專利名稱：具有加速度調(diào)節(jié)功能的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置，特別涉及能夠調(diào)節(jié)擺動(dòng)體的加速度的擺動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
例如在加工中心等的機(jī)床中，安裝有保持工件的擺動(dòng)臺(tái)。例如根據(jù)擺動(dòng)臺(tái)圍繞在水平方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸線的擺動(dòng)使工件傾斜。此時(shí)，通過針對(duì)工件相對(duì)移動(dòng)的刀具，把工件加工成希望的形狀。擺動(dòng)臺(tái)通過伺服電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩圍繞旋轉(zhuǎn)軸線擺動(dòng)。因?yàn)閿[動(dòng)臺(tái)的重心位于從旋轉(zhuǎn)軸線在半徑方向上離開預(yù)定距離的位置，所以通過重力產(chǎn)生負(fù)荷轉(zhuǎn)矩。負(fù)荷轉(zhuǎn)矩與圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的擺動(dòng)臺(tái)的角度位置對(duì)應(yīng)地變化。因此在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在妨礙擺動(dòng)臺(tái)的擺動(dòng)的方向上作用的情況下，擺動(dòng)臺(tái)的加速的轉(zhuǎn)矩或者減速的轉(zhuǎn)矩相當(dāng)于從伺服電動(dòng)機(jī) 的輸出轉(zhuǎn)矩減去負(fù)荷轉(zhuǎn)矩后的剩余轉(zhuǎn)矩。參照日本特開2011 - 44081號(hào)公報(bào)以及日本特開2010 — 262467號(hào)公報(bào)。以往，擺動(dòng)時(shí)的擺動(dòng)體的加速度固定。即，把伺服電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩減去最妨礙擺動(dòng)體的擺動(dòng)的大小的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩得到的值除以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的慣量得到的值，作為擺動(dòng)體的加速度使用。結(jié)果，在重力影響比較小的角度位置即在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩比較小的角度位置，無論是否能夠使用更大的轉(zhuǎn)矩，仍設(shè)定小的轉(zhuǎn)矩。結(jié)果，因?yàn)樵O(shè)定了比較小的加速度，所以無法有效地使用伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的是提供在擺動(dòng)體擺動(dòng)時(shí)能夠調(diào)節(jié)擺動(dòng)體的加速度的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置，用于設(shè)定通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)使擺動(dòng)體圍繞在水平方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸線擺動(dòng)時(shí)的上述擺動(dòng)體的加速度，所述擺動(dòng)控制裝置，在圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線規(guī)定的至少一個(gè)角度位置，取得在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上作用的重力引起的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在妨礙上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩減去上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線的慣量得到的值，作為設(shè)定最大加速度，在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在有助于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩加上上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線的慣量得到的值，作為設(shè)定最大加速度，把計(jì)算出的上述設(shè)定最大加速度以下的加速度設(shè)定為加速時(shí)或者減速時(shí)的上述擺動(dòng)體的加速度。 另外，在本發(fā)明的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置中，在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在妨礙上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加減速的方向上作用的情況下，根據(jù)上述擺動(dòng)體的加速時(shí)的角度范圍內(nèi)或者減速時(shí)的角度范圍內(nèi)的最大值的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算上述設(shè)定最大加速度，在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在有助于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加減速的方向上作用的情況下，根據(jù)上述擺動(dòng)體的加速時(shí)的角度范圍內(nèi)或者減速時(shí)的角度范圍內(nèi)的最小值的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算上述設(shè)定最大加速度。