电动机控制装置及电动机控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在机床工作过程中发生停电时保护工具和工件的电动机控制装置及电动机控制方法。
【背景技术】
[0002]数值控制机床是通过数值控制装置分别对旋转驱动工具的工具旋转用电动机(以下，称为工具用电动机)和驱动工件的工件用电动机进行数值控制(NC控制)，由此通过工具将工件加工成预定形状的装置。在这样的数值控制机床中，需要使工具用电动机和工件用电动机始终同步运转。例如，加工工件来制作齿轮的齿轮加工机与其相当。
[0003]对工具用电动机和工件用电动机进行同步控制的电动机控制方式有NC指令同步方式和主/从同步方式。NC指令同步方式是从NC控制装置侧向2轴赋予用于进行同步运转的移动指令，并根据该指令进行同步控制的方式。另一方面，主/从同步方式是从NC控制装置侧向一轴(主轴)赋予驱动指令，读取主轴的位置反馈信息(脉冲)，向另一轴(从轴)赋予与主轴的位置反馈信息成比例的驱动指令，并根据该指令进行同步控制的方式。
[0004]在所述的齿轮加工机中，若在通过工具加工工件时发生停电，则切断向驱动它们的放大器的电源，因此工具用电动机和工件用电动机减速停止。但是，工具用电动机和工件用电动机的减速是与来自数值控制装置的转速控制相反的减速，因此到停止为止的工具用电动机和工件用电动机旋转不同步。这样，工具用电动机和工件用电动机的同步运转因停电而变为非同步运转时，工件和工具有可能损伤。
[0005]在一般的机床中，停电时一边监视机床的直流/交流变换器的直流链路(DC链路)电压的下降状况，一边强制性地使机床的旋转轴减速，通过其再生能量维持DC链路电压，使用于移动工具或工件的直线轴退避。但是，在采用NC指令同步方式的齿轮加工机中，无视NC指令而根据DC链路电压的下降状况使旋转轴强制减速时，不能取得同与它们同步调地动作的旋转轴之间的同步，因此停电时不能应用该方法。
[0006]因此，本发明人之前提出了在采用主/从同步方式的齿轮加工机中，若在加工时发生停电，则一边监视DC链路电压的下降状况，一边使作为主轴的工具轴强制减速，使它与作为从轴的工件轴保持同步地减速停止的技术(参照日本特开平8 - 227307号公报)。根据该方法，即使发生停止也能够大致保持工具轴与工件轴的同步。另外，应用该技术时，也可以将工件轴设为主轴，将工具轴设为从轴。
[0007]但是，即使使用日本特开平8 - 227307号公报所公开的电动机控制装置，若在齿轮啮合而进行切削的过程中发生停电而进行主轴的强制减速，则从轴不能追踪主轴的强制减速，从而瞬时同步误差变大，工件可能损伤。尤其，在高精度的齿轮加工的情况下，工件的损伤成为了问题。
【发明内容】
[0008]在1个侧面中，本发明的目的是提供一种在从检测出停电至开始主轴的强制减速为止的期间能够设定延迟时间，由此能够防止在检测出停电时工件的损伤的电动机控制装置以及电动机控制方法。
[0009]本发明的一方式，提供一种电动机控制装置，其在具备工具用电动机、工件用电动机以及直线轴用电动机的机床中，应用主/从同步方式使工具用电动机和工件用电动机同步旋转，其中，所述工具用电动机使用于使工具动作的工具轴旋转，所述工件用电动机使用于使工件动作的工件轴旋转，所述直线轴用电动机驱动用于变更工具轴与工件轴这2轴间的距离的直线轴，该电动机控制装置具备:停电检测器，其在工具用电动机与工件用电动机同步旋转时，检测电源的停电；强制减速电路，其在所述停电检测器检测出停电时，使成为主轴的工具用电动机和工件用电动机的某一方强制减速；退避装置，其在所述停电检测器检测出停电时，使直线轴用电动机旋转，使2轴间的距离增大，来进行退避动作；以及延迟电路，其在所述停电检测器检测出停电时，使强制减速电路的动作开始延迟预定时间。
[0010]此外，本发明的其他方式，提供一种电动机控制装置的电动机控制方法，在具备工具用电动机、工件用电动机以及直线轴用电动机的机床中，电动机控制装置应用主/从同步方式使工具用电动机和工件用电动机同步旋转，其中，工具用电动机使用于使工具旋转的工具轴旋转，工件用电动机使用于使工件旋转的工件轴旋转，直线轴用电动机驱动用于变更工具轴与工件轴这2轴间的距离的直线轴，电动机控制装置具备:停电检测器，其在工具用电动机与工件用电动机同步旋转时，检测电源的停电；强制减速电路，其在停电检测器检测出停电时，使成为主轴的工具用电动机或工件用电动机强制减速；以及退避装置，其在停电检测器检测出停电时，使直线轴用电动机旋转，使所述2轴间的距离增大，来进行退避动作，在该电动机控制装置中，电动机控制方法在停电检测器检测出停电时，首先，使强制减速电路的动作开始延迟预定时间，在强制减速电路的动作开始延迟时，使退避装置旋转直线轴用电动机来进行增大2轴间的距离的动作，经过预定时间后，停止退避装置的动作，使强制减速电路开始动作。
