專利名稱：主軸驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主軸驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的控制裝置，特別涉及通過(guò)具有預(yù)定的變速比的速度調(diào)整機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)機(jī)的速度的控制裝置。本申請(qǐng)對(duì)于在2011年3月31日申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)的特愿2011-079162號(hào)要求優(yōu)先權(quán)，通過(guò)參照將其全體組入本說(shuō)明書(shū)中。
背景技術(shù)：
在機(jī)床領(lǐng)域中，正使用不在驅(qū)動(dòng)機(jī)床的主軸的電動(dòng)機(jī)上設(shè)置速度傳感器的、所謂、的無(wú)速度傳感器的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)。在該電動(dòng)機(jī)的控制中，根據(jù)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流(實(shí)際電流)使用軟件計(jì)算電動(dòng)機(jī)的速度，由此推定電動(dòng)機(jī)的速度。用于控制電動(dòng)機(jī)的控制裝置根據(jù)推定出的速度進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度的控制(例如參照日本國(guó)專利申請(qǐng)，特開(kāi)2002-51594號(hào)公報(bào))。一般，這樣的電動(dòng)機(jī)，用于僅需要速度控制的用途。圖7表示如上述那樣根據(jù)從流過(guò)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電流推定的速度控制電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有的控制裝置的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的控制裝置100具有第一加法器2、速度控制部3、電流控制部
4、功率放大器5、電流檢測(cè)部6、以及速度推定部70，控制機(jī)床20。第一加法器2從速度指令值中減去由速度推定部70輸出的推定速度后輸出。速度控制部3根據(jù)該輸出結(jié)果輸出電流指令值。電流控制部4根據(jù)電流指令值控制功率放大器
5。功率放大器5向供給用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床20的電動(dòng)機(jī)21的電流的配線22輸出電流。通過(guò)電流檢測(cè)部6檢測(cè)功率放大器5輸出的電流，反饋給電流控制部4，井向速度推定部70輸出。速度推定部70根據(jù)電流檢測(cè)部6檢測(cè)出的電流計(jì)算電動(dòng)機(jī)的推定速度，向第一加法器2輸出。機(jī)床20具有無(wú)傳感器感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)21、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸23、速度調(diào)整機(jī)構(gòu)24、主軸旋轉(zhuǎn)軸27、以及主軸25。電動(dòng)機(jī)21通過(guò)從控制部100的功率放大器經(jīng)由配線22供給的電流使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸23旋轉(zhuǎn)。使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸23旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，通過(guò)傳送帶等速度調(diào)整機(jī)構(gòu)24向主軸旋轉(zhuǎn)軸27傳遞，主軸25旋轉(zhuǎn)。這樣現(xiàn)有的控制裝置，因?yàn)閺墓┙o的電流推定電動(dòng)機(jī)的速度，所以在電動(dòng)機(jī)中不需要使用速度檢測(cè)用傳感器，因此抑制了用于設(shè)置傳感器的成本。在通過(guò)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行主軸的“位置”的控制的情況下，考慮對(duì)根據(jù)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流推定出的推定速度進(jìn)行積分，對(duì)主軸的位置進(jìn)行反饋控制。但是因?yàn)橛袝r(shí)發(fā)生推定的定時(shí)延遲的推定延遲、或者有時(shí)在速度推定值中包含推定誤差，所以無(wú)法在要求高精度的機(jī)床的主軸的位置控制等的用途中使用。如機(jī)床中的車床的主軸那樣需要位置控制的用途中使用上述那樣的無(wú)速度傳感器的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，有時(shí)利用在主軸上安裝的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)位置的傳感器，在電動(dòng)機(jī)的速度反饋中代用其反饋脈沖。圖8表示具有這樣的方式的現(xiàn)有的控制裝置的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的控制裝置100，除了圖7所示的現(xiàn)有的控制裝置之外，還具有第二加法器11和位置控制部I。位置控制部I按照位置指令值向速度控制部3輸出用于控制電動(dòng)機(jī)21的速度的速度指令值。
