具有进给轴马达以及主轴马达的机床的控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供具有进给轴马达以及主轴马达的机床的控制装置，具有：顺变换器，对交流电源侧的交流电压和DC链路的直流电压进行相互地变换；进给轴马达用逆变换器，对DC链路的直流电压和进给轴马达侧的交流电压进行相互地变换；主轴马达用逆变换器，对DC链路的直流电压和主轴马达侧的交流电压进行相互地变换；停电检测单元，对顺变换器的交流电源侧的停电进行检测；电压检测单元，对DC链路的直流电压进行检测；控制单元，当交流电源侧停电时向进给轴马达用逆变换器输出进给轴马达减速指令，在电压检测单元检测出的直流电压比预定上限值大时向主轴马达用逆变换器输出主轴马达加速指令，在比预定下限值小时向主轴马达用逆变换器输出主轴马达减速指令。
【专利说明】具有进给轴马达以及主轴马达的机床的控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有驱动进给轴的进给轴马达以及驱动主轴的主轴马达的机床的控制装置，特别是涉及将从交流电源侧供给的交流变换为直流，并在输出之后再变换为用于驱动马达的交流且对进给轴马达以及主轴马达供给并进行驱动的机床的控制装置。
【背景技术】
[0002]在具有驱动进给轴的进给轴马达和驱动主轴的主轴马达的机床中，在将从交流输入侧输入的交流电力暂时变换为直流电力之后再变换为交流电力，并将该交流电力作为按驱动轴设置的马达的驱动电力来使用。在这样的机床中，作为马达控制装置的主要电路具有:顺变换器，其对从三相交流输入电源的某个交流电源侧供给的交流电压进行整流并输出直流电压；逆变换器，其与顺变换器的直流侧即DC链路(直流链路)连接，并对DC链路的直流电力和马达的驱动电力或再生电力即交流电力进行相互电力变换，该马达控制装置对连接在该逆变换器的交流输出侧的主轴马达以及进给轴马达的速度、转矩、或转子的位置进行控制。
[0003]对分别驱动多个驱动轴的每个马达设置该逆变换器。
[0004]近年，根据节能化的要求，由于将马达减速时产生的再生电力存储到设置于DC链路的蓄电装置作为马达的驱动电力来再利用，或再返回到交流电源侧，所以能够再生电源的逆变换器被广泛使用。
[0005]另一方面，以降低机床中马达控制装置的成本和占有空间为目的，大多是针对多个逆变换器而设置一个顺变换器。另外，与上述逆变换器的情况相同，对于顺变换器从节能化的要求出发有时使用能够使马达减速时产生的再生能量返回到交流电源侧的能够再生电源的顺变换器。
[0006]当交流电源侧发生停电时，上述马达控制装置中进给轴马达以及主轴马达不能继续正常的运转。该情况下，为了防止进给轴的冲突，需要使驱动进给轴的进给轴马达的动作尽可能早地停止。因此，当交流电源侧中的停电发生时，通过与停电的检测连动地对进给轴马达施加减速指令而使其停止，能够对连接于进给轴马达的工具以及该工具加工的加工对象等进行保护。如果通过不停电电源装置(UPS)等来后备控制装置(计算机部)的电源的话，即使在交流电源侧发生停电，该控制装置也能够在紧急时指示进给轴马达用逆变换器应该采取的动作，通过在设置于顺变换器(整流器)的电容器内存储的电荷能够使进给轴马达用逆变换器工作一段时间，从而能够进行使进给轴马达紧急停止的控制。
[0007]例如日本特开平7-143780号公报所记载的那样的、作为在交流电源侧发生停电时紧急停止马达的方法提出了这样的方法:从马达的减速过程中积极地产生反方向转矩从而实现马达的提早停止。
[0008]但是，若对具有在交流电源侧再生马达减速时产生的再生电力功能的马达驱动装置，应用与交流电源侧的停电检测连动地向进给轴马达施加减速指令而使其紧急停止的、例如日本特开平7-143780号公报等记载的技术，则在发生停电时再生电力不能返回至交流电源侧，其结果为顺变换器与逆变换器之间的DC链路中的直流电压上升。特别是，当马达的再生电力较大时尤为显著。通常，逆变换器在其直流侧即DC链路中的直流电压上升过度时，为了保护逆变换器本身而发行“过电压报警”，并放弃控制。该情况下，无法从减速过程中积极地产生反方向转矩来进行使马达停止这样的紧急停止，作为结果产生这样的问题:从交流电源侧发生停电到马达停止需要花费时间。例如若在上述的进给轴马达的情况下产生这样的问题，则无法避免进给轴的冲突。
[0009]另外，根据进给轴马达的特性和进给轴马达驱动的进给轴受到的摩擦状况，即使在使进给轴马达减速的情况下也存在这样的情况:需要从进给轴马达用逆变换器向进给轴马达持续提供驱动电力。即，该情况下，即使进给轴马达减速时由于进给轴马达无法产生再生电力所以进给轴马达用逆变换器不向DC链路供给能量，反之，进给轴马达用逆变换器将DC的直流电力变换为交流电力并供给到进给轴马达。在这样的情况下，交流电源侧发生停电，当发出上述那样的用于紧急停止的减速指令时，DC链路的直流电压急速下降。通常，逆变换器当其直流侧即DC链路中的直流电压过低时，由于无法供给驱动用的电力从而发行“低电压报警”，并放弃控制。该情况下，不能够进行从加速过程中积极地产生反向转矩使马达停止这样的紧急停止，作为结果，产生了这样的问题:从交流电源侧发生停电到马达停止需要花费时间。例如若在上述的进给轴马达的情况下产生这样的问题，则无法避免进给轴的冲突。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于鉴于上述问题而提供一种机床的控制装置，在具有驱动进给轴的进给轴马达和驱动主轴的主轴马达的机床中，能够在交流电源侧发生停电时可靠地提早停止进给轴马达。
[0011]为了实现上述目的，在第I方式中，具有驱动进给轴的进给轴马达和驱动主轴的主轴马达的机床的控制装置具有:顺变换器，其对交流电源侧的交流电压和直流侧即DC链路中的直流电压进行相互电力变换；进给轴马达用逆变换器，其对DC链路中的直流电压和进给轴马达侧的交流电压进行相互电力变换，并向进给轴马达供给驱动电力；主轴马达用逆变换器，其对DC链路中的直流电压和主轴马达侧的交流电压进行相互电力变换，并向主轴马达供给驱动电力；停电检测单元，其对顺变换器的交流电源侧有无停电发生进行检测；电压检测单元，其对DC链路中的直流电压进行检测；以及控制单元，当停电检测单元检测出停电时，该控制单元输出控制进给轴马达用逆变换器的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达减速，当停电检测单元检测出停电时，在电压检测单元检测出的直流电压比预定上限值大的情况下，控制单元输出控制主轴马达用逆变换器的主轴马达加速指令以便使主轴马达加速，在电压检测单元检测出的直流电压比低于预定上限值的预定下限值小的情况下，控制单元输出控制主轴马达用逆变换器的主轴马达减速指令以便使主轴马达减速。
[0012]这里，当停电检测单元检测出停电时，在电压检测单元检测出的直流电压在上述预定下限值以上且在上述预定上限值以下的情况下，上述控制单元输出控制主轴马达用逆变换器的主轴马达动力切断指令以便停止向主轴马达供给驱动电力。
[0013]另外，在第2方式中，具有驱动进给轴的进给轴马达和驱动主轴的主轴马达的机床控制装置具有:顺变换器，其对交流电源侧的交流电压和直流侧即DC链路中的直流电压进行相互电力变换；进给轴马达用逆变换器，其对DC链路中的直流电压和进给轴马达侧的交流电压进行相互电力变换，并向进给轴马达供给驱动电力；主轴马达用逆变换器，其对DC链路中的直流电压和主轴马达侧的交流电压进行相互电力变换，并向主轴马达供给驱动电力；停电检测单元，其对顺变换器的交流电源侧有无停电发生进行检测；电力计算单元，其计算出进给轴马达中的消耗电力；以及控制单元，当停电检测单元检测出停电时，该控制单元输出控制进给轴马达用逆变换器的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达减速，当停电检测单元检测出停电时，在由电力计算单元算出的消耗电力为负的情况下，上述控制单元输出控制主轴马达用逆变换器的主轴马达加速指令以便使主轴马达加速，在由电力计算单元算出的消耗电力为正的情况下，上述控制单元输出控制主轴马达用逆变换器的主轴马达减速指令以便使主轴马达减速。
[0014]在第2方式中，上述控制单元将由电力计算单元算出的消耗电力作为主轴马达输出限制值来输出，主轴马达用逆变换器可以根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令对DC链路中的直流电压和主轴马达侧的交流电压进行相互电力变换,直到根据该主轴马达加速指令或该主轴马达减速指令使由主轴马达用逆变换器相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值为止。
