KR20220115352A - Resonance suppression control system of machine tool and method thereof - Google Patents

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KR20220115352A
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오태호
오명수
윤철
박주용
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주식회사 디엔솔루션즈
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Abstract

The present invention relates to a resonance suppression control system of a machine tool and a control method thereof. In accordance with the present invention, a pulsation component of a sub motor part calculated from the sub motor part in real time is reflected to change a d-axis feedback current fed back to a main motor part in real time to perform tandem control in a current loop, which is not a speed loop, on resonance suppression through tandem control in accordance with the operation of a servo motor part, thereby increasing system responsiveness, and resonance suppression occurring when two servo motors are operated in parallel through one single power conversion part and one single servo drive is accurately automatically controlled through the tandem control, thereby improving the stability and reliability of a machine tool, reducing costs for manufacture and maintenance and promoting miniaturization.

Description

공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법{Resonance suppression control system of machine tool and method thereof}Resonance suppression control system of machine tool and control method thereof

본 발명은 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 시스템 응답성이 높이고 2개의 서보모터를 1대의 전력변환부와 1대의 서보드라이브로 병렬운전할 때에 발생하는 공진억제를 탠덤제어를 통해 신속하고 정확하게 자동으로 제어하여 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상하고, 제조비용과 유지비용을 절감하며 소형화를 도모할 수 있는 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resonance suppression control system for a machine tool and a control method thereof, and more particularly, to reflect the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit to reflect the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time. By changing the resonance suppression through tandem control according to the operation of the servomotor unit, the system responsiveness is improved by performing tandem control in the current loop instead of the speed loop, and two servomotors are paralleled with one power conversion unit and one servo drive. A resonance suppression control system for machine tools that can improve the stability and reliability of machine tools, reduce manufacturing and maintenance costs, and promote miniaturization by automatically and quickly and accurately controlling resonance suppression that occurs during operation through tandem control; and It relates to a control method thereof.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.In general, a machine tool refers to a machine used for the purpose of machining a metal/non-metal workpiece into a desired shape and size using an appropriate tool by various cutting or non-cutting methods.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.Various types of machine tools, including turning centers, vertical/horizontal machining centers, door machining centers, Swiss turns, electric discharge machines, horizontal NC boring machines, CNC lathes, etc., are widely used in various industrial sites for their respective purposes.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.In general, various types of machine tools currently used have an operation panel to which a numerical control (NC) or computerized numerical control (CNC) technology is applied. Such an operation panel is provided with various function switches or buttons and a monitor.

또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다. In addition, the machine tool is a table on which a workpiece material is seated and transferred for processing the workpiece, a pallet for preparing the workpiece before processing, a spindle that rotates with a tool or workpiece combined, a tailstock for supporting the workpiece, etc. during processing, a vibration isolator etc. are provided.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.In general, in a machine tool, a table, a tool rest, a main shaft, a tailstock, a vibration isolator, etc. are provided with a conveying unit conveying along a conveying axis in order to perform various machining.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 툴 매거진이나 터렛이 사용된다.In addition, in general, a machine tool uses a plurality of tools for various processing, and a tool magazine or a turret is used in the form of a tool storage place for storing and storing a plurality of tools.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 툴을 툴 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic tool changer (ATC, Automatic Tool Changer) for withdrawing or receiving a specific tool from the tool magazine by the command of the numerical control unit in order to improve the productivity of the machine tool.

또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic pallet changer (APC, Automatic Palette Changer) in order to minimize the non-working time. The automatic pallet changer (APC) automatically exchanges pallets between the workpiece machining area and the workpiece installation area. Pallets may be loaded with workpieces.

일반적으로 공작기계에서 자동공구교환장치(ATC), 자동팔레트교환장치(APC), 심압대, 또는 방진구 등를 구동하기 위해서 서보 모터가 사용된다.In general, a servo motor is used to drive an automatic tool changer (ATC), an automatic pallet changer (APC), a tailstock, or a vibration isolator in a machine tool.

이처럼, 서보 모터(SERVO MOTOR)를 제어하여 최종적으로 자동공구교환장치(ATC)나 자동팔레트교환장치(APC), 심압대, 또는 방진구를 제어하는 장치를 서보 제어장치라 한다.As such, a device that controls the servo motor and finally controls the automatic tool changer (ATC), the automatic pallet changer (APC), the tailstock, or the vibration isolator is referred to as a servo controller.

특히, 대형 자동팔레트교환장치(APC)와 같이 크기가 크거나 큰 힘이 필요한 경우에 생산성 및 경제적인 요인과 하나의 서보모터만으로는 충분한 토크를 얻을 수 없는 기술적인 요인에 의해 2대의 서보모터를 병렬운전하여 하나의 축을 구동하게 되고, 이를 탠덤 제어(Tandem control)이라 한다.In particular, when a large size or a large force is required, such as a large automatic pallet changer (APC), two servomotors can be installed in parallel due to productivity and economic factors and technical factors that cannot obtain sufficient torque with only one servomotor. One axis is driven by driving, and this is called tandem control.

그러나 도 1에 도시된 것처럼, 종래 2개의 서보 모터를 사용하는 경우에 종래 서보 제어장치는 각각 1대의 서보모터에 1대의 인버터와 1대의 서보 드라이브가 결합되었다. 즉 제1 서보모터(30)에 제1 인버터(20)와 제1 서보 드라이브(10)가 연결되고, 제2 서보모터(31)에 제2 인버터(21)와 제2 서보 드라이브(11)가 연결되는 멀티 인버터 멀티 서보모터(Multi inverter multi servo motor) 방식으로 운영되었다. However, as shown in FIG. 1, in the case of using two conventional servo motors, in the conventional servo control apparatus, one inverter and one servo drive are coupled to one servo motor, respectively. That is, the first inverter 20 and the first servo drive 10 are connected to the first servo motor 30 , and the second inverter 21 and the second servo drive 11 are connected to the second servo motor 31 . It was operated as a multi-inverter multi servo motor connected.

그러나 멀티 인버터 멀티 서보모터의 경우 각각의 서보 모터 별로 별도의 인버터와 서보 드라이브를 결합해야 함에 따라 장치의 크기가 증가하고 제조비용과 유지비용이 증가하며, 공작기계의 소형화를 도모할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the case of multi-inverter multi-servo motors, since a separate inverter and servo drive must be combined for each servo motor, the size of the device increases, manufacturing and maintenance costs increase, and the machine tool cannot be miniaturized. there was.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 2에 도시된 것처럼 두대의 서보모터(30, 31)에 1개의 인버터(20)와 1대의 서보 드라이브(10)를 병렬운전하는 방식의 단일 인버터 듀얼 서보모터(Single inverter dual servo motor, SIDM)가 제안되었다. In order to solve this problem, as shown in FIG. 2, a single inverter dual servomotor (Single inverter) of a method in which one inverter 20 and one servo drive 10 are operated in parallel to two servo motors 30 and 31 dual servo motor, SIDM) has been proposed.

그러나 슬립이 존재하는 유도 모터와는 달리 서보모터는 영구자석형 동기 모터로 슬립이 존재하지 않아 속도 편차가 없도록 두대의 서보모터를 동기화시켜야만 안정적인 병렬운전이 가능하며 그렇지 못할 경우 공진과 탈조를 통해 서보 제어장치의 안정성과 신뢰도가 저하되고, 최종적으로 공작기계의 안정성과 신뢰도 및 가공 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.However, unlike induction motors in which slip exists, servo motors are permanent magnet type synchronous motors. Stable parallel operation is possible only when two servo motors are synchronized so that there is no speed deviation because there is no slip. There was a problem in that the stability and reliability of the control device was lowered, and finally, the stability and reliability and processing precision of the machine tool were lowered.

이러한 공진억제 제어 문제를 해결하기 위해 종래 3가지 공진억제 제어시스템과 공진억제 제어방법이 제안되었다.In order to solve the resonance suppression control problem, three conventional resonance suppression control systems and resonance suppression control methods have been proposed.

첫째로 보조 인버터와 보조 권선을 이용한 감쇠제어 장치 및 방법으로 이는 주 인버터와 보조 인버터를 따로 구비하고 서보 모터와 보조 권선을 형성하는 구조로 종래 2개의 인버터를 구비함에 따라 발생하는 제조비용 증가, 대량생산 어려움과 같은 문제점이 여전히 남아 있다.First, a damping control device and method using an auxiliary inverter and an auxiliary winding. This is a structure in which the main inverter and the auxiliary inverter are separately provided, and the servo motor and the auxiliary winding are formed. Problems such as production difficulties still remain.

둘째로 능동감쇠제어(active damping control)장치 및 방법으로 공진억제 제어를 단순히 경험적인 방법으로 설정함에 따라 실제 공진발생이나 많은 외란이나 변수에 능동적으로 대처하지 못하여 서보 제어장치의 신뢰성과 안정성이 여전히 보장되지 않고 제조비용만 증가하는 문제점이 있다.Second, as the active damping control device and method simply set the resonance suppression control in an empirical way, the reliability and stability of the servo control device are still guaranteed because it cannot actively cope with the actual resonance occurrence or many disturbances or variables. There is a problem in that only the manufacturing cost increases.

셋째로 부하맥동분석기(load oscillation analyzer)를 이용한 맥동저감 장치 및 방법으로 공진억제 제어를 경험적인 방법으로 산출한다. 단순히 경험적인 방법으로 산출함에 따라 공진억제 제어의 정확성과 신뢰성이 감소하며, 최종적으로 공작기계의 가공 정밀도와 신뢰성이 감소하는 문제점이 있다.Third, the resonance suppression control is calculated in an empirical way with a pulsation reduction device and method using a load oscillation analyzer. There is a problem in that the accuracy and reliability of the resonance suppression control are reduced as the calculation is performed simply by an empirical method, and ultimately, the machining precision and reliability of the machine tool are reduced.

또한, 대한민국 특허공개공보 제10-2020-0025683호는 주파수 해석을 통해 얻은 보데선도(Bode Plot)에서 페이스 마진(Phase Margin)을 확인하여 제어 게인을 조정하고, 대한민국 특허출원번호 제10-2019-0170546호는 공진주파수를 찾아 해당 주파수에 노치필터를 적용하는 것으로 2가지 탠덤제어 모두 속도루프 제어가 수행됨에 따라 시스템의 응답성이 저하되고, 시스템 파라미터의 변동에 약한 단점이 있다.In addition, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2020-0025683 discloses that the control gain is adjusted by checking the phase margin in the Bode Plot obtained through frequency analysis, and the Korean Patent Application No. 10-2019- No. 0170546 finds a resonant frequency and applies a notch filter to the frequency. As both tandem controls perform speed loop control, the responsiveness of the system is lowered and the system parameters are weak.

따라서, 서보모터의 용량이나 종류에 관계없이 속도루프에서 제어가 수행되는 것이 아니라 전류루프에서 제어를 수행하여 시스템의 응답성을 향상하고, 시스템 파라미터의 변동에 강인한 특성을 구비하면서 정확성과 신뢰성을 향상하고, 제조비용과 유지관리 비용을 절감하면서 소형화 및 자동화를 도모하며, 작업자의 편의를 향상할 수 있도록 부하맥동분석기를 이용한 공작기계의 탠덤제어에서의 공진억제시스템과 이의 제어방법의 개발이 시급한 실정이다.Therefore, regardless of the capacity or type of the servomotor, control is performed in the current loop rather than in the speed loop, thereby improving the system responsiveness and improving accuracy and reliability while having robust characteristics against changes in system parameters. It is urgent to develop a resonance suppression system and its control method in tandem control of a machine tool using a load pulsation analyzer so as to reduce manufacturing and maintenance costs while promoting miniaturization and automation and improving operator convenience. to be.

