電動機控制裝置及電動機控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在機床工作過程中發(fā)生停電時保護工具和工件的電動機控制裝置及電動機控制方法。
【背景技術】
[0002]數(shù)值控制機床是通過數(shù)值控制裝置分別對旋轉驅動工具的工具旋轉用電動機(以下，稱為工具用電動機)和驅動工件的工件用電動機進行數(shù)值控制(NC控制)，由此通過工具將工件加工成預定形狀的裝置。在這樣的數(shù)值控制機床中，需要使工具用電動機和工件用電動機始終同步運轉。例如，加工工件來制作齒輪的齒輪加工機與其相當。
[0003]對工具用電動機和工件用電動機進行同步控制的電動機控制方式有NC指令同步方式和主/從同步方式。NC指令同步方式是從NC控制裝置側向2軸賦予用于進行同步運轉的移動指令，并根據(jù)該指令進行同步控制的方式。另一方面，主/從同步方式是從NC控制裝置側向一軸(主軸)賦予驅動指令，讀取主軸的位置反饋信息(脈沖)，向另一軸(從軸)賦予與主軸的位置反饋信息成比例的驅動指令，并根據(jù)該指令進行同步控制的方式。
[0004]在所述的齒輪加工機中，若在通過工具加工工件時發(fā)生停電，則切斷向驅動它們的放大器的電源，因此工具用電動機和工件用電動機減速停止。但是，工具用電動機和工件用電動機的減速是與來自數(shù)值控制裝置的轉速控制相反的減速，因此到停止為止的工具用電動機和工件用電動機旋轉不同步。這樣，工具用電動機和工件用電動機的同步運轉因停電而變?yōu)榉峭竭\轉時，工件和工具有可能損傷。
[0005]在一般的機床中，停電時一邊監(jiān)視機床的直流/交流變換器的直流鏈路(DC鏈路)電壓的下降狀況，一邊強制性地使機床的旋轉軸減速，通過其再生能量維持DC鏈路電壓，使用于移動工具或工件的直線軸退避。但是，在采用NC指令同步方式的齒輪加工機中，無視NC指令而根據(jù)DC鏈路電壓的下降狀況使旋轉軸強制減速時，不能取得同與它們同步調地動作的旋轉軸之間的同步，因此停電時不能應用該方法。
[0006]因此，本發(fā)明人之前提出了在采用主/從同步方式的齒輪加工機中，若在加工時發(fā)生停電，則一邊監(jiān)視DC鏈路電壓的下降狀況，一邊使作為主軸的工具軸強制減速，使它與作為從軸的工件軸保持同步地減速停止的技術(參照日本特開平8 - 227307號公報)。根據(jù)該方法，即使發(fā)生停止也能夠大致保持工具軸與工件軸的同步。另外，應用該技術時，也可以將工件軸設為主軸，將工具軸設為從軸。
[0007]但是，即使使用日本特開平8 - 227307號公報所公開的電動機控制裝置，若在齒輪嚙合而進行切削的過程中發(fā)生停電而進行主軸的強制減速，則從軸不能追蹤主軸的強制減速，從而瞬時同步誤差變大，工件可能損傷。尤其，在高精度的齒輪加工的情況下，工件的損傷成為了問題。

【發(fā)明內容】

[0008]在1個側面中，本發(fā)明的目的是提供一種在從檢測出停電至開始主軸的強制減速為止的期間能夠設定延遲時間，由此能夠防止在檢測出停電時工件的損傷的電動機控制裝置以及電動機控制方法。
[0009]本發(fā)明的一方式，提供一種電動機控制裝置，其在具備工具用電動機、工件用電動機以及直線軸用電動機的機床中，應用主/從同步方式使工具用電動機和工件用電動機同步旋轉，其中，所述工具用電動機使用于使工具動作的工具軸旋轉，所述工件用電動機使用于使工件動作的工件軸旋轉，所述直線軸用電動機驅動用于變更工具軸與工件軸這2軸間的距離的直線軸，該電動機控制裝置具備:停電檢測器，其在工具用電動機與工件用電動機同步旋轉時，檢測電源的停電；強制減速電路，其在所述停電檢測器檢測出停電時，使成為主軸的工具用電動機和工件用電動機的某一方強制減速；退避裝置，其在所述停電檢測器檢測出停電時，使直線軸用電動機旋轉，使2軸間的距離增大，來進行退避動作；以及延遲電路，其在所述停電檢測器檢測出停電時，使強制減速電路的動作開始延遲預定時間。
[0010]此外，本發(fā)明的其他方式，提供一種電動機控制裝置的電動機控制方法，在具備工具用電動機、工件用電動機以及直線軸用電動機的機床中，電動機控制裝置應用主/從同步方式使工具用電動機和工件用電動機同步旋轉，其中，工具用電動機使用于使工具旋轉的工具軸旋轉，工件用電動機使用于使工件旋轉的工件軸旋轉，直線軸用電動機驅動用于變更工具軸與工件軸這2軸間的距離的直線軸，電動機控制裝置具備:停電檢測器，其在工具用電動機與工件用電動機同步旋轉時，檢測電源的停電；強制減速電路，其在停電檢測器檢測出停電時，使成為主軸的工具用電動機或工件用電動機強制減速；以及退避裝置，其在停電檢測器檢測出停電時，使直線軸用電動機旋轉，使所述2軸間的距離增大，來進行退避動作，在該電動機控制裝置中，電動機控制方法在停電檢測器檢測出停電時，首先，使強制減速電路的動作開始延遲預定時間，在強制減速電路的動作開始延遲時，使退避裝置旋轉直線軸用電動機來進行增大2軸間的距離的動作，經過預定時間后，停止退避裝置的動作，使強制減速電路開始動作。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的電動機控制裝置以及電動機控制方法，可以實現(xiàn)如下的效果，即剛停電后驅動用于移動工具或工件的直線軸，進行退避動作到相距工具與工件不會接觸的距離為止，使用于維持DC鏈路的電壓的工具軸的強制減速延遲，因此能夠防止由成為主軸的工具軸或工件軸的強制減速引起的工件的損傷。