[0015]另外，在第2方式中，针对每至少一个进给轴马达来设置有进给轴马达用逆变换器的情况下，电力计算单元算出的消耗电力是总和了所有进给轴马达中的消耗电力而得的值。
[0016]另外，在第I以及第2方式中，主轴马达加速指令也可以将主轴马达所容许的最大旋转速度或达到最大转速时的主轴马达加速指令设定为速度指令上限值。
[0017]这里，也可以在主轴马达驱动的主轴是把持工件并使其旋转的轴的情况下，与主轴把持的工件种类对应地设定速度指令上限值。
[0018]另外，在第I以及第2方式中，可以将以停电检测单元检测出停电时的主轴马达的旋转速度为基准的、与自上述旋转速度起的最大容许上升量对应的主轴马达加速指令的上升量设定为速度指令上升容许值，主轴马达加速指令将把速度指令上升容许值与停电检测单元检测出停电时的主轴马达的旋转速度相加而得的值作为速度指令上限值。
[0019]这里，也可以在主轴马达驱动的主轴是把持工件并使其旋转的轴的情况下，与主轴把持的工件对应地设定速度指令上升容许值。
[0020]另外，当停电检测单元检测出停电而对进给轴马达用逆变换器输出进给轴马达减速指令并且对主轴马达用逆变换器输出主轴马达加速指令时，在主轴马达加速指令达到速度指令上限值的情况下，上述控制单元也可以输出控制进给轴马达用逆变换器的进给轴马达转矩限制指令以便使进给轴马达的转矩比当前时刻低。
[0021]另外，当停电检测单元检测出停电时，在进行了主轴的位置控制的情况下，上述控制单元也可以不对主轴马达用逆变换器输出主轴马达加速指令或主轴马达减速指令。
[0022]另外，优选的是上述的机床的控制装置具有:电源后备单元，其即使当停电检测单元检测出停电时也能够向控制单元供给用于使控制单元工作的电力。
[0023]另外，优选的是具有在设置于顺变换器内的顺变换器控制部、设置于进给轴马达用逆变换器内的进给轴马达用逆变换器控制部、设置于主轴马达用逆变换器内的主轴马达用逆变换器控制部、以及控制单元之间能够相互通信的通信单元，停电检测单元经顺变换器控制部以及通信单元将顺变换器的交流电源侧有无停电发生的检测结果通知给控制单
J Li ο
【专利附图】
【附图说明】
[0024]通过参照以下的附图，能够更明确地理解本发明。
[0025]图1是表示基于第I实施例的机床控制装置的方框图。
[0026]图2是表示基于第I实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0027]图3是对在第I实施例中停电时通知给主轴马达用逆变换器的指令进行说明的图。
[0028]图4是表示基于第2实施例的机床控制装置的方框图。
[0029]图5是表示基于第2实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0030]图6是对在第2实施例中停电时通知给主轴马达用逆变换器的指令进行说明的图。
[0031]图7是表示基于第3实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0032]图8A以及图8B是对在图7所示的第3实施例的变形例中停电时通知给主轴马达用逆变换器的指令进行说明的图。
[0033]图9是表示基于第4实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0034]图10是表示基于第5实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0035]图11是表示基于第6实施例的机床控制装置的方框图。
[0036]图12是表示基于第6实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0037]图13是表示基于第7实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0038]图14是表示基于第8实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
【具体实施方式】
[0039]以下参照附图，对具有进给轴马达以及主轴马达的机床的控制装置进行说明。但是，应该理解本发明不限于附图或以下说明的实施方式。
[0040]图1是表示基于第I实施例的机床的控制装置的方框图。以后，在不同的附图中标注了相同的参照标号表示具有相同功能的构成要素。
[0041]根据第I实施例，具有驱动进给轴的进给轴马达2和驱动主轴的主轴马达3的机床的控制装置100具有:顺变换器11、进给轴马达用逆变换器12、主轴马达用逆变换器13、停电检测单元14、电压检测单元15、作为控制单元的数值控制部(CNC) 16、电源后备单元31、以及作为通信单元的通信总线32。
[0042]顺变换器11、进给轴马达用逆变换器12、主轴马达用逆变换器13经DC链路连接。另外，作为通信单元的通信总线32具有这样的功能:能够使设置于顺变换器11内的顺变换器控制部11C、设置于进给轴马达用逆变换器12内的进给轴马达用逆变换器控制部12C、设置于主轴马达用逆变换器13内的主轴马达用逆变换器控制部13C、数值控制部16彼此可通信地连接。另外，上述的通信单元也可以不是通信总线32那样的有线方式，而是通过无线方式来实现。
[0043]顺变换器11是这样的整流器:供电时(powering)对由商用三相交流电源4供给的交流电力进行整流而输出直流电力，再生时使由马达再生的再生能量经DC链路再生至再生电源4侧。S卩，顺变换器11是对商用三相交流电源4侧的交流电压和直流侧即DC链路中的直流电压进行相互电力变换的变换器。作为顺变换器11的例子例如有120度通电型整流电路、或PWM控制方式的整流电路等。
[0044]进给轴马达用逆变换器12例如由PWM变换器等那样的、在内部具有开关元件的变换电路(未图示)、以及对其进行控制的进给轴马达用逆变换器控制部12C构成。在进给轴马达用逆变换器12中，根据经通信总线32从数值控制部16收到的马达驱动指令，进给轴马达用逆变换器控制部12C使变换电路内部的开关元件进行开关动作，将从DC链路供给的直流电力变换为用于驱动进给轴马达2的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。进给轴马达2根据供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力而工作。另外，在进给轴马达2的减速时产生再生电力，但是进给轴马达用逆变换器控制部12C根据从数值控制部16经通信总线32收到的马达驱动指令，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，并将由进给轴马达2产生的再生电力即交流电力变换为直流电力而返回到DC链路。这样，进给轴马达用逆变换器12是对DC链路中的直流电力和进给轴马达2的驱动电力或再生电力即交流电力进行彼此电力变换的变换器。
[0045]主轴马达用逆变换器13例如由PWM变换器等那样的、在内部具有开关元件的变换电路(未图示)、以及对其进行控制的主轴马达用逆变换器控制部13C构成。在主轴马达用逆变换器13中，根据经通信总线32从数值控制部16收到的马达驱动指令，主轴马达用逆变换器控制部13C使变换电路内部的开关元件进行开关动作，将从DC链路侧供给的直流电力变换为用于驱动主轴马达3的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。主轴马达3根据供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力而工作。另外，在主轴马达3的减速时产生再生电力，但是主轴马达用逆变换器控制部13C根据从数值控制部16经通信总线
32收到的马达驱动指令，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，并将由主轴马达3产生的再生电力即交流电力变换为直流电力而返回到DC链路。这样，主轴马达用逆变换器13是对DC链路中的直流电力和主轴马达3的驱动电力或再生电力即交流电力进行彼此电力变换的变换器。