另外，在本發(fā)明的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置中，在上述擺動(dòng)體加速時(shí)，根據(jù)上述擺動(dòng)體開始加速時(shí)的角度位置計(jì)算上述設(shè)定最大加速度，在上述擺動(dòng)體減速時(shí)，根據(jù)上述擺動(dòng)體減速結(jié)束時(shí)的角度位置計(jì)算上述設(shè)定最大加速度。另外在本發(fā)明的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置中，把上述設(shè)定最大加速度設(shè)定在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩除以上述慣量得到的值以下。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種機(jī)床，其具有，
圍繞在水平方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸線自由擺動(dòng)的擺動(dòng)體；使上述擺動(dòng)體圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；和把加速時(shí)或者減速時(shí)的上述擺動(dòng)體的加速度設(shè)定在設(shè)定最大加速度以下的控制部，上述控制部，在圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線規(guī)定的至少一個(gè)角度位置，取得在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上作用的重力引起的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在妨礙上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩減去上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線的慣量得到的值，作為設(shè)定最大加速度，在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩在有助于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩加上上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線的慣量得到的值，作為設(shè)定最大加速度，把計(jì)算出的上述設(shè)定最大加速度以下的加速度設(shè)定為加速時(shí)或者減速時(shí)的上述擺動(dòng)體的加速度。這些以及其他的本發(fā)明的對(duì)象、特征以及優(yōu)點(diǎn)，參照在附圖中表示的本發(fā)明的例示的上述實(shí)施方式的詳細(xì)的說明會(huì)更加明了。


圖I是概略表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的機(jī)床的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是沿圖I的2 — 2線的剖面圖。圖3是與圖2對(duì)應(yīng)，概略表示擺動(dòng)臺(tái)擺動(dòng)的樣子的剖面圖。圖4是與圖2對(duì)應(yīng),概略表示擺動(dòng)臺(tái)擺動(dòng)的樣子的剖面圖。圖5是與圖2對(duì)應(yīng)，概略表示擺動(dòng)臺(tái)擺動(dòng)的樣子的剖面圖。圖6是與圖2對(duì)應(yīng)，概略表示擺動(dòng)臺(tái)擺動(dòng)的樣子的剖面圖。圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的控制部的處理流程的流程圖。圖8A是表示現(xiàn)有技術(shù)中的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩和擺動(dòng)臺(tái)的角度位置的關(guān)系的圖表。圖SB是表示本發(fā)明的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩和擺動(dòng)臺(tái)的角度位置的關(guān)系的圖表。
圖9是與圖2對(duì)應(yīng)，概略表示擺動(dòng)臺(tái)擺動(dòng)的樣子的剖面圖。圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的控制部的處理流程的流程圖。圖11是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的控制部的處理流程的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照