【附圖說明】
[0012]通過參照以下的附圖，能夠更明確地理解本發(fā)明。
[0013]圖1是表示本發(fā)明的電動機控制裝置的一實施例的結構的框圖。
[0014]圖2是表示設置在圖1的數(shù)值控制裝置中的控制功能的結構的塊電路圖。
[0015]圖3是表示本發(fā)明的電動機控制裝置的控制順序的流程圖。
[0016]圖4是表示本發(fā)明的電動機控制裝置的動作的時序圖。
【具體實施方式】
[0017]以下，使用附圖，以具體的實施例為基礎詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
[0018]圖1是表示用于控制通過工具6加工工件7的機床，例如齒輪加工機2的工具用電動機16、工件用電動機17以及直線軸用電動機(在本實施例中為工具軸移動用電動機)15的、應用了主/從同步方式的電動機控制裝置1的一實施例的結構的圖。在電動機控制裝置1內具有對電動機進行數(shù)值控制的數(shù)值控制裝置(在圖中記載為CNC)10，該數(shù)值控制裝置10通過無停電電源裝置(在圖中記載為UPS) 11備份電源，而在發(fā)生停電時也能夠繼續(xù)控制動作。將數(shù)值控制裝置10的控制輸出信號分別輸入給放大器12、13、14，并將這些放大器12、13、14的輸出分別輸入給工具軸移動用電動機15、工具用電動機16以及工件用電動機17。
[0019]電源再生電力電路18的交流側端子，例如與三相交流的商用電源即輸入電源連接，直流側端子與由電容器C構成的DC鏈路部連接。DC鏈路部與各放大器12、13、14并聯(lián)連接。并且，電動機控制裝置1具備停電檢測器19，停電檢測器19的輸入端子與輸入電源連接，停電檢測器19的輸出端子與電源再生電力電路18、各放大器12，13，14以及數(shù)值控制裝置10連接。另外，也可以將停電檢測器19內置在電源再生電力電路18內。
[0020]此外，電動機控制裝置1通過主/從同步方式，進行工具用電動機16的工具軸26與工件用電動機17的工件軸27的同步控制。在本實施例中，將工具軸26設為主軸，將工件軸27設為從軸，因此將工具用電動機16的驅動結果發(fā)生的位置反饋信息輸入給放大器13，14。另外，主軸和從軸也可以是工具軸26和工件軸27的任意一方。對于使用了位置反饋信息的2軸同步控制是公知的，因此在此省略說明。
[0021]沒有停電，齒輪加工機2正常地進行加工時，通過數(shù)值控制裝置10控制工具用電動機16和工件用電動機17始終同步運轉。此外，控制工具軸移動用電動機15在加工開始時使工具靠近工件，加工結束時使工具從工件遠離。進行通常的控制時，這些工具軸移動用電動機15、工具用電動機16以及工件用電動機17通過放大器12、13、14從電源再生電力電路18接受電源供給而被驅動控制。另一方面，進行減速控制時，通過減速將在工具用電動機16和工件用電動機17中發(fā)生的再生能量通過放大器12、13、14以及電源再生電力電路18反饋給輸入電源。
[0022]在齒輪加工機2的加工運轉中發(fā)生停電時，停電檢測器19檢測出停電而輸出停電檢測信號。將停電檢測信號輸入給數(shù)值控制裝置10、電源再生電力電路18以及各放大器12、13、14。在被輸入停電檢測信號時，電源再生電力電路18停止其電源再生動作即逆變器功能，并使再生能量不會從DC鏈路部向輸入電源返回。
[0023]圖2是將本發(fā)明的數(shù)值控制裝置10的功能以及放大器12?14的功能通過塊進行表示的圖，與圖1對應。在圖2中，將在圖1中說明的齒輪加工機2通過塊進行表示。在放大器12內內置有工具軸移動用電動機控制部22，在放大器13內內置有工具用電動機控制部23，在放大器14內內置有工件用電動機控制部24。工具軸移動用電動機15、工具用電動機16以及工件用電動機17通過放大器12?14后用三相交流控制，放大器12?14從電源再生電力電路18的DC鏈路接受電源供給。
[0024]此外，在主/從同步方式中，將從用于驅動主軸(工具軸26)的工具用電動機16輸出的位置反饋信息輸入給放大器13內的工具用電動機控制部23、放大器14內的工件用電動機控制部24。通過位置反饋信息控制工件軸27追隨工具軸26的運動而同步地動作。
[0025]在本實施例中，將延遲電路30和強制減速電路31設置在用于驅動主軸的放大器13內，將退避裝置32設置在數(shù)值控制裝置10內。停電檢測器19檢測出停電時，強制減速電路31向工具用電動機控制部23發(fā)出強制減速指示