KR0128489B1 - 공작기계의 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

전류동작이 통상의 운전모드 또는 주축과 종축이 위치를 동기화 하는 위치동기운전모드에 있는 공작기계제어장치 및 그 제어방법이다.

그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 주축과 종축의 전달함수모델은 종축에 대하여 출력되는 위치명령에 삽입한다.

Description

공작기계의 제어장치 및 제어방법

제1도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치의 개략구성을 나타낸 블록도.

제2도는 제1도에 나타낸 공작기계 제어장치의 동작설명흐름도.

제3A도, 제3B도 및 제3C도는 주축 종축의 위치루프게인(position loop gains)kps, kpz가 서로 다르더라도 두 게인의 위치 궤적을 동일한 값으로 일치시킬 수 있음을 나타낸 블록도.

제4도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치의개략구성을 나타낸 블록도.

제5도는 제4도의 공작기계 제어장치의 동작을 설명한 흐름도.

제6도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치의 개락구성을 설명한 제어블록도.

제7도는 제6도에 나타낸 공작기계 제어장치의 흐름도.

제8도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치의 개략구성을 설명한 제어블록도.

제9도는 제8도에 나타낸 공작기계 제어장치의 동작을 설명한 흐름도.

제10도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치의 개략구성을 설명한 제어블록도.

제11도는 제10도에 나타낸 공작기계 제어장치의 동작을 설명한 흐름도.

제12도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치의 모드선택동작을 설명한 타이밍차트.

제13도는 이 발명에 의한 공작기계 제어장치에서 위치오차파형(position error waveform)간의 차를 나타낸 타이밍차트.

제14도는 종래기술에 의한 공작기계 제어장치의 개략구성을 나타낸 제어블록도.

제15도는 종래기술에 의한 또 다른 공작기계 제어장치의 개략구성을 나타낸 제어블록도.

제16도는 제15도에 나타낸 구성을 변형시킨 제어장치의 개략설명제어블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어장치 2 : 주축구동장치

2a : Z축 구동장치 11 : 위치루프 게인회로

11a : 위치루프 게인회로 12 : 모터절환스위치

22 : 모터절환스위치 23 : 필터수단

24 : 전달함수 24a : 전달함수

25 : 전달함수 26 : 필터수단

27 : 비교기 28 : 가산기

38 : 모터절환수단 39 : 비교기

40 : 가산기

이 발명은 주축(spindle)및 종축의 위치동기기능(position synchronizing funtion)을 가진 공작기계의 제어장치에 의하여 속도명령 또는 위치명령을 출력하여 주축과 종축의 속도 또는 위치를 제어하는 공작기계의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. 설명을 간단히 하기 위하여, 주축(spindle)과 종축사이의 위치동기기능을 나타내는 동기태핑기능( synchronous tapping funtion)을 다음 설명에서 한예로서 예시한다.

제14도, 제15도 및 제16도는 주측 구동장치와, Z축 서보구동장치를 나타내며, 제14-16도에서 내시선은 소프트웨어에 의해 제공되는 디지탈값을 나타낸다.

제14도에서, 부호 1은 속도명령 ωrs^*및 위치명령 θrs^*및 θrs^*를 출력하는 수지 제어장치에 의해 나타낸 제어장치(아래에서는 제어장치라함)를 나타내며, 부호 2및 2a는 그 제어장치(1)에 각각 접속시킨 주축구동장치와 Z축 서보구동장치(아래에서는 Z축 구동장치라함)을 각각 나타낸다.

부호 4, 4a는 주축모터(3)의 회전축에 직접 접속시켜 예로서 출력 256waves/1회전을 발생하는 주축 위치검출기(spindle position detector)와, Z축 모터(3a)의 회전축에 직접 접속시켜 예로서 2500펄스/1회전을 발생하는 Z축위치검출기를 각각 나타낸다. 또, 부호 17, 17a는 그 주축위치검출기(4)에서 출력신호를 입력하여 위치검출신호 θrs를 발생하는 주축위치검출회로와, Z축 위치검출기(4a)에 출력신호를 입력하여 위치검출신호 θrs를 발생하는 z축 위치검출회로로 나타낸다.

