなわち超低周波数、低電
圧の速度指令を与えた状態でモータをロックしても、短
時間であればモータ、コントロール装置に支障を生じな
い点に着目してなされたものである。
圧の速度指令を与えた状態でモータをロックしても、短
時間であればモータ、コントロール装置に支障を生じな
い点に着目してなされたものである。
すなわち、この発明の主軸停止位置制御方式は、静止形
インバータ装置によって誘導モータを可変速調整し、モ
ータ軸に直結した主軸を超高速から超低速回転域におい
て駆動すると共に、モータに超低速の速度指令を与えた
状態で、前記主軸の外周定位置にストッパー部材を係合
して機械的に主軸回転を停止させ、ストッパー部材の係
合確認後にモータへの給電を停止または持続するように
したことを要旨としている。
インバータ装置によって誘導モータを可変速調整し、モ
ータ軸に直結した主軸を超高速から超低速回転域におい
て駆動すると共に、モータに超低速の速度指令を与えた
状態で、前記主軸の外周定位置にストッパー部材を係合
して機械的に主軸回転を停止させ、ストッパー部材の係
合確認後にモータへの給電を停止または持続するように
したことを要旨としている。
(作用)
モータを超低周波数、低電圧で回転したときは、モータ
特性として回転数、軸出力トルクが非常に小さいので、
主軸の外周定位置へのストッパーの係合を大きな衝撃も
なくスムーズに行うことができる。また上記超低周波数
、低電圧の状態でモータをロックさせても、インバータ
装置、モータへの影響は少ない.しかもその時間は短時
間であるので損傷などを生ずることは全くない.(実施
例) 以下、図の一実施例について本発明を具体的に説明する
。
特性として回転数、軸出力トルクが非常に小さいので、
主軸の外周定位置へのストッパーの係合を大きな衝撃も
なくスムーズに行うことができる。また上記超低周波数
、低電圧の状態でモータをロックさせても、インバータ
装置、モータへの影響は少ない.しかもその時間は短時
間であるので損傷などを生ずることは全くない.(実施
例) 以下、図の一実施例について本発明を具体的に説明する
。
第一図は、本発明の制御方式を適用した主軸部分の断面
図である.図において、1はモータハウジングを兼用し
た主軸台で、この主軸台1内にはベアリング2.3を介
して主軸4を回転自在に支承する.また、主軸台1の内
部にはステータ5が配設され、主軸4の外周に設けたロ
ータ6に対向している。すなわち、両者はステータ5の
一次巻線からロータ6の二次巻線に誘導された電流と、
回転磁界の相互作用によって回転駆動する誘導モタMを
構成しており、該モータMのロータ軸が前記主軸4を構
成している。
図である.図において、1はモータハウジングを兼用し
た主軸台で、この主軸台1内にはベアリング2.3を介
して主軸4を回転自在に支承する.また、主軸台1の内
部にはステータ5が配設され、主軸4の外周に設けたロ
ータ6に対向している。すなわち、両者はステータ5の
一次巻線からロータ6の二次巻線に誘導された電流と、
回転磁界の相互作用によって回転駆動する誘導モタMを
構成しており、該モータMのロータ軸が前記主軸4を構
成している。
上記主軸4の下部先端にはテーバ孔7が設けられ、工具
ホルダー8がこれに嵌合している.工具ホルダー8には
コレットチャック9を介して工具10を取りつける.工
具ホルダー8のプルスタッド11は、主軸4の中空部に
設けたドローバー12の先端に係合している。このドロ
ーバー12は、皿ばね13により上方へ付勢されている
ので、図の状態では工具10は主軸4に固定している。
ホルダー8がこれに嵌合している.工具ホルダー8には
コレットチャック9を介して工具10を取りつける.工
具ホルダー8のプルスタッド11は、主軸4の中空部に
設けたドローバー12の先端に係合している。このドロ
ーバー12は、皿ばね13により上方へ付勢されている
ので、図の状態では工具10は主軸4に固定している。
主軸4の上端において、その周面部には第2図のような
切欠状の係止部14が形成され、この係止部14の側方
には係合位置と退避位置に作動するストッパー部材15
が対応する。16はストッパー部材15の回動支軸、1
7はピストンロッド18を介してストッパー部材15に
関連させた空圧シリンダで、ピストンロッド18を伸長
作動するときストッパー部材15を係止部14に嵌合し
、主軸4の回転を停止させる.上記の主軸4の停止位置
は、常に一定に規制されるもので、図示しないATC装
置による工具交換が支障なく行われる位置である。
切欠状の係止部14が形成され、この係止部14の側方
には係合位置と退避位置に作動するストッパー部材15
が対応する。16はストッパー部材15の回動支軸、1
7はピストンロッド18を介してストッパー部材15に
関連させた空圧シリンダで、ピストンロッド18を伸長
作動するときストッパー部材15を係止部14に嵌合し
、主軸4の回転を停止させる.上記の主軸4の停止位置
は、常に一定に規制されるもので、図示しないATC装