대한민국 특허공개공보 제10-2020-0025683호Korean Patent Publication No. 10-2020-0025683 대한민국 특허출원번호 제10-2019-0170546호Republic of Korea Patent Application No. 10-2019-0170546 대한민국 특허공개공보 제10-1996-0001940호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1996-0001940 대한민국 특허공개공보 제10-1995-0703812호Korean Patent Publication No. 10-1995-0703812

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 주모터부와 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 통해 신속하고 정확하게 자동으로 수행함에 따라 서보모터의 종류나 용량 또는 시스템의 파라미터에 관계없이 안정적으로 설정하고 운영하여 작업자의 편의를 도모하고, 최종적으로 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치와 같이 서보모터로 구동하는 장치를 제어함에 따라 제조 원가를 절감하고, 불필요한 장비를 제거하여 최소화하여 소형화를 도모하고, 노이즈 감소에 따른 신뢰도 향상 및 내구성을 향상할 수 있는 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to reflect the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and change the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time to change the main motor unit As it is automatically and quickly and accurately performed through resonance suppression through tandem control according to the operation of the servomotor and servomotor unit, stable setting and operation regardless of the type, capacity, or system parameters of the servomotor for the convenience of the operator and finally Reduces manufacturing cost by controlling servo motor-driven devices such as automatic tool changer or automatic pallet changer, eliminates unnecessary equipment to minimize it, promotes miniaturization, and improves reliability and durability by reducing noise An object of the present invention is to provide a resonance suppression control system of a machine tool and a control method thereof.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동하는 주모터부와 서보모터부를 실시간으로 측정부에서 측정된 전류를 d-q축 전류로 변환한 후에 서로 비교하여 주모터부와 서보모터부를 선택하고, d축 전류 제어부의 산출부의 결과에 따라 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 주모터부의 d축 피드백 전류가 주모터부에 피드백된 상태에서 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 주모터부와 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 자동으로 수행함에 따라 2개의 서보모터인 주모터부와 보조모터부의 모든 속도와 위치에서 동기화된 정밀한 탠덤제어를 통해 서보모터부의 종류에 관계없이 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 시스템 응답성을 높이고 시스템의 파라미터 변동에 강인한 특성을 보유하여 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치의 서보 제어 정밀도와 신뢰도와 안정성을 극대화하고, 유지비용을 절감할 수 있는 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to convert the current measured by the measuring unit in real time to the d-q axis current of the main motor unit and the servo motor unit, which varies in real time depending on the operating state of the servo motor unit according to the tandem control of the servo drive. By comparison, the main motor unit and the servo motor unit are selected, and the corrected d-axis feedback current is transmitted to the main motor unit in real time according to the result of the calculation unit of the d-axis current control unit, and the corrected d-axis feedback current of the main motor unit is fed back to the main motor unit In this state, as the d-axis current of the main motor is controlled, resonance suppression is automatically performed in real time through tandem control of the main and auxiliary motors, so that all speeds and positions of the two servomotors, the main and auxiliary motors, are synchronized. By performing tandem control in the current loop, not the speed loop, the resonance suppression is performed regardless of the type of servo motor part through precise tandem control, which increases system responsiveness and possesses robust characteristics against system parameter changes, making it an automatic tool changer or automatic tool changer. To provide a machine tool resonance suppression control system and its control method that can maximize the servo control precision, reliability and stability of the pallet changer and reduce maintenance costs.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템은 수치제어부; 주조작부; 상기 수치제어부 또는 상기 주조작부와의 통신을 통해 제어명령을 행하는 PLC; 상기 PLC의 제어명령을 수행하는 서보드라이브; 서로 병렬로 연결되는 주모터부와 보조모터부를 구비하고, 상기 서보드라이브의 탠덤제어를 통해 구동하는 서보모터부; 및 상기 서보모터부 및 상기 서보드리이브와 전기적으로 연결되어 상기 서보모터부에 전류를 인가하는 전력변환부;를 포함하고, 상기 서보모터부의 상기 주모터부와 상기 보조모터부는 상기 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 상기 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동되고, 상기 서보드라이브는 상기 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 상기 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 상기 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 상기 서보모터부의 운전에 따른 공진억제를 자동으로 수행할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention is a numerical control unit; main work unit; PLC for executing a control command through communication with the numerical control unit or the main operation unit; a servo drive that executes a control command of the PLC; a servo motor unit having a main motor unit and an auxiliary motor unit connected in parallel to each other, and driven through tandem control of the servo drive; and a power conversion unit electrically connected to the servo motor unit and the servo drive to apply a current to the servo motor unit, wherein the main motor unit and the auxiliary motor unit of the servo motor unit are for tandem control of the servo drive. The servo drive changes in real time according to the operating state of the servo motor unit, and the servo drive reflects the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit to change the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time Thus, resonance suppression according to the operation of the servomotor unit can be automatically performed.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 상기 서보드라이브는 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 전류를 실시간으로 측정하는 측정부; 상기 측정부에서 측정된 전류값을 d-q 좌표로 변환하는 좌표변환부; 상기 좌표변환부를 통해 변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 변동되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부를 선정하는 선택부; 및 상기 선택부의 선택결과에 따라 실시간으로 변화하는 상기 보조모터부의 맥동성분이 반영된 상기 주모터부에 실시간으로 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 보정하여 상기 주모터부와 상기 보조모터부를 탠덤제어하는 d축 전류 제어부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the servo drive of the resonance suppression control system of the machine tool includes a measuring unit for measuring the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit in real time; a coordinate conversion unit for converting the current value measured by the measuring unit into d-q coordinates; a selection unit selecting the main motor unit and the auxiliary motor unit which are changed in real time by comparing the d-axis current values converted through the coordinate conversion unit; and d-axis for tandem control of the main motor unit and the auxiliary motor unit by correcting in real time a d-axis feedback current fed back to the main motor unit in which the pulsation component of the auxiliary motor unit, which changes in real time according to the selection result of the selection unit is reflected, is corrected in real time It may include a current control unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 상기 d축 전류 제어부는 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 병렬운전시에 발생하는 공진을 억제하기 위한 탠덤제어를 위한 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 선택부의 선택결과 및 상기 저장부에 저장된 정보를 통해 상기 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 산출하는 산출부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the d-axis current control unit of the resonance suppression control system of the machine tool suppresses the resonance generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit. a storage unit for storing information for tandem control for suppression; and a calculation unit for calculating a d-axis feedback current fed back to the main motor unit based on the selection result of the selection unit and the information stored in the storage unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 상기 d축 전류 제어부는 상기 선택부 및 상기 산출부의 결과에 따라 상기 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 상기 주모터부의 d축 피드백 전류가 상기 주모터부에 피드백된 상태에서 상기 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 수행하는 처리부;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the d-axis current control unit of the resonance suppression control system of the machine tool according to the results of the selection unit and the calculation unit in real time to the main motor unit Transmitting the corrected d-axis feedback current, and controlling the d-axis current of the main motor part in a state in which the corrected d-axis feedback current of the main motor part is fed back to the main motor part, tandem control of the main motor part and the auxiliary motor part It may further include; a processing unit that performs resonance suppression in real time.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 d축 전류 제어부의 상기 저장부는 전동기 극상수, 영구자석의 자속, 전동기 고정자 권선의 저항, 전동기 고정자 권선의 인덕턴스, 회전자 각속도, 주모터부와 보조모터부 간에 회전자 위치 오차, 및 저역필터에 관한 정보를 저장하는 기본데이터 저장부; 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 병렬운전시에 생성되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 위치, 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 저장하는 피드백 데이터 저장부; 및 상기 측정부, 상기 선택부, 및 상기 산출부의 결과를 실시간으로 저장하는 실시간 데이터 저장부;를 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the storage unit of the d-axis current control unit of the resonance suppression control system of the machine tool is the motor pole constant, the magnetic flux of the permanent magnet, the resistance of the motor stator winding , a basic data storage unit for storing information about the inductance of the stator winding of the motor, the rotor angular velocity, the rotor position error between the main motor unit and the auxiliary motor unit, and the low-pass filter; a feedback data storage unit for storing feedback information on positions, speeds, d-axis currents, and q-axis currents of the main motor unit and the auxiliary motor unit generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit; and a real-time data storage unit configured to store the results of the measurement unit, the selection unit, and the calculation unit in real time.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 d축 전류 제어부의 상기 산출부는 상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 보조모터부의 d축 전류값, 상기 선택부의 선택결과, 및 상기 저장부에 저장된 정보에 의해 상기 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 계산하는 직류오프셋 성분 계산부; 상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 보조모터부의 d축 전류값, 상기 선택부의 선택결과, 상기 저장부에 저장된 정보, 및 상기 직류오프셋 성분 계산부의 계산값에 의해 상기 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산하는 맥동성분 계산부; 및 상기 선택부의 선택결과, 상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 주모터부의 d축 전류값, 상기 저장부에 저장된 정보, 상기 직류오프셋 성분 계산부의 계산값, 및 상기 맥동성분 계산부의 계산값에 의해 상기 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산하는 d축 피드백 전류 계산부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the calculation unit of the d-axis current control unit of the resonance suppression control system of the machine tool is the d-axis of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit. a DC offset component calculating unit for calculating a d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit based on a current value, a selection result of the selection unit, and information stored in the storage unit; The d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit by the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit, the selection result of the selection unit, information stored in the storage unit, and the calculated value of the DC offset component calculation unit a pulsation component calculation unit to calculate; and the selection result of the selection unit, the d-axis current value of the main motor unit converted by the coordinate conversion unit, the information stored in the storage unit, the calculated value of the DC offset component calculation unit, and the calculated value of the pulsation component calculation unit. and a d-axis feedback current calculator for calculating the d-axis feedback current of the main motor unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 d축 전류 제어부의 상기 직류오프셋 성분 계산부는 상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 보조모터부의 d축 전류값을 저역필터로 필터링을 통해 상기 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 추출하고 계산할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the DC offset component calculation unit of the d-axis current control unit of the resonance suppression control system of the machine tool is the auxiliary motor converted by the coordinate conversion unit By filtering the negative d-axis current value with a low-pass filter, the d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit may be extracted and calculated.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 상기 d축 전류 제어부는 상기 d축 피드백 전류 계산부를 통해 상기 주모터부에 실시간으로 피드백되는 상기 주모터부의 d축 피드백 전류를 0으로 제어하여 상기 보조모터부의 맥동저감을 통한 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 탠댐제어에 의해 공진억제를 수행할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention, the d-axis current control unit of the resonance suppression control system of the machine tool is fed back to the main motor unit in real time through the d-axis feedback current calculation unit By controlling the d-axis feedback current of the main motor unit to 0, resonance suppression may be performed by tandem control of the main motor unit and the auxiliary motor unit through pulsation reduction of the auxiliary motor unit.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어방법은 서로 병렬로 연결되는 주모터부와 보조모터부를 구비하는 서보모터부를 서보드라이브로 탠덤제어하기 위한 기본데이터 정보를 저장하는 단계; 수치제어부 또는 주조작부와의 통신을 통해 PLC에서 제어명령을 수행하는 단계; 상기 PLC로부터 전달된 제어명령을 상기 서보드라이브에서 수행하는 단계; 상기 서보드라이브의 신호에 따라 전력변환부가 서보모터부에 전류를 인가하는 단계; 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 병렬운전시에 생성되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 위치, 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 저장하는 단계; 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 전류를 측정하는 단계; 측정된 전류값을 d-q 좌표로 변환하는 단계; 변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 변동되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부를 선택하는 단계; 상기 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 계산하는 단계; 상기 직류오프셋 성분 계산값에 의해 상기 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산하는 단계; 변환된 주모터부의 d축 전류값, 상기 직류오프셋 성분 계산값, 및 상기 맥동성분 계산값에 의해 상기 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산하는 단계; 및 계산된 d축 피드백 전류로 상기 주모터부의 d축 전류 제어를 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 서보모터부의 운전상태에 따라 상기 주모터부와 상기 보조모터부는 실시간으로 변동되고, 상기 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 상기 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 상기 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 상기 서보모터부의 운전에 따른 공진억제를 자동으로 수행할 수 있다.In order to achieve another object of the present invention, the resonance suppression control method of a machine tool according to the present invention stores basic data information for tandem control of a servo motor unit including a main motor unit and an auxiliary motor unit connected in parallel to each other. to do; performing a control command in the PLC through communication with a numerical control unit or a main operation unit; executing the control command transmitted from the PLC in the servo drive; applying a current to the servo motor unit by the power conversion unit according to the signal of the servo drive; Storing feedback information about the position, speed, d-axis current, and q-axis current of the main motor unit and the auxiliary motor unit generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit; measuring the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit; converting the measured current value into d-q coordinates; comparing the converted d-axis current values with each other and selecting the main motor unit and the auxiliary motor unit which are changed in real time; calculating a d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit; calculating a d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit based on the DC offset component calculated value; calculating a d-axis feedback current of the main motor unit based on the converted d-axis current value of the main motor unit, the DC offset component calculated value, and the pulsation component calculated value; and performing d-axis current control of the main motor unit with the calculated d-axis feedback current, wherein the main motor unit and the auxiliary motor unit are changed in real time according to the operating state of the servo motor unit, and the auxiliary motor unit By reflecting the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time, resonance suppression according to the operation of the servo motor unit may be automatically performed.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어방법의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 공진억제 제어방법은 상기 주모터부의 d축 전류 제어를 수행하는 단계 이후에, 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 선택결과, 상기 직류오프셋 성분 계산값, 상기 맥동성분 계산값, 및 상기 d축 피드백 전류값을 실시간으로 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the resonance suppression control method of the machine tool according to the present invention, the resonance suppression control method of the machine tool after performing the d-axis current control of the main motor unit, the main motor unit and the auxiliary motor The method may further include; as a result of negative selection, storing the DC offset component calculated value, the pulsation component calculated value, and the d-axis feedback current value in real time.