[0011]根据本发明的电动机控制装置以及电动机控制方法，可以实现如下的效果，即刚停电后驱动用于移动工具或工件的直线轴，进行退避动作到相距工具与工件不会接触的距离为止，使用于维持DC链路的电压的工具轴的强制减速延迟，因此能够防止由成为主轴的工具轴或工件轴的强制减速引起的工件的损伤。
【附图说明】
[0012]通过参照以下的附图，能够更明确地理解本发明。
[0013]图1是表示本发明的电动机控制装置的一实施例的结构的框图。
[0014]图2是表示设置在图1的数值控制装置中的控制功能的结构的块电路图。
[0015]图3是表示本发明的电动机控制装置的控制顺序的流程图。
[0016]图4是表示本发明的电动机控制装置的动作的时序图。
【具体实施方式】
[0017]以下，使用附图，以具体的实施例为基础详细地说明本发明的实施方式。
[0018]图1是表示用于控制通过工具6加工工件7的机床，例如齿轮加工机2的工具用电动机16、工件用电动机17以及直线轴用电动机(在本实施例中为工具轴移动用电动机)15的、应用了主/从同步方式的电动机控制装置1的一实施例的结构的图。在电动机控制装置1内具有对电动机进行数值控制的数值控制装置(在图中记载为CNC)10，该数值控制装置10通过无停电电源装置(在图中记载为UPS) 11备份电源，而在发生停电时也能够继续控制动作。将数值控制装置10的控制输出信号分别输入给放大器12、13、14，并将这些放大器12、13、14的输出分别输入给工具轴移动用电动机15、工具用电动机16以及工件用电动机17。
[0019]电源再生电力电路18的交流侧端子，例如与三相交流的商用电源即输入电源连接，直流侧端子与由电容器C构成的DC链路部连接。DC链路部与各放大器12、13、14并联连接。并且，电动机控制装置1具备停电检测器19，停电检测器19的输入端子与输入电源连接，停电检测器19的输出端子与电源再生电力电路18、各放大器12，13，14以及数值控制装置10连接。另外，也可以将停电检测器19内置在电源再生电力电路18内。
[0020]此外，电动机控制装置1通过主/从同步方式，进行工具用电动机16的工具轴26与工件用电动机17的工件轴27的同步控制。在本实施例中，将工具轴26设为主轴，将工件轴27设为从轴，因此将工具用电动机16的驱动结果发生的位置反馈信息输入给放大器13，14。另外，主轴和从轴也可以是工具轴26和工件轴27的任意一方。对于使用了位置反馈信息的2轴同步控制是公知的，因此在此省略说明。
[0021]没有停电，齿轮加工机2正常地进行加工时，通过数值控制装置10控制工具用电动机16和工件用电动机17始终同步运转。此外，控制工具轴移动用电动机15在加工开始时使工具靠近工件，加工结束时使工具从工件远离。进行通常的控制时，这些工具轴移动用电动机15、工具用电动机16以及工件用电动机17通过放大器12、13、14从电源再生电力电路18接受电源供给而被驱动控制。另一方面，进行减速控制时，通过减速将在工具用电动机16和工件用电动机17中发生的再生能量通过放大器12、13、14以及电源再生电力电路18反馈给输入电源。
[0022]在齿轮加工机2的加工运转中发生停电时，停电检测器19检测出停电而输出停电检测信号。将停电检测信号输入给数值控制装置10、电源再生电力电路18以及各放大器12、13、14。在被输入停电检测信号时，电源再生电力电路18停止其电源再生动作即逆变器功能，并使再生能量不会从DC链路部向输入电源返回。
[0023]图2是将本发明的数值控制装置10的功能以及放大器12?14的功能通过块进行表示的图，与图1对应。在图2中，将在图1中说明的齿轮加工机2通过块进行表示。在放大器12内内置有工具轴移动用电动机控制部22，在放大器13内内置有工具用电动机控制部23，在放大器14内内置有工件用电动机控制部24。工具轴移动用电动机15、工具用电动机16以及工件用电动机17通过放大器12?14后用三相交流控制，放大器12?14从电源再生电力电路18的DC链路接受电源供给。
[0024]此外，在主/从同步方式中，将从用于驱动主轴(工具轴26)的工具用电动机16输出的位置反馈信息输入给放大器13内的工具用电动机控制部23、放大器14内的工件用电动机控制部24。通过位置反馈信息控制工件轴27追随工具轴26的运动而同步地动作。
[0025]在本实施例中，将延迟电路30和强制减速电路31设置在用于驱动主轴的放大器13内，将退避装置32设置在数值控制装置10内。停电检测器19检测出停电时，强制减速电路31向工具用电动机控制部23发出强制减速指示