具備旋轉(zhuǎn)分度裝置的機(jī)床的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)床的控制裝置。特別涉及一種具備旋轉(zhuǎn)分度裝置的機(jī)床的控制裝置，該旋轉(zhuǎn)分度裝置由載置工件的旋轉(zhuǎn)臺(tái)、保持該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的角度位置的夾持機(jī)構(gòu)、以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。
【背景技術(shù)】
[0002]在具備由旋轉(zhuǎn)臺(tái)、保持該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的夾持機(jī)構(gòu)、以及驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)分度裝置的機(jī)床中，在將工件載置固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)而定位到預(yù)定的角度位置，驅(qū)動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)臺(tái)夾持在該定位位置后，對(duì)工件進(jìn)行加工。
[0003]作為旋轉(zhuǎn)分度裝置，已知日本特開(kāi)平10-29125號(hào)公報(bào)所記載的裝置。在具備這樣的旋轉(zhuǎn)分度裝置的機(jī)床中，使工具與載置固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的工件接觸來(lái)進(jìn)行加工，但在該加工時(shí)對(duì)工件施加負(fù)荷，由于該負(fù)荷，產(chǎn)生使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。如果所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大，則有時(shí)與夾持機(jī)構(gòu)的剛性對(duì)抗地使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)(以下，將把旋轉(zhuǎn)臺(tái)保持在預(yù)定旋轉(zhuǎn)位置的夾持機(jī)構(gòu)的剛性造成的位置保持力稱為夾持力)。如果旋轉(zhuǎn)臺(tái)從所定位的旋轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)，則驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)也旋轉(zhuǎn)。對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行位置控制，因此進(jìn)行增大輸出轉(zhuǎn)矩來(lái)恢復(fù)為定位旋轉(zhuǎn)位置的控制，旋轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)該位置控制被保持在定位旋轉(zhuǎn)位置。
[0004]如果旋轉(zhuǎn)臺(tái)由于加工負(fù)荷等而旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)位置從定位旋轉(zhuǎn)位置(目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置)偏離，則為了消除該偏離，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出大的輸出轉(zhuǎn)矩。如果該狀態(tài)持續(xù)，則驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)成為過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。作為防止成為該過(guò)負(fù)荷狀態(tài)的方法，在日本特開(kāi)2008-134861號(hào)公報(bào)中記載了以下方法，即如果向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩指令成為設(shè)定值以上，則將速度控制部的控制從PI控制(比例積分控制)切換為P控制(比例控制)，或改變速度控制部的增益，或者通過(guò)轉(zhuǎn)矩限制單元將轉(zhuǎn)矩指令值限制為轉(zhuǎn)矩限制值以下，對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)來(lái)將輸出轉(zhuǎn)矩抑制得小，由此防止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)成為過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。
[0005]圖5是控制伺服電動(dòng)機(jī)的位置、速度的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的框圖，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)也由伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制部24進(jìn)行位置、速度的控制。在位置控制部100中，根據(jù)位置指令、來(lái)自設(shè)置在伺服電動(dòng)機(jī)中的位置/速度檢測(cè)器103的位置反饋信號(hào)而求出位置偏差，將該位置偏差乘以位置增益，將速度指令輸出到速度控制部。在速度控制部101中，根據(jù)速度指令、來(lái)自位置/速度檢測(cè)器103的速度反饋信號(hào)而求出速度偏差，進(jìn)行比例積分控制(PI控制)后將轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)輸出到電流控制部102。在電流控制部102中，根據(jù)該轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)、來(lái)自設(shè)置在伺服放大器中的電流檢測(cè)器(未圖示)的電流反饋信號(hào)而進(jìn)行電流環(huán)控制，經(jīng)由伺服放大器25對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)M進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0006]驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)也由伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)成,通過(guò)該電動(dòng)機(jī)控制部24進(jìn)行位置、速度的控制。由此，如果旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)并從定位旋轉(zhuǎn)位置偏離，則位置控制部100中的位置偏差增大，速度指令、轉(zhuǎn)矩指令也增大，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行控制使得旋轉(zhuǎn)臺(tái)恢復(fù)到定位角度(目標(biāo)位置)，進(jìn)行控制使得位置偏差成為0，進(jìn)行位置控制使得旋轉(zhuǎn)臺(tái)保持在定位旋轉(zhuǎn)位置(目標(biāo)位置)。但是，如果加工負(fù)荷大，則有時(shí)無(wú)法減小旋轉(zhuǎn)角度位置的偏差。驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在機(jī)床加工工件的過(guò)程中進(jìn)行位置控制，使得旋轉(zhuǎn)臺(tái)保持在定位旋轉(zhuǎn)位置(目標(biāo)位置)，因此由于加工負(fù)荷而旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)位置從定位旋轉(zhuǎn)位置偏離，位置偏差增大。從位置控制部100發(fā)出將位置增益乘以位置偏差所得的速度指令，在速度控制部101的積分器中對(duì)其進(jìn)行積分控制(PI控制中的I控制)，增大轉(zhuǎn)矩指令。由于轉(zhuǎn)矩指令的增大，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)增大輸出轉(zhuǎn)矩(驅(qū)動(dòng)電流的增大)地被驅(qū)動(dòng)，有可能成為過(guò)負(fù)荷狀態(tài)而過(guò)熱。