본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법은 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 주모터부와 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 통해 신속하고 정확하게 자동으로 수행함에 따라 서보모터의 종류나 용량 또는 시스템의 파라미터에 관계없이 안정적으로 설정하고 운영하여 작업자의 편의를 도모하고, 최종적으로 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치와 같이 서보모터로 구동하는 장치를 제어함에 따라 제조 원가를 절감하고, 노이즈 감소에 따른 신뢰도 향상하며, 서보모터의 종류와 용량에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있어 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법의 호환성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The resonance suppression control system of a machine tool and a control method thereof according to the present invention reflect the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and change the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time, thereby changing the main motor unit and the servo As it is automatically and quickly and accurately performed through resonance suppression through tandem control according to the operation of the motor unit, regardless of the type, capacity, or system parameters of the servomotor, it is stably set and operated for the convenience of the operator. By controlling devices driven by servo motors such as tool changers or automatic pallet changers, manufacturing cost is reduced, reliability is improved by noise reduction, and can be used universally regardless of the type and capacity of servo motor. There is an effect that can increase the compatibility of the resonance suppression control system of the machine and its control method.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법은 1개의 전력부와 전력 변환부에 의해 2개의 서보 모터를 병렬운전시에 발생하는 공진을 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 불필요한 구성품을 제거하여 공작기계와 공작기계의 탠덤제어 시스템의 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the resonance suppression control system of the machine tool and the control method thereof according to the present invention is an auxiliary motor that calculates resonance generated when two servo motors are operated in parallel by one power unit and a power conversion unit in real time from the auxiliary motor unit. By changing the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time by reflecting the pulsation component of the motor unit, resonance suppression through tandem control according to the operation of the servo motor unit. This has the effect of reducing the size of the machine tool and the tandem control system of the machine tool and maximizing the space utilization.

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법은 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동하는 주모터부와 서보모터부를 실시간으로 측정부에서 측정된 전류를 d-q축 전류로 변환한후에 서로 비교하여 주모터부와 서보모터부를 선택하고, d축 전류 제어부의 산출부의 결과에 따라 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 주모터부의 d축 피드백 전류가 주모터부에 피드백된 상태에서 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 주모터부와 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 자동으로 수행함에 따라 2개의 서보모터인 주모터부와 보조모터부의 모든 속도와 위치에서 동기화된 정밀한 탠덤제어를 통해 서보모터부의 종류에 관계없이 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 시스템 응답성을 높이고 시스템의 파라미터 변동에 강인한 특성을 보유함에 따라 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치의의 서보 제어장치의 정밀도와 신뢰도를 극대화하고, 공작기계의 안정성과 가공효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the resonance suppression control system of the machine tool and the control method thereof according to the present invention are the main motor unit and the servo motor unit that change in real time according to the operating state of the servo motor unit according to the tandem control of the servo drive. is converted into d-q-axis current, compared with each other to select the main motor unit and the servo motor unit, and according to the result of the calculation unit of the d-axis current control unit, the corrected d-axis feedback current is transmitted to the main motor unit in real time, and the corrected main motor unit d As the d-axis current of the main motor is controlled while the axis feedback current is fed back to the main motor, resonance suppression is automatically performed in real time through tandem control of the main and auxiliary motors. Through precise tandem control synchronized at all speeds and positions of the motor unit, resonance suppression is performed regardless of the type of servo motor unit, and tandem control is performed in the current loop, not the speed loop, thereby improving system responsiveness and providing robustness to system parameter changes. There is an effect of maximizing the precision and reliability of the servo control device of the automatic tool changing device or the automatic pallet changing device, and increasing the stability and processing efficiency of the machine tool.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법은 1개의 전력부와 전력 변환부에 의해 2개의 서보 모터를 병렬운전시에 발생하는 공진을 서보모터의 종류와 용량에 관계없이 실시간으로 자동으로 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 작업자의 편의를 도모하고, 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the resonance suppression control system of the machine tool and the control method thereof according to the present invention can reduce the resonance generated when two servo motors are operated in parallel by one power unit and a power conversion unit regardless of the type and capacity of the servo motor. As the tandem control is automatically performed in the current loop instead of the speed loop in real time, operator convenience is promoted, and the non-working time is minimized, thereby maximizing the productivity of the machine tool.

도 1은 종래 서보모터 한대에 1대의 인버터와 1대의 서보 드라이브가 결합되는 멀티 인버터 멀티 서보 모터의 개념도를 나타낸다.
도 2는 종래 2대의 서보모터에 1대의 인버터와 1대의 서보 드라이브가 결합되어 탠덤제어가 수행되는 단일 인버터 멀티 서보 모터의 개념도를 나타낸다.
도 3은 3상 전원을 갖는 서보모터의 abc 좌표계를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 abc 좌표계를 d-q 좌표계로 좌표변환부를 통해 d-q좌표로 변환된 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템의 구성에 대한 블럭도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템의 서보드라이브의 d축 전류 제어부의 구성에 대한 블럭도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어방법의 절차도를 나타낸다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법에 의한 주모터부의 d축 전류 제어를 통한 탠덤제어에 따른 공진억제 효과를 설명하기 위한 그래프이다.1 shows a conceptual diagram of a multi-inverter multi-servo motor in which one inverter and one servo drive are coupled to one conventional servo motor.
2 is a conceptual diagram of a single inverter multi-servo motor in which tandem control is performed by combining one inverter and one servo drive with two conventional servo motors.
3 shows the abc coordinate system of a servomotor having a three-phase power supply.
FIG. 4 shows a state in which the abc coordinate system shown in FIG. 3 is converted into a dq coordinate system by a coordinate conversion unit into dq coordinates.
Figure 5 shows a block diagram of the configuration of the resonance suppression control system of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the configuration of the d-axis current control unit of the servo drive of the resonance suppression control system of the machine tool according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a resonance suppression control method of a machine tool according to an embodiment of the present invention.
8 to 9 are graphs for explaining the resonance suppression effect according to the tandem control through the d-axis current control of the main motor unit by the resonance suppression control system and the control method of the machine tool according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the drawings of the resonance suppression control system and the control method of the machine tool according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout. The sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of description.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and therefore is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

도 3은 3상 전원을 갖는 서보모터의 abc 좌표계를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 abc 좌표계를 d-q 좌표계로 좌표변환부를 통해 d-q좌표로 변환된 상태를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템의 구성에 대한 블럭도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템의 서보드라이브의 d축 전류 제어부의 구성에 대한 블럭도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어방법의 절차도를 나타낸다. 도 8 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법에 의한 주모터부의 d축 전류 제어를 통한 탠덤제어에 따른 공진억제 효과를 설명하기 위한 그래프이다.3 shows the abc coordinate system of a servomotor having a three-phase power supply, and FIG. 4 shows a state in which the abc coordinate system shown in FIG. 3 is converted into a d-q coordinate system by a coordinate conversion unit into d-q coordinates. Figure 5 shows a block diagram of the configuration of the resonance suppression control system of the machine tool according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a servo drive of the resonance suppression control system of the machine tool according to an embodiment of the present invention d A block diagram of the configuration of the axial current control unit is shown. 7 is a flowchart illustrating a resonance suppression control method of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 8 to 9 are graphs for explaining the resonance suppression effect according to the tandem control through the d-axis current control of the main motor unit by the resonance suppression control system and the control method of the machine tool according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)을 설명한다. 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)은 수치제어부(100), 주조작부(200), PLC(300), 서보드라이브(400), 서보모터부(600), 및 전력변환부(500)를 포함한다.A resonance suppression control system 1 of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 . 5 and 6, the resonance suppression control system 1 of a machine tool according to an embodiment of the present invention includes a numerical control unit 100, a main operation unit 200, a PLC 300, and a servo drive 400. ), a servo motor unit 600 , and a power conversion unit 500 .

수치제어부(100)는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있다. 즉, 수치제어부(100)에는 서보모터의 구동프로그램, 공구의 가동프로그램 등이 내장되고, 수치제어부의 구동에 따라 해당 프로그램이 자동으로 로딩되어 작동한다. 또한, 수치제어부(100)는 주조작부(200), PLC(300), 서보드라이브(400)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.The numerical control unit 100 includes a numerical control (NC) or a computerized numerical control (CNC), and various numerical control programs are built-in. That is, the numerical control unit 100 has a built-in servo motor driving program, a tool operation program, and the like, and the corresponding program is automatically loaded and operated according to the driving of the numerical control unit. In addition, the numerical control unit 100 communicates with the main operation unit 200 , the PLC 300 , and the servo drive 400 by a predetermined protocol.

또한, 수치제어부(100)는 자동공구교환장치(ATC) 또는 자동팔레트교환장치(APC)의 구동에 사용되는 서보모터부(600)의 서로 병렬로 연결되는 주모터부(M2, Master motor) 및/또는 보조모터부(M1, Slave motor)로부터 피드백 정보를 전달 받는다. 더욱 구체적으로 수치제어부(100)는 후술하는 d축 전류 제어부의 저장부의 피드백 데이터 저장부로부터 주모터부 또는 보조모터부의 위치와 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 전달받는다.In addition, the numerical control unit 100 is a main motor unit (M2, Master motor) and / Alternatively, feedback information is received from the auxiliary motor unit (M1, slave motor). More specifically, the numerical control unit 100 receives feedback information about the position and speed of the main motor unit or the auxiliary motor unit, the d-axis current, and the q-axis current from the feedback data storage unit of the storage unit of the d-axis current control unit to be described later.

주조작부(200)는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다. The main operation unit 200 includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, and displays a software switch on the display screen according to the output of the screen display program, and turns on/off the software switch. It recognizes and executes the function of issuing input/output commands for machine operation.

또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부(200)는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다. 즉, 모니터는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함하고 터치스크린 형태로 형성될 수 있다.In addition, although not necessarily limited thereto, the main operation unit 200 is provided with a monitor that is installed on the housing, case, or one side of the machine tool to display various function switches or buttons and various information. That is, the monitor is a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display (flexible display) , a three-dimensional display (3D display), and at least one of an e-ink display (e-ink display), and may be formed in the form of a touch screen.

PLC(Programmable Logic Controller, 300)는 수치제어부(100) 또는 주조작부(200)와의 소정의 프로토콜에 의한 통신을 수행하고, 이러한 통신을 통해 제어명령을 행하는 기능을 수행한다. 즉, PLC(300)는 수치제어부(100) 또는 주조작부(200)의 수치 제어 프로그램에 따른 제어 명령을 받아 작동한다. PLC (Programmable Logic Controller, 300) performs communication according to a predetermined protocol with the numerical control unit 100 or the main operation unit 200, and performs a function of executing a control command through such communication. That is, the PLC 300 operates by receiving a control command according to the numerical control program of the numerical control unit 100 or the main operation unit 200 .

또한, 수치제어부(100)나 주조작부(200)로부터 제어명령을 전달받아 이를 수행한 후에 PLC(300)는 이를 수치제어부(100)로 출력하고, 제어명령을 주조작부(200)를 통해 서보드라이브(400)에 전달한다. 필요에 따라 PLC(300)는 주조작부(200)를 통해 사용자로부터 실시간 제어명령을 서보드라이브(400)에 전달할 수도 있다.In addition, after receiving a control command from the numerical control unit 100 or the main operation unit 200 and performing it, the PLC 300 outputs it to the numerical control unit 100 , and outputs the control command to the servo drive through the main operation unit 200 . forward to (400). If necessary, the PLC 300 may transmit a real-time control command from the user to the servo drive 400 through the main operation unit 200 .

서보드라이브(400)는 PLC(300)의 제어명령을 수행한다. 즉, 서보드라이브(400)는 PLC(300)의 제어명령을 통해 후술하는 서보모터부(600)의 주모터부와 보조모터부의 구동을 제어하고, 최종적으로 주모터부와 보조모터부에 의해 구동되는 자동공구교환장치(ATC) 또는 자동팔레트교환장치(APC), 심압대, 방진구와 같은 공작기계의 다양한 부품의 구동를 제어한다. 서보드라이브(400)는 제어 결과를 접점 또는 소정의 프로토콜에 의한 통신을 통해 PLC(300)에 전달한다.The servo drive 400 performs a control command of the PLC 300 . That is, the servo drive 400 controls the driving of the main motor unit and the auxiliary motor unit of the servo motor unit 600 to be described later through the control command of the PLC 300 , and finally the automatic driven by the main motor unit and the auxiliary motor unit. It controls the operation of various parts of machine tools such as tool changer (ATC) or automatic pallet changer (APC), tailstock, and vibration isolator. The servo drive 400 transmits the control result to the PLC 300 through a contact point or communication by a predetermined protocol.

