[发明专利]具有主轴以及进给轴的机床的控制装置

说明书

本发明涉及具有主轴以及进给轴的机床的控制装置。具有由进给轴电动机(2)驱动的进给轴的机床的控制装置(1)具备：负荷转矩推定部(11)，其根据针对驱动机床主轴的主轴电动机(3)的转矩指令和主轴电动机(3)的速度来推定施加给主轴电动机(3)的负荷转矩；以及速度控制部(12)，其控制进给轴电动机(2)的速度，使得由负荷转矩推定部(11)推定出的负荷转矩遵循预先规定的负荷转矩目标值。

技术领域

本发明涉及具有主轴以及进给轴的机床的控制装置。

背景技术

一般在机床中，通过主轴电动机驱动安装了工具的主轴，通过进给轴电动机驱动使主轴相对于工件(被加工物)相对移动的进给轴。在机床的加工中，工具从自身所接触的工件受到反力，所以施加给主轴电动机的负荷转矩(主轴干扰负荷)发生变动。施加给设置在主轴上的工具的负荷转矩根据针对工件的工具的进给轴的速度和工具与工件之间的接触状态等发生变化。为了提高加工效率考虑提高进给轴的速度。但是，如果过度提高进给速度，则施加给驱动设置有工具的主轴的主轴电动机的负荷转矩变大，有可能使工具产生破损，或者使工件产生异常。相反，通过缩小进给轴的速度能够缩小施加给主轴电动机的负荷转矩，但是存在机床的加工效率下降的缺点。因此，需要适当地调整施加给主轴电动机的负荷转矩。

例如如日本特开平07-051992号公报所记载的那样，已知一种开孔加工方式，即，在工件中使用钻头开孔的开孔加工方式具备：主轴切削负荷推定单元，其推定旋转驱动上述钻头的主轴的切削负荷转矩；主轴切削负荷监视单元，其判别上述主轴切削负荷推定单元的推定切削负荷转矩是否为预定转矩以上并进行监视；以及主轴和进给轴控制单元，其根据上述主轴切削负荷监视单元的监视结果来进行上述钻头的主轴以及进给轴的驱动控制。

例如如日本特开平07-195256号公报所记载那样，已知一种控制装置，其用于机床并控制进给机构的进给速度，该机床具备使自由装卸地安装在前端的工具旋转的主轴旋转机构、以及使上述主轴旋转机构相对于被加工物前进后进移动的上述进给机构，该控制装置具备：转矩检测单元，其检测施加给上述工具的转矩；进给速度计算单元，其至少根据所设定的转矩目标值和通过上述转矩检测单元检测出的转矩来求出上述进给速度；以及进给机构控制单元，其接受上述进给速度计算单元的输出，以成为计算出的进给速度的方式控制上述进给机构。

例如，如日本特开2016-140967号公报所记载的那样，已知一种位置控制装置，其按照来自上位装置的位置指令值对使用伺服电动机驱动负荷的数值控制机器的控制对象的位置进行控制，其特征在于，该位置控制装置具备：控制器，其根据上述位置指令值和从位置检测器得到的上述控制对象的位置检测值来输出操作量；加法器，其将上述操作量和补偿量相加并输出控制输入；根据上述控制输入驱动控制对象的单元；干扰观察器，其将上述控制对象的标称值的反特性和上述位置检测值相乘而得的值与上述控制输入之间的差分输入给低通滤波器，并得到干扰推定值；以及振幅相位修正器，其根据上述干扰推定値和切削振动频率来计算上述补偿量，上述振幅相位修正器根据上述切削振动频率的上述低通滤波器的增益特性来计算增益修正系数，根据上述切削振动频率的上述低通滤波器的相位特性来计算相位修正值，并根据上述增益修正系数以及上述相位修正值来对上述干扰推定值进行增益修正以及相位修正。

例如，如国际公开第2018/092221号所记载的那样，已知一种机床进给轴的控制方法，其具有输入位置指令的位置控制部、从该位置控制部输入速度指令的速度控制部、根据从该速度控制部输入的转矩指令生成驱动机床进给轴的电流的伺服放大器，其特征在于，该进给轴控制方法检测上述机床的前端部分的振动加速度，频率分析上述振动加速度并确定振动的中心频率，根据上述中心频率来设定带通滤波器的频率，将在上述带通滤波器中设定的频率的振动加速度反馈给上述伺服放大器。

发明内容

为了同时实现避免对针对主轴电动机的负荷转矩的增大所伴随的工具破损和工件的异常产生、以及提高机床的加工效率，适当地调整施加给主轴电动机的负荷转矩是十分重要的。