부호 5는 주축모터(3)에 의해 구동되는 회전축과 z축모터(3a)에 의해 제어되는 수직축 (Z축)을 가진 공작기계의 주축을 나타내며, 부호 5a는 그 주축(5)을 수직방향으로 슬라이딩하는 z축테이블(table)을 나타낸다.

부호 6, 6a는 그 주축(5)에 주축모터(3)을 접속시킨 주축기어(spindle gear)와 z축 테이블(5a)에 z축 모터(3a)를 접속하는 z축 기어를 나타내며, 부호 7은 태핑용 패터(태퍼 : tapper)이고, 부호 8은 그 위치검출신호 θrs와 한 위치검출신호 θrs를 입력시켜 미분하여 속도검출신호 ωrs및 ωrz를 발생하는 미분기(differentiator)이다.

제15도에서, 부호 10, 10a는 위치명령 θrs^*, θrz^*와 위치검출신호 θrs, θrz 및 출력위치편차신호 Δθrs, Δθrz를 비교하는 비교기이며, 부호 11, 11a는 그 비교기(10, 10a)에 각각 접속하여 위치루프게임(position loop gains)kps, kpz에 의해 위치편차신호 Δθrs 및 Δθrz를 증폭시키는 위치루프게인 회로를 각각 나타낸다.

부호 12는 속도명령 ωrs^*를 입력하면 접점 a와 위치루프 게인회로(11)의 출력을 입력하는 접검 b를 구비하여 그 주축(5)의 회전속도를 제어하는 속도제어모드의 접검a와 그 주축(5)의 회전위치를 제어하는 위치제어모드의 접검 b를 선책하는 모드선택스위치(mode select switch)를 나타낸다.

또, 부호 13은 출력 ωrs^*와 속도검출신호 ωrs를 비교하여 출력으로서 속도편차신호 Δωrs를 입력하는 비교기를 나타내며, 부호 13a는 위치루프게인회로(11a)의 출력 ωrs^*와 속도검출신호 Δωrz를 비교하여 속도편차신호 Δωrz를 입력하는 비교기를 나타낸다.

부호 14, 14a는 스피드루프게인 kvs, kvz에 의해 속도변차신호 Δωrs, Δωrz를 증폭시켜 전류명령 Is'⁺, Is'⁺를 입력하는 속도루프게인회로를 각각 나타내며, 부호 15, 15a는 그 속도루프게인회로(14, 14a) 각각의 출력 Is'⁺, Iz'⁺를 모터의 출력특성에 대응되는 전류시로 제한시켜 출력으로 전류명령 Is^*Iz^*를 입력하는 전류제한회로를 각각 나타낸다.

그리고, 부호 16, 16a는 그 전류제한회로(15, 15a)의 출력 Is^*, Iz^*를 모터(3, 3a)로 공급하는 전력전화회로(power convertor citunit)를 각각 나타낸다.

다음 설명에서, 그 주축 구동장치(2)와, 종래기술에 의한 동기탭기능을 가진 공작기계의 Z축 구동장치(2a)의 동작을 통상의 주축운전모드의 동작(1)과 동기 탭운전모드의 동작(2)으로 분리된다.

(1)통상의 주축운전모드

동기태핑을 행하지 않고 통상의 주축안전모드의 경우, 그 주축구동장치(2)의 모드선택스위치(12)는 접검 a에 설정된다. 그 주축(5)의 목표회전수에 대응되는 속도명령 ωrs^*는 그 제어장치(1)에서 출력한다.

