[发明专利]用于机床的控制装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年3月29日提交的申请号为2010-75983的日本专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于机床的控制装置，并且特别地涉及在发生电力故障时的控制。

背景技术

在机床中，控制工件或刀具来将工件机械加工成预定形状。例如，在车床等中，安装有工件的心轴由心轴电动机旋转地驱动，并且用于移动工件(心轴)或刀具的进给杆通过滚珠螺杆、齿轮等由伺服电动机线性地驱动或旋转地驱动。另一方面，在加工中心等中，安装有刀具的心轴由心轴电动机旋转地驱动，并且用于移动工件或刀具(心轴)的进给杆通过滚珠螺杆、齿轮等由伺服电动机线性地驱动或旋转地驱动。

图3为示出相关技术中的用于在发生电力故障时控制机床的控制装置的一个示例的方框图。交流(AC)输入电源1被输入至电力电路2。电力电路2将输入的AC电压转换为直流(DC)电压，并且将DC电压提供给伺服电动机放大器3和4以及用于心轴电动机的放大器5。数字控制装置6输入指示值至用于伺服电动机的放大器3和4以及用于心轴电动机的放大器5，以便将工件机械加工成预定形状。用于伺服电动机的放大器3和4以及用于心轴电动机的放大器5根据来自数字控制装置6的指示值来驱动伺服电动机7和8以及心轴电动机9。电力故障检测单元10不断地监测输入电源1，并且当检测到电力故障时，由于给电动机的供电精度因DC电压的下降而降低并且不能精确地对工件和刀具进行控制，因此将暂停用电的指示发给用于伺服电动机的放大器3和4以及用于心轴电动机的放大器5，使得能够中断对伺服电动机7和8以及心轴电动机9的驱动。

当在工件的机械加工期间发生电力故障时，由于切断了动力，因此伺服电动机7和8不管来自数字控制装置6的指示值而是在动力制动下才能停止，而心轴电动机9在自由运行状态下停止。伺服电动机7和8以及心轴电动机9在非控制状态下工作直到电动机停止，因而存在工件或刀具被损坏的问题。

作为用于避免损坏工件或刀具的技术，已知如下一种方法：其中在发生电力故障时心轴电动机在被控状态下减速并且停止，并且在减速期间获得的再生能量被用于驱动伺服电动机(例如，参考专利号为3001377的日本专利)。

另外，作为用于避免损坏工件或刀具的另一种技术，已知如下一种方法：其中控制心轴电动机的减速，使得在心轴电动机的减速期间获得的再生能量不超过用于驱动伺服电动机所需要的能量(例如，参考专利号为3369346的日本专利)。

通过上述的相关技术，工件和刀具能够退回到无干涉的地方，并且能够避免工件或刀具的损坏。然而，通过JP 3001377的技术，必须提供用于消耗驱动伺服电动机所不能消耗的多余能量的电阻性放电单元。另一方面，在JP3369346的技术中，用于将工件和刀具退回到无干涉的地方的时间被延长，因而必须给数字控制装置提供不间断供电装置，使得在发生电力故障时能够继续控制。换句话说，在这两种技术中，存在的问题是，由于必须提供对于正常控制不是必需的电阻性放电单元或不间断供电装置，因此成本变得更高。

本发明的优势在于，通过无需增加电阻性放电单元或不间断供电装置就能将工件和刀具退回到无干涉的地方，来避免对工件或刀具的损坏。

发明内容

根据本发明的一个方案，提供了一种控制装置，在控制根据来自数字控制装置的指示而驱动工件或刀具的伺服电动机的机床中，所述控制装置在发生电力故障时控制伺服电动机，所述控制装置包括：伺服电动机放大器，其驱动伺服电动机；电力故障检测单元，其监测输入电源，并且当检测到电力故障时，所述电力故障检测单元指示所述伺服电动机放大器使所述伺服电动机在保持被控制状态的同时减速且停止；警报阈值改变单元，其响应于来自所述电力故障检测单元的电力故障检测信号而将用于所述伺服电动机放大器的直流电压下降异常的警报阈值从用于正常操作的值改变至用于电力故障的值；以及退回操作指示单元，其响应于来自所述电力故障检测单元的所述电力故障检测信号而指示所述伺服电动机放大器执行预先定义的小段距离的退回操作。

根据本发明的另一个方案，可优选的是所述控制装置进一步包括心轴电动机和驱动所述心轴电动机的心轴电动机放大器，其中当检测到所述电力故障时，所述电力故障检测单元指示所述心轴电动机暂停用电，并且所述警报阈值改变单元进一步将用于所述心轴电动机放大器的直流电压下降异常的警报阈值从用于正常操作的值改变至用于电力故障的值。