[0046]停电检测单元14设置于顺变换器11内，对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。停电检测单元14将关于顺变换器11的交流电源侧有无停电发生的检测结果经顺变换器控制部IlC以及通信总线32通知给数值控制部16。
[0047]电压检测单元15设置于进给轴马达用逆变换器12或主轴马达用逆变换器13内，对DC链路中的直流电压进行检测，并经通信总线32通知给数值控制部16。
[0048]数值控制部16是这样的控制部:为了通过所希望的旋转速度或转矩来驱动进给轴马达2以及主轴马达3，制作并输出用于控制进给轴马达用逆变换器12以及主轴马达用逆变换器13的指令。当数值控制部16经通信总线32从停电检测单元14收到交流电源侧发生停电的通知时，输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。此时，当经通信总线32通知的直流电压比预定上限值大时输出控制轴马达用逆变换器13的主轴马达加速指令以便使主轴马达加速，当经通信总线32通知的直流电压比低于预定上限值的预定下限值小时输出控制轴马达用逆变换器13的主轴马达减速指令以便使主轴马达3减速，当经通信总线32通知的直流电压是上述预定下限值以上且上述预定上限值以下时，输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达驱动力切断指令以便停止向主轴马达3供给驱动电力。
[0049]正常时数值控制部16从顺变换器11的三相商用交流电源4收到供给用于工作的电力，但是由于在顺变换器11的交流电源侧发生停电时数值控制部16无法收到该电力供给，所以为了实现上述数值控制部16的工作而设置电源后备单元31，使得即使当停电检测单元14检测出停电时也能向该数值控制部16供给用于使数值控制部16工作的电力。
[0050]图2是表示基于第I实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0051]在步骤SlOl中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤SlOl中停电检测单元14检测出发生停电时向步骤S102
、产.、rr.目U进。
[0052]在步骤S102中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部16通知在变换器11的交流电源侧发生停电。
[0053]在步骤S103中，数值控制部16对经通信总线32通知的DC链路中的直流电压是否比预定上限值大进行判定。当经通信总线32通知的DC链路中的直流电压是预定上限值以下时向步骤S104前进，当比上限值大时向步骤S107前进。
[0054]在步骤S107中，数值控制部16输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达加速指令以便使主轴马达3加速。由数值控制部16输出的主轴马达加速指令经通信总线32发送给主轴马达用逆变换器控制部13C。当主轴马达用逆变换器控制部13C收到主轴马达加速指令时，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，从而变换为用于使主轴马达3加速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。主轴马达3根据所供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力来加速。该情况下，由于发生停电时DC链路的直流电压比预定上限值大，所以存在接近DC链路的过电压报警级别的可能性，因此，使主轴马达3更高速地旋转从而通过主轴马达3来消耗DC链路中的直流电力。只要将上述预定值设定为比过电压报警级别小的值，由于执行上述的动作，所以通过主轴马达3来消耗能量，不会达到过电压报警级别。
[0055]另一方面，在步骤S104中，数值控制部16对经总线32通知的DC链路中的直流电压是否比预定下限值小进行判定。当经总线32通知的DC链路中的直流电压比预定下限值大时向步骤S105前进，当是下限值以下时向步骤S106前进。
[0056]在步骤S106中，数值控制部16输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达减速指令以便使主轴马达3减速。由数值控制部16输出的主轴马达减速指令经通信总线32发送给主轴马达用逆变换器控制部13C。当主轴马达用逆变换器控制部13C收到主轴马达减速指令时，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，变换为用于使主轴马达3减速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。主轴马达3根据所供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力来减速。该情况下，由于发生停电时DC链路的直流电压比预定下限值小，所以存在接近DC链路的低电压报警级别的可能性，因此，使主轴马达3减速，通过再生能量来维持DC链路电压。只要将上述预定值设定为比低电压报警级别大的值，由于执行上述那样的动作，所以通过主轴马达用逆变换器13将由主轴马达3的减速而产生的再生电力变换为直流电力并供给至DC链路，从而使DC链路的直流电压的值上升，而不会达到低电压报警级别。[0057]在步骤S105中，数值控制部16输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达动力切断指令以便停止向主轴马达3供给驱动电力。
[0058]在步骤S108中，输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部16输出的进给轴马达减速指令经通信总线32发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。当进给轴马达用逆变换器控制部12C收到进给轴马达减速指令时，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，变换为用于使进给轴马达2减速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。进给轴马达2根据所供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力来减速。
[0059]当步骤S108的处理结束时，返回到步骤SlOl的处理。即，数值控制部16通过反复执行步骤SlOl?步骤S108的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与经通信总线32通知的DC链路的直流电压、上述预定上限值以及上述预定下限值的比较结果相对应地输出主轴马达减速指令、主轴马达加速指令、或主轴马达动力切断指令中的某一个。
[0060]图3是对第I实施例中停电时通知给主轴马达用逆变换器的指令进行说明的图。如上所述，当交流电源侧发生停电时，数值控制部16对进给轴马达用逆变换器12发送进给轴马达减速指令，而根据经通信总线32通知给主轴马达用逆变换器13的DC链路中的直流电压的大小如何，发送的指令不同。即，当经通信总线32通知的DC链路中的直流电压比预定上限值大时，发送主轴马达加速指令，通过加速的主轴马达3来消耗DC链路中的直流电压上升的原因即DC链路中的直流电力的上升量，由此，抑制DC链路中的直流电力的上升，避免达到过电压报警级别。另外，当经通信总线32通知的DC链路中的直流电压比预定下限值小时，发送主轴马达减速指令，通过使主轴马达3减速而产生的再生电力来补偿DC链路中的直流电压下降的原因即DC链路中的直流电力的减少量，由此，抑制DC链路中的直流电力的下降，避免达到低电压报警级别。另外，当经通信总线32通知的DC链路中的直流电压是预定下限值以上且预定上限值以下时，发送主轴马达动力切断指令，响应停电而切断对主轴马达3的电力供给。
[0061]图4是表示基于第2实施例的机床的控制装置的方框图。
[0062]根据第2实施例，具有驱动进给轴的进给轴马达2和驱动主轴的主轴马达3的机床的控制装置200具有:顺变换器11、进给轴马达用逆变换器12、主轴马达用逆变换器13、停电检测单元14、电力计算单元17、作为控制单元的数值控制部18、电源后备单元31、以及作为通信单元的通信总线32。
