專利名稱：旋轉軸控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用檢測旋轉體角加速度的角加速度檢測器的旋轉軸控制裝置。
背景技術：
在機床旋轉軸的控制中，通常進行檢測旋轉體的旋轉角度/旋轉速度后從與其指令值的差算出伺服馬達的控制量的反饋控制。但是，在例如機床的分度工作臺的控制中，由于存在在旋轉體和檢測器之間連接兩者的連接器等剛性低的部分，所以旋轉體會振動。于是，為防止振動，可考慮檢測旋轉體的角加速度并根據(jù)該值修正指令值。
因此需要使用角加速度傳感器檢測角加速度，該傳感器并不是一般使用的傳感器且價格高。
而且，可考慮在旋轉體上設置檢測旋轉體切線方向的加速度的加速度傳感器，用由該傳感器檢測的加速度除以傳感器安裝位置的半徑得到角加速度。
但是，在將旋轉體及旋轉軸整體裝載于并進運動的直動軸上的機械構造的情況下，因為由加速度傳感器檢測的加速度中也包含直動軸的加速度，所以不能只檢測角加速度。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在旋轉軸控制裝置中不使用不一般使用的、價格高的角加速度傳感器并且即使在除旋轉運動的加速度之外假定還有并進運動的加速度的情況下也能只檢測角加速度的檢測方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種旋轉軸的控制裝置，其具備伺服馬達、由該伺服馬達驅動的旋轉體；檢測該旋轉體的旋轉角度及旋轉角速度中至少一個的檢測器；從該旋轉體的旋轉角度及旋轉角速度中至少一個的指令值和該檢測器的檢測值算出該伺服馬達的控制量的控制處理部；在該旋轉體上在離其旋轉軸的距離各不相同的位置上所設的多個加速度傳感器；從該多個加速度傳感器檢測的加速度的值算出旋轉體的旋轉角加速度的角加速度算出部；以及根據(jù)該角加速度算出部算出的旋轉角加速度修正上述旋轉角度指令值、旋轉角速度指令值及伺服馬達的電流指令值中至少一個的修正計算部。


圖1是表示本發(fā)明的角加速度檢測器中的傳感器的安裝位置的一個實例的圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的檢測原理的圖。
圖3是表示本發(fā)明的旋轉軸控制裝置的一個實例的構成的方框圖。
圖4是表示本發(fā)明的角加速度檢測器中的傳感器的安裝位置的另一個實例的圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明的角加速度檢測器中的傳感器的安裝位置的一個實例的圖。
在圖1中，10指示直動軸的中心，箭頭12指示其移動方向。14指示直動軸10上所搭載的旋轉軸，箭頭16指示其旋轉方向。18、20表示在安裝于旋轉軸14上的旋轉體22上所設的兩個加速度傳感器，箭頭24、26表示各個加速度傳感器的加速度檢測方向。加速度傳感器18、20理想的是在同一半徑上排列并被配置于檢測旋轉的切向加速度的方向上，使得相等地加上并進運動的加速度。
如圖2所示，如果傳感器18、20的安裝位置的半徑為r1和r2、直動軸的加速度a的傳感器檢測方向分量為a′、旋轉軸的角加速度為b，則傳感器18、20中檢測的加速度X1、X2由加速度傳感器的檢測方向分量a′和旋轉軸的角加速度產(chǎn)生的切線加速度r1×b或r2×b的和構成，并由下式表示。
X1＝a′+r1×bX2＝a′+r2×b根據(jù)上式可如下算出旋轉軸的角加速度b，還可使用兩個加速度傳感器來只檢測直動軸上的旋轉軸的角加速度。
b＝(X1-X2)/(r1-r2)再有，X1、X2、a′、b皆為以旋轉體的旋轉軸為中心、連接加速度傳感器和旋轉軸的直線所構成的坐標系上的矢量。因此，如圖4所示，在傳感器18和傳感器20中間夾有旋轉體的旋轉中心且被配置于相對側的情況下，需要有下式b＝(X1-X2)/(r1+r2)可使用例如由半導體處理而形成鐘及檢測支撐其的梁上所作用的力的壓電電阻元件的公知加速度傳感器作為加速度傳感器18、20。
圖3是表示使用該角加速度檢測器的旋轉軸控制裝置的構成的方框圖。圖3中的圖示省略了直動軸。
在圖3中，將由與伺服馬達30連接的編碼器檢測的角度檢測值32用作位置反饋，從與位置指令的差分34在位置控制處理部36中由例如公知的PID計算算出速度指令。其次，例如將通過時間微分解像度檢測值所得到的角速度值38用作速度反饋，從與速度指令的差分40在速度控制處理部42中由例如公知的PID計算算出電流指令。再有，檢測伺服馬達30的電流，從電流檢測值43與電流指令的差分44在電流控制處理部46中由例如公知的PID計算算出電流控制值再給予伺服馬達30。
從由旋轉體22上所設的角加速度傳感器18、20檢測的加速度在計算部48中計算的旋轉體22的旋轉角加速度的值用于位置指令的修正50、速度指令的修正52及電流指令的修正54。用于該修正的的計算由例如(修正后指令值)＝(修正前指令值)+(系數(shù))×(角加速度檢測值)的公式來進行。抑制或消除旋轉體的振動地由試錯法確定上式中的系數(shù)。
權利要求
1.一種旋轉軸控制裝置，其特征在于，具備伺服馬達；由該伺服馬達驅動的旋轉體；檢測該旋轉體的旋轉角度及旋轉角速度中至少一方的檢測器；從該旋轉體的旋轉角度及旋轉角速度中至少一方指令值和該檢測器的檢測值算出該伺服馬達的控制量的控制處理部；多個加速度傳感器；從該多個加速度傳感器檢測的加速度的值算出旋轉體的旋轉角加速度的角加速度算出部；以及根據(jù)該角加速度算出部算出的旋轉角加速度修正所述旋轉角度指令值、旋轉角速度指令值及伺服馬達的電流指令值中至少一個的修正計算部。
2.根據(jù)權利要求1所述旋轉軸控制裝置，其特征在于，所述多個加速度傳感器配置于通過該旋轉體上的旋轉中心的直線上。
3.根據(jù)權利要求2所述旋轉軸控制裝置，其特征在于，兩個加速度傳感器在所述直線上夾有所述旋轉中心地被配置于相互相反側。
4.根據(jù)權利要求1所述旋轉軸控制裝置，其特征在于，所述多個加速度傳感器被配置于檢測旋轉體旋轉的切線方向的加速度的方向上。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用檢測旋轉體角加速度的角加速度檢測器的旋轉軸控制裝置。即使在除旋轉運動的加速度外還想定并進運動的加速度的構成中也可不用角加速度傳感器而只檢測角加速度。在旋轉體上，在同一半徑上且在檢測旋轉的切線方向的加速度的方向上配置有兩個加速度傳感器，從它們檢測的加速度X
文檔編號B23Q17/00GK1781660SQ20051012428
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權日2004年11月30日
發(fā)明者谷口滿幸, 今井圭介 申請人:發(fā)那科株式會社