磨削傾斜面的伺服控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制磨削傾斜面的機(jī)床的伺服電動(dòng)機(jī)的伺服控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般，在平面磨床中，使水平配置的工件相對(duì)于固定的砂輪擺動(dòng)，由此磨削工件的平面?；蛘撸灿袝r(shí)通過(guò)使砂輪相對(duì)于固定的工件擺動(dòng)來(lái)磨削工件。與平面磨床連接的數(shù)值控制裝置控制使工件或砂輪擺動(dòng)的擺動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)、相對(duì)于擺動(dòng)軸向垂直方向送出工件或砂輪的進(jìn)給軸的電動(dòng)機(jī)。
[0003]圖9是日本特開(kāi)2011-194552號(hào)公報(bào)所公開(kāi)那樣的現(xiàn)有技術(shù)的工件和砂輪的簡(jiǎn)圖。如圖9所示，在磨削工件W的傾斜面的情況下，使工件W圍繞傾斜軸傾斜。由此，能夠與磨削平面的情況同樣地用砂輪G磨削工件W的傾斜面。
[0004]另外，圖1OA是表示現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)給軸的進(jìn)給位置和擺動(dòng)軸的位置之間的關(guān)系的圖。如圖1OA所示，平面磨削的擺動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)是從工件的一端到另一端往返移動(dòng)的鋸齒狀。另外，如圖1OB所示，圖1OA的從點(diǎn)P到點(diǎn)Q的砂輪的移動(dòng)速度大致固定。在這樣的情況下，具有磨削時(shí)的磨削量固定的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]但是，在圖9的結(jié)構(gòu)中，除了擺動(dòng)軸和進(jìn)給軸以外，還需要傾斜軸。因此，包含擺動(dòng)軸、進(jìn)給軸、傾斜軸的磨床具有成為只為傾斜面等的平面磨削特殊化的結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。
[0006]另外，根據(jù)圖1OA可知，加減速時(shí)的轉(zhuǎn)矩增大，因此在使砂輪沿著擺動(dòng)軸高速動(dòng)作方面存在限制。進(jìn)而，移動(dòng)速度特別在點(diǎn)P和點(diǎn)Q處急劇變化。因此，還存在以下問(wèn)題，即如果使砂輪沿著擺動(dòng)軸高速地動(dòng)作，則在點(diǎn)P和點(diǎn)Q處的反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生下沖、過(guò)沖。在用圓筒磨床磨削圓錐或圓錐臺(tái)形狀的工件(未圖示)的圓錐面的情況下，也存在這樣的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明就是鑒于這樣的情況而提出的，其目的在于:提供一種伺服控制系統(tǒng)，其能夠不需要傾斜軸，以及在反轉(zhuǎn)時(shí)不產(chǎn)生下沖、過(guò)沖地磨削傾斜面。
[0008]為了達(dá)到上述目的，根據(jù)第一形式，提供一種伺服控制系統(tǒng)，其在控制用砂輪磨削被磨削材料的傾斜面的機(jī)床的伺服電動(dòng)機(jī)的伺服控制系統(tǒng)中，具備:第一伺服電動(dòng)機(jī)，其使砂輪或被磨削材料中的一方沿著第一擺動(dòng)軸擺動(dòng)；第一位置檢測(cè)部，其檢測(cè)上述第一伺服電動(dòng)機(jī)的位置；第一伺服電動(dòng)機(jī)控制部，其控制上述第一伺服電動(dòng)機(jī)；第二伺服電動(dòng)機(jī)，其使上述砂輪或上述被磨削材料中的上述一方沿著與上述第一擺動(dòng)軸垂直的第二擺動(dòng)軸擺動(dòng)；第二位置檢測(cè)部，其檢測(cè)上述第二伺服電動(dòng)機(jī)的