专利名称：旋转轴控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用检测旋转体角加速度的角加速度检测器的旋转轴控制装置。
背景技术：
在机床旋转轴的控制中，通常进行检测旋转体的旋转角度/旋转速度后从与其指令值的差算出伺服马达的控制量的反馈控制。但是，在例如机床的分度工作台的控制中，由于存在在旋转体和检测器之间连接两者的连接器等刚性低的部分，所以旋转体会振动。于是，为防止振动，可考虑检测旋转体的角加速度并根据该值修正指令值。
因此需要使用角加速度传感器检测角加速度，该传感器并不是一般使用的传感器且价格高。
而且，可考虑在旋转体上设置检测旋转体切线方向的加速度的加速度传感器，用由该传感器检测的加速度除以传感器安装位置的半径得到角加速度。
但是，在将旋转体及旋转轴整体装载于并进运动的直动轴上的机械构造的情况下，因为由加速度传感器检测的加速度中也包含直动轴的加速度，所以不能只检测角加速度。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在旋转轴控制装置中不使用不一般使用的、价格高的角加速度传感器并且即使在除旋转运动的加速度之外假定还有并进运动的加速度的情况下也能只检测角加速度的检测方法。
根据本发明，提供一种旋转轴的控制装置，其具备伺服马达、由该伺服马达驱动的旋转体；检测该旋转体的旋转角度及旋转角速度中至少一个的检测器；从该旋转体的旋转角度及旋转角速度中至少一个的指令值和该检测器的检测值算出该伺服马达的控制量的控制处理部；在该旋转体上在离其旋转轴的距离各不相同的位置上所设的多个加速度传感器；从该多个加速度传感器检测的加速度的值算出旋转体的旋转角加速度的角加速度算出部；以及根据该角加速度算出部算出的旋转角加速度修正上述旋转角度指令值、旋转角速度指令值及伺服马达的电流指令值中至少一个的修正计算部。
图1是表示本发明的角加速度检测器中的传感器的安装位置的一个实例的图。
图2是用于说明本发明的检测原理的图。
图3是表示本发明的旋转轴控制装置的一个实例的构成的方框图。
图4是表示本发明的角加速度检测器中的传感器的安装位置的另一个实例的图。
具体实施例方式
图1是表示本发明的角加速度检测器中的传感器的安装位置的一个实例的图。
在图1中，10指示直动轴的中心，箭头12指示其移动方向。14指示直动轴10上所搭载的旋转轴，箭头16指示其旋转方向。18、20表示在安装于旋转轴14上的旋转体22上所设的两个加速度传感器，箭头24、26表示各个加速度传感器的加速度检测方向。加速度传感器18、20理想的是在同一半径上排列并被配置于检测旋转的切向加速度的方向上，使得相等地加上并进运动的加速度。
如图2所示，如果传感器18、20的安装位置的半径为r1和r2、直动轴的加速度a的传感器检测方向分量为a′、旋转轴的角加速度为b，则传感器18、20中检测的加速度X1、X2由加速度传感器的检测方向分量a′和旋转轴的角加速度产生的切线加速度r1×b或r2×b的和构成，并由下式表示。
X1＝a′+r1×bX2＝a′+r2×b根据上式可如下算出旋转轴的角加速度b，还可使用两个加速度传感器来只检测直动轴上的旋转轴的角加速度。
b＝(X1-X2)/(r1-r2)再有，X1、X2、a′、b皆为以旋转体的旋转轴为中心、连接加速度传感器和旋转轴的直线所构成的坐标系上的矢量。因此，如图4所示，在传感器18和传感器20中间夹有旋转体的旋转中心且被配置于相对侧的情况下，需要有下式b＝(X1-X2)/(r1+r2)可使用例如由半导体处理而形成钟及检测支撑其的梁上所作用的力的压电电阻元件的公知加速度传感器作为加速度传感器18、20。
图3是表示使用该角加速度检测器的旋转轴控制装置的构成的方框图。图3中的图示省略了直动轴。
在图3中，将由与伺服马达30连接的编码器检测的角度检测值32用作位置反馈，从与位置指令的差分34在位置控制处理部36中由例如公知的PID计算算出速度指令。其次，例如将通过时间微分解像度检测值所得到的角速度值38用作速度反馈，从与速度指令的差分40在速度控制处理部42中由例如公知的PID计算算出电流指令。再有，检测伺服马达30的电流，从电流检测值43与电流指令的差分44在电流控制处理部46中由例如公知的PID计算算出电流控制值再给予伺服马达30。
从由旋转体22上所设的角加速度传感器18、20检测的加速度在计算部48中计算的旋转体22的旋转角加速度的值用于位置指令的修正50、速度指令的修正52及电流指令的修正54。用于该修正的的计算由例如(修正后指令值)＝(修正前指令值)+(系数)×(角加速度检测值)的公式来进行。抑制或消除旋转体的振动地由试错法确定上式中的系数。
权利要求
1.一种旋转轴控制装置，其特征在于，具备伺服马达；由该伺服马达驱动的旋转体；检测该旋转体的旋转角度及旋转角速度中至少一方的检测器；从该旋转体的旋转角度及旋转角速度中至少一方指令值和该检测器的检测值算出该伺服马达的控制量的控制处理部；多个加速度传感器；从该多个加速度传感器检测的加速度的值算出旋转体的旋转角加速度的角加速度算出部；以及根据该角加速度算出部算出的旋转角加速度修正所述旋转角度指令值、旋转角速度指令值及伺服马达的电流指令值中至少一个的修正计算部。
2.根据权利要求1所述旋转轴控制装置，其特征在于，所述多个加速度传感器配置于通过该旋转体上的旋转中心的直线上。
3.根据权利要求2所述旋转轴控制装置，其特征在于，两个加速度传感器在所述直线上夹有所述旋转中心地被配置于相互相反侧。
4.根据权利要求1所述旋转轴控制装置，其特征在于，所述多个加速度传感器被配置于检测旋转体旋转的切线方向的加速度的方向上。
全文摘要
本发明涉及使用检测旋转体角加速度的角加速度检测器的旋转轴控制装置。即使在除旋转运动的加速度外还想定并进运动的加速度的构成中也可不用角加速度传感器而只检测角加速度。在旋转体上，在同一半径上且在检测旋转的切线方向的加速度的方向上配置有两个加速度传感器，从它们检测的加速度X
文档编号B23Q17/00GK1781660SQ20051012428
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年11月30日
发明者谷口满幸, 今井圭介 申请人:发那科株式会社