[0063]由于顺变换器11、进给轴马达用逆变换器12、主轴马达用逆变换器13、停电检测单元14以及电源后备单元31与参照图1以及图2说明的第I实施例的情况相同，因此省略说明。
[0064]电力计算单元17设置于进给轴马达用逆变换器12内，并根据进给轴马达用逆变换器12的交流输出侧的交流电压以及交流电流计算出与该进给轴马达用逆变换器12连接的进给轴马达2中的消耗电力。电力计算单元17将算出的进给轴马达2的消耗电力的值经进给轴马达用逆变换器控制部12C以及通信总线32通知给数值控制部18。数值控制部18在后述的处理中利用收到的消耗电力的值。另外，当进给轴马达2存在多个时，数值控制部18将总和了各电力计算单元17算出的消耗电力而得的值(S卩，总和了全部进给轴马达2中的消耗电力而得的值)用于后述的处理。[0065]数值控制部(CNC) 18是这样的控制部:为了通过所希望的旋转速度或转矩来驱动进给轴马达2以及主轴马达3，制作并输出用于控制进给轴马达用逆变换器12以及主轴马达用逆变换器13的指令。当数值控制部18经通信总线32从停电检测单元14收到交流电源侧发生停电的通知时，输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。此时，当由电力计算单元17算出的消耗电力为负时，数值控制部18输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达加速指令以便使主轴马达3加速，当由电力计算单元17算出的消耗电力为正时，数值控制部18输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达减速指令以便使主轴马达3减速。
[0066]图5是基于第2实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0067]在步骤S201中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S201中停电检测单元14检测出停电发生时向步骤S202
、产.、rr.目U进。
[0068]在步骤S202中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。
[0069]在步骤S203中，数值控制部18对由电力计算单元17算出的进给轴马达2的消耗电力为负还是为正进行判定。当由电力计算单元17算出的消耗电力为正时向步骤S204前进，当为负时向步骤S205前进。
[0070]在步骤S204中，数值控制部18输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达减速指令以便使主轴马达3减速。由数值控制部18输出的主轴马达减速指令经通信总线32发送给主轴马达用逆变换器控制部13C。当主轴马达用逆变换器控制部13C收到主轴马达减速指令时，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，变换为用于使主轴马达3减速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。主轴马达3根据所供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力来减速。在步骤S203中判定为进给轴马达2的消耗电力为正是表示在进给轴马达2中消耗了能量，因此，若放置不管则导致DC链路的直流电压进一步降低。因此，通过执行步骤S204的处理，使主轴马达3减速从而减少由主轴马达3消耗的能量，来抑制DC链路直流电压的降低。
[0071]在步骤S205中，数值控制部18输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达加速指令以便使主轴马达3加速。由数值控制部18输出的主轴马达加速指令经通信总线32发送给主轴马达用逆变换器控制部13C。当主轴马达用逆变换器控制部13C收到主轴马达加速指令时，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，变换为用于使主轴马达3加速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。主轴马达3根据所供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力来加速。在步骤S203中判定为进给轴马达2的消耗电力为负是表示在进给轴马达2中再生能量，因此，若放置不管则导致DC链路的直流电压进一步上升。因此，通过执行步骤S205的处理，使主轴马达3加速从而增加由主轴马达3消耗的能量，来抑制DC链路直流电压的上升。
[0072]在步骤S206中，输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部18输出的进给轴马达减速指令经通信总线32发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。当进给轴马达用逆变换器控制部12C收到进给轴马达减速指令时，使变换电路内部的开关元件进行开关动作，变换为用于使进给轴马达2减速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力。进给轴马达2根据所供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力来减速。
[0073]当步骤S206的处理结束时，返回到步骤S201的处理。即，数值控制部18通过反复执行步骤S201?步骤S206的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与由电力计算单元17算出的主轴马达消耗电力的值相对应地输出主轴马达减速指令或主轴马达加速指令中的某一个。
[0074]图6是对第2实施例中停电时通知给主轴马达用逆变换器的指令进行说明的图。如上所述，当交流电源侧停电发生时，数值控制部18针对进给轴马达用逆变换器12发送进给轴马达减速指令，但根据电力计算单元17算出的进给轴马达2的消耗电力的正负，而使发送到主轴马达用逆变换器13的指令不同。即，当电力计算单元17算出的进给轴马达2的消耗电力为负时发送主轴马达加速指令，通过加速的主轴马达3来消耗DC链路中的直流电压上升的原因即由进给轴马达2产生的再生能量，由此，抑制DC链路中的直流电力的上升，避免达到过电压报警级别。另外，当电力计算单元17算出的进给轴马达2的消耗电力为正时，发送主轴马达减速指令，通过使主轴马达3减速而产生的再生电力来补偿DC链路中的直流电压下降的原因即由进给轴马达2消耗电力的消耗量，由此，抑制DC链路中的直流电力的下降，避免达到低电压报警级别。
[0075]图7是基于第3实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。图8A以及图8B是对图7所示的第3实施例的变形例中停电时通知给主轴马达用逆变换器的指令进行说明的图。第3实施例是这样的实施例:在参照图5以及图6的第2实施例中，与进给轴马达2的消耗电力对应地限制根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令而输出的主轴马达用逆变换器13的交流输出，使DC链路的直流电压保持为固定。S卩，在第3实施例中，数值控制部18将由电力计算单元17算出的消耗电力作为主轴马达输出限制值来输出，与此对应地，主轴马达用逆变换器13根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令对DC链路中的直流电压和主轴马达侧的交流电压进行相互电力变换，直到根据该主轴马达加速指令或该主轴马达减速指令由主轴马达用逆变换器13相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值为止。
[0076]首先，在步骤S301中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S301中停电检测单元14检测出停电发生时向步骤S302前进。
[0077]在步骤S302中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。