本發(fā)明的一實(shí)施方式。圖I是概略表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)床11的結(jié)構(gòu)的圖。該機(jī)床11例如構(gòu)成5軸立式加工中心。在機(jī)床11中設(shè)定XYZ基準(zhǔn)坐標(biāo)系。機(jī)床11具有底座12 ;圍繞在與X軸平行的水平方向上規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸線Xl擺動(dòng)自由地在底座12上支撐的擺動(dòng)體，例如擺動(dòng)臺(tái)13 ;圍繞在與Z軸平行的垂直方向上規(guī)定的旋 轉(zhuǎn)軸線X2旋轉(zhuǎn)自由地在擺動(dòng)臺(tái)13上支撐的旋轉(zhuǎn)臺(tái)14。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)14上固定工件W。在擺動(dòng)臺(tái)13上連結(jié)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),例如伺服電動(dòng)機(jī)15。通過伺服電動(dòng)機(jī)15的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),擺動(dòng)臺(tái)13擺動(dòng)。在擺動(dòng)臺(tái)13的上方配置主軸頭16。在主軸頭16的下端經(jīng)由主軸17裝卸自由地安裝刀具18。刀具18通過在主軸頭16中裝入的主軸電動(dòng)機(jī)(未圖示)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。刀具18例如包含立銑刀、切割器、鉆頭等切削刀具或者研磨刀具。主軸頭16通過每個(gè)軸的直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)(未圖示)向X軸、Y軸以及Z軸的方向移動(dòng)。直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有滾珠絲杠、和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該滾珠絲杠的伺服電動(dòng)機(jī)。這樣實(shí)現(xiàn)主軸頭16即刀具18和工件W之間的相對(duì)移動(dòng)。在相對(duì)移動(dòng)中旋轉(zhuǎn)的刀具18在預(yù)定的加工點(diǎn)接觸工件W。這樣工件W被加工成希望的形狀。此外，在直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)中也可以使用直線電動(dòng)機(jī)。在底座12裝入了檢測擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的角度位置的角度檢測器(未圖示)。同樣，在擺動(dòng)臺(tái)裝入了檢測旋轉(zhuǎn)臺(tái)14的角度位置的角度檢測器(未圖示)。另外，在主軸頭16裝入了檢測該主軸頭16的X軸、Y軸以及Z軸的位置的多個(gè)位置檢測器(未圖示)。用這些位置檢測器檢出的位置例如通過基準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)位置確定。把檢出的角度位置或者坐標(biāo)位置反饋給NC (數(shù)值控制)裝置19。NC裝置19遵照例如在存儲(chǔ)部(未圖示)中存儲(chǔ)的加工程序執(zhí)行各種各樣的運(yùn)算處理。根據(jù)運(yùn)算處理NC裝置19控制伺服電動(dòng)機(jī)或者主軸電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。此外，在機(jī)床11中，可以代替主軸頭16，擺動(dòng)臺(tái)13在X軸、Y軸以及Z軸的方向上移動(dòng)。NC裝置19具有遵照加工程序生成驅(qū)動(dòng)指令的指令生成部12、和遵照從指令生成部12輸出的驅(qū)動(dòng)指令向伺服電動(dòng)機(jī)15輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的擺動(dòng)控制裝置即控制部22。在驅(qū)動(dòng)指令中例如包含擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的擺動(dòng)量、擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的設(shè)定擺動(dòng)速度。擺動(dòng)量可以根據(jù)擺動(dòng)開始的角度位置和擺動(dòng)結(jié)束的角度位置確定，也可以作為離開當(dāng)前檢測的角度位置的角度的位移量確定。例如把設(shè)定擺動(dòng)速度設(shè)定為一定的速度V。此外，伺服電動(dòng)機(jī)15和通常的控制同樣，具有用于角度位置的控制的位置控制回路、用于角速度的控制的速度控制回路、和用于加速度控制的電流控制回路。圖2是沿圖I的2 —2線的剖面圖。如上述，擺動(dòng)臺(tái)13在底座12上圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl擺動(dòng)自由地被支撐。擺動(dòng)臺(tái)13在與旋轉(zhuǎn)軸線Xl正交的方向上向外側(cè)延伸。在圖2所示的位置，擺動(dòng)臺(tái)13保持基準(zhǔn)姿勢。把基準(zhǔn)姿勢的擺動(dòng)臺(tái)13配置在0°的角度位置。這里，把0°的角度位置作為基準(zhǔn)，在互相相反的方向上圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl規(guī)定各角度位置。S卩，規(guī)定從O。的角度位置開始到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°的角度位置的角度范圍和從0°的角度位置開始到反時(shí)針旋轉(zhuǎn)-180°的角度位置的角度范圍。擺動(dòng)臺(tái)13能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl向任何方向擺動(dòng)。但是，把擺動(dòng)臺(tái)13的擺動(dòng)的角度范圍設(shè)定為360°以下。伺服電動(dòng)機(jī)15，能夠根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)15的輸出轉(zhuǎn)矩T使擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl在預(yù)定的角度范圍內(nèi)擺動(dòng)。