또한, 서보드라이브(400)는 자동공구교환장치(ATC) 또는 자동팔레트교환장치(APC)의 구동에 사용되는 서보모터부(600)의 주모터부(M2)와 보조모터부(M1)로부터 피드백 정보를 전달받는다. In addition, the servo drive 400 provides feedback information from the main motor unit M2 and the auxiliary motor unit M1 of the servo motor unit 600 used for driving the automatic tool changer (ATC) or the automatic pallet changer (APC). is delivered

서보모터부(600)는 서보드라이브(400)의 탠덤제어를 통해 구동한다. 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)의 서보모터부(600)는 서로 병렬로 연결되는 주모터부(M2)와 보조모터부(M1)을 구비하고, 주모터부와 보조모터부는 모두 서보모터(servo motor)로 형성된다. 또한, 주모터부와 보조모터부는 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동된다. 즉, 주모터부와 보조모터부는 특별히 지정된 것이 아니라 서보드라이브의 탠덤제어에 따라 서로 병렬로 연결되어 동기화를 통해 구동하는 주모터부와 보조모터부의 운전상태인 부하량에 따라 실시간으로 변동된다. 예를 들어 부하량이 크게 걸리는 쪽이 주모터부가 되고, 상대적으로 부하량이 적게 걸리는 쪽이 보조모터부가 되어 공진억제를 위한 탠덤제어를 수행한다.The servo motor unit 600 is driven through tandem control of the servo drive 400 . 5, the servo motor unit 600 of the resonance suppression control system 1 of the machine tool according to an embodiment of the present invention includes a main motor unit M2 and an auxiliary motor unit M1 connected in parallel to each other. With a, both the main motor unit and the auxiliary motor unit is formed of a servo motor (servo motor). In addition, the main motor unit and the auxiliary motor unit are changed in real time according to the operating state of the servo motor unit according to the tandem control of the servo drive. That is, the main motor unit and the auxiliary motor unit are not specifically designated, but are connected in parallel to each other according to the tandem control of the servo drive and are changed in real time according to the load amount, which is the operating state of the main motor unit and the auxiliary motor unit driven through synchronization. For example, a side receiving a large load becomes a main motor unit, and a side receiving a relatively small load becomes an auxiliary motor unit, and tandem control for suppressing resonance is performed.

전력변환부(500)는 서보모터부(600) 및 서보드라이브(400)와 전기적으로 연결된다. 또한, 전력변환부(500)는 서보드라이브(400)의 접점 신호에 따라 서보모터부(600)에 전류를 인가한다. 구체적으로 서보드라이브는 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 전력변환부를 통해 서보모터부에 전류를 인가하고, 이에 따라 서보모터부의 운전에 따른 공진억제를 자동으로 수행한다.The power conversion unit 500 is electrically connected to the servo motor unit 600 and the servo drive 400 . In addition, the power conversion unit 500 applies a current to the servo motor unit 600 according to the contact signal of the servo drive 400 . Specifically, the servo drive reflects the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and changes the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time to apply the current to the servo motor unit through the power conversion unit, and accordingly Resonance suppression according to the operation of the servo motor is automatically performed.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템은 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 주모터부와 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 통해 신속하고 정확하게 자동으로 수행함에 따라 서보모터의 종류나 용량 또는 시스템의 파라미터에 관계없이 안정적으로 설정하고 운영하여 작업자의 편의를 도모하고, 최종적으로 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치와 같이 서보모터로 구동하는 장치를 제어함에 따라 제조 원가를 절감하고, 노이즈 감소에 따른 신뢰도 향상하며, 서보모터의 종류와 용량에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있어 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법의 호환성을 증가할 수 있다.As such, the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention reflects the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and changes the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time, thereby changing the main motor unit and the servo motor unit. As it is automatically and quickly and accurately performed through resonance suppression through tandem control according to operation, regardless of the type, capacity, or system parameters of the servomotor, it is stably set and operated for operator convenience, and finally automatic tool exchange By controlling a device driven by a servo motor, such as a device or an automatic pallet changer, manufacturing cost is reduced, reliability is improved by noise reduction, and can be used universally regardless of the type and capacity of the servo motor. It is possible to increase the compatibility of the resonance suppression control system and its control method.

도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)의 서보드라이브(400)는 측정부(410), 좌표변환부(420), 선택부(430), 및 d축 전류 제어부(440)를 포함한다.As shown in FIG. 5 , the servo drive 400 of the resonance suppression control system 1 of the machine tool according to an embodiment of the present invention includes a measuring unit 410 , a coordinate converting unit 420 , and a selection unit 430 . , and a d-axis current control unit 440 .

도면에 도시되지는 않았지만, 공작기계의 공진억제 제어시스템의 서보드라이브(400)는 필요에 따라 컨트롤러를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 컨트롤러는 서보드라이브(400)의 내부에 설치되고, 세부적인 제어명령 해독 프로그램이나 각종 가공 프로그램, 구동 프로그램이 별도로 내장된다. 또한, 컨트롤러는 수치제어부(100), 주조작부(200), PLC(300), 서보모터부(600), 전력변환부(500)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.Although not shown in the drawings, the servo drive 400 of the resonance suppression control system of the machine tool may further include a controller if necessary. Such a controller is installed inside the servo drive 400, and a detailed control command decoding program, various processing programs, and driving programs are separately built in. In addition, the controller performs communication with the numerical control unit 100 , the main operation unit 200 , the PLC 300 , the servo motor unit 600 , and the power conversion unit 500 by a predetermined protocol.

필요에 따라 주조작부(200)는 주조작부의 제어명령을 수치제어부(100)를 거치지 않고 바로 PLC(300)를 통해 서보드라이브(400)에 전달할 수 있다. If necessary, the main operation unit 200 may directly transmit the control command of the main operation unit to the servo drive 400 through the PLC 300 without going through the numerical control unit 100 .

이처럼, 세부적인 제어명령 해독 프로그램이나 별도의 제어 프로그램이 후술하는 서보드라이브(400)의 컨트롤러에 모두 내장되어 있기 때문에 수치제어부(100)로부터 서보모터부(500)의 구동명령을 받지 않고 주조작부(200)와 PLC(300)를 통한 명령을 서보드라이브(400)가 실행하여 후술하는 서보모터부(600)를 구동할 수도 있다.As such, since the detailed control command decoding program or a separate control program are all built-in in the controller of the servo drive 400 to be described later, the main operation unit ( 200) and the servo drive 400 may execute a command through the PLC 300 to drive the servo motor unit 600, which will be described later.

따라서, 서보드라이브(400)의 컨트롤러에 의해 수치제어부(100)에서 진행하는 세부적인 제어명령을 수행할 수 있어 다른 수치제어부와 프로토콜 기능만을 프로그램하여 서보 드라이브 기능을 수행할 수 있게 됨에 따라 서보 드라이브를 통해 다양한 프로그램의 구동이 가능하여 장비의 호환성을 극대화하고, 사용자의 편의를 도모할 수 있다.Therefore, the controller of the servo drive 400 can perform detailed control commands performed by the numerical control unit 100, so that only other numerical control units and protocol functions can be programmed to perform the servo drive function. Through this, various programs can be operated, maximizing the compatibility of equipment and promoting user convenience.

측정부(410)는 주모터부와 보조모터부의 전류를 실시간으로 측정한다. 이러한 측정부는 센서 또는 수치제어부 등에서 주모터부와 보조모터부의 토크 값을 통해 역산하여 전류를 산출할 수 있다.The measuring unit 410 measures the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit in real time. Such a measurement unit may calculate the current by inversely calculating the torque value of the main motor unit and the auxiliary motor unit in a sensor or a numerical control unit.

좌표변환부(420)는 측정부에서 측정된 전류값을 d-q 좌표로 변환한다. 즉, 좌표변환부는 측정부에서 측정된 주모터부와 보조모터부의 측정된 abc좌표로 표현되는 전류값을 d-q좌표로 변환한다.The coordinate conversion unit 420 converts the current value measured by the measurement unit into d-q coordinates. That is, the coordinate conversion unit converts the current value expressed by the measured abc coordinates of the main motor unit and the auxiliary motor unit measured by the measuring unit into d-q coordinates.

상술하는 바와 같이 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템의 서보모터부의 주모터부와 보조모터부는 모두 3상 AC 모터가 사용된다. 이에 따라 3상 AC모터를 벡터제어하기 위해서 계자(자석) 자속성분과 전기자(코일) 자속성분이 90도를 유지하고, 계자(자석) 자속성분과 전기자(코일) 자속성분을 독립적으로 제어가 가능한 2가지 조건을 만족해야 한다. 도 3과 같이 3상 abc 좌표계에서는 벡터제어를 위한 2가지 조건을 만족할 수 없어 abc 좌표를 도 4와 같은 d-q좌표로 변환하여야만 벡터제어가 가능하다. 도 3에서 실선은 U상, 일점쇄선은 V상, 이점쇄선은 W상을 나타낸다. 도 4의 d-q 좌표계에서 d축 전류는 계자(자석) 자속성분에 해당하는 전류로서 벡터 제어의 기준이 되는 축을 구성하고, q축 전류는 전기자(코일) 자속성분에 해당하는 전류로 벡터 제어에서 토크를 발생하는 축이다.As described above, a three-phase AC motor is used for both the main motor unit and the auxiliary motor unit of the servo motor unit of the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention. Accordingly, in order to vector control a 3-phase AC motor, the field (magnet) magnetic flux component and the armature (coil) magnetic flux component are maintained at 90 degrees, and the field (magnet) magnetic flux component and the armature (coil) magnetic flux component can be controlled independently. Two conditions must be satisfied. As shown in FIG. 3 , two conditions for vector control cannot be satisfied in the three-phase abc coordinate system, so vector control is possible only when the abc coordinate is converted into the d-q coordinate as shown in FIG. 4 . In FIG. 3, a solid line indicates a U phase, a dashed-dotted line indicates a V phase, and a double-dashed line indicates a W phase. In the d-q coordinate system of Fig. 4, the d-axis current is a current corresponding to the field (magnet) magnetic flux component and constitutes an axis that is the basis of vector control, and the q-axis current is a current corresponding to the armature (coil) magnetic flux component and is a torque in vector control. is the axis from which

이처럼, 벡터제어를 수행할 수 있도록 abc 좌표에서의 전류를 d축 전류로 좌표변환부가 자동으로 수행하여 작업자의 편의를 도모하고, 제어시간과 비용을 감소하며, 장비의 소형화를 도모할 수 있다.In this way, the coordinate conversion unit automatically performs the current in the abc coordinates into the d-axis current so that the vector control can be performed, thereby improving operator convenience, reducing control time and cost, and reducing the size of equipment.

선택부(430)는 좌표변환부를 통해 변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 변동되는 주모터부와 보조모터부를 선정한다. 즉, 선택부(430)는 좌표변환부를 통해 변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 해당값이 0보다 크거나 같으면 M2가 주모터부가 되고 M1이 보조모터부가 되고, 이와 반대로 해당값이 0보다 작으면 M1이 주모터부가되고 M2가 보조모터부가 된다. 이에 대한 자세한 선정 원리는 후술한다. The selection unit 430 selects the main motor unit and the auxiliary motor unit which are changed in real time by comparing the d-axis current values converted through the coordinate conversion unit with each other. That is, the selection unit 430 compares the d-axis current values converted through the coordinate conversion unit with each other and when the corresponding value is greater than or equal to 0, M2 becomes the main motor part and M1 becomes the auxiliary motor part, and on the contrary, the corresponding value is greater than 0 If it is small, M1 becomes the main motor part and M2 becomes the auxiliary motor part. A detailed selection principle for this will be described later.

d축 전류 제어부(440)는 선택부의 선택결과에 따라 실시간으로 변화하는 보조모터부의 맥동성분이 반영된 주모터부에 실시간으로 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 보정하여 주모터부와 보조모터부를 탠덤제어한다.The d-axis current control unit 440 tandemly controls the main motor unit and the auxiliary motor unit by correcting in real time the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in which the pulsation component of the auxiliary motor unit that changes in real time according to the selection result of the selection unit is reflected in real time. .

이러한 좌표변환부(420), 선택부(430), d축 전류 제어부(440)는 모두 서보드라이브(400)의 내부에 설치되고, 세부적인 제어명령 해독 프로그램이나 각종 가공 프로그램, 구동 프로그램이 별도로 내장될 수 있다. The coordinate conversion unit 420, the selection unit 430, and the d-axis current control unit 440 are all installed inside the servo drive 400, and a detailed control command decoding program, various processing programs, and driving programs are separately built-in. can be

또한, 측정부(410), 좌표변환부(420), 선택부(430), d축 전류 제어부(440)는 수치제어부(100), 주조작부(200), PLC(300), 서보모터부(600), 전력변환부(500)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행할 수 있다.In addition, the measurement unit 410, the coordinate conversion unit 420, the selection unit 430, and the d-axis current control unit 440 are the numerical control unit 100, the main operation unit 200, the PLC 300, the servo motor unit ( 600), it is possible to perform communication with the power conversion unit 500 by a predetermined protocol.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템은 1개의 전력부와 전력 변환부에 의해 2개의 서보 모터를 병렬운전시에 발생하는 공진을 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 불필요한 구성품을 제거하여 공작기계와 공작기계의 탠덤제어 시스템의 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화할 수 있다.Therefore, the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention is a pulsation component of the auxiliary motor unit that is calculated in real time from the auxiliary motor unit resonance generated when two servo motors are operated in parallel by one power unit and a power conversion unit By changing the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time by reflecting and the tandem control system of machine tools can be miniaturized and the space utilization can be maximized.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)의 서보드리이브(400)의 d축 전류 제어부(440)는 저장부(441), 산출부(442), 및 처리부(443)를 포함한다.5 and 6, the d-axis current control unit 440 of the servo drive 400 of the resonance suppression control system 1 of the machine tool according to an embodiment of the present invention is a storage unit 441, the calculation a unit 442 , and a processing unit 443 .