[0078]在步骤S303中，数值控制部18对由电力计算单元17算出的进给轴马达2的消耗电力为负还是为正进行判定。当由电力计算单元17算出的消耗电力为正时向步骤S304前进，当为负时向步骤S305前进。
[0079]在步骤S304中，数值控制部18制作控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达减速指令以便使主轴马达3减速。
[0080]在步骤S305中，数值控制部18输出控制主轴马达用逆变换器13的主轴马达加速指令以便使主轴马达3加速。
[0081]在步骤S306中，数值控制部18将由电力计算单元17算出的消耗电力设定为主轴马达输出限制值。具体来说，数值控制部18是如图5以及6所示的第2实施例中所说明的那样:在由电力计算单元17算出的消耗电力为正时表示在进给轴马达2中消耗能量，因此，通过制作主轴马达减速指令来使主轴马达3减速而产生的再生能量，来补偿在进给轴马达2中消耗的能量。在第3实施例中，如图8A所示，将主轴马达输出限制值设定为主轴马达用逆变换器13输出的交流电力，使得主轴马达用逆变换器13输出的交流电力的总量与进给轴马达2消耗电力的量相同。在由电力计算单元17算出的消耗电力为正的情况下，主轴马达输出限制值被设定为负值。另外，数值控制部18是如图5以及6所示的第2实施例中所说明的那样:在由电力计算单元17算出的消耗电力为负时表示在进给轴马达2中再生能量，因此，通过制作主轴马达加速指令来使主轴马达3加速而使主轴马达3消耗进给轴马达2中再生的能量。另外，在第3实施例中，如图SB所示，将主轴马达输出限制值设定为主轴马达用逆变换器13输出的交流电力，使得主轴马达用逆变换器13输出的交流电力的总量与进给轴马达2消耗电力的量相同。在由电力计算单元17算出的消耗电力为负的情况下，主轴马达输出限制值被设定为正值。
[0082]在步骤S307中，数值控制部18经通信总线32将通过步骤S306设定的主轴马达输出限制值、和通过步骤S304制作的主轴马达减速指令或通过步骤S305制作的主轴马达加速指令发送给主轴马达用逆变换器控制部13C。主轴马达用逆变换器控制部13C使变换电路内部的开关元件进行开关动作，直到根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令使由主轴马达用逆变换器13相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值为止。由此，主轴马达用逆变换器13变换为用于使主轴马达3减速或加速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力，直到根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令使由主轴马达用逆变换器13相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值为止。
[0083]在步骤S308中，输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部18输出的进给轴马达减速指令经通信总线32发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。
[0084]当步骤S308的处理结束时，返回到步骤S301的处理。即，数值控制部18通过反复执行步骤S301?步骤S308的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与由电力计算单元17算出的主轴马达消耗电力的值相对应地输出主轴马达减速指令或主轴马达加速指令中的某一个以及主轴马达输出限制值。
[0085]如以上说明那样，通过与由电力计算单元17算出的消耗电力对应地设定主轴马达输出限制值，主轴马达用逆变换器13变换为用于使主轴马达3减速或加速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力，直到根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令使由主轴马达用逆变换器13相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值为止，而当由主轴马达用逆变换器13相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值时，如图8A以及图SB所示，由包括进给轴马达2以及主轴马达3的系统整体消耗或再生的电力为零，能够抑制DC链路直流电压的变动。
[0086]图9是表示基于第4实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。如上所述，在第I?第3实施例中，当顺变换器11的交流电源侧发生停电时，数值控制部16以及18与预定条件对应地生成主轴马达加速指令。主轴马达用逆变换器13根据该主轴马达加速指令输出用于加速主轴马达3的交流电力，但是不仅是主轴马达一般马达也具有结构方面容许的最大旋转速度，所以在发生停电时如上所述无止境地维持使主轴马达加速是很危险的。因此，在第4实施例中，关于主轴马达加速指令，将达到主轴马达所容许的最大旋转速度时的主轴马达加速指令设定为速度指令上限值。
[0087]首先，在步骤S401中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S401中停电检测单元14检测出发生停电时向步骤S402前进。
[0088]在步骤S402中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部16或18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。然后，执行基于图1?Sb所示的第I?第3实施例的处理，但是这里为了简明说明，关于数值控制部16或18生成主轴马达加速指令、主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令中的某一个的一连串处理省略说明。
[0089]在步骤S403中，数值控制部16或18对是否制作主轴马达加速指令进行判定。当制作主轴马达加速指令时向步骤S404前进，当不制作时向步骤S405前进。
[0090]当在步骤S403中判定为制作主轴马达加速指令时，在步骤S404中，数值控制部16或18对主轴马达加速指令是否比预先设定的速度指令上限值大进行判定。将速度指令上限值达到主轴马达容许的最大旋转速度时的主轴马达加速指令设定为速度指令上限值，并预先存储到数值控制部16或18内的存储部。例如，如果主轴马达3的最高旋转速度是lOOOOmin—1，则将该值设定为速度指令上限值。
[0091]当在步骤S404中判定为主轴马达加速指令比速度指令上限值大时，在步骤S407中，经通信总线32将速度指令上限值作为主轴马达加速指令通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0092]当在步骤S404中判定为主轴马达加速指令是速度指令上限值以下时，在步骤S406中，将主轴马达加速指令经通信总线32直接通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0093]另一方面，当在步骤S403中判定为不制作主轴马达加速指令时，在步骤S405中，数值控制部16或18经通信总线32将主轴马达减速指令或主轴马达动力切断通知给指令主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0094]在步骤S408中，数值控制部16或18输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部16或18输出的进给轴马达减速指令经通信总线32被发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。
[0095]在步骤S408的处理结束时，返回到步骤S401的处理。即，数值控制部16或18通过反复执行步骤S401?步骤S408的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与预定条件相对应地输出主轴马达减速指令、主轴马达加速指令、或主轴马达动力切断指令中的某一个。