따라서, 그 주축 구동장치(2)는 그 주축모터(3)의 속도(ωrs)가 그 속도명령 ωrs^*을 따르도록 제어한다. 즉, 그 속도명령 ωrs^*과 속도검출신호 ωrs는 비교기(13)에 의해 비교되어 그 속도 편차신호 Δωrs가 그 교기(13)에서 출력되며, 그 속도편차신호 Δωrs는 증폭되어 그 속도루프게인회로(14)에서 전류명령 Is'으로 출력된 다음, 전력으로 변환되어 그 전력전환회로(16)에서 주축모터(3)를 구동한다.

이 동작으로, 그 주축모터(3)는 속도명령 Δωrs^*에 따르도록 제어한다. 또 통상의 주축운전모드에서, Z축 구동장치(2a)는 그 주축구동장치(2)와 각각 별도로 작동한다. 이 경우, 그 위치명령 θrz^*와 위치검출신호 Δθrz는 그 비교기(10a)에 의해 비교된다. 그 위치편차신호 Δθrz는 그 비교기(10a)에서 출력되고 그 위치루프게인회로(11a)에서 증폭된 다음, 그 비교기(13a)로 입력된다.

그 다음동작은 위에서 설명한 통상의 주축운전모드에서 주축구동장치(2)의 동작과 동일하나, z축 테이블(5a)은 Z축 모터(3a)에 의해 그 위치명령 θrz^*을 따르도록 제어한다.

(2)동기태핑운전모드

동기태핑 운전모드의 경우, 주축의 회전위치와 Z축의 위치를 동기화시킨다. 구체화하면, 그 주축구동장치(2)에 주어진 명령은 그 제어장치(1)에 의해 위치명령 θrs^*으로 절환된다(switch).

그 주축구동장치(2)는 이 조건을 검출하여 그 모드선택스위치(12)를 접검 b로 절환한다. 그 위치명령 θrs^*와 그 위치검출신호 θrs는 비교기(10)에 의해 비교되고, 그 위치편차신호 Δθrs는 그 비교기(10)에서 발생되며, 그 위치편차신호 Δθrs는 그 위치루프게인회로(11)에 의해 증폭되어 속도명령으로 그 비교기(13)에 입력된다. 그 다음 동작은 위에서 설명한 바와같이 통상의 주축운전모드와 동작이 동일하다.

그 결과, 그 주축(5)를 그 위치명령 θrs^*에 따르도록 그 주축모터(3)에 의해 제어된다. 또, 동기태핑 운전모드의 경우 그 Z축 구동장치(2a)는 Z축위치명령 θrz^*를 출력한다. 이 명령은 그 명령장치(1)에서, 그 주축구동장치(2)의 그 위치명령 θrs^*와 동기 관계에 있다. 또, Z축 테이블(5a)는 그 위치명령 Δθrz^*를 따르도록 Z축 모터(3a)에 의해 제어된다.

제16도는 제15도에 나타낸 블록도를 변형시킨 구성을 나타내는 블록도이다. 제16도에서, 토크정수(torque constant)회로 (18, 18a)는 그 속도루프게인회로(14, 14a)의 출력와 토크정수 kts,ktz와 상승시켜(multiply)그 적을 각각 토크명령 T_LS ^*, T_LZ ^*로 출력한다.

또, 비교기(19, 19a)는 그 토크명령 T_LS ^*, T_LS ^*를 외란토크(disturbance torque)T_LS, T_LZ와 각각 비교한다. 최종적으로, 분할회로(division circuilt)(20, 20a)는 모터관성(motor inertia)J_S,J_S으로 감산을 행하여 적분기(21)가 적분을 행한다.

위에서 설명한 동기태핑운전에 있어서, 주축제어시스템에서 속도루프에 대한 응답은 아래의 설명에서와 같이 이유(a)~(c)로 Z축제어시스템에서의 응답보다 일반적으로 더 낮아진다.