[0007]另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)被驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，被定位到預(yù)定的定位角度位置，然后通過(guò)夾持機(jī)構(gòu)被夾持，保持定位旋轉(zhuǎn)位置。通過(guò)該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的定位，一般在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)到達(dá)所指示的位置(定位位置)的某幅度內(nèi)時(shí)(到達(dá)進(jìn)入位置內(nèi)時(shí))完成定位，旋轉(zhuǎn)臺(tái)被夾持機(jī)構(gòu)夾持。在該夾持時(shí)，有時(shí)旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)地被夾持。另外，產(chǎn)生以下的情況，即驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置成為進(jìn)入位置，但旋轉(zhuǎn)位置與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置(定位旋轉(zhuǎn)位置)不一致。其結(jié)果是產(chǎn)生位置偏差(如果進(jìn)入位置幅度的設(shè)定大，則該位置偏差變大的可能性高)。另夕卜，如果夾持機(jī)構(gòu)的夾持力大，則該位置偏差會(huì)持續(xù)，轉(zhuǎn)矩指令增大而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也增大，持續(xù)輸出大的輸出轉(zhuǎn)矩。其結(jié)果是成為過(guò)負(fù)荷狀態(tài)，有時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的溫度達(dá)到過(guò)熱溫度并使機(jī)床停止。
[0008]為了防止該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷狀態(tài)、過(guò)熱，在日本特開(kāi)2008-134861號(hào)公報(bào)中，如果轉(zhuǎn)矩指令值成為允許轉(zhuǎn)矩以上，則將速度控制部的控制從PI控制切換為P控制，或?qū)⑥D(zhuǎn)矩指令限制為轉(zhuǎn)矩限制值以下，將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩抑制得小來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由此防止過(guò)負(fù)荷狀態(tài)的發(fā)生，但即使是微小時(shí)間，對(duì)于轉(zhuǎn)矩指令值超過(guò)允許轉(zhuǎn)矩那樣的加工負(fù)荷，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)也無(wú)法輸出恢復(fù)消除該位置偏差所需要的輸出轉(zhuǎn)矩。在限定為對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱的影響小的微小時(shí)間內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩中，轉(zhuǎn)矩也被限制得小，殘存位置偏差，在瞬間需要大的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的部分，加工精度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明提供一種機(jī)床的控制裝置，其能夠防止驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)成為過(guò)負(fù)荷狀態(tài)、過(guò)熱，避免機(jī)械的停止，迅速地恢復(fù)因瞬間施加的加工負(fù)荷的增大造成的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的位置偏差。
[0010]本發(fā)明的機(jī)床的控制裝置具備旋轉(zhuǎn)分度裝置，該旋轉(zhuǎn)分度裝置由:載置并且固定工件的旋轉(zhuǎn)臺(tái)、夾持該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的夾持機(jī)構(gòu)、和對(duì)上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具備控制旋轉(zhuǎn)位置、速度的電動(dòng)機(jī)控制部，該機(jī)床的控制裝置具備:驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元，其檢測(cè)上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；位置偏差檢測(cè)單元，其從上述電動(dòng)機(jī)控制部檢測(cè)位置偏差；目標(biāo)位置變更單元，其在通過(guò)上述夾持機(jī)構(gòu)將上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)夾持在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度位置的目標(biāo)位置，并對(duì)載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的工件進(jìn)行加工的過(guò)程中，將通過(guò)上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩檢測(cè)單元檢測(cè)出的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為預(yù)先設(shè)定的允許轉(zhuǎn)矩以上的狀態(tài)經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間、或達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的上限轉(zhuǎn)矩作為條件，在上述檢測(cè)出的輸出轉(zhuǎn)矩為允許轉(zhuǎn)矩以上時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成為O方向上，將目標(biāo)位置每次變更一定量，在上述檢測(cè)出的輸出轉(zhuǎn)矩比允許轉(zhuǎn)矩小的情況下，在使檢測(cè)出的位置偏差為O的方向上，將目標(biāo)位置每次變更一定量。進(jìn)而，也可以具備:目標(biāo)位置恢復(fù)單元，其在通過(guò)上述位置偏差檢測(cè)單元檢測(cè)出的位置偏差為O，通過(guò)上述目標(biāo)位置變更單元變更后的目標(biāo)位置與通過(guò)上述夾持機(jī)構(gòu)夾持時(shí)的目標(biāo)位置之間的差比預(yù)定值小的情況下，將上述變更后的目標(biāo)位置恢復(fù)為原來(lái)的夾持時(shí)的目標(biāo)位置。
[0011]由此，如果由于對(duì)載置固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的工件進(jìn)行加工時(shí)的加工負(fù)荷而旋轉(zhuǎn)臺(tái)要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則直到驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不滿上限轉(zhuǎn)矩并且超過(guò)允許轉(zhuǎn)矩的時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間為止，不減少其輸出轉(zhuǎn)矩而繼續(xù)輸出，保持旋轉(zhuǎn)位置，因此針對(duì)短時(shí)間的加工負(fù)荷的增大，不會(huì)降低加工精度。
[0012]另外，如果輸出轉(zhuǎn)矩超過(guò)允許轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間、或達(dá)到上限轉(zhuǎn)矩，則直到輸出轉(zhuǎn)矩變得比允許轉(zhuǎn)矩小為止，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成為O的方向上，將目標(biāo)位置每次變更一定量，由此能夠防止驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷狀態(tài)、過(guò)熱，避免機(jī)械的停止，因此能夠提高機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)率。此外，如果在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成為O的方向上變更目標(biāo)位置，則在增大位置偏差的方向上起作用，增大加工誤差，但加工負(fù)荷的增大通常是微小時(shí)間，并且已經(jīng)將位置保持了不滿上限轉(zhuǎn)矩并且超過(guò)允許轉(zhuǎn)矩的預(yù)定時(shí)間，所以在輸出轉(zhuǎn)矩成為O的方向上變更目標(biāo)位置的時(shí)間短，加工誤差變大的時(shí)間通常非常小。
[0013]進(jìn)而，也可以具備:目標(biāo)位置變更信號(hào)輸出單元，其在通過(guò)上述目標(biāo)位置變更單元變更了目標(biāo)位置時(shí)，