[0096]图10是表示基于第5实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。第5实施例是这样的实施例:将以第I?第3实施例中停电检测单元14检测出停电时的主轴马达3的旋转速度为基准的、与自该旋转速度起的最大容许上升量对应的主轴马达加速指令的上升量预先设定为速度指令上升容许值，将把速度指令上升容许值与停电检测单元14检测出停电时的主轴马达3的旋转速度相加而得的值设定为主轴马达加速指令的速度指令上限值。可以以自旋转速度起的增量(绝对值)、或与旋转速度对应的比例的方式来设定速度指令上升容许值。例如，对于主轴马达3正常运转时的转速为IOOOmin-1的马达和4000min_l的马达，与第4实施例那样将速度指令上限值一律设定成一样相比，以速度指令上升容许值的形式来设定能够更高效且更安全地控制主轴马达3。将与驱动的主轴马达3对应的速度指令上升容许值预先存储到数值控制部16或18。
[0097]首先，在步骤S501中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S501中停电检测单元14检测出发生停电时向步骤S502前进。
[0098]在步骤S502中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部16或18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。然后，执行基于图1?Sb所示的第I?第3实施例的处理，但是这里为了简明说明，关于数值控制部16或18生成主轴马达加速指令、主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令中的某一个的一连串处理省略说明。
[0099]在步骤S503中，数值控制部16或18对是否制作主轴马达加速指令进行判定。当制作主轴马达加速指令时向步骤S504前进，当不制作时向步骤S505前进。
[0100]在步骤S504中，数值控制部16或18将预先存储在数值控制部16或18内的存储部的速度指令上升容许值与停电检测单元14检测出停电时的主轴马达3的旋转速度相加来算出速度指令上限值。这里，也可以从来自装配在主轴马达3的旋转速度传感器的实测数据中得到停电检测单元14检测出停电时的主轴马达3的旋转速度，或者还可以在主轴马达用逆变换器控制部13C中根据从主轴马达用逆变换器13输出的交流电流的值通过推定来得到。
[0101]当在步骤S504中算出速度指令上限值时，在步骤S505中，数值控制部16或18对主轴马达加速指令是否比速度指令上限值大进行判定。
[0102]当在步骤S505中判定为主轴马达加速指令比速度指令上限值大时，在步骤S508中，将速度指令上限值作为主轴马达加速指令经通信总线32通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0103]当在步骤S505中判定为主轴马达加速指令为速度指令上限值以下时，在步骤S507中将主轴马达加速指令经通信总线32直接通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0104]另一方面，当在步骤S503中判定为不制作主轴马达加速指令时，在步骤S506中，数值控制部16或18经通信总线32将主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0105]在步骤S509中，数值控制部16或18输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部16或18输出的进给轴马达减速指令经通信总线32被发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。
[0106]在步骤S509的处理结束时，返回到步骤S501的处理。即，数值控制部16或18通过反复执行步骤S501?步骤S509的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与预定条件相对应地输出主轴马达减速指令、主轴马达加速指令、或主轴马达动力切断指令中的某一个。
[0107]图11是基于第6实施例的机床的控制装置的方框图。第6实施例是这样的实施例:在上述的第4以及第5实施例中将机床特别设定为车床。如图11所示，当机床是车床时，主轴马达3驱动的主轴5是把持工件6并使其旋转的轴。另外，在图11中，关于电压检测单元15以及电力检测单元17省略说明。当机床是车床时，存在顺变换器11的交流电源侧发生停电时主轴5夹住(把持)工件6的情况。由于主轴把持的工件6的大小和惯性而使得驱动该主轴5的主轴马达3的转矩变化，因此，若想通过主轴马达加速指令来加速主轴马达，则要根据工件6的种类来改变主轴马达3所容许的最大旋转速度。由于工件6的种类不同耐旋转速度也不同。在第6实施例中，与主轴把持的工件6的种类对应地变更第4实施例中的速度指令上限值以及基于第5实施例的速度上升容许值，能够高效地确保更进一步的安全性。
[0108]图12是基于第6实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。
[0109]首先，在步骤S601中，按主轴马达3驱动的主轴5所把持的工件6的种类设定最适合的速度指令上限值或速度上升容许值，并将这些存储到数值控制部16或18内的存储部(未图示)。例如当工件6的惯性大时由加速导致超过卡盘的把持力从而存在工件脱离的可能性，所以为了确保安全性而将速度指令上限值或速度上升容许值设定得较低，当工件6的惯性小时由于卡盘的把持力存在富余，所以为了确保DC链路电压上升的抑制效果而将速度指令上限值或速度上升容许值设定得较高。
[0110]接下来，在步骤S602中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S602中停电检测单元14检测出发生停电时向步骤S603前进。
[0111]在步骤S603中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部16或18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。然后，执行基于图1?Sb所示的第I?第3实施例的处理，但是这里为了简明说明，关于数值控制部16或18生成主轴马达加速指令、主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令中的某一个的一连串处理省略说明。
[0112]在步骤S604中，数值控制部16或18对是否制作主轴马达加速指令进行判定。当制作主轴马达加速指令时向步骤S605前进，当不制作时向步骤S608前进。
[0113]在步骤S605中，对主轴马达3驱动的主轴5把持的工件6的种类进行判别。
[0114]接下来在步骤S606中，从数值控制部16或18内的存储部读出与所判别的工件6对应的速度指令上限值或速度指令上升容许值。特别是当读出速度指令上升容许值时，将预先存储在数值控制部16或18内的存储部的速度指令上升容许值与停电检测单元14检测出停电时的主轴马达3的旋转速度相加来算出速度指令上限值。
[0115]在步骤S607中，数值控制部16或18对主轴马达加速指令是否比速度指令上限值大进行判定。
[0116]当在步骤S607中判定为主轴马达加速指令比速度指令上限值大时，在步骤S610中，将速度指令上限值作为主轴马达加速指令经通信总线32通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0117]当在步骤S607中判定为主轴马达加速指令为速度指令上限值以下时，在步骤S609中将主轴马达加速指令经通信总线32直接通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0118]另一方面，当在步骤S604中判定为不制作主轴马达加速指令时，在步骤S608中，数值控制部16或18经通信总线32将主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0119]在步骤S611中，数值控制部16或18输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部16或18输出的进给轴马达减速指令经通信总线32被发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。