機(jī)床20還具有在主軸旋轉(zhuǎn)軸27上設(shè)置的主軸旋轉(zhuǎn)體28。主軸旋轉(zhuǎn)體28與主軸旋轉(zhuǎn)軸27的旋轉(zhuǎn)一致地旋轉(zhuǎn)。在主軸旋轉(zhuǎn)體28的附近設(shè)置傳感器29。傳感器29檢測(cè)主軸旋轉(zhuǎn)體28的位置，向控制裝置100的第二加法器11輸出。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，機(jī)床20進(jìn)行主軸的位置反饋控制。另外，通過(guò)在電動(dòng)機(jī)的推定速度上増加該傳感器29的反饋數(shù)據(jù)，與單從電動(dòng)機(jī)的電流值推定電動(dòng)機(jī)的速度的情況相比，能夠使控制電動(dòng)機(jī)的速度的回路穩(wěn)定。另外，如上述，在利用來(lái)自在主軸旋轉(zhuǎn)體的附近設(shè)置的傳感器的位置信息的情況下，能夠較高地設(shè)定進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度(電動(dòng)機(jī)速度)控制時(shí)的環(huán)增益(速度環(huán)增益)。進(jìn)而，也能夠較高地設(shè)定進(jìn)行主軸的位置(主軸位置)控制時(shí)的環(huán)增益(位置環(huán)增益)。這里，所謂“環(huán)増益”是反饋控制中的靈敏度，提高環(huán)増益能夠抑制誤差，環(huán)增益降低時(shí)能夠使動(dòng)作平滑。這里，在利用在主軸旋轉(zhuǎn)體的附近設(shè)置的傳感器的檢測(cè)結(jié)果控制電動(dòng)機(jī)的情況下，有時(shí)在為向主軸傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)カ而設(shè)置的速度調(diào)整機(jī)構(gòu)中發(fā)生滑動(dòng)。在主軸上施加的負(fù)荷小的情況下，幾乎不發(fā)生滑動(dòng)。因此，能夠向控制裝置反饋來(lái)自傳感器29的主軸速 度檢測(cè)結(jié)果控制電動(dòng)機(jī)速度。但是，在主軸上施加的負(fù)荷大的情況下，有時(shí)在電動(dòng)機(jī)和主軸之間發(fā)生滑動(dòng)。在發(fā)生滑動(dòng)的情況下，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)速度的反饋控制中利用由在主軸旋轉(zhuǎn)體附近設(shè)置的傳感器檢測(cè)出的主軸速度檢測(cè)結(jié)果時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)速度的控制變得不穩(wěn)定這樣的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的控制裝置是經(jīng)由具有預(yù)定的變速比的速度調(diào)整機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)機(jī)的速度的控制裝置，其特征在于，具有速度控制部，其按照位置指令值輸出用于控制電動(dòng)機(jī)速度的電流指令值；電流檢測(cè)部，其電動(dòng)機(jī)在按照電流指令值被驅(qū)動(dòng)的情況下檢測(cè)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；第一速度推定部，其根據(jù)檢測(cè)出的電流推定電動(dòng)機(jī)的第一速度；第二速度推定部，其根據(jù)主軸速度以及變速比推定電動(dòng)機(jī)的第二速度，其中，根據(jù)通過(guò)在主軸的附近設(shè)置的傳感器檢測(cè)出的主軸位置來(lái)計(jì)算所述主軸速度；以及負(fù)荷運(yùn)算部，其計(jì)算電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值，速度控制部在計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，使用第一速度計(jì)算電流指令值，在計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足預(yù)定的值的情況下，使用第二速度計(jì)算電流指令值。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的控制裝置中還具有存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)第一速度環(huán)增益和比第一速度環(huán)增益高的第二速度環(huán)增益，來(lái)作為速度控制部為計(jì)算電流指令值而使用的環(huán)増益，速度控制部在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值為預(yù)定的值以上的情況下，使用第一速度環(huán)增益計(jì)算電流指令值，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足預(yù)定的值的情況下，使用比第一速度環(huán)增益高的第二速度環(huán)增益計(jì)算電流指令值。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的控制裝置中還設(shè)置位置控制部，其按照位置指令值向速度控制部輸出用于控制主軸位置的速度指令值，存儲(chǔ)部存儲(chǔ)第一位置環(huán)增益和比第一位置環(huán)增益高的第二位置環(huán)增益，來(lái)作為位置控制部為計(jì)算速度指令值而使用的環(huán)增益，位置控制部在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，使用第一位置環(huán)增益計(jì)算速度指令值，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足預(yù)定的值的情況下，使用比第一位置環(huán)增益高的第二位置環(huán)增益計(jì)算速度指令值。在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選負(fù)荷運(yùn)算部根據(jù)電流指令值決定電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，因?yàn)楦鶕?jù)在主軸上施加的負(fù)荷的大小，切換根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電流計(jì)算出的速度推定值和根據(jù)主軸的速度計(jì)算出的速度推定值，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)速度的控制，所以不管在主軸上施加的負(fù)荷的大小，能夠高精度地進(jìn)行電動(dòng)機(jī)速度的控制。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的控制裝置，因?yàn)楦鶕?jù)在主軸上施加的負(fù)荷的大小，改變用于速度控制的速度環(huán)增益的大小，所以不管在主軸上施加的負(fù)荷的大小，能夠高精度地進(jìn)行電動(dòng)機(jī)速度的控制。另外，根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的控制裝置，因?yàn)楦鶕?jù)在主軸上施加的負(fù)荷的大小，改變用于位置控制的位置環(huán)增益的大小，所以不管在主軸上施加的負(fù)荷的大小，能夠高精度地進(jìn)行主軸位置的控制。