這里，支持工件W以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)14的擺動(dòng)臺(tái)13的重心G從旋轉(zhuǎn)軸線Xl離開預(yù)定的距離R。此外，重心G例如被規(guī)定在X軸方向在擺動(dòng)臺(tái)13的兩端之間的中間位置。在擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl擺動(dòng)時(shí)，通過重力的作用圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl發(fā)生負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q。根據(jù)以下的說明可知，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q的大小通過在0°以及180° (- 180° )的角度位置取最小值即零，在90°以及一 90°的角度位置取最大值的正弦曲線來確定。將在后面詳細(xì)說明負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q。此外，伺服電動(dòng)機(jī)15的輸出轉(zhuǎn)矩T與伺服電動(dòng)機(jī)15為使擺動(dòng)臺(tái)13擺動(dòng)輸出的轉(zhuǎn)矩相當(dāng)。將在后面詳細(xì)敘述輸出轉(zhuǎn)矩T。此時(shí)，當(dāng)假定擺動(dòng)臺(tái)13的質(zhì)量M集中在重心G時(shí)，在重心G在豎直方向上規(guī)定重力Mg。g是重力角速度9. 8 [m/s2]。圖2表示的基準(zhǔn)姿勢下的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q是零。另一方面， 如圖3所示，當(dāng)把擺動(dòng)臺(tái)13配置在0°以及180° (- 180° )以外的預(yù)定的角度0的角度位置時(shí)，重力Mg被分為在以旋轉(zhuǎn)軸線Xl為中心以距離R為半徑的虛擬圓的切線方向上規(guī)定的切線分量觀g* sin0 I和在法線方向上規(guī)定的法線分量觀g cos 0 |。該切線分量MRg sin 0 I構(gòu)成對(duì)于伺服電動(dòng)機(jī)15的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q。此外，sin 0 |和| cos 0 |表不sin 0和cos 0的絕對(duì)值。接著說明擺動(dòng)臺(tái)13的加速度即加速度的計(jì)算方法。如圖4所示，例如假設(shè)在0° 90°的角度位置的范圍內(nèi)，擺動(dòng)臺(tái)13從預(yù)定的角度位置開始向增大角度的方向加速的情況。此時(shí)，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q，因?yàn)樵谂c擺動(dòng)臺(tái)13的擺動(dòng)方向相反的方向上作用，所以在妨礙擺動(dòng)臺(tái)13加速的方向上作用。結(jié)果，在預(yù)定的角度9的角度位置，伺服電動(dòng)機(jī)15的輸出轉(zhuǎn)矩T減去負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q得到的值除以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的慣量Jm得到的值，與此時(shí)的擺動(dòng)臺(tái)13的加速度a相當(dāng)，即導(dǎo)出加速度a = (T-MRg sin 0 |)/Jm這里，把伺服電動(dòng)機(jī)15的輸出轉(zhuǎn)矩T設(shè)定為比伺服電動(dòng)機(jī)15能夠輸出的最大轉(zhuǎn)矩小的值。例如，擺動(dòng)臺(tái)13為了加速到I分鐘旋轉(zhuǎn)50周的角速度需要50ms的時(shí)間的情況下，加速需要15°的角度范圍。此時(shí)，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q最大經(jīng)過26%進(jìn)行變化。負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q最大變化時(shí)的角度范圍，例如是夾著0°的7. 5° 一 7. 5°的角度范圍。在選定伺服電動(dòng)機(jī)15時(shí)，為不使伺服電動(dòng)機(jī)15過熱，把最大的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在伺服電動(dòng)機(jī)15的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩以下作為條件進(jìn)行設(shè)定。因此，在這種情況下，優(yōu)選把在擺動(dòng)臺(tái)13的擺動(dòng)中使用的輸出轉(zhuǎn)矩T設(shè)定為對(duì)于伺服電動(dòng)機(jī)15的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩減少26%的大小。接著如圖5所示，假設(shè)在0° 90°的角度位置的范圍內(nèi)，擺動(dòng)臺(tái)13在從預(yù)定的角度位置開始減小角度的方向上加速的情況。此時(shí)，負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，因?yàn)樵诤蛿[動(dòng)臺(tái)13的擺動(dòng)方向相同的方向上作用，所以在有助于擺動(dòng)臺(tái)13的加速的方向上作用。