[0120]在步骤S611的处理结束时，返回到步骤S601的处理。即，数值控制部16或18通过反复执行步骤S601?步骤S611的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与预定条件相对应地输出主轴马达减速指令、主轴马达加速指令、或主轴马达动力切断指令中的某一个。
[0121]图13是表示基于第7实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。在第4?第6实施例中，主轴马达加速指令没有超过速度指令上限值。存在这样的可能性:当主轴马达加速指令达到速度指令上限值时，如上所述，不能通过主轴马达3来消耗能量，从而使DC链路中的直流电压上升。第7实施例是对应于像这样情况的实施例，当停电检测单元14检测出停电而将进给轴马达减速指令输出给进给轴马达用逆变换器12并且将主轴马达加速指令输出给主轴马达用逆变换器13时，在主轴马达加速指令达到速度指令上限值的情况下，数值控制部16或18输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达转矩限制指令以便使进给轴马达2的转矩比当前时刻低，来抑制DC链路直流电压的上升。
[0122]首先，在步骤S701中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S701中停电检测单元14检测出发生停电时向步骤S702前进。
[0123]在步骤S702中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部16或18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。然后，执行基于图1?Sb所示的第I?第3实施例的处理，但是这里为了简明说明，关于数值控制部16或18生成主轴马达加速指令、主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令中的某一个的一连串处理省略说明。
[0124]在步骤S703中，数值控制部16或18对是否制作主轴马达加速指令进行判定。当制作主轴马达加速指令时向步骤S704前进，当不制作时向步骤S705前进。
[0125]在步骤S704中，数值控制部16或18对主轴马达加速指令是否比速度指令上限值大进行判定。速度指令上限值是这样的值:在作为达到主轴马达所容许的最大旋转速度时的主轴马达加速指令是预先存储于数值控制部16或18内的存储部的主轴马达加速指令的情况下将其读出，或者，读出存储于数值控制部16或18内的存储部的速度指令上升容许值，并将其与停电检测单元14检测出停电时的主轴马达3的旋转速度相加而算出的值。
[0126]当在步骤S704中判定为主轴马达加速指令比速度指令上限值大时，在步骤S707中，将速度指令上限值作为主轴马达加速指令经通信总线32通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0127]接下来，在步骤S709中，制作控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴转矩限制指令以便使进给轴马达2的转矩比当前时刻低。该进给轴马达转矩限制指令与进给轴马达减速指令一起经通信总线32被发送至进给轴马达用逆变换器控制部12C。
[0128]当在步骤S704中判定为主轴马达加速指令为速度指令上限值以下时，在步骤S706中将主轴马达加速指令经通信总线32直接通知给主轴马达用逆变换器控制部13C，并向步骤S708前进。
[0129]另一方面，当在步骤S703中判定为不制作主轴马达加速指令时，在步骤S705中，数值控制部16或18经通信总线32将主轴马达减速指令或主轴马达动力切断指令通知给主轴马达用逆变换器控制部13C。
[0130]在步骤S708中，输出控制进给轴马达用逆变换器12的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达2减速。由数值控制部16或18输出的进给轴马达减速指令经通信总线32被发送给进给轴马达用逆变换器控制部12C。
[0131]在步骤S708或步骤S709的处理结束时，返回到步骤S701的处理。即，数值控制部16或18通过反复执行步骤S701?步骤S709的处理，输出进给轴马达减速指令，并且与预定条件相对应地输出主轴马达减速指令、主轴马达加速指令、或主轴马达动力切断指令中的某一个，另外，与预定条件对应地输出进给轴马达转矩限制指令。
[0132]图14是表示基于第8实施例的机床控制装置的工作流程的流程图。想到第I?第7实施例中根据主轴马达加速指令来加速主轴的控制一般是以切削为目的的旋转控制，而当进行主轴位置控制时有可能进行与进给轴或其他主轴联动的插补涉及的轮廓控制，在进行基于该第I?第7实施例的加速或减速时，有时不会保持插补的同步性而对工件和工具造成伤害。第8实施例是与这样的情况对应的实施例，当停电检测单元14检测出停电时，在进行了主轴的位置控制的情况下，数值控制部16或18不对主轴马达用逆变换器13输出主轴马达加速指令或主轴马达减速指令。
[0133]首先，在步骤S801中，顺变换器11内的停电检测单元14对顺变换器11的交流电源侧有无停电发生进行检测。当在步骤S801中停电检测单元14检测出发生停电时向步骤S802前进。
[0134]在步骤S802中，停电检测单元14经顺变换器控制部IlC以及通信总线32向数值控制部16或18通知顺变换器11的交流电源侧发生停电。
[0135]在步骤S803中，数值控制部16或18对是否进行主轴位置控制进行判定。当进行主轴位置控制时向步骤S805前进，当不进行位置控制时向步骤S804前进。
[0136]当在步骤S803中判定为进行主轴的位置控制时，在步骤S805中，不对主轴马达用逆变换器13输出主轴马达加速指令或主轴马达减速指令，而是继续位置指令并经通信总线32通知给主轴马达用逆变换器13。
[0137]当在步骤S803中判定为不进行主轴的位置控制时，在步骤S804中，执行上述的第I?第7实施例的处理，并与预定条件对应地将主轴马达减速指令、主轴马达加速指令或主轴马达动力切断指令中的某一个经通信总线32通知给主轴马达用逆变换器13。
[0138]本发明能够应用于具有驱动进给轴的进给轴马达和驱动主轴的主轴马达、并能将从交流电源侧供给的交流变换为直流来输出之后还能变换为用于驱动马达的交流并供给到进给轴马达以及主轴马达来进行驱动的机床的控制装置中。
[0139]根据本发明，在具有驱动进给轴的进给轴马达和驱动主轴的主轴马达的机床中，在交流电源侧发生停电时能够可靠地尽早停止进给轴马达，因此能够避免交流电源侧发生停电时进给轴的冲突。
[0140]根据第I实施例，在交流电源侧发生停电时，数值控制部对进给轴马达用逆变换器发送进给轴马达减速指令，并且当电压检测单元检测出的DC链路中的直流电压比预定上限值大时发送主轴马达加速指令，通过加速的主轴马达来消耗DC链路中的直流电压上升的原因即DC链路中的直流电力的上升量，因此，能够抑制DC链路中的直流电力的上升，能够避免达到过电压报警级别。另外，当电压检测单元检测出的DC链路中的直流电压比预定下限值小时发送主轴马达减速指令，通过使主轴马达减速而产生的再生电力来补偿DC链路中的直流电压下降的原因即DC链路中的直流电力的减少量，因此，能够抑制DC链路中的直流电力的下降，能够避免达到低电压报警级别。
[0141]另外，根据第2实施例，当交流电源侧发生停电时，数值控制部对进给轴马达用逆变换器发送进给轴马达减速指令，并且当由电力计算单元算出的进给轴马达的消耗电力为负时发送主轴马达加速指令，通过加速的主轴马达来消耗DC链路中的直流电压上升的原因即由进给轴马达产生的再生能量，因此，能够抑制DC链路中的直流电力的上升，能够避免达到过电压报警级别。另外，当电力计算单元算出的进给轴马达的消耗电力为正时发送主轴马达减速指令，通过使主轴马达减速而产生的再生电力来补偿DC链路中的直流电压下降的原因即在进给轴马达电力的消耗量，因此，能够抑制DC链路中的直流电力的下降，能够避免达到低电压报警级别。