圖I是本發(fā)明的實(shí)施例I的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例I的控制裝置控制電動(dòng)機(jī)速度的控制方法的過(guò)程的流程圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例2的控制裝置控制電動(dòng)機(jī)速度的控制方法的過(guò)程的流程圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例3的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例3的控制裝置控制電動(dòng)機(jī)速度的控制方法的過(guò)程的流程圖。圖7是現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)速度的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖8是現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)速度的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面參照
本發(fā)明的控制裝置。但是本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于這些實(shí)施方式，希望留意涉及在權(quán)利要求書(shū)中記載的發(fā)明及其等價(jià)物這點(diǎn)。[實(shí)施例I]首先說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例I的控制裝置。圖I表示本發(fā)明的實(shí)施例I的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖?？刂蒲b置101具有位置控制部I、第一加法器2、速度控制部3、電流控制部4、功率放大器5、電流檢測(cè)部6、第一速度推定部7、第二速度推定部8、主軸速度運(yùn)算部9、第二加法器11、負(fù)荷運(yùn)算部12、切換控制部13、和第一開(kāi)關(guān)SW115機(jī)床20的結(jié)構(gòu)因?yàn)榕c圖8表示的現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。位置控制部I按照從控制裝置101的外部輸入的位置指令值向速度控制部3輸出用于控制主軸位置的速度指令值。速度控制部3按照由位置控制部I根據(jù)位置指令值算出、輸出的速度指令值計(jì)算用于控制電動(dòng)機(jī)速度的電流指令值，將其向電流控制部4輸出。電流控制部4按照來(lái)自速度控制部3的電流指令值控制功率放大器5。功率放大器5向供給用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床20的電動(dòng)機(jī)21的電流的配線22輸出電流。電流檢測(cè)部6在電動(dòng)機(jī)21按照電流指令值通過(guò)從功率放大器5供給的電流被驅(qū)動(dòng)的情況下，檢測(cè)流過(guò)電動(dòng)機(jī)21的電流(實(shí)際電流)。通過(guò)電流檢測(cè)部6檢測(cè)出的電流反饋給電流控制部4，井向第一速度推定部7輸出。第一速度推定部7根據(jù)電流檢測(cè)部6檢出的電流推定電動(dòng)機(jī)21的第一速度。第ニ速度推定部8根據(jù)主軸速度、和在電動(dòng)機(jī)21和主軸25之間設(shè)置的速度調(diào)整機(jī)構(gòu)24的變速比推定電動(dòng)機(jī)21的第二速度，其中，該主軸速度由主軸速度運(yùn)算部9根據(jù)在與主軸25以相同速度旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)體28的附近設(shè)置的傳感器29檢測(cè)出的主軸位置來(lái)計(jì)算。負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值。電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值優(yōu)選根據(jù)速度控制部3輸出的電流指令值來(lái)決定。第一開(kāi)關(guān)SW1根據(jù)來(lái)自切換控制部13的選擇信號(hào)切換第一速度推定部7和第二速度推定部8，切換向第一加法器2輸出的推定速度。切換控制部13根據(jù)負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值輸出切換第一開(kāi)關(guān)SW1的選擇信號(hào)。即在負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，使速度控制部3使用第一速度計(jì)算電流指令值 地輸出選擇信號(hào)，以便在第一開(kāi)關(guān)SW1中選擇第一速度推定部7。另ー方面,在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，使速度控制部3使用第二速度計(jì)算電流指令值地輸出選擇信號(hào)，以便在第一開(kāi)關(guān)SW1中選擇第二速度推定部8。接著使用圖2中表示的流程圖說(shuō)明使用本發(fā)明的實(shí)施例I的控制裝置的控制方法。