置による工具交換が支障なく行われる位置である。
第3図は上記した誘導モータMの制御回路を示すもので
、19は主回路開閉スイッチ 20はパルス幅変調周波
数コンバータ(PWM)からなる静止形のインバータ装
置で、整流器21、中間回路22、インバータ回路23
およびこれらを制御調整する設定部24から構成される
。25は数値制御装置で、切削加工を行う上での各種指
令を加工機に与えると共に、設定部24にプログラムに
従った回転速度指令を与えるものである。すなわち、数
値制御装置25からの指令信号がインバータ装置20に
入力されるとき、設定部24からモータMにはその指令
信号に応じた周波数、電圧の出力がなされる。
、19は主回路開閉スイッチ 20はパルス幅変調周波
数コンバータ(PWM)からなる静止形のインバータ装
置で、整流器21、中間回路22、インバータ回路23
およびこれらを制御調整する設定部24から構成される
。25は数値制御装置で、切削加工を行う上での各種指
令を加工機に与えると共に、設定部24にプログラムに
従った回転速度指令を与えるものである。すなわち、数
値制御装置25からの指令信号がインバータ装置20に
入力されるとき、設定部24からモータMにはその指令
信号に応じた周波数、電圧の出力がなされる。
上記において、設定部24から超低周波数、低電圧のあ
る定まった出力がなされたとき、すなわち超低速でモー
タMが回転駆動するとき、これと同調して空圧シリンダ
17がビス1〜ンロッド18を伸長方向に作動ずる。空
圧シリンダ17には、ビスl〜ンロッド18の移動によ
ってス1・ツバ一部材15の係合確認信号を出力する検
出スイッチ26が取りつけられており、この確認信号を
基点として所要の工具交換動作、例えばツールチェンジ
アームく図示省略)の回勅など一連の動作が行われる。
る定まった出力がなされたとき、すなわち超低速でモー
タMが回転駆動するとき、これと同調して空圧シリンダ
17がビス1〜ンロッド18を伸長方向に作動ずる。空
圧シリンダ17には、ビスl〜ンロッド18の移動によ
ってス1・ツバ一部材15の係合確認信号を出力する検
出スイッチ26が取りつけられており、この確認信号を
基点として所要の工具交換動作、例えばツールチェンジ
アームく図示省略)の回勅など一連の動作が行われる。
また、誘導モータMへの給電は前記確認信号によって停
止される。なお上記のモータMへの給電は、工具交換動
作中継続していてもがまわないし、また適時において遮
断するようにしてもよい。
止される。なお上記のモータMへの給電は、工具交換動
作中継続していてもがまわないし、また適時において遮
断するようにしてもよい。
周知のとおり数値制御装置25には、ワークWを所望の
形状に加工するための工具移動情報、工具回転情報、工
具選択情報などの諸情報が全て記憶されており、そのプ
ログラムに従って各制御動作がなされる。
形状に加工するための工具移動情報、工具回転情報、工
具選択情報などの諸情報が全て記憶されており、そのプ
ログラムに従って各制御動作がなされる。
誘導モータは、与えられる周波数によって回転速度調整
されることは周知の通りである。すなわち、回転数Nは N=12Of/p ・(1−s > で表される。ここでf:周波数、p:極数、Sスリップ
率である。
されることは周知の通りである。すなわち、回転数Nは N=12Of/p ・(1−s > で表される。ここでf:周波数、p:極数、Sスリップ
率である。
よって、プログラム指令による周波数設定で、誘導モー
タを木材加工に適した20000r−pm程度の超高速
域で回転駆動することができる。
タを木材加工に適した20000r−pm程度の超高速
域で回転駆動することができる。
上記切削加工が行われた後に工具交換指令が与えられる
と、インバータ装置がら誘導モータへ超低周波数(2〜
3Hz)、低電圧の電力が供給される。また、これに引
き続いて空圧シリンダ17へ出力がなされ、ピストンロ
ッド18が仲長作動ずる。
と、インバータ装置がら誘導モータへ超低周波数(2〜
3Hz)、低電圧の電力が供給される。また、これに引
き続いて空圧シリンダ17へ出力がなされ、ピストンロ
ッド18が仲長作動ずる。
このとき、主軸4は軸出力トルクが低く、かつ超低速で
回転しているので、係止部14へのス1ヘツバ一部材1
5の嵌合は大きな衝撃もなくスムーズに行える.また、
係合強度が小さくても充分に主軸4の停止作用を発輝で
きる。
回転しているので、係止部14へのス1ヘツバ一部材1
5の嵌合は大きな衝撃もなくスムーズに行える.また、
係合強度が小さくても充分に主軸4の停止作用を発輝で
きる。
そして、空圧シリンダ17の作動によって検出スイッチ
26から係合確認信号が出力されるとき、モータの駆動
が停止して所定の回転位置で主軸4、さらには工具10
が工具交換を待機することになる.(発明の効果) 以上のように本発明の主軸停止位置制御方式においては
、インバータ制御によって誘導モータに超低周波数、低
電圧の電力を供給し、主軸回転数、軸トルクが小さい状