(a) 첫째로, 모터(토크/관성)의 값이 더 크면 클수록 속도루프의 응답도 더 높아지나, 동기모터를 사용하는 L축 모터의 값은 모터(conductive motor)를 사용하는 주축모터의 값과 비교하여 실제로 더 커진다.

각 모터단체(motor unite)사이에는 응답의 차가 존재한다.

일반적으로, 모터단체(motor unite)에서 Z축의 응답은 주축의 응답보다 약 5~10배 더 높다.

(b) 둘째로, 그 모터에 의해 구동되는 기계측에서 모터자체관성과 부하관성의 비는 Z축에서 약 2배 이하로 억제시킬 수 있으나, 주축에서의 비는 1~5배의 범위에 있으며(L기어 : 1~2배, M기어 : 2~3배, H기어 : 4~5배), 주축, 특히 M기어와 H기어에 있어서 속도루프게인은 각각 낮아진다.

(C) 셋째로, 위에서 설명한 부하관성이 더 커지더라도, 그 응답은 위에서 설명한 부하관성의 비에서 속도루프게인을 증가시킴으로써 강화되지 않는다. 그러나, 더 큰 배클래시(baklash)가 일반적으로 주축기어에 존재할때 게인이 상당히 상승하면 불안정하게 되어 진동이 발생한다.

이와같은 이유로 부하관성이 더 커지더라도, 그 속도루프게인을 상승시킬 수 없다. 주축제어시스템과 Z축 제어시스템사이의 속도루프응답차로 가속 또는 감속동작에 있어서 또는 부하외란에 의한 변동에 있어서, 두 시스템사이에서 위치오차를 발생하여, 그 각각은 동기태핑 운전에서의 전이상태로되며, 이 상태는 동기태핑운전에서 나사절단정도에 영향을 준다.

위에서 설명한 바와같이 종래의 기술에 있어서, 두 시스템의 위치차는 H기어에서 더 커진다. 이것은 템(tap)의 나사절단정도(thread cuiting precision)에 대하여 하나의 문제점을 발생한다. 따라서, 동기태핑은 L기어와 M기어에서만 행하여지며 그 각각은 부하관성이 비교적 적다.

이 발명에 관한 기술적문헌에는 일본국 공개특허공번 1984-191606(동기운전방식), 일본국 공개특허공번 1989-16285(인버터 제어장치), 일본국 공개특허공번 1989-27808(수지제어장치)및 일본국 공개특허공번 1988-89904(수지제어장치)가 있다.

위에서 설명한 바와같이 종래의 기술에 의한 동기태핑기능을 가진 공작기계의 명령장치에 있어서 동일한 위치명령은 통상의 주축운전모드와 동기태핑운전모드의 Z축 제어장치에 발생한다. 주축과 Z축사이의 위치동기화가 불필요한 통상의 주축운전모드에 있어서 두 시스템사이의 속도응답차에 의해 어떤 특정의 문제점도 발생되지 않으나 위에서 설명한 바와같이 위치동기화를 필요로하는 동기태핑운전모드에 있어서 두 시스템 사이의 속도응답차는 탬의 나사절단정도에 대하여 영향을 준다.

그 정도(precision)를 높이기 위하여 일반적으로 두 시스템의 위치루프게인은 균등화되어 최저요건으로서 두 시스템의 위치퀘적은 동일하게 한다. 그러나, 이 경우 두 시스템사이의 상대위치오차는 속도응답차에 의해 발생한다. 또, 그 Z축의 위치루프게인은 주축의 실제값보다 약간 더 작은 값으로 설장할 필요가 있기 때문에, 그 Z축은 그 차에 대한 비의 외란에 의한 변동으로 더 약하게 된다.