首先在步驟SlOl中，對(duì)于控制裝置101給予加工開(kāi)始的命令。例如從控制裝置101的外部對(duì)于位置控制部I給予位置指令值。接著在步驟S102，判斷加工是否結(jié)束。加工是否結(jié)束例如通過(guò)主軸25是否到達(dá)通過(guò)位置指令值指定的位置來(lái)判斷。在加工結(jié)束的情況下，前進(jìn)到步驟S106，結(jié)束控制。在加工未結(jié)束的情況下，在步驟S103中，判斷電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值是否在預(yù)定的值以上。電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小可以根據(jù)速度控制部3對(duì)于電流控制部4輸出的電流指令值由負(fù)荷運(yùn)算部12決定。在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，在步驟S104中，速度控制部3選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)21的電流計(jì)算出的速度推定值即第一速度來(lái)計(jì)算電流指令值。這通過(guò)切換控制部13輸出用于把第一開(kāi)關(guān)SW1切換到第一速度推定部7側(cè)的選擇信號(hào)來(lái)執(zhí)行。另ー方面，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，在步驟S105中，速度控制部3選擇根據(jù)主軸25的速度計(jì)算出的速度推定值即第二速度來(lái)計(jì)算電流指令值。這通過(guò)切換控制部13輸出用于把第一開(kāi)關(guān)SW1切換到第二速度推定部8側(cè)的選擇信號(hào)來(lái)執(zhí)行。然后返回步驟S102，重復(fù)以上的步驟S102 S105。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例I的控制裝置，因?yàn)楦鶕?jù)在主軸上施加的負(fù)荷的大小，切換根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電流計(jì)算出的速度推定值(第一速度)、和根據(jù)主軸的速度計(jì)算出的速度推定值(第二速度)，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)速度的控制，所以能夠不管在主軸上施加的負(fù)荷的大小，高精度地進(jìn)行電動(dòng)機(jī)速度的控制。[實(shí)施例2]下面說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的控制裝置。圖3表示本發(fā)明的實(shí)施例2的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例2的控制裝置102與實(shí)施例I的控制裝置101的不同點(diǎn)是還設(shè)置有第一速度環(huán)增益存儲(chǔ)部31、第二速度環(huán)增益存儲(chǔ)部32、和第二開(kāi)關(guān)SW2這點(diǎn)?？刂蒲b置102的其他的結(jié)構(gòu)以及機(jī)床20的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榕c實(shí)施例I的控制裝置101以及機(jī)床20相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。第一速度環(huán)增益存儲(chǔ)部31，作為速度控制部3為計(jì)算電流指令值而使用的速度環(huán)增益，存儲(chǔ)第一速度環(huán)增益的值。另ー方面，第二速度環(huán)增益存儲(chǔ)部32，作為速度控制部3為計(jì)算電流指令值而使用的速度環(huán)增益，存儲(chǔ)第二速度環(huán)增益。這里的特征是，第二速度環(huán)增益的大小比第一速度環(huán)增益高。第二開(kāi)關(guān)SW2根據(jù)來(lái)自切換控制部13的選擇信號(hào)，切換第一速度環(huán)增益存儲(chǔ)部31和第二速度環(huán)增益存儲(chǔ)部32，切換給予速度控制部3的速度環(huán)增益。切換控制部13根據(jù)負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值，輸出切換第二開(kāi)關(guān)SW2的選擇信號(hào)。S卩，在負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，切換控制部13輸出選擇信號(hào)使在第二開(kāi)關(guān)SW2中選擇第一速度環(huán)增益存儲(chǔ)部31。這樣，在電動(dòng)機(jī) 負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，速度控制部3使用第一速度環(huán)增益計(jì)算電流指令值。另ー方面，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，切換控制部13輸出選擇信號(hào)使在第二開(kāi)關(guān)SW2中選擇第二速度環(huán)增益存儲(chǔ)部32。這樣，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，速度控制部3使用第二速度環(huán)增益計(jì)算電流指令值。接著使用圖4中表示的流程圖說(shuō)明使用本發(fā)明的實(shí)施例2的控制裝置的控制方法。使用實(shí)施例2的控制裝置的控制方法與使用實(shí)施例I的控制裝置的控制方法不同的點(diǎn)，是根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小改變給予速度控制部的速度環(huán)增益的大小這點(diǎn)。與在圖2表示的實(shí)施例I的控制裝置的控制方法中的步驟SlOl S106對(duì)應(yīng)的步驟S201 S204、S206、S208，因?yàn)榕c實(shí)施例I的控制裝置的控制方法相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。