結(jié)果，在預(yù)定的角度9的角度位置，伺服電動(dòng)機(jī)15的輸出轉(zhuǎn)矩T加上負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q得到的值除以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的慣量Jm得到的值，與此時(shí)的擺動(dòng)臺(tái)13的加速度a相當(dāng)。即導(dǎo)出加速度a = (T+MRg sin 0 |)/Jm此外，在擺動(dòng)臺(tái)13在從預(yù)定的角度0的角度位置開始增大角度的方向上或者減少角度的方向上減速的情況下，也和上述同樣地計(jì)算加速度。即，在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在妨礙擺動(dòng)臺(tái)13的減速的方向上作用的情況下，在預(yù)定的角度0的角度位置導(dǎo)出加速度a = (T-MRg sin 0 |)/Jm。另一方面，在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在有助于擺動(dòng)臺(tái)13的減速的方向上作用的情況下，在規(guī)定的角度9的角度位置導(dǎo)出加速度a = (T+MRg sin 0 |)/Jm 如上所述，用于計(jì)算加速度a的計(jì)算式，遵照對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)15施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q妨礙加減速還是有助于加減速而不同。因此，在本發(fā)明中通過控制部22使用這些計(jì)算式計(jì)算在輸出的驅(qū)動(dòng)指令中包含的設(shè)定最大加速度。接著，參照?qǐng)D7說明計(jì)算設(shè)定最大加速度的控制處理。圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的控制部22的處理流程的流程圖?？刂撇?2首先從指令生成部21取得驅(qū)動(dòng)指令(步驟Al)。在驅(qū)動(dòng)指令中，包含擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的位移量(例如確定為角度e i e 2的角度范圍(參照?qǐng)D6以及圖9))和擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的速度V。作為指示擺動(dòng)臺(tái)13的位移量的指令，可以賦予從指令開始時(shí)的角度位置的位移量，也可以賦予指令開始時(shí)的角度以及指令結(jié)束時(shí)的角度。接著，控制部22從角度檢測器的輸出取得當(dāng)前的擺動(dòng)臺(tái)13的角度位置0 (步驟A2)?？刂撇?2取得與角度位置0對(duì)應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q(步驟A3)。負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q可以在每一控制周期計(jì)算，還以能夠根據(jù)角度位置參照負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的方式相互關(guān)聯(lián)，參照控制部22能夠讀出的查閱表來取得負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q。接著，控制部22根據(jù)當(dāng)前的角度位置0，判定負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在有助于擺動(dòng)臺(tái)13的加減速的方向上作用，還是在妨礙加減速的方向上作用(步驟A4)。在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在有助于加減速的方向上作用的情況下，如上所述控制部22遵照a = (T+Mg sin 0 ) /Jm計(jì)算設(shè)定最大加速度(步驟A41)。另外，在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在妨礙加減速的方向上作用的情況下，如上所述控制部22遵照a = (T_Mg sin 0 ) /Jm計(jì)算設(shè)定最大加速度(步驟A42)。這樣計(jì)算出的設(shè)定最大加速度被用作指令加速度的設(shè)定上限值。因此，控制部22以指令加速度在設(shè)定最大加速度以下的范圍內(nèi)的方式設(shè)定指令加速度(步驟A5)?？刂撇?2接著根據(jù)當(dāng)前的角度位置0和在步驟A5設(shè)定的指令加速度計(jì)算在當(dāng)前的控制周期中使用的指令速度(步驟A6)。遵照通過控制部22計(jì)算出的指令速度驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)15 (步驟A7)。在上述的第一實(shí)施方式中，在每一控制周期考慮與角度位置對(duì)應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q的作用決定最適合的設(shè)定最大加速度。因此，與把加減速時(shí)的加速度設(shè)定為恒定的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠更有效地利用伺服電動(dòng)機(jī)15的轉(zhuǎn)矩。換言之，根據(jù)本實(shí)施方式，成為通過現(xiàn)有技術(shù)時(shí)的加速度以上的加速度驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)臺(tái)13，能夠縮短擺動(dòng)臺(tái)13的擺動(dòng)需要的時(shí)間。接著，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在第二實(shí)施方式的機(jī)床11中，如后述，在調(diào)節(jié)圓周方向的加速度a時(shí)，在從擺動(dòng)臺(tái)13的開始加速或者開始減速時(shí)的角度位置0 s起到加速結(jié)束或者減速結(jié)束時(shí)的角度位置0E的角度范圍es 0E，計(jì)算加速度。