또, 그 태핑시간정수(tapping time constant)가 더 커져 가속 및 감속의 전탈비(transmission ratio)를 감소시킴으로써 주축과 Z축사이의 상대위치오차를 감소시킬 경우 그 주기시간은 더 길어지게 되어 생산성을 감축한다. 위에서와 같이 종래기술에 있어서, 동기태핑은 H기어로 실시하지 않으나 정도(precision)를 향상시키며, 주축과 Z축사이의 속도응답차를 최소화하는 L기어와 M기어로 실시한다. Z축에 대한 응답지연은 없다. 또, 동기태핑을 H기어로 실시할때와 비교하여 L기어 및 M기어로 실시할 때 주축의 최대속도가 더 낮아지게 되므로, 고속태핑주기를 얻을 수 없게 되어 역시 생산성을 감소시킨다. 위에서 설명한 기술적인 문제점을 제13도에 따라 아래의 구체적으로 설명한다. 제13도에서 파형(a)를 주축 및 Z축의 속도대 시간의 관계를 나타낸다. 제13(a)도에 나타낸 바와같이, 그 주축의 속도라인은 Z축의 속도라인과 일치하지 않는다. 그 이유는 그 주축이 회전축이고, Z축이 선상축으로 되기 때문이다. 따라서, 이들은 상대위치와 폭넓은 범위에서 상당한 차이가 있다. 즉, 제13도의 파형(C)에서 동기태핑을 실시할 경우 주축제어시스템의 속도루프응답은 Z축제어시스템에서와 비교할 때 일반적으로 낮아진다.

예로서, 부호 GD(2)가 커지므로 모터관성은 더 커진다. 따라서, 위치루프게인이 일치하더라도, 그 속도루프응답 또는 Z축의 위치루프게인의 차는 그 주축에서 약간 낮은 값으로 설정된다.

따라서, 비교적 큰 위치차는 예로서 그 속도가 신속하게 변화될때(t4, t6, t, t9, t10 등)또는 외란에 의한 부하가 신속하게 변화될때(t5, t8, t11 등)발생한다. 따라서, 이 발명의 목적은 태핑정도(tapping precision), 태핑의 주기시간 단축 및 생산성향상을 위한 동기태핑작동에 있어서 Z축과 주축사이의 상대위치차를 감소하도록 하는 공작기계제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

이 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부도면에 따르는 다음의 설명에서 알 수 있다. 관련도면에 따라 이 발명에 의한 공작기계제어장치의 실시예에 대하여 아래에 설명한다.

종래장치에서 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내어 그 부분의 설명은 여기서 생략한다.

제1도는 이 발명의 실시예에서 공작기계제어장치의 개략구조를 나타낸 제어블록도이다. 제1도에서, 이 부호 1a는 제어장치를 나타내며, 부호 22는 모드선택스위치(22)에서와 동일한 조건하에서 절환하는 모드선택스위치(mode select swich)를 나타낸다. 부호 23은 분모에서 주축의 절환기능과 분자에서 종축의 절환기능을 가진 필터(fillter means)를 나타낸다.

다음으로 아래에서 공작기계제어장치의 동작을 설명한다.

(1)통상의 주축운전모드

동기태핑이 행하여지지 않는 통상의 운전모드에서 주축이 작동될때, 그 모드선택스위치(12, 22)를 a측에 설정시킨다음, 종래의 작동에서와 같이 작동한다.

(2)동기태핑운전모드

동기태핑을 주축과 Z축 사이의 동기에 의해 행하여질때 그 모드선택스위치(12, 22)는 그 b측으로 절환한다.

위치동기제어를 할때, 즉 동기태핑운전을 할때 이 동작으로 Z축만이 위치명령 Δθrz^*를 일단 필터(23)로 입력시킨 다음, 그 제어장치는 위치명령 Δθrz^*로 출력하여, 그 위치명령 Δθrzo^*을 비교기(10a)로 입력한다. 그 다음 동작은 위에서와 같이 종래의 공작기계 제어장치에서와 같다. 이 필터(23)를 추가함으로서 주축과 Z축의 위치루프게인 Kps, kpz이 서로 다르더라도 양자의 위치퀘적을 아래의 설명에서와 같이 균등하게 된다.