位置；第二伺服電動(dòng)機(jī)控制部，其控制上述第二伺服電動(dòng)機(jī)；基準(zhǔn)角度計(jì)算部，其根據(jù)從加工條件得到的指令角速度和指令分配周期，計(jì)算基準(zhǔn)角度；擺動(dòng)指令計(jì)算部，其根據(jù)上述加工條件和上述基準(zhǔn)角度，計(jì)算周期性的擺動(dòng)指令；第一供給部，其向上述第一伺服電動(dòng)機(jī)控制部供給上述基準(zhǔn)角度和上述擺動(dòng)指令；第一位置偏差計(jì)算部，其在每個(gè)上述采樣周期中計(jì)算上述擺動(dòng)指令與通過(guò)上述第一位置檢測(cè)部檢測(cè)出的上述第一伺服電動(dòng)機(jī)的位置之間的第一位置偏差；第一重復(fù)控制部，其根據(jù)上述基準(zhǔn)角度、上述擺動(dòng)指令和上述第一位置偏差，進(jìn)行上述第一伺服電動(dòng)機(jī)的重復(fù)控制；乘法運(yùn)算部，其將與上述被磨削材料的上述傾斜面的傾斜角對(duì)應(yīng)的比例乘以上述擺動(dòng)指令，計(jì)算乘法運(yùn)算后擺動(dòng)指令；第二供給部，其向上述第二伺服電動(dòng)機(jī)控制部供給上述基準(zhǔn)角度和上述乘法運(yùn)算后擺動(dòng)指令；第二位置偏差計(jì)算部，其在每個(gè)采樣周期中計(jì)算上述乘法運(yùn)算后擺動(dòng)指令與通過(guò)上述第二位置檢測(cè)部檢測(cè)出的上述第二伺服電動(dòng)機(jī)的位置之間的第二位置偏差；第二重復(fù)控制部，其根據(jù)上述基準(zhǔn)角度、上述乘法運(yùn)算后擺動(dòng)指令和上述第二位置偏差，進(jìn)行上述第二伺服電動(dòng)機(jī)的重復(fù)控制，上述第一重復(fù)控制部和上述第二重復(fù)控制部分別對(duì)上述第一位置偏差和上述第二位置偏差進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的第一位置偏差和上述第二位置偏差，對(duì)上述第一伺服電動(dòng)機(jī)和上述第二伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，由此磨削上述被磨削材料的傾斜面。
[0009]根據(jù)第二形式，在第一形式中，上述第一重復(fù)控制部包括:第一時(shí)間角度變換部，其將在每個(gè)上述采樣周期中取得的上述第一位置偏差變換為每個(gè)上述基準(zhǔn)角度的偏差；第一修正量計(jì)算部，其根據(jù)每個(gè)上述基準(zhǔn)角度的上述偏差，計(jì)算上述基準(zhǔn)角度下的修正量；第一修正量存儲(chǔ)部，其按照上述周期性地?cái)[動(dòng)的上述砂輪或上述被磨削材料的至少一個(gè)周期的量存儲(chǔ)上述修正量；第一角度時(shí)間變換部，其將存儲(chǔ)在上述第一修正量存儲(chǔ)部中的上述修正量變換為每個(gè)上述采樣周期的修正量；以及第一相位超前濾波器，其使通過(guò)上述第一角度時(shí)間變換部變換而得的變換后修正量的相位超前，上述第二重復(fù)控制部包括:第二時(shí)間角度變換部，其將在每個(gè)上述采樣周期中取得的上述第二位置偏差變換為每個(gè)上述基準(zhǔn)角度的偏差；第二修正量計(jì)算部，其根據(jù)每個(gè)上述基準(zhǔn)角度的上述偏差計(jì)算上述基準(zhǔn)角度下的修正量；第二修正量存儲(chǔ)部，其按照上述周期性地?cái)[動(dòng)的上述砂輪或上述被磨削材料的至少一個(gè)周期的量存儲(chǔ)上述修正量；第二角度時(shí)間變換部，其將存儲(chǔ)在上述第二修正量存儲(chǔ)部中的上述修正量變換為每個(gè)上述采樣周期的修正量；以及第二相位超前濾波器，其使通過(guò)上述第二角度時(shí)間變換部變換而得的變換后修正量的相位超前。
[0010]根據(jù)第三形式，在第一形式中，上述擺動(dòng)指令是正弦波狀。