然后根據(jù)與該角度范圍es eE對(duì)應(yīng)計(jì)算出的加速度的范圍，決定設(shè)定最大加速度。在計(jì)算加速度時(shí)，在機(jī)床Ii中關(guān)于角度位置es以及eE例如設(shè)想以下那樣的條件。此外，對(duì)于連結(jié)0°和180° (- 180° )的線段設(shè)定與線對(duì)稱同樣的條件，但為了避免重復(fù)的說明而省略說明?？紤]下面(I) (10)的條件。(1)0。≤ 0 s < 9 E ≤ 90。(2)0?！?9 E < 9 s ≤ 90。(3)90?！?9S< 9 E ≤ 180°(4)90?！?0E< 0 s ≤ 180°(5)0。( 0 s ≤ 90。( 0 E ≤ 180。，而且 9 s < 0 E(6)0° ≤ 0 E ≤ 90?！?0 s ≤ 180°，而且 9 E < 0 s(7)-90° ( 0 s ≤ 0° ( 0e<9O。，而且 9S< 0E(8)-90° ( 0 s ≤ 0°，而且 90° ( 0 E ≤ 180。(9)-180。( 9 s ≤-90。，而且 0。( 0 E ≤ 90。(10)-180° ( 9 s ≤ -90°，而且 90。( 0 E ≤ 180。在(1)0°( 9 s < 0e<9O° 的情況下在該角度范圍中，能夠得到負(fù)荷轉(zhuǎn)矩的范圍用下面的不等式表示。MRg I sin 0 s ≤ Q ≤ MRg | sin 0 E另外，在該角度范圍內(nèi)，擺動(dòng)臺(tái)13加速時(shí)的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在妨礙加速的方向上作用。因此，與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩Q的范圍對(duì)應(yīng)的加速度a的范圍用下面的不等式表示。(T-MRg sin 9E|)/Jm≤ (T-MRg sin 0 s |)/Jm在本實(shí)施方式中,把該加速度a的范圍內(nèi)的最小值設(shè)定為設(shè)定最大加速度。即,加速時(shí)的設(shè)定最大加速度amax是amax = (T-MRg sin 0 E|)/Jm。加速結(jié)束時(shí)的角度位置QE，如以下說明的那樣通過以設(shè)定最大加速度曰_加速到指令速度V時(shí)成立的關(guān)系式求出。如上所述，把擺動(dòng)臺(tái)13圍繞旋轉(zhuǎn)軸線Xl的速度V即角速度設(shè)定為恒定。因此，在擺動(dòng)臺(tái)13從預(yù)定的角度03朝向角度0E ( es〈eE)加速的情況下(例如(I)的條件)，因?yàn)樨?fù)荷轉(zhuǎn)矩Q在妨礙擺動(dòng)臺(tái)13的加速的方向上作用，所以角速度V如用下述公式
權(quán)利要求
1.一種擺動(dòng)體(13)的擺動(dòng)控制裝置(22)，其設(shè)定通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)使擺動(dòng)體(13)圍繞在水平方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)擺動(dòng)時(shí)的上述擺動(dòng)體(13)的加速度，其特征在于， 所述擺動(dòng)控制裝置， 在圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)規(guī)定的至少一個(gè)角度位置，取得在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)上作用的重力引起的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)， 在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)在妨礙上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的輸出轉(zhuǎn)矩(T)減去上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)的慣量(Jm)得到的值，作為設(shè)定最大加速度， 在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)在有助于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的輸出轉(zhuǎn)矩(T)加上上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)的慣量(Jm)得到的值，作為設(shè)定最大加速度， 把計(jì)算出的上述設(shè)定最大加速度以下的加速度設(shè)定為加速時(shí)或者減速時(shí)的上述擺動(dòng)體(13)的加速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擺動(dòng)體(13)的擺動(dòng)控制裝置(22)，其特征在于， 在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)在妨礙上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用的情況下，根據(jù)上述擺動(dòng)體(13)的加速時(shí)的角度范圍內(nèi)或者減速時(shí)的角度范圍內(nèi)的最大值的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)計(jì)算上述設(shè)定最大加速度， 