제2도는 동기태핑운전모드의 동작과 통상의 주축운전모드의 동작을 나타내는 흐름도이다. 우선, 그 공작기계제어장치에서 그 전류동작이 동기운전모드내에 있는지의 여부를 판단한다(S10).

그 전류동작이 동기운전모드내에 있지 않으면 그 제어장치(11a)는 그 a측에서 모드선택스위치(22)를 설정하여(S11a), 주측으로 출력하기 ωrs^*를 발생하며(S12a), Z축에 θrz^*를 발생한다(S13a).

또, 그 주축이 그 a측으로 그 모드선택스위치(12)를 설정하여 속도제어를 행한다(S15a). 또, 그 Z축은 위치루프게인 kpz에 의해 위치제어를 행한다(S16b). 위에서 설명한 스텝 S10에서, 그 전류동작이 사이클 운전모드내에 있도록 판단되면 그 제어장치(1a)는 그 b측으로 모드선택스위치(22)를 설정하여 그 주축으로 θrs^*를 발생하며 θrz^*는 그 필터(23)에 의해 설정되고 Δθrzo^*(θrz^*x필터 23의 절환기능)는 Z축으로 출력된다(S13b).

또, 그 주축이 그 b축으로 그 모드선택스위치(12)를 설정하여 그 위치루프게인 kps에 의해 위치제어를 행한다(S15b). 또 Z축은 그 위치루프게인 kpz에 의해 위치제어를 행한다(S16b).

제3A-3C도는 주축 및 Z축의 위치루프게인 kpa, kpz가 다르나 양자의 위치퀘적을 균등화할 수 있음을 나타낸 도면이다. 제3A도~제3C도에서, 부호 24, 24a는 전류루프와 속도루프에 대한 응답이 무제한이라고 가정할 경우 위치명령 θrs^*, θrz^*또는 θrzo^*에 대한 θrs, θrz의 절환기능을 나타낸다.

부호 25는 이 발명에 의한 θrz와 θrz^*사이의 절환기능을 나타내며, 이것은 Z축에서 절환기능(24a)과 필터(23)를 상승시켜 얻어진다. 제3A도는, 제15도에 나타낸 종래의 제어장치에서 Kvs 및 Kvz가 제한없음을 가정한 블록도이다. 제3A도는 최저조건 Kps=Kpz를 위치명령에 의한 동기태핑에서 필요로함을 명백하게 나타낸다. 또, 제3B도는 제1도에 나타낸 제어블록에서 Kvs=Kvz가 제한없음을 가정한 블록도이고, 제3C도는 그 변형도이다.

이들의 도면에서, Kps가 Kpz와 동일하지 않더라도 그 주축과 그 Z축은 동일한 절환기능을 가진다. 즉, 이들은 동일한 위치퀘적을 따른다.

다음으로 그 운전모드가 제12도에 따라 통상의 주축운전모드에서 동기태핑운전모드로 절환될때의 동작에 대하여 설명한다. 이 도면에서 부호 30은 주축(5)의 속도를 나타내며, 부호 31은 동기태핑모드기간(period)를 나타내고 부호 32는 그 동기태핑운전모드가 원점으로 복귀하는 기간을 나타내며, 부호 33은 모드선택스위치(12, 22)의 접검설정시간이다. 제12도의 파형(a)및 b에 나타낸 바와같이, 그 동기태핑운전모드를 선택하는 신호가 제어장치(1a)에서 주축구동장치(2)로 시간 t1에서 입력되면 그 주축구동장치(2)는 속도제어모드에서 위치제어모드로 절환되어 제12도(C)에 나타낸 바와같이 원점으로 되돌아가는 동작을 행한다. 제12(d)도에 나타낸 바와같이 원점으로 되돌아가는 이 동작이 완료되기전에(t2의 시간에서)그 모드선택스위치(12, 22)는 접검 a에 설정된다.