[0011]根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，能夠進(jìn)一步了解本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)、以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的伺服控制系統(tǒng)的框圖。
[0013]圖2是表示應(yīng)用本發(fā)明的伺服控制系統(tǒng)的一個(gè)例子的圖。
[0014]圖3是表示圖1所示的伺服控制系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。
[0015]圖4A是表示本發(fā)明的進(jìn)給軸的進(jìn)給位置和一個(gè)擺動(dòng)軸的位置之間的關(guān)系的圖。
[0016]圖4B是表示從圖4A所示的點(diǎn)P向點(diǎn)Q移動(dòng)時(shí)的時(shí)間和速度的關(guān)系的圖。
[0017]圖5是圖1所示的第一重復(fù)控制部的框圖。
[0018]圖6是圖1所示的第二重復(fù)控制部的框圖。
[0019]圖7是說(shuō)明重復(fù)控制的流程圖。
[0020]圖8是表示應(yīng)用本發(fā)明的伺服控制系統(tǒng)的其他例子的圖。
[0021]圖9是現(xiàn)有技術(shù)的工件和砂輪的簡(jiǎn)圖。
[0022]圖1OA是表示現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)給軸的進(jìn)給位置和擺動(dòng)軸的位置之間的關(guān)系的圖。
[0023]圖1OB是表示從圖1OA所示的點(diǎn)P向點(diǎn)Q移動(dòng)時(shí)的時(shí)間和速度的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中，對(duì)相同的部件附加相同的參照符號(hào)。為了容易理解，這些附圖適當(dāng)?shù)刈兏吮壤摺?br>[0025]圖1是本發(fā)明的伺服控制系統(tǒng)的框圖。伺服控制系統(tǒng)10具備數(shù)值控制裝置20、針對(duì)X方向擺動(dòng)軸的第一伺服電動(dòng)機(jī)80a、控制第一伺服電動(dòng)機(jī)80a的第一伺服電動(dòng)機(jī)控制部40a、針對(duì)Y方向擺動(dòng)軸的第二伺服電動(dòng)機(jī)80b、以及控制第二伺服電動(dòng)機(jī)80b的第二伺服電動(dòng)機(jī)控制部40b。
[0026]如圖1所示，數(shù)值控制裝置20計(jì)算位置指令Pel、Pc2，分別輸出到第一伺服電動(dòng)機(jī)控制部40a和第二伺服電動(dòng)機(jī)控制部40b。另外，第一伺服電動(dòng)機(jī)80a和第二伺服電動(dòng)機(jī)80b分別具備用于檢測(cè)各電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的位置檢測(cè)器82a、82b。
[0027]另外，如圖1所示，數(shù)值控制裝置20具備:基準(zhǔn)角度計(jì)算部21，其根據(jù)從加工條件得到的指令角速度和指令分配周期，計(jì)算基準(zhǔn)角度；擺動(dòng)指令計(jì)算部22，其根據(jù)加工條件和基準(zhǔn)角度計(jì)算周期性的擺動(dòng)指令。進(jìn)而，數(shù)值控制裝置20具備:乘法運(yùn)算部23，其將與工件W的傾斜角β對(duì)應(yīng)的比例乘以擺動(dòng)指令來(lái)計(jì)算乘法運(yùn)算后擺動(dòng)指令。
[0028]圖2是表示應(yīng)用本發(fā)明的伺服控制系統(tǒng)的一個(gè)例子的圖。如圖2所示，伺服控制系統(tǒng)10被用于控制使用自轉(zhuǎn)的砂輪G對(duì)固定的工件W的傾斜面進(jìn)行加工的機(jī)床、工業(yè)機(jī)械。圖2所示的工件W的傾斜面和水平面之間的傾斜角是角度β。
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