在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)在有助于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用的情況下，根據(jù)上述擺動(dòng)體(13)的加速時(shí)的角度范圍內(nèi)或者減速時(shí)的角度范圍內(nèi)的最小值的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)計(jì)算上述設(shè)定最大加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的擺動(dòng)體(13)的擺動(dòng)控制裝置(22)，其特征在于， 在上述擺動(dòng)體(13)加速時(shí)，根據(jù)上述擺動(dòng)體(13)開始加速時(shí)的角度位置計(jì)算上述設(shè)定最大加速度，在上述(13)擺動(dòng)體減速時(shí)，根據(jù)上述擺動(dòng)體(13)減速結(jié)束時(shí)的角度位置計(jì)算上述設(shè)定最大加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3的任意一項(xiàng)所述的擺動(dòng)體(13)的擺動(dòng)控制裝置(22)，其特征在于， 把上述設(shè)定最大加速度設(shè)定在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的輸出轉(zhuǎn)矩(T)除以上述慣量(Jm)得到的值以下。
5.一種機(jī)床(11)，其具有 圍繞在水平方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)自由擺動(dòng)的擺動(dòng)體(13)； 使上述擺動(dòng)體(13)圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15);和 把加速時(shí)或者減速時(shí)的上述擺動(dòng)體(Xl)的加速度設(shè)定在設(shè)定最大加速度以下的控制部， 所述機(jī)床(11)的特征在于， 上述控制部， 在圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)規(guī)定的至少一個(gè)角度位置，取得在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)上作用的重力引起的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)， 在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)在妨礙上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的輸出轉(zhuǎn)矩(T)減去上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)的慣量(Jm)得到的值，作為設(shè)定最大加速度， 在上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q) 在有助于上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用的情況下，計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的輸出轉(zhuǎn)矩(T)加上上述負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)得到的值除以圍繞上述旋轉(zhuǎn)軸線(Xl)的慣量(Jm)得到的值，作為設(shè)定最大加速度， 把計(jì)算出的上述設(shè)定最大加速度以下的加速度設(shè)定為加速時(shí)或者減速時(shí)的上述擺動(dòng)體(13)的加速度。
全文摘要
提供一種具有加速度調(diào)節(jié)功能的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置?？刂撇?22)在被規(guī)定圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(X1)的擺動(dòng)體(13)擺動(dòng)時(shí)，在至少一個(gè)角度位置，取得在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)上作用的由重力引起的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)?？刂撇?22)考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)是在妨礙驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用還是在有助于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(15)的加減速的方向上作用，計(jì)算設(shè)定最大加速度。把計(jì)算出的設(shè)定最大加速度以下的加速度設(shè)定為加速時(shí)或者減速時(shí)的擺動(dòng)體(13)的加速度。這樣的控制部(22)，即使在擺動(dòng)體(13)加速時(shí)以及減速時(shí)的至少一種情況下都能夠與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩(Q)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)擺動(dòng)體(13)的加速度。這樣，提供在擺動(dòng)體擺動(dòng)時(shí)能夠調(diào)節(jié)擺動(dòng)體的加速度的擺動(dòng)體的擺動(dòng)控制裝置。
文檔編號(hào)B23Q15/007GK102794670SQ20121016757
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者河村宏之, 豬飼聰史 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社