원점으로 되돌아가는 동작이 왼료될때 시간 t2에서 그 모드선택스위치(12, 22)는 접검 b로 절환되어 그 동기태핑운전모드가 시간 T3에서 해제(release)될때까지 동일한 상태를 유지한다. 필터(23)는 이 기간중에 Z축에 대해서만 삽입된다. 제13도의 파형(a), (b) 에 따라 이 실시예1의 효과에 대하여 아래에 설명한다.

제13도에서, 부호 35는 동기태핑동작중에 주축속도와 Z축속도를 나타낸다. 부호 36은 주축과 Z축에 부하를 가한 외란에 의한 부하변동을 나타낸다. 부호 37은 주축과 Z축사이의 상대위치차(통상의 제어장치에서)를 나타낸다. 이 상대적차이가 0인 것이 이상적(ideal)이며, 이 값이 더 커지면 커질수록 동기태핑 정도는 더 낮아진다.

위에서 설명한 상대위치차(37)에 대하여 제13도의 파형(C)는 종래의 제어장치에 있어서 위에서 설명한 이유에 의한 큰 상대위치차를 발생한다.

위에서 설명한 이 발명의 실시예 1에서, 종래의 기술과 대비하여 볼때 필터(주축 및 Z축의 절환기능 모델 포함)가 동기태핑운전모드에서만 Z축의 위치명령에 삽입되어 Z축의 외란으로 인한 부하변동에 대한 위치루프게인은 종래의 제어장치에서와 비교하여 비교적 상승한다. 그 결과, 제13도의 파형(d)에 나타낸 바와 같이 해결할 문제점이 있는 외란에 의한 부하변동과 함께 발생한 차이를 감소시킬 수 있다.

또, 위에서 설명한 바와같이 Z축에서의 속도응답이 더 높다. 따라서, 위치루프응답이 낮은 주축은 응답이 높은 Z축에 의해 조절할 수 없다. 다음으로, 이 발명의 실시예 2에 대하여 아래에 설명한다. 제4도는 실시예 2의 개략구조를 설명하는 제어블록도이다. 이 도면에서, 부호 1b는 제어장치이고, 부호 26은 절환기능(24)과 동일한 필터(filter means)이다.

부호 27은 필터(26)의 출력과 주축에 의한 위치피드백 θrs을 비교하여 위치오차 θrsb^*를 발생하며, 부호 28은 그 비교기(27)의 출력 θrzb^*를 필터(23)의 출력 θrzb^*에 가산하여 최종위치명령 θrz^*로서 그 합계량을 발생하는 가산기를 나타낸다. 다음으로 아래에 설명되는 제어장치의 동작을 설명한다.

(1)통상의 주축운전모드

우선, 동기태핑을 행하지 않고 통상의 속도명령운전모드에서 주축을 회전시킬 때, 그 모드선택스위치(12, 22)는 그 a측으로 설정되고, 제15도 및 제16도에서와 같이 통상의 기술에서와 거의 같은 동작을 행한다.

(2)동기태핑운전모드

그다음, 동기태핑을 Z축으로 위치동기에의해 행하여질때 그 모드선택스위치(12, 22)는 그 b측으로 절환된다. 이와같은 동작으로, 위치동기제어를 할때, 즉 동기태핑운전모드에 있는데 필터(26)에 의해 위치명령 θrs^*을 필터링함으로써 얻어진 출력 Δθrza^*와, 주축의 위치피드백 θrs에서 필터(26)에 의해 위치명령 θrz^*를 필터링함으로 감산되어 얻어진 θrza^*의 합을 명령장치(1b)에 의해 최종위치명령θrzθ으로 출력하며 그 위치명령 θrzo^*은 그 비교기(10a)에 입력된다. 그 다음 동작은 실시예 1의 동작과 동일하다.