저장부(441)는 주모터부와 보조모터부의 병렬운전시에 발생하는 공진을 억제하기 위한 탠덤제어를 위한 정보를 저장한다. 이러한 저장부(441)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 저장부의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)일 수도 있다. 저장부에 주모터부와 보조모터부의 병렬운전시에 발생하는 공진을 억제하기 위한 탠덤제어를 위한 정보를 저장하는 작업은 작업자가 수치제어부 또는 주조작부를 통해 수행할 수 있고, 프로그램 형태로 PLC 또는 입력부를 통해 저장할 수도 있다.The storage unit 441 stores information for tandem control for suppressing resonance generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit. The storage unit 441 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, and the like, and may be web storage that performs a storage function of the storage unit on the Internet. The operation of storing information for tandem control to suppress resonance occurring during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit in the storage unit can be performed by the operator through the numerical control unit or the main operation unit, and is input to PLC or input in the form of a program. You can also save it through wealth.

산출부(442)는 선택부의 선택결과 및 저장부에 저장된 정보를 통해 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 산출한다.The calculation unit 442 calculates the d-axis feedback current fed back to the main motor unit through the selection result of the selection unit and the information stored in the storage unit.

처리부(443)는 선택부 및 산출부의 결과에 따라 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 주모터부의 d축 피드백 전류가 주모터부에 피드백된 상태에서 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 주모터부와 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 수행한다.The processing unit 443 transmits the corrected d-axis feedback current to the main motor unit in real time according to the results of the selection unit and the calculation unit, and in a state in which the corrected d-axis feedback current of the main motor unit is fed back to the main motor unit, the d-axis of the main motor unit As the current is controlled, resonance suppression is performed in real time through tandem control of the main motor unit and the auxiliary motor unit.

이러한, 저장부(441), 산출부(442), 및 처리부(443)는 d축 전류 제어부(440)의 내부에 설치되고, 세부적인 제어명령 해독 프로그램이나 각종 가공 프로그램, 구동 프로그램이 별도로 내장될 수 있다. The storage unit 441, the calculation unit 442, and the processing unit 443 are installed inside the d-axis current control unit 440, and a detailed control command decoding program, various processing programs, and driving programs are separately built in. can

또한, 저장부(441), 산출부(442), 및 처리부(443)는 수치제어부(100), 주조작부(200), PLC(300), 서보모터부(600), 전력변환부(500), 측정부(410), 좌표변환부(420), 및 선택부(430)와 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행할 수 있다.In addition, the storage unit 441 , the calculation unit 442 , and the processing unit 443 are the numerical control unit 100 , the main operation unit 200 , the PLC 300 , the servo motor unit 600 , and the power conversion unit 500 . , the measurement unit 410 , the coordinate transformation unit 420 , and the selection unit 430 may communicate with each other by a predetermined protocol.

도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)의 서보드리이브(400)의 d축 전류 제어부(440)의 저장부(441)는 기본데이터 저장부(4411), 피드백 데이터 저장부(4412), 및 실시간 데이터 저장부(4413)를 포함한다.6, the storage unit 441 of the d-axis current control unit 440 of the servo drive 400 of the resonance suppression control system 1 of the machine tool according to an embodiment of the present invention is a basic data storage unit 4411 , a feedback data storage unit 4412 , and a real-time data storage unit 4413 .

기본데이터 저장부(4411)는 전동기 극상수, 영구자석의 자속, 전동기 고정자 권선의 저항, 전동기 고정자 권선의 인덕턴스, 회전자 각속도, 주모터부와 보조모터부 간에 회전자 위치 오차, 및 저역필터에 관한 정보를 저장한다. 기본데이터 저장은 작업자가 수치제어부(100) 또는 주조작부(200)를 통해 수행할 수 있고, 프로그램 형태로 PLC(300)에 저장할 수도 있다.The basic data storage unit 4411 relates to the motor pole constant, the magnetic flux of the permanent magnet, the resistance of the motor stator winding, the inductance of the motor stator winding, the rotor angular velocity, the rotor position error between the main motor unit and the auxiliary motor unit, and the low-pass filter Save the information. The basic data storage may be performed by the operator through the numerical control unit 100 or the main operation unit 200, and may be stored in the PLC 300 in the form of a program.

피드백 데이터 저장부(4412)는 주모터부와 보조모터부의 병렬운전시에 생성되는 주모터부와 보조모터부의 위치, 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 저장한다.The feedback data storage unit 4412 stores feedback information about positions, speeds, d-axis currents, and q-axis currents of the main and auxiliary motors generated during parallel operation of the main and auxiliary motors.

실시간 데이터 저장부(4413)는 측정부, 선택부, 및 산출부의 결과를 실시간으로 저장한다. 실시간 데이터 저장부(4413)는 측정부, 선택부, 및 산출부, 전력 변환부, 피드백 데이터 저장부, 서보모터부, 수치제어부, 주조작부, 및 PLC와 전기적으로 연결되어 소정의 프로토콜에 의해 통신을 수행할 수 있다.The real-time data storage unit 4413 stores the results of the measurement unit, the selection unit, and the calculation unit in real time. The real-time data storage unit 4413 is electrically connected to the measurement unit, the selection unit, and the calculation unit, the power conversion unit, the feedback data storage unit, the servo motor unit, the numerical control unit, the main operation unit, and the PLC and communicates by a predetermined protocol. can be performed.

도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)의 서보드리이브(400)의 d축 전류 제어부(440)의 산출부(442)는 직류오프셋 성분 계산부(4421), 맥동성분 계산부(4422), 및 d축 피드백 전류 계산부(4423)를 포함한다.6, the calculation unit 442 of the d-axis current control unit 440 of the servo drive 400 of the resonance suppression control system 1 of the machine tool according to an embodiment of the present invention calculates the DC offset component It includes a unit 4421 , a pulsation component calculation unit 4422 , and a d-axis feedback current calculation unit 4423 .

직류오프셋 성분 계산부(4421)는 좌표변환부에 의해 변환된 보조모터부의 d축 전류값, 선택부의 선택결과, 및 저장부에 저장된 정보에 의해 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 계산한다.The DC offset component calculation unit 4421 calculates the d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit based on the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit, the selection result of the selection unit, and information stored in the storage unit.

맥동성분 계산부(4422)는 좌표변환부에 의해 변환된 보조모터부의 d축 전류값, 선택부의 선택결과, 저장부에 저장된 정보, 및 직류오프셋 성분 계산부의 계산값에 의해 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산한다.The pulsation component calculation unit 4422 is the d-axis pulsation of the auxiliary motor unit by the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit, the selection result of the selection unit, information stored in the storage unit, and the calculated value of the DC offset component calculation unit Calculate the ingredients.

d축 피드백 전류 계산부(4423)는 선택부의 선택결과, 좌표변환부에 의해 변환된 주모터부의 d축 전류값, 저장부에 저장된 정보, 직류오프셋 성분 계산부의 계산값, 및 맥동성분 계산부의 계산값에 의해 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산한다.The d-axis feedback current calculation unit 4423 calculates the selection result of the selection unit, the d-axis current value of the main motor unit converted by the coordinate conversion unit, information stored in the storage unit, the calculated value of the DC offset component calculation unit, and the calculation of the pulsation component calculation unit Calculate the d-axis feedback current of the main motor part by the value.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템은 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동하는 주모터부와 서보모터부를 실시간으로 측정부에서 측정된 전류를 d-q축 전류로 변환한후에 서로 비교하여 주모터부와 서보모터부를 선택하고, d축 전류 제어부의 산출부의 결과에 따라 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 주모터부의 d축 피드백 전류가 주모터부에 피드백된 상태에서 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 주모터부와 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 자동으로 수행함에 따라 2개의 서보모터인 주모터부와 보조모터부의 모든 속도와 위치에서 동기화된 정밀한 탠덤제어를 통해 서보모터부의 종류에 관계없이 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 시스템 응답성을 높이고 시스템의 파라미터 변동에 강인한 특성을 보유함에 따라 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치의의 서보 제어장치의 정밀도와 신뢰도를 극대화하고, 공작기계의 안정성과 가공효율을 증가시키고, 작업자의 편의를 도모하고, 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 극대화할 수 있다.Therefore, the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention converts the current measured by the measurement unit in real time to the main motor unit and the servo motor unit, which vary in real time according to the operating state of the servo motor unit according to the tandem control of the servo drive, to the d-q axis current. After conversion to , the main motor unit and the servo motor unit are selected by comparing each other, and according to the result of the calculation unit of the d-axis current control unit, the corrected d-axis feedback current is transmitted to the main motor unit in real time, and the corrected d-axis feedback current of the main motor unit is As the d-axis current of the main motor is controlled in the state that is fed back to the main motor, resonance suppression is automatically performed in real time through tandem control of the main and auxiliary motors, so all speeds of the two servomotors, the main and auxiliary motors, are Resonance suppression regardless of the type of servo motor unit through precise tandem control synchronized from Maximizes the precision and reliability of the servo control device of the tool changer or automatic pallet changer, increases the stability and processing efficiency of the machine tool, promotes operator convenience, and minimizes the non-working time to increase the productivity of the machine tool. can be maximized.

도 3 내지 도 6 및 도 8 내지 도 9를 참조하여 서보드라이브의 탠덤제어 원리를 설명한다.A tandem control principle of the servo drive will be described with reference to FIGS. 3 to 6 and 8 to 9 .

주모터부의 토크제어시에는 q축 전류의 영향만을 받는다. 즉, 수학식 1과 같이 주모터의 토크제어시에는 d축 전류는 영향이 없고 q축 전류의 영향만을 받는다.When controlling the torque of the main motor, only the q-axis current is affected. That is, as shown in Equation 1, during torque control of the main motor, the d-axis current is not affected and only the q-axis current is affected.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 보조모터부의 토크제어시에는 주모터의 d축 전류와 q축 전류 모두에 영향을 받는다. 즉, 수학식 2와 같이 보조모터부의 토크제어시에는 주모터의 d축 전류와 q축 전류 모두에 영향을 받는다.In addition, the torque control of the auxiliary motor is affected by both the d-axis current and the q-axis current of the main motor. That is, as shown in Equation 2, during torque control of the auxiliary motor unit, it is affected by both the d-axis current and the q-axis current of the main motor.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법에서 주모터부에 피드백되는 d축 전류(id f)에 보조모터부의 d축 전류중에서 직류오프셋 성분이 제거된 상태의 맥동성분이 반영되어 제어되고, 이러한 보조모터부의 맥동성분은 주모터부의 토크제어와 무관하기 때문에 주모터부에 토크에 대해 영향이 없이 탠덤제어를 통한 공진억제 제어만을 수행할 수 있다.In the resonance suppression control system and control method of a machine tool according to the present invention, the pulsation component of the state in which the DC offset component is removed from the d-axis current of the auxiliary motor unit is reflected in the d-axis current (i d f ) fed back to the main motor unit. control, and since the pulsation component of the auxiliary motor is independent of the torque control of the main motor, only the resonance suppression control through the tandem control can be performed without affecting the torque of the main motor.

상술한 바와 같이 주모터부와 보조모터부의 전류를 측정부를 통해 측정한다. 즉, 측정부를 통해 측정된 주모터부와 보조모터부의 전류는 abc 좌표에서의 전류값이된다.As described above, the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit is measured through the measuring unit. That is, the currents of the main motor unit and the auxiliary motor unit measured through the measurement unit become current values in the abc coordinates.

이후, 좌표변환부를 통해 abc좌표에서의 주모터부와 보조모터부의 전류값을 d-q 좌표로 변환한다. 이후 d축 전류값이 선택부와 d축 전류 제어부로 전달된다.Thereafter, the current values of the main motor unit and the auxiliary motor unit in the abc coordinates are converted into d-q coordinates through the coordinate conversion unit. Thereafter, the d-axis current value is transmitted to the selection unit and the d-axis current control unit.

선택부는 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변화하는 주모터부와 보조모터부를 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 선정한다. The selection unit compares the d-axis current values of the main motor unit and the auxiliary motor unit, which change in real time according to the operating state of the servo motor unit, in real time and selects them in real time.

즉, 선택부는 수학식 3에 의해 d축 전류값을 서로 비교분석하여 수학식 3의 결과값(K)이 0보다 크거나 같으면 M2가 주모터부로 선정되고 M1이 보조모터부로 선정된다.(K ≥0) That is, the selection unit compares and analyzes the d-axis current values by Equation 3, and when the result value (K) of Equation 3 is greater than or equal to 0, M2 is selected as the main motor unit and M1 is selected as the auxiliary motor unit. (K ≥0)

이와 반대로 수학식 3의 결과값이 0보다 작으면 M1이 주모터부로 선정되고 M2가 보조모터부로 선정된다.(K < 0)Conversely, if the result of Equation 3 is less than 0, M1 is selected as the main motor unit and M2 is selected as the auxiliary motor unit. (K < 0)

[수학식 3] [Equation 3]

K =

Figure pat00003
K =
Figure pat00003

이후, 직류오프셋 성분 계산부는 좌표변환부에 의해 변환된 보조모터부의 d축 전류값, 선택부의 주모터부와 보조모터부의 선택결과, 및 저장부에 저장된 정보에 의해 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 계산한다. 즉, 직류오프셋 성분 계산부는 좌표변환부에 의해 변환된 보조모터부의 d축 전류값을 저역필터(low pass filter)로 필터링을 통해 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 추출하여 수학식 4로 계산한다.Thereafter, the DC offset component calculation unit calculates the d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit by the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit, the selection result of the main motor unit and the auxiliary motor unit of the selection unit, and the information stored in the storage unit. Calculate. That is, the DC offset component calculating unit extracts the d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit through filtering the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit with a low pass filter and calculates it by Equation 4 .