在步驟S203中，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，在步驟S204中與實(shí)施例I同樣選擇第一速度。接著，在步驟S205中，切換控制部13輸出用于把第二開(kāi)關(guān)SW2切換到第一速度環(huán)增益存儲(chǔ)部31側(cè)的選擇信號(hào)。這樣，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，速度控制部3使用第一速度増益計(jì)算電流指令值。另ー方面，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，在步驟S206中與實(shí)施例I同樣選擇第二速度。接著在步驟S207中，切換控制部13輸出用于把第二開(kāi)關(guān)SW2切換到第二速度環(huán)增益存儲(chǔ)部32側(cè)的選擇信號(hào)。這樣，速度控制部3使用第二速度増益計(jì)算電流指令值。然后返回步驟S202，重復(fù)步驟S202 S207。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的控制裝置，因?yàn)楦鶕?jù)在主軸上施加的負(fù)荷的大小，改變用于速度控制的速度環(huán)增益的大小，所以能夠不管在主軸上施加的負(fù)荷的大小，高精度地進(jìn)行電動(dòng)機(jī)速度的控制。[實(shí)施例3]然后說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的控制裝置。圖5表示本發(fā)明的實(shí)施例3的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例3的控制裝置103與實(shí)施例2的控制裝置102的不同點(diǎn)是還設(shè)置有第一位置環(huán)增益存儲(chǔ)部41、第二位置環(huán)增益存儲(chǔ)部42、和第三開(kāi)關(guān)SW3這點(diǎn)?？刂蒲b置103的其他的結(jié)構(gòu)以及機(jī)床20的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榕c實(shí)施例2的控制裝置102以及機(jī)床20相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。第一位置環(huán)增益存儲(chǔ)部41，作為位置控制部I為計(jì)算速度指令值而使用的位置環(huán)増益，存儲(chǔ)第一位置環(huán)增益的值。另ー方面，第二位置環(huán)增益存儲(chǔ)部42，作為位置控制部I為計(jì)算速度指令值而使用的位置環(huán)增益，存儲(chǔ)第二位置環(huán)增益的值。這里的特征是，第二位置環(huán)增益的大小比第一位置環(huán)增益高。第三開(kāi)關(guān)SW3根據(jù)來(lái)自切換控制部13的選擇信號(hào)，切換第一位置環(huán)增益存儲(chǔ)部41和第二位置環(huán)增益存儲(chǔ)部42，切換給予位置控制部I的位置環(huán)增益。切換控制部13根據(jù)負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值，輸出切換第三開(kāi)關(guān)SW3的選擇信號(hào)。S卩，在負(fù)荷運(yùn)算部12計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，切換控制部13輸出選擇信號(hào)使在第三開(kāi)關(guān)SW3中選擇第一位置環(huán)增益存儲(chǔ)部41。這樣，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，位置控制部I使用第一位置環(huán)增益計(jì)算速度指令值。另ー方面，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，切換控制部13輸出選擇信號(hào)使在第三開(kāi)關(guān)SW3中選擇第二位置環(huán)增益存儲(chǔ)部42。這樣，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定 的值的情況下，位置控制部I使用第二位置環(huán)增益計(jì)算速度指令值。接著使用圖6中表示的流程圖說(shuō)明使用本發(fā)明的實(shí)施例3的控制裝置的控制方法。使用實(shí)施例3的控制裝置的控制方法與使用實(shí)施例2的控制裝置的控制方法不同的點(diǎn)，是根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小改變給予位置控制部的位置環(huán)增益的大小這點(diǎn)。與在圖4表示的實(shí)施例2的控制裝置的控制方法中的步驟S201 S208對(duì)應(yīng)的步驟S301 S305、S307、S308、S310,因?yàn)榕c實(shí)施例2的控制裝置的控制方法相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。在步驟S303中，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，在步驟S304中與實(shí)施例I同樣選擇第一速度。接著在步驟S305中與實(shí)施例2同樣選擇第一速度環(huán)增益。接著在步驟S306中，切換控制部13輸出用于把第三開(kāi)關(guān)SW3切換到第一位置環(huán)増益存儲(chǔ)部41側(cè)的選擇信號(hào)。這樣，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值在預(yù)定的值以上的情況下，位置控制部I使用第一位置環(huán)增益計(jì)算速度指令值。另ー方面，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，在步驟S307中，與實(shí)施例I同樣選擇第二速度。接著在步驟S308中，與實(shí)施例2同樣選擇第二速度環(huán)增益。接著在步驟S309中，切換控制部13輸出用于把第三開(kāi)關(guān)SW3切換到第二位置環(huán)増益存儲(chǔ)部42側(cè)的選擇信號(hào)。這樣，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不到預(yù)定的值的情況下，位置控制部I使用第二位置環(huán)增益計(jì)算電流指令值。然后，返回步驟S302，重復(fù)步驟S302 S309。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的控制裝置，因?yàn)楦鶕?jù)在主軸上施加的負(fù)荷的大小，改變用于位置控制的位置環(huán)增益的大小，所以能夠不管在主軸上施加的負(fù)荷的大小，高精度地進(jìn)行主軸位置的控制。