態で機械的にストッパー手段を係合させたものである。
26から係合確認信号が出力されるとき、モータの駆動
が停止して所定の回転位置で主軸4、さらには工具10
が工具交換を待機することになる.(発明の効果) 以上のように本発明の主軸停止位置制御方式においては
、インバータ制御によって誘導モータに超低周波数、低
電圧の電力を供給し、主軸回転数、軸トルクが小さい状
態で機械的にストッパー手段を係合させたものである。
よって主軸の停止をスムーズかつ安定して行うことがで
きる。また停止時においてモータがロック状態にあって
も、上記電力状態では別段の問題を生じない。よって、
インバータ制御の誘導モータを使用した場合にあって、
低コストにて係る位置制御方式を提供することができる
。
きる。また停止時においてモータがロック状態にあって
も、上記電力状態では別段の問題を生じない。よって、
インバータ制御の誘導モータを使用した場合にあって、
低コストにて係る位置制御方式を提供することができる
。
第1図は本発明の主軸停止位置制御方式を適用した主軸
部分の断面図 第2図は第1図に示すXX線の断面図
第3図は電気制御回路図である。 1:主軸台 4:主軸 8:工具ホルダー 10=工具
14:係止部 15:ストッパー部材 17:空圧シ
リンダ 20:インバータ装置 24:設定部25:数
値制御装置 M:誘導モータ
部分の断面図 第2図は第1図に示すXX線の断面図
第3図は電気制御回路図である。 1:主軸台 4:主軸 8:工具ホルダー 10=工具
14:係止部 15:ストッパー部材 17:空圧シ
リンダ 20:インバータ装置 24:設定部25:数
値制御装置 M:誘導モータ
Claims (1)
- 静止形インバータ装置によって誘導モータを可変速調整
し、モータ軸に直結した主軸を超高速から超低速回転域
において駆動すると共に、モータに超低速の速度指令を
与えた状態で、前記主軸の外周定位置にストッパー部材
を係合して機械的に主軸回転を停止させ、ストッパー部
材の係合確認後にモータへの給電を停止または持続する
ようにした主軸停止位置制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5744889A JPH02237733A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 主軸停止位置制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5744889A JPH02237733A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 主軸停止位置制御方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02237733A true JPH02237733A (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=13055946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5744889A Pending JPH02237733A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 主軸停止位置制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02237733A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013052465A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Towa Corp | エアースピンドルユニットにおけるスピンドルのロック装置 |
CN104476298A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-04-01 | 安徽宇宙机床有限公司 | 一种车床气动刹车装置 |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP5744889A patent/JPH02237733A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013052465A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Towa Corp | エアースピンドルユニットにおけるスピンドルのロック装置 |
CN104476298A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-04-01 | 安徽宇宙机床有限公司 | 一种车床气动刹车装置 |
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