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

이후, 맥동성분 계산부에서 좌표변환부에 의해 변환된 보조모터부의 d축 전류값, 선택부의 주모터부와 보조모터부의 선택결과, 저장부에 저장된 정보, 및 직류오프셋 성분 계산부의 계산값에 의해 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산한다. 즉, 맥동성분 계산부는 수학식 5로 보조모터부의 d축 전류에서 d축 직류오프셋 성분을 차감하여 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산한다.Then, the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit in the pulsation component calculation unit, the selection result of the main motor unit and the auxiliary motor unit of the selection unit, information stored in the storage unit, and the calculated value of the DC offset component calculation unit Calculate the d-axis pulsation component of the motor. That is, the pulsation component calculating unit calculates the d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit by subtracting the d-axis DC offset component from the d-axis current of the auxiliary motor unit by Equation 5.

[수학식 5][Equation 5]

iac d_mn = id_mn -

Figure pat00005
i ac d_mn = i d_mn -
Figure pat00005

이후 d축 피드백 전류 계산부에서 선택부의 주모터부와 보조모터부의 선택결과, 좌표변환부에 의해 변환된 주모터부의 d축 전류값, 저장부에 저장된 정보, 직류오프셋 성분 계산부의 계산값, 및 맥동성분 계산부의 계산값에 의해 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산한다. 즉, d축 피드백 전류 계산부는 수학식 5로 보조모터부의 d축 전류중에서 맥동성분만을 반영하여 도출한다.After that, in the d-axis feedback current calculation unit, the selection result of the main motor unit and the auxiliary motor unit of the selection unit, the d-axis current value of the main motor unit converted by the coordinate conversion unit, information stored in the storage unit, the calculated value of the DC offset component calculation unit, and pulsation The d-axis feedback current of the main motor unit is calculated by the calculated value of the component calculation unit. That is, the d-axis feedback current calculation unit reflects and derives only the pulsation component from the d-axis current of the auxiliary motor unit by Equation (5).

[수학식 6][Equation 6]

id f = id_m2 + iac d_mn i d f = i d_m2 + i ac d_mn

구체적으로 선택부에서 M2가 주모터부로 선정되고 M1이 보조모터부로 선정될 때에 주모터부의 d축 피드백 전류(id f)는 수학식 7로 도출되고, 반대로 선택부에서 M1이 주모터부로 선정되고 M2가 보조모터부로 선정될 때에 주모터부의 d축 피드백 전류(id f)는 수학식 8로 도출된다.Specifically, when M2 is selected as the main motor unit in the selection unit and M1 is selected as the auxiliary motor unit, the d-axis feedback current (i d f) of the main motor unit is derived from Equation 7, and on the contrary, M1 is selected as the main motor unit in the selection unit and when M2 is selected as the auxiliary motor unit, the d-axis feedback current (i d f) of the main motor unit is derived from Equation 8.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00006
Figure pat00006

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00007
Figure pat00007

상술한 수학식 1 내지 8에 각 인자는 하기와 같다.Each factor in Equations 1 to 8 described above is as follows.

Pf : 전동기 극상수P f : motor extreme constant

φf : 영구자석의 자속φ f : magnetic flux of permanent magnet

Rs : 전동기 고정자 권선의 저항R s : resistance of the motor stator winding

Ls : 전동기 고정자 권선의 인덕턴스L s : inductance of the stator windings of the motor

ωr : 회전자 각속도ω r : angular velocity of the rotor

ωc : 저주파 통과 필터의 차단 주파수ω c : cutoff frequency of the low-pass filter

△θ : 주모터부와 보조모터부 간 회전자 위치 오차Δθ : Rotor position error between the main motor unit and the auxiliary motor unit

id_m2 : 주모터부의 d축 전류i d_m2 : d-axis current of main motor part

id_m1 : 보조모터부의 d축 전류i d_m1 : d-axis current of auxiliary motor

Figure pat00008
: d축 전류 직류오프셋 성분
Figure pat00008
: d-axis current DC offset component

iac d_mn : d축 전류 맥동성분i ac d_mn : d-axis current pulsation component

S :

Figure pat00009
(
Figure pat00010
는 실수,
Figure pat00011
는 허수 즉 s는 주파수 공간에서의 크기와 위상을 나타내는 인자이다.)S:
Figure pat00009
(
Figure pat00010
is a mistake,
Figure pat00011
is an imaginary number, that is, s is a factor representing magnitude and phase in frequency space.)

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템은 1개의 전력부와 전력 변환부에 의해 2개의 서보 모터를 병렬운전시에 발생하는 공진을 서보모터의 종류와 용량에 관계없이 실시간으로 자동으로 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 작업자의 편의를 도모하고, 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 극대화할 수 있다.In this way, the resonance suppression control system of the machine tool according to the present invention automatically generates the resonance generated when two servo motors are operated in parallel by one power unit and a power conversion unit in real time regardless of the type and capacity of the servo motor. By performing tandem control in the current loop rather than the speed loop, operator convenience is promoted and the productivity of the machine tool can be maximized by minimizing the non-working time.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어시스템(1)은 입력부와 표시부를 더 포함할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the resonance suppression control system 1 of the machine tool according to an embodiment of the present invention may further include an input unit and a display unit.

입력부는 조작반 또는 주조작부 등에 스위치 또는 터치 버튼 등의 형태로 설치되어 서보 모터부의 병렬운전시에 실시간으로 공진억제 제어를 수행하거나 수행하지 않도록 작업자가 임의로 선택할 수 있는 기능을 수행한다.The input unit is installed in the form of a switch or a touch button on the operation panel or the main operation unit, etc., and performs a function that the operator can arbitrarily select so as to perform or not perform the resonance suppression control in real time during parallel operation of the servo motor unit.

즉, 입력부에서 공작기계의 공진억제 제어시스템의 서보모터부의 주모터부와 보조모터부의 병렬운전시에 d축 전류 제어부의 기능을 선택하지 않는 경우 공작기계의 공진억제 제어 기능이 작동하지 않게 된다. That is, if the function of the d-axis current control unit is not selected during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit of the servo motor unit of the resonance suppression control system of the machine tool at the input unit, the resonance suppression control function of the machine tool does not work.

표시부는 측정부, 좌표변환부, 선택부, 피드백 데이터, 실시간 데이터, 직류오프셋 성분 계산값, 맥동성분 계산값, d축 피드백 전류 계산값을 모니터 등에 표시하여 작업자가 육안으로 실시간으로 서보 모터부의 2대의 서보모터의 병렬운전시에 공진억제 유무와 제어 상태를 확인할 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 표시부는 주조작부 또는 수치제어부에 LCD, LED, PDP 모니터 등으로 구성될 수 있다.The display unit displays the measurement unit, coordinate conversion unit, selection unit, feedback data, real-time data, DC offset component calculation value, pulsation component calculation value, and d-axis feedback current calculation value on a monitor, etc. In parallel operation of two servomotors, the presence or absence of resonance suppression and control status can be checked. Although not necessarily limited thereto, the display unit may be composed of an LCD, LED, PDP monitor, etc. in the main operation unit or the numerical control unit.

도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 공진억제 제어방법은 기본데이터 저장 단계(S1), PLC 수행 단계(S2), 서보드라이브 수행 단계(S3), 전력변환부의 전류 인가 단계(S4), 피드백 정보 저장 단계(S5), 전류 측정 단계(S6), 좌표변환 단계(S7), 선택 단계(S8), d축 직류오프셋 성분 계산 단계(S9), d축 맥동성분 계산 단계(S10), d축 피드백 전류 계산 단계(S11), 처리 단계(S12), 실시간 데이터 저장 단계(S13)를 포함한다. 각 단계에서 구체적으로 시스템이나 장치의 수행이나 내용은 본 발명의 명세서의 공작기계의 탠덤제어 시스템과 동일하여 이하에서는 도 3 내지 도 4 및 도 7을 참조하여 공작기계의 탠덤제어 시스템의 제어방법의 특이점을 중점으로 설명한다.As shown in Figure 7, the resonance suppression control method of the machine tool according to an embodiment of the present invention is a basic data storage step (S1), PLC execution step (S2), servo drive execution step (S3), the current of the power conversion unit Application step (S4), feedback information storage step (S5), current measurement step (S6), coordinate conversion step (S7), selection step (S8), d-axis DC offset component calculation step (S9), d-axis pulsation component calculation It includes a step S10, a d-axis feedback current calculation step S11, a processing step S12, and a real-time data storage step S13. In each step, the performance or content of the system or device in detail is the same as the tandem control system of the machine tool of the specification of the present invention. We focus on the singularities.

서로 병렬로 연결되는 주모터부와 보조모터부를 구비하는 서보모터부를 서보드라이브로 탠덤제어하기 위한 기본데이터 정보를 기본데이터 저장부(4411)에 저장한다. 구체적으로 전동기 극상수, 영구자석의 자속, 전동기 고정자 권선의 저항, 전동기 고정자 권선의 인덕턴스, 회전자 각속도, 주모터부와 보조모터부 간에 회전자 위치 오차, 및 저역필터에 관한 정보를 작업자가 수치제어(100) 또는 주조작부(200)를 통해 수행할 수 있고, 프로그램 형태로 PLC(300)에 저장한다.Basic data information for tandem control of the servo motor unit including the main motor unit and the auxiliary motor unit connected in parallel to each other with the servo drive is stored in the basic data storage unit 4411 . Specifically, the operator numerically controls the motor pole constant, the magnetic flux of the permanent magnet, the resistance of the motor stator winding, the inductance of the motor stator winding, the rotor angular velocity, the rotor position error between the main and auxiliary motor units, and the low-pass filter. (100) or it can be performed through the main operation unit 200, and stored in the PLC 300 in the form of a program.

기본데이터 저장 단계(S1) 이후에, 수치제어부 또는 주조작부와의 통신을 통해 PLC에서 제어명령을 수행한다.After the basic data storage step (S1), a control command is executed in the PLC through communication with the numerical control unit or the main operation unit.

PLC 수행 단계(S2) 이후에, PLC로부터 전달된 제어명령을 서보드라이브에서 수행한다.After the PLC execution step (S2), the servo drive executes the control command transmitted from the PLC.

서보드라이브 수행 단계(S3) 이후에, 서보드라이브의 신호에 따라 전력변환부가 서보모터부에 전류를 인가한다.After the servo drive performing step (S3), the power conversion unit applies a current to the servo motor unit according to the signal of the servo drive.

전력변환부의 전류 인가 단계(S4) 이후에, 주모터부와 보조모터부의 병렬운전시에 생성되는 주모터부와 보조모터부의 위치, 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 피드백 데이터 저장부(4412)에 저장한다.After the current application step (S4) of the power conversion unit, feedback information about the position, speed, d-axis current, and q-axis current of the main motor unit and the auxiliary motor unit generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit is stored in the feedback data storage unit Save to (4412).

피드백 정보 저장 단계(S5) 이후에, 주모터부와 보조모터부의 전류를 측정부에서 측정한다.After the feedback information storage step (S5), the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit is measured by the measuring unit.

전류 측정 단계(S6) 이후에, 측정된 abc 좌표 전류값을 d-q 좌표로 좌표변환부에서 변환한다.After the current measurement step (S6), the measured abc coordinate current value is converted into d-q coordinates by the coordinate conversion unit.

좌표변환 단계(S7) 이후에, 변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 변동되는 주모터부와 보조모터부를 수학식 3을 통해 자동으로 선정하여 선택한다.After the coordinate conversion step (S7), the converted d-axis current value is compared with each other and the main motor unit and the auxiliary motor unit which are changed in real time are automatically selected and selected through Equation (3).