權(quán)利要求
1.一種控制裝置，其通過(guò)具有預(yù)定的變速比的速度調(diào)整機(jī)構(gòu)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)主軸的電動(dòng)機(jī)的速度，該控制裝置的特征在于， 具有: 速度控制部，其按照位置指令值輸出用于控制電動(dòng)機(jī)速度的電流指令值； 電流檢測(cè)部，其在電動(dòng)機(jī)按照上述電流指令值被驅(qū)動(dòng)的情況下，檢測(cè)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流； 第一速度推定部，其根據(jù)上述電 流來(lái)推定電動(dòng)機(jī)的第一速度； 第二速度推定部，其根據(jù)主軸速度以及上述變速比來(lái)推定電動(dòng)機(jī)的第二速度，其中，根據(jù)通過(guò)在主軸的附近設(shè)置的傳感器檢測(cè)出的主軸位置來(lái)計(jì)算所述主軸速度；以及負(fù)荷運(yùn)算部，其計(jì)算電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值， 上述速度控制部在上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值為預(yù)定的值以上的情況下，使用上述第一速度計(jì)算上述電流指令值，在上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足上述預(yù)定的值的情況下，使用上述第二速度計(jì)算上述電流指令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于， 還具有存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)第一速度環(huán)增益和比上述第一速度環(huán)增益高的第二速度環(huán)增益，來(lái)作為上述速度控制部為計(jì)算上述電流指令值而使用的環(huán)增益， 上述速度控制部在上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值為上述預(yù)定的值以上的情況下，使用上述第一速度環(huán)增益計(jì)算上述電流指令值，在上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足上述預(yù)定的值的情況下，使用上述第二速度環(huán)增益計(jì)算上述電流指令值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于， 還具有位置控制部，其按照上述位置指令值向上述速度控制部輸出用于控制上述主軸位置的速度指令值， 上述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)第一位置環(huán)增益、和比上述第一位置環(huán)增益高的第二位置環(huán)增益，來(lái)作為上述位置控制部為計(jì)算上述速度指令值而使用的環(huán)增益， 上述位置控制部在上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值為上述預(yù)定的值以上的情況下，使用上述第一位置環(huán)增益計(jì)算上述速度指令值，在上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足上述預(yù)定的值的情況下，使用上述第二位置環(huán)增益計(jì)算上述速度指令值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于， 上述負(fù)荷運(yùn)算部根據(jù)上述電流指令值決定上述電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值。
全文摘要
本發(fā)明提供控制裝置，其解決在主軸上施加的負(fù)荷大的情況下，在電動(dòng)機(jī)和主軸之間發(fā)生滑動(dòng)，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)速度的反饋控制中利用主軸位置檢測(cè)結(jié)果時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)速度的控制變得不穩(wěn)定這樣的問(wèn)題，其具有按照位置指令值輸出電流指令值的速度控制部；檢測(cè)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流的電流檢測(cè)部；根據(jù)電流推定電動(dòng)機(jī)的第一速度的第一速度推定部；根據(jù)基于通過(guò)在主軸的附近設(shè)置的傳感器檢測(cè)出的主軸位置計(jì)算出的主軸速度以及變速比推定電動(dòng)機(jī)的第二速度的第二速度推定部；以及計(jì)算電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值的負(fù)荷運(yùn)算部，速度控制部在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值為預(yù)定的值以上的情況下，使用第一速度計(jì)算電流指令值，在電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的值不足預(yù)定的值的情況下，使用第二速度計(jì)算電流指令值。
文檔編號(hào)H02P6/06GK102739132SQ201210091298
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者丹羽正一, 秋山隆洋, 置田肇 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社