[0142]另外，根据第3实施例，在第I以及第2实施例中，还与由电力计算单元算出的消耗电力对应地设定主轴马达输出限制值，由此主轴马达用逆变换器变换为用于使主轴马达3减速或加速的所希望的电压以及所希望的频率的三相交流电力，直到根据主轴马达加速指令或主轴马达减速指令使由主轴马达用逆变换器相互电力变换的交流电力的总量达到主轴马达输出限制值为止，因此，由包括进给轴马达以及主轴马达的系统整体消耗或再生的电力为零，能够抑制DC链路直流电压的变动。
[0143]另外，根据第4实施例，在第I?第3实施例中，对于主轴马达加速指令，将达到主轴马达所容许的最大旋转速度时的主轴马达加速指令设定为速度指令上限值，所以不会通过主轴马达加速指令使主轴马达比最大旋转速度大地旋转，因此安全性升高。
[0144]另外，根据第5实施例，将以停电检测单元检测出停电时的主轴马达的旋转速度为基准的、与自该旋转速度起的最大容许上升量对应的主轴马达加速指令的上升量预先设定为速度指令上升容许值，将把速度指令上升容许值与停电检测单元检测出停电时的主轴马达的旋转速度相加而得的值设定为主轴马达加速指令的速度指令上限值，因此，能够更高效且安全地控制主轴马达，并能够抑制DC链路直流电压的上升。
[0145]另外，根据第6实施例，当机床是车床时，与工件的种类对应地变更速度指令上限值或速度上升容许值，能够高效地确保更进一步的安全性。
[0146]另外，根据第7实施例，当停电检测单元检测出停电而对进给轴马达用逆变换器输出进给轴马达减速指令并且对主轴马达用逆变换器输出主轴马达加速指令时，在主轴马达加速指令达到速度指令上限值的情况下，输出控制进给轴马达用逆变换器的进给轴马达转矩限制指令以便使进给轴马达的转矩比当前时刻低，因此能够抑制DC链路的直流电压的上升。
[0147]另外，根据第8实施例，当停电检测单元检测出停电时，在进行主轴位置控制的情况下，不对主轴马达用逆变换器输出主轴马达加速指令或主轴马达减速指令，因此继续位置控制，不会损害与主轴进行插补动作的轴的同步性，不会产生对工件和工具造成大的伤害这样的问题。
【权利要求】
1.一种机床的控制装置(100)，该机床具有驱动进给轴的进给轴马达(2)和驱动主轴的主轴马达(3)，其特征在于，上述控制装置(100)具有: 顺变换器(11)，其对交流电源(4 )侧的交流电压和直流侧即DC链路中的直流电压进行相互电力变换； 进给轴马达用逆变换器(12)，其对上述DC链路中的直流电压和进给轴马达(2)侧的交流电压进行相互电力变换，并向进给轴马达(2)供给驱动电力； 主轴马达用逆变换器(13 )，其对上述DC链路中的直流电压和主轴马达(3 )侧的交流电压进行相互电力变换，并向主轴马达(3)供给驱动电力； 停电检测单元(14)，其对上述顺变换器(11)的交流电源(4)侧有无停电发生进行检测； 电压检测单元(15)，其对上述DC链路中的直流电压进行检测；以及 控制单元(16),当上述停电检测单元(14)检测出停电时,该控制单元(16)输出控制上述进给轴马达用逆变换器(12)的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达(2)减速，当上述停电检测单元(14)检测出停电时，在上述电压检测单元(15)检测出的直流电压比预定上限值大的情况下，上述控制单元(16)输出控制上述主轴马达用逆变换器(13)的主轴马达加速指令以便使主轴马达(3)加速，在上述电压检测单元(15)检测出的直流电压比低于上述预定上限值的预定下限值小的情况下，上述控制单元(16)输出控制上述主轴马达用逆变换器(13)的主轴马达减速指令以便使主轴马达(3)减速。
2.根据权利要求1所述的控制装置(100)，其特征在于， 当上述停电检测单元(14) 检测出停电时，在上述电压检测单元(15)检测出的直流电压在上述预定下限值以上且在上述预定上限值以下的情况下，上述控制单元(16)输出控制上述主轴马达用逆变换器(13)的主轴马达动力切断指令以便停止向主轴马达(3)供给驱动电力。
3.一种机床的控制装置(200)，该机床具有驱动进给轴的进给轴马达(2)和驱动主轴的主轴马达(3)，其特征在于，上述控制装置(200)具有: 顺变换器(11)，其对交流电源(4 )侧的交流电压和直流侧即DC链路中的直流电压进行相互电力变换； 进给轴马达用逆变换器(12)，其对上述DC链路中的直流电压和进给轴马达(2)侧的交流电压进行相互电力变换，并向进给轴马达(2)供给驱动电力； 主轴马达用逆变换器(13 )，其对上述DC链路中的直流电压和主轴马达(3 )侧的交流电压进行相互电力变换，并向主轴马达(3)供给驱动电力； 停电检测单元(14)，其对上述顺变换器(11)的交流电源(4)侧有无停电发生进行检测； 电力计算单元(17)，其计算出进给轴马达(2)中的消耗电力；以及 控制单元(18),当上述停电检测单元(14)检测出停电时,该控制单元(18)输出控制上述进给轴马达用逆变换器(12)的进给轴马达减速指令以便使进给轴马达(2)减速，当上述停电检测单元(14)检测出停电时，在由上述电力计算单元(17)算出的上述消耗电力为负的情况下，上述控制单元(18)输出控制上述主轴马达用逆变换器(13)的主轴马达加速指令以便使主轴马达(3)加速，在由上 述电力计算单元(17)算出的上述消耗电力为正的情况下，上述控制单元(18)输出控制上述主轴马达用逆变换器(13)的主轴马达减速指令以便使主轴马达(3)减速。
4.根据权利要求3所述的控制装置(200)，其特征在于， 上述控制单元(18)将由上述电力计算单元(17)算出的上述消耗电力作为主轴马达输出限制值来输出， 上述主轴马达用逆变换器(13)根据上述主轴马达加速指令或上述主轴马达减速指令对上述DC链路中的直流电压和主轴马达(3)侧的交流电压进行相互电力变换，直到根据该主轴马达加速指令或该主轴马达减速指令使由上述主轴马达用逆变换器(13)相互电力变换的交流电力的总量达到上述主轴马达输出限制值为止。
5.根据权利要求3或4所述的控制装置(200)，其特征在于， 针对每至少一个进给轴马达(2)设置有上述进给轴马达用逆变换器(12)， 上述电力计算单元(17)算出的上述消耗电力是总和了所有进给轴马达(2)中的消耗电力而得的值。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的控制装置(100)、(200)，其特征在于， 上述主轴马达加速指令将主轴马达(3)所容许的最大旋转速度或达到最大转速时的主轴马达加速指令设定为速度指令上限值。
7.根据权利要求6所述的控制装置(100)、(200)，其特征在于， 主轴马达(3)驱动的主轴是把持工件并使其旋转的轴， 与上述主轴把持的工件的种类对应地设定上述速度指令上限值。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的控制装置(100)、(200)，其特征在于， 将以上述停电检测单元(14)检测出停电时的主轴马达(3)的旋转速度为基准的、与自该旋转速度起的最大容许上升量对应的主轴马达加速指令的上升量设定为速度指令上升容许值， 上述主轴马达加速指令将把上述速度指令上升容许值与上述停电检测单元(14)检测出停电时的主轴马达(3)的旋转速度相加而得的值设定为速度指令上限值。
9.根据权利要求8所述的控制装置(100)、(200)，其特征在于， 主轴马达(3)驱动的主轴是把持工件并使其旋转的轴， 与上述主轴把持的工件的种类对应地设定上述速度指令上升容许值。
10.根据权利要求6~9中任一项所述的控制装置(100)、(200)，其特征在于， 当上述停电检测单元(14)检测出停电而对上述进给轴马达用逆变换器(12)输出上述进给轴马达减速指令并且对上述主轴马达用逆变换器(13)输出上述主轴马达加速指令时，在上述主轴马达加速指令达到上述速度指令上限值的情况下，上述控制单元(16)、( 18)输出控制上述进给轴马达用逆变换器(12)的进给轴马达转矩限制指令以便使进给轴马达(2)的转矩比当前时刻低。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的控制装置(100)、(200)，其特征在于， 当上述停电检测单元(14)检测出停电时，在进行了主轴的位置控制的情况下，上述控制单元(16)、( 18)不对上述主轴马达用逆变换器(13)输出上述主轴马达加速指令或上述主轴马达减速指令。
【文档编号】H02P3/18GK103812391SQ201310556720
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】置田肇, 田岛大辅 申请人:发那科株式会社