선택 단계(S8) 이후에, 보조모터부로 선택된 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 직류오프셋 성분 계산부에서 수학식 4를 통해 추출한다.After the selection step (S8), the d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit selected as the auxiliary motor unit is extracted by the DC offset component calculation unit through Equation (4).

d축 직류오프셋 성분 계산 단계(S9) 이후에, 직류오프셋 성분 계산값에 의해 보조모터부의 d축 맥동성분을 맥동성분 계산부에서 수학식 5를 통해 도출한다.After the d-axis DC offset component calculation step (S9), the d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit is derived from the pulsation component calculation unit through Equation 5 by the DC offset component calculated value.

d축 맥동성분 계산 단계(S10) 이후에, 변환된 주모터부의 d축 전류값, 보조모터부의 직류오프셋 성분 계산값, 및 보조모터부의 맥동성분 계산값에 의해 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산한다. 즉, d축 피드백 전류 계산부에서 수학식 6을 통해 보조모터부의 맥동성분이 반영된 상태의 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 계산한다. 만약, 선택부의 선택결과에 따라 주모터부가 M2로 선정되고, 보조모터부가 M1으로 선정되는 경우에는 수학식 7에 의해 주모터부의 d축 피드백 전류가 도출되고, 선택결과에 따라 주모터부가 M1으로 선정되고, 보조모터부가 M2로 선정되는 경우에는 수학식 8에 의해 주모터부의 d축 피드백 전류가 도출된다.After the d-axis pulsation component calculation step (S10), the d-axis feedback current of the main motor unit is calculated by the converted d-axis current value of the main motor unit, the DC offset component calculated value of the auxiliary motor unit, and the pulsation component calculated value of the auxiliary motor unit do. That is, the d-axis feedback current calculation unit calculates the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in a state in which the pulsation component of the auxiliary motor unit is reflected through Equation (6). If, according to the selection result of the selection part, the main motor part is selected as M2 and the auxiliary motor part is selected as M1, the d-axis feedback current of the main motor part is derived by Equation 7, and the main motor part is selected as M1 according to the selection result. is selected, and when the auxiliary motor unit is selected as M2, the d-axis feedback current of the main motor unit is derived by Equation (8).

d축 피드백 전류 계산 단계(S11) 이후에, 계산된 d축 피드백 전류로 주모터부의 d축 전류 제어를 처리부를 통해 수행한다. After the d-axis feedback current calculation step (S11), the d-axis current control of the main motor unit is performed through the processing unit with the calculated d-axis feedback current.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어방법은 서보모터부의 운전상태에 따라 주모터부와 보조모터부는 실시간으로 변동되고, 실시간으로 변동되는 주모터부와 보조모터부의 전류를 측정부에서 측정하고, 이를 좌표변환부에서 d-q 좌표로 변환한 후에 선택부에서 주모터부와 보조모터부를 실시간으로 선택한 후에, 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 서보모터부의 운전에 따른 공진억제를 자동으로 수행한다.As such, in the resonance suppression control method of the machine tool according to the present invention, the main motor part and the auxiliary motor part are changed in real time according to the operating state of the servo motor part, and the current of the main motor part and the auxiliary motor part which is changed in real time is measured by the measuring part, After this is converted into d-q coordinates in the coordinate conversion unit, the main motor unit and the auxiliary motor unit are selected in the selection unit in real time, and the d-axis feedback current fed back to the main motor unit by reflecting the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit is changed in real time to automatically suppress resonance according to the operation of the servo motor unit.

처리 단계(S12) 이후에, 주모터부와 보조모터부의 선택부의 선택결과, 보조모터부의 직류오프셋 성분 계산값, 보조모터부의 맥동성분 계산값, 및 주모터부의 d축 피드백 전류값을 실시간으로 실시간 데이터 저장부에 저장한다.After the processing step (S12), the selection result of the selection of the main motor unit and the auxiliary motor unit, the calculated value of the DC offset component of the auxiliary motor unit, the calculated value of the pulsation component of the auxiliary motor unit, and the d-axis feedback current value of the main motor unit are real-time data save to storage

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어방법은 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 주모터부와 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 통해 신속하고 정확하게 자동으로 수행함에 따라 서보모터의 종류나 용량 또는 시스템의 파라미터에 관계없이 안정적으로 설정하고 운영하여 작업자의 편의를 도모하고, 최종적으로 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치와 같이 서보모터로 구동하는 장치를 제어함에 따라 제조 원가를 절감하고, 노이즈 감소에 따른 신뢰도 향상하며, 서보모터의 종류와 용량에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있어 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법의 호환성을 증가할 수 있다.Therefore, the resonance suppression control method of the machine tool according to the present invention reflects the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and changes the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time, thereby changing the main motor unit and the servo motor unit. As it is automatically and quickly and accurately performed through resonance suppression through tandem control according to operation, it is set and operated stably regardless of the type, capacity or system parameters of the servomotor to promote operator convenience and finally automatic tool replacement By controlling a device driven by a servo motor, such as a device or an automatic pallet changer, manufacturing cost is reduced, reliability is improved by noise reduction, and can be used universally regardless of the type and capacity of the servo motor. It is possible to increase the compatibility of the resonance suppression control system and its control method.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어방법은 1개의 전력부와 전력 변환부에 의해 2개의 서보 모터를 병렬운전시에 발생하는 공진을 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 불필요한 구성품을 제거하여 공작기계와 공작기계의 탠덤제어 시스템의 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화할 수 있다.In addition, the resonance suppression control method of the machine tool according to the present invention is a pulsation component of the auxiliary motor unit that is calculated in real time from the auxiliary motor unit resonance generated when two servo motors are operated in parallel by one power unit and a power conversion unit By changing the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time by reflecting and the tandem control system of machine tools can be miniaturized and the space utilization can be maximized.

도 8은 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법이 적용되지 않는 상태의 450rpm에서 탠덤제어시에 탠덤제어가 원활하게 발생하지 않고 맥동이 증가하며 시스템 응답성이 저하되며, 진동이 반복해서 발생하는 상태를 나타낸다. 구체적으로 도 9에서 시간의 경과에 따라 주모터부(M2)의 U상 전류가 변화량이 그래프의 상부에 실선으로 표시되고, 보조모터부(M1)의 U상 전류가 그래프의 상부에 점선으로 표시된다. 주모터부(M2)의 U상 전류와 보조모터부(M1)의 U상 전류가 시간의 경과에 따라 거의 일치하지 않고, 주모터부에 보조모터부의 맥동성분을 반영한 d축 피드백 전류를 전달하지 않음에 따라 주모터부(M2)의 d축 전류는 시간의 경과에 따라 안정적으로 변화되어 진동이 발생되지 않지만, 보조모터부(M1)의 d축 전류는 시간의 경과에 따라 계속해서 심하게 변화함에 따라 진동과 맥동이 발생하여 탠덤제어의 응답성과 정확성 및 신뢰성이 저하하고, 가공품질이 감소하게 된다.8 is a view showing that the tandem control does not occur smoothly during tandem control at 450 rpm in a state where the resonance suppression control system and the control method of the machine tool according to the present invention are not applied, the pulsation increases, the system responsiveness decreases, and the vibration This indicates a state that occurs repeatedly. Specifically, in FIG. 9 , the amount of change in the U-phase current of the main motor unit M2 over time is indicated by a solid line at the upper portion of the graph, and the U-phase current of the auxiliary motor unit M1 is indicated by a dotted line at the upper portion of the graph. . The U-phase current of the main motor unit (M2) and the U-phase current of the auxiliary motor unit (M1) do not almost match over time, and the d-axis feedback current reflecting the pulsation component of the auxiliary motor unit is not transmitted to the main motor unit. Accordingly, the d-axis current of the main motor unit (M2) is stably changed over time and no vibration is generated, but the d-axis current of the auxiliary motor unit (M1) continues to change severely over time, causing vibration and The pulsation causes the responsiveness, accuracy and reliability of tandem control to deteriorate, and the quality of processing decreases.

이와 달리 도 9는 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법이 적용되어 탠덤제어를 수행하는 상태의 그래프를 나타낸다. 도 9는 도8과 동일하게 450rpm에서 주모터부(M2)에 피드백되는 d축 피드백 전류에 보조모터부(M1)의 d축 맥동성분을 반영하여 주모터부(M1)의 d축 전류를 제어함에 따라 시간의 경과에 따라 주모터부(M2)의 U상 전류와 보조모터부(M1)의 U상 전류가 시간의 경과에 따라 거의 일치하고 보조모터부의 d축 전류도 도 9와 달리 시간의 경과에 따라 거의 일정하게 유지되어 공진억제가 제어되는 것을 알 수 있다. 마찬가지로 도 10에서 주모터부(M2)의 U상 전류가 변화량이 그래프의 상부에 실선으로 표시되고, 보조모터부(M1)의 U상 전류가 그래프의 상부에 점선으로 표시되고, 주모터부(M2)의 d축 전류는 이점쇄선으로 보조모터부(M1)의 d축 전류는 일점쇄선으로 표시된다.On the other hand, FIG. 9 shows a graph of a state in which the resonance suppression control system and the control method of the machine tool according to the present invention are applied to perform tandem control. 9 shows the d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit M1 in the d-axis feedback current fed back to the main motor unit M2 at 450 rpm in the same manner as in FIG. 8 to control the d-axis current of the main motor unit M1. With the lapse of time, the U-phase current of the main motor unit M2 and the U-phase current of the auxiliary motor unit M1 almost coincide with the lapse of time, and the d-axis current of the auxiliary motor unit also changes with the lapse of time, unlike FIG. It can be seen that the resonance suppression is controlled by maintaining almost constant. Similarly, in FIG. 10 , the amount of change in the U-phase current of the main motor unit M2 is indicated by a solid line on the upper portion of the graph, the U-phase current of the auxiliary motor unit M1 is indicated by a dotted line on the upper portion of the graph, and the main motor portion (M2) The d-axis current is indicated by a two-dot chain line, and the d-axis current of the auxiliary motor unit M1 is indicated by a one-dot chain line.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법은 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 주모터부와 서보모터부의 운전에 따른 탠덤제어를 통한 공진억제를 통해 신속하고 정확하게 자동으로 수행함에 따라 서보모터의 종류나 용량 또는 시스템의 파라미터에 관계없이 안정적으로 설정하고 운영하여 작업자의 편의를 도모하고, 최종적으로 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치와 같이 서보모터로 구동하는 장치를 제어함에 따라 제조 원가를 절감하고, 노이즈 감소에 따른 신뢰도 향상하며, 서보모터의 종류와 용량에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있어 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법의 호환성을 증가시키고, 불필요한 구성품을 제거하여 공작기계와 공작기계의 탠덤제어 시스템의 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화할 수 있다.As described above, the resonance suppression control system of the machine tool and the control method thereof according to the present invention reflect the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and change the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time to change the main motor unit As it is automatically and quickly and accurately performed through resonance suppression through tandem control according to the operation of the servomotor and servomotor unit, stable setting and operation regardless of the type, capacity, or system parameters of the servomotor for the convenience of the operator and finally By controlling devices driven by servo motors such as automatic tool changers or automatic pallet changers, manufacturing costs are reduced, reliability is improved by reducing noise, and can be used universally regardless of the type and capacity of the servo motor. Therefore, it is possible to increase the compatibility of the resonance suppression control system of the machine tool and its control method, reduce the size of the machine tool and the tandem control system of the machine tool by removing unnecessary components, and maximize the space utilization.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 공진억제 제어시스템 및 이의 제어방법은 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동하는 주모터부와 서보모터부를 실시간으로 측정부에서 측정된 전류를 d-q축 전류로 변환한후에 서로 비교하여 주모터부와 서보모터부를 선택하고, d축 전류 제어부의 산출부의 결과에 따라 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 주모터부의 d축 피드백 전류가 주모터부에 피드백된 상태에서 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 주모터부와 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 자동으로 수행함에 따라 2개의 서보모터인 주모터부와 보조모터부의 모든 속도와 위치에서 동기화된 정밀한 탠덤제어를 통해 서보모터부의 종류에 관계없이 공진억제를 속도루프가 아닌 전류루프에서 탠덤제어를 수행함에 따라 시스템 응답성을 높이고 시스템의 파라미터 변동에 강인한 특성을 보유함에 따라 자동공구교환장치 또는 자동팔레트교환장치의의 서보 제어장치의 정밀도와 신뢰도를 극대화하고, 공작기계의 안정성과 가공효율을 증가시키고, 작업자의 편의를 도모하고, 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 극대화할 수 있다.In addition, the resonance suppression control system of the machine tool and the control method thereof according to the present invention are the main motor unit and the servo motor unit that change in real time according to the operating state of the servo motor unit according to the tandem control of the servo drive. is converted into d-q-axis current, compared with each other to select the main motor unit and the servo motor unit, and according to the result of the calculation unit of the d-axis current control unit, the corrected d-axis feedback current is transmitted to the main motor unit in real time, and the corrected main motor unit d As the d-axis current of the main motor is controlled while the axis feedback current is fed back to the main motor, resonance suppression is automatically performed in real time through tandem control of the main and auxiliary motors. Resonance suppression regardless of the type of servo motor through precise tandem control synchronized at all speeds and positions of the motor unit. Maximizes the precision and reliability of the servo control of the automatic tool changer or automatic pallet changer, increases the stability and processing efficiency of the machine tool, promotes operator convenience, and minimizes non-working time. Maximize machine productivity.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 공진억제 제어장치 10 : 제1 서보 드라이브
11 : 제2 서보 드라이브 20 : 제1 인버터
21 : 제2 인버터 30 : 제1 서보모터
31 : 제2 서보모터 100 : 수치제어부
200 : 주조작부 300 : PLC
400 : 서보드라이브 410 : 측정부
420 : 좌표변환부 430 : 선택부
440 : d축 전류 제어부 441 : 저장부
4411 : 기본데이터 저장부 4412 : 피드백 데이터 저장부
4413 : 실시간 데이터 저장부 442 : 산출부
4421 : 직류오프셋 성분 계산부 4422 : 맥동성분 계산부
4423 : d축 피드백 전류 계산부 443 : 처리부
500 : 전력변환부 600 : 주모터부
M1 : 보조모터부 M2 : 주모터부1: resonance suppression control device 10: first servo drive
11: second servo drive 20: first inverter
21: second inverter 30: first servo motor
31: second servo motor 100: numerical control unit
200: main operation unit 300: PLC
400: servo drive 410: measurement unit
420: coordinate transformation unit 430: selection unit
440: d-axis current control unit 441: storage unit
4411: basic data storage unit 4412: feedback data storage unit
4413: real-time data storage unit 442: calculation unit
4421: DC offset component calculation unit 4422: pulsation component calculation unit
4423: d-axis feedback current calculation unit 443: processing unit
500: power conversion unit 600: main motor unit
M1: Auxiliary motor part M2: Main motor part

Claims (10)

수치제어부;
주조작부;
상기 수치제어부 또는 상기 주조작부와의 통신을 통해 제어명령을 행하는 PLC;
상기 PLC의 제어명령을 수행하는 서보드라이브;
서로 병렬로 연결되는 주모터부와 보조모터부를 구비하고, 상기 서보드라이브의 탠덤제어를 통해 구동하는 서보모터부; 및
상기 서보모터부 및 상기 서보드리이브와 전기적으로 연결되어 상기 서보모터부에 전류를 인가하는 전력변환부;를 포함하고,
상기 서보모터부의 상기 주모터부와 상기 보조모터부는 상기 서보드라이브의 탠덤제어에 따른 상기 서보모터부의 운전상태에 따라 실시간으로 변동되고,
상기 서보드라이브는 상기 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 상기 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 상기 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 상기 서보모터부의 운전에 따른 공진억제를 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.
numerical control unit;
main work unit;
PLC for executing a control command through communication with the numerical control unit or the main operation unit;
a servo drive that executes a control command of the PLC;
a servo motor unit having a main motor unit and an auxiliary motor unit connected in parallel to each other, and driven through tandem control of the servo drive; and
A power conversion unit electrically connected to the servo motor unit and the servo drive to apply a current to the servo motor unit; includes,
The main motor unit and the auxiliary motor unit of the servo motor unit are changed in real time according to the operating state of the servo motor unit according to the tandem control of the servo drive,
The servo drive reflects the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit and changes the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in real time to automatically suppress resonance according to the operation of the servo motor unit Resonance suppression control system of a machine tool, characterized in that.
 제1항에 있어서,
상기 서보드라이브는,
상기 주모터부와 상기 보조모터부의 전류를 실시간으로 측정하는 측정부;
상기 측정부에서 측정된 전류값을 d-q 좌표로 변환하는 좌표변환부;
상기 좌표변환부를 통해 변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 변동되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부를 선정하는 선택부; 및
상기 선택부의 선택결과에 따라 실시간으로 변화하는 상기 보조모터부의 맥동성분이 반영된 상기 주모터부에 실시간으로 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 보정하여 상기 주모터부와 상기 보조모터부를 탠덤제어하는 d축 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.
According to claim 1,
The servo drive is
a measuring unit for measuring the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit in real time;
a coordinate conversion unit converting the current value measured by the measuring unit into dq coordinates;
a selection unit selecting the main motor unit and the auxiliary motor unit which are changed in real time by comparing the d-axis current values converted through the coordinate conversion unit; and
d-axis current for tandem control of the main motor unit and the auxiliary motor unit by correcting in real time the d-axis feedback current fed back to the main motor unit in which the pulsation component of the auxiliary motor unit that changes in real time according to the selection result of the selection unit is reflected Control system; resonance suppression control system of the machine tool, characterized in that it comprises.
 제2항에 있어서,
상기 d축 전류 제어부는,
상기 주모터부와 상기 보조모터부의 병렬운전시에 발생하는 공진을 억제하기 위한 탠덤제어를 위한 정보를 저장하는 저장부; 및
상기 선택부의 선택결과 및 상기 저장부에 저장된 정보를 통해 상기 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 산출하는 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.
3. The method of claim 2,
The d-axis current control unit,
a storage unit for storing information for tandem control for suppressing resonance occurring during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit; and
and a calculation unit for calculating a d-axis feedback current fed back to the main motor unit based on the selection result of the selection unit and the information stored in the storage unit.
 제3항에 있어서,
상기 d축 전류 제어부는,
상기 선택부 및 상기 산출부의 결과에 따라 상기 주모터부에 실시간으로 보정된 d축 피드백 전류를 전송하고, 보정된 상기 주모터부의 d축 피드백 전류가 상기 주모터부에 피드백된 상태에서 상기 주모터부의 d축 전류를 제어함에 따라 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 탠덤제어를 통한 공진억제를 실시간으로 수행하는 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.
4. The method of claim 3,
The d-axis current control unit,
The d-axis feedback current corrected in real time is transmitted to the main motor unit according to the results of the selection unit and the calculation unit, and the main motor unit d in a state in which the corrected d-axis feedback current of the main motor unit is fed back to the main motor unit Resonance suppression control system of a machine tool comprising a; a processing unit that performs resonance suppression in real time through tandem control of the main motor unit and the auxiliary motor unit as the shaft current is controlled.
 제4항에 있어서,
상기 저장부는,
전동기 극상수, 영구자석의 자속, 전동기 고정자 권선의 저항, 전동기 고정자 권선의 인덕턴스, 회전자 각속도, 주모터부와 보조모터부 간에 회전자 위치 오차, 및 저역필터에 관한 정보를 저장하는 기본데이터 저장부;
상기 주모터부와 상기 보조모터부의 병렬운전시에 생성되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 위치, 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 저장하는 피드백 데이터 저장부; 및
상기 측정부, 상기 선택부, 및 상기 산출부의 결과를 실시간으로 저장하는 실시간 데이터 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.5. The method of claim 4,
The storage unit,
Basic data storage unit that stores information about motor pole constant, permanent magnet magnetic flux, motor stator winding resistance, motor stator winding inductance, rotor angular velocity, rotor position error between the main and auxiliary motor units, and low-pass filter ;
a feedback data storage unit for storing feedback information on positions, speeds, d-axis currents, and q-axis currents of the main motor unit and the auxiliary motor unit generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit; and
and a real-time data storage unit configured to store the results of the measurement unit, the selection unit, and the calculation unit in real time. 제5항에 있어서,
상기 산출부는,
상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 보조모터부의 d축 전류값, 상기 선택부의 선택결과, 및 상기 저장부에 저장된 정보에 의해 상기 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 계산하는 직류오프셋 성분 계산부;
상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 보조모터부의 d축 전류값, 상기 선택부의 선택결과, 상기 저장부에 저장된 정보, 및 상기 직류오프셋 성분 계산부의 계산값에 의해 상기 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산하는 맥동성분 계산부; 및
상기 선택부의 선택결과, 상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 주모터부의 d축 전류값, 상기 저장부에 저장된 정보, 상기 직류오프셋 성분 계산부의 계산값, 및 상기 맥동성분 계산부의 계산값에 의해 상기 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산하는 d축 피드백 전류 계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.
6. The method of claim 5,
The calculation unit,
a DC offset component calculation unit for calculating a d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit based on the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit, the selection result of the selection unit, and information stored in the storage unit;
The d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit by the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit, the selection result of the selection unit, information stored in the storage unit, and the calculated value of the DC offset component calculation unit a pulsation component calculation unit to calculate; and
Based on the selection result of the selection unit, the d-axis current value of the main motor unit converted by the coordinate conversion unit, the information stored in the storage unit, the calculated value of the DC offset component calculation unit, and the calculated value of the pulsation component calculation unit, the Resonance suppression control system of a machine tool comprising a; d-axis feedback current calculation unit for calculating the d-axis feedback current of the main motor unit.
 제6항에 있어서,
상기 직류오프셋 성분 계산부는,
상기 좌표변환부에 의해 변환된 상기 보조모터부의 d축 전류값을 저역필터로 필터링을 통해 상기 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 추출하고 계산하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어시스템.
7. The method of claim 6,
The DC offset component calculation unit,
Resonance suppression control system of a machine tool, characterized in that by filtering the d-axis current value of the auxiliary motor unit converted by the coordinate conversion unit with a low-pass filter to extract and calculate the d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit.
 제7항에 있어서,
상기 d축 전류 제어부는,
상기 d축 피드백 전류 계산부를 통해 상기 주모터부에 실시간으로 피드백되는 상기 주모터부의 d축 피드백 전류를 0으로 제어하여 상기 보조모터부의 맥동저감을 통한 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 탠댐제어에 의해 공진억제를 수행하는 것을 특징으로 하는 공작기계이 공진억제 제어시스템.
8. The method of claim 7,
The d-axis current control unit,
Resonance by tandem control of the main motor unit and the auxiliary motor unit through the pulsation reduction of the auxiliary motor unit by controlling the d-axis feedback current of the main motor unit fed back to the main motor unit in real time to 0 through the d-axis feedback current calculation unit A machine tool resonance suppression control system, characterized in that it performs suppression.
 서로 병렬로 연결되는 주모터부와 보조모터부를 구비하는 서보모터부를 서보드라이브로 탠덤제어하기 위한 기본데이터 정보를 저장하는 단계;
수치제어부 또는 주조작부와의 통신을 통해 PLC에서 제어명령을 수행하는 단계;
상기 PLC로부터 전달된 제어명령을 상기 서보드라이브에서 수행하는 단계;
상기 서보드라이브의 신호에 따라 전력변환부가 서보모터부에 전류를 인가하는 단계;
상기 주모터부와 상기 보조모터부의 병렬운전시에 생성되는 상기 주모터부 와 상기 보조모터부의 위치, 속도, d축 전류, q축 전류에 대한 피드백 정보를 저장하는 단계;
상기 주모터부와 상기 보조모터부의 전류를 측정하는 단계;
측정된 전류값을 d-q 좌표로 변환하는 단계;
변환된 d축 전류값을 서로 비교하여 실시간으로 변동되는 상기 주모터부와 상기 보조모터부를 선택하는 단계;
상기 보조모터부의 d축 직류오프셋 성분을 계산하는 단계;
상기 직류오프셋 성분 계산값에 의해 상기 보조모터부의 d축 맥동성분을 계산하는 단계;
변환된 주모터부의 d축 전류값, 상기 직류오프셋 성분 계산값, 및 상기 맥동성분 계산값에 의해 상기 주모터부의 d축 피드백 전류를 계산하는 단계; 및
계산된 d축 피드백 전류로 상기 주모터부의 d축 전류 제어를 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 서보모터부의 운전상태에 따라 상기 주모터부와 상기 보조모터부는 실시간으로 변동되고, 상기 보조모터부로부터 실시간으로 산출되는 상기 보조모터부의 맥동성분을 반영하여 상기 주모터부에 피드백되는 d축 피드백 전류를 실시간으로 변경하여 상기 서보모터부의 운전에 따른 공진억제를 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어방법.
storing basic data information for tandem control of a servo motor unit having a main motor unit and an auxiliary motor unit connected in parallel to each other with a servo drive;
performing a control command in the PLC through communication with a numerical control unit or a main operation unit;
executing the control command transmitted from the PLC in the servo drive;
applying a current to the servo motor unit by the power conversion unit according to the signal of the servo drive;
Storing feedback information about the position, speed, d-axis current, and q-axis current of the main motor unit and the auxiliary motor unit generated during parallel operation of the main motor unit and the auxiliary motor unit;
measuring the current of the main motor unit and the auxiliary motor unit;
converting the measured current value into dq coordinates;
comparing the converted d-axis current values with each other and selecting the main motor unit and the auxiliary motor unit which are changed in real time;
calculating a d-axis DC offset component of the auxiliary motor unit;
calculating a d-axis pulsation component of the auxiliary motor unit based on the DC offset component calculation value;
calculating a d-axis feedback current of the main motor unit based on the converted d-axis current value of the main motor unit, the DC offset component calculated value, and the pulsation component calculated value; and
Including; performing d-axis current control of the main motor unit with the calculated d-axis feedback current;
The main motor unit and the auxiliary motor unit are changed in real time according to the operating state of the servo motor unit, and the d-axis feedback current fed back to the main motor unit by reflecting the pulsation component of the auxiliary motor unit calculated in real time from the auxiliary motor unit. Resonance suppression control method of a machine tool, characterized in that by changing in real time to automatically perform the resonance suppression according to the operation of the servo motor unit.
 제9항에 있어서,
상기 주모터부의 d축 전류 제어를 수행하는 단계 이후에, 상기 주모터부와 상기 보조모터부의 선택결과, 상기 직류오프셋 성분 계산값, 상기 맥동성분 계산값, 및 상기 d축 피드백 전류값을 실시간으로 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공진억제 제어방법.
10. The method of claim 9,
After performing the d-axis current control of the main motor unit, the selection result of the main motor unit and the auxiliary motor unit, the DC offset component calculation value, the pulsation component calculation value, and the d-axis feedback current value are stored in real time Resonance suppression control method of a machine tool comprising the;
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KR960001940A (en) 1994-06-30 1996-01-26 이나바 세이우에몬 Tandem control method by digital servo
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