제5도는 각각 위에서 설명한 통상의 주축운전모드와 동기태핑운전모드의 동작을 설명한 흐름도이다.

우선, 그 전류동작이 주기운전모드에 있는지의 여부를 판단한다(S 20). 그 전류동작이 주기운전모드에 있지않은 것으로 판단되면 그 제어장치는 그 모드선택스위치를 그 a측으로 판단하여(S21a),rs^*를 주측으로 출력하고(S22a) θrz^*를 Z축으로 출력한다(S23a).

또, 그 주축이 그 모드선택스위치(1 2)를 그 a측으로 설정시켜(S24a), 속도제어를 행한다(S25a). 또, 그 Z축이 위치루프게인 Kpz에 의해 위치제어를 행한다(S26a). 위에서 설명한 스텝S20에서, 전류동작이 주기운전모드에 있는 것으로 판단되면 그 제어장치(16)는, 모드선택스위치(22)를 그 b측으로 설정하여(S21b), θrz^*를 주축으로 출력하며(S22b) θrzo^*(θrs-θrz^*X 필터(26)의 절환기능+θrz^*X필터(23)의 절환기능)를 필터(23), 필터(26), 비교기(27)및 가산기(28)를 통하여 출력한다(S23b).

또, 그 주축은 그 모드선택스위치(12)를 그 b측으로 설정시켜(S24b), 위치제어를 위치루프게인 kps(S25b)에 의해 행한다.

또, 그 Z축은 위치루프게인 Kpz에 의해 위치제어를 행한다(S36b). 이와같이, 주축의 절환기능모드의 출력(즉, 주측의 이상위치(ideal position)와 주축에 의한 위치피드백사이의 차를 Z축의 위치명령에 입력하는 보정수단)을 실시예 1에 입력시킬 때, 그 위치루프게인 Kps, Kpz가 서로 다르거나, 또는 그 속도루프게인이 한정되어 있더라도 양자의 위치퀘적을 동일하게 할 수 있다.

다음으로 실시예 3에 대하여 설명한다.

제6도는 실시예 3의 개략구조를 나타낸 제어블록도이다.

이 도면에서, 부호 1C는 제어장치이고, 부호 38은 모드선택스위치(12, 22)와 동일한 조건에서 절환되는 모드선택스위치를 나타낸다.

다음에 실시예 3의 동작에 대하여 설명한다.

(1)통상의 주축운전모드

우선, 주축의 동기태핑이 행하여 지지않는 통상의 속도명령 운전모드에서 그 모드선택스위치(12, 22, 38)를 a축에 설정시켜 제15도및 제16도에서와 같이 동일한 동작을 행한다.

(2)동기태핑 운전모드

그다음, 동기태핑을 위치동기에 의해 Z축으로 행할 때 그 모드선택스위치(12, 22, 38)는 그 b측으로 절환시킨다. 이 동작으로 위치동기제어시에, 즉 동기태핑운전모드에 있는 때 출력 Δθrza^*(Z축에서만 위치명령 Δθrz^*와 동일한 값)과 Δθrzb^*(주축의 위치피드백 θrs에서 필터 26을 통하여 위치명령 θrz^*를 필터링함으로 감산시켜 얻어짐)의 합을 최종위치명령 Δθrza^*로서 명령장치(1C)에 의해 출력된다. 이 위치명령 Δθrzo^*는 그 비교기(10a)에 입력된다. 동시에, Z축 구동장치(2a)의 위치루프게인은 모드선택스위치(38)에 의해 Kps에서 Kpz로 절환된다.

그 다음 동작은 실시예 1에서와 동일하다. 실시예 7는 위에서 설명한 주축운전모드와 동기태핑운전모드의 동작을 설명하는 흐름도이다.

우선, 그 전류동작이 주기운전모드에 있는지의 여부를 판단한다(S30). 그 전류 동작이 주기운전모드에 있지 않은 것으로 판단되며, 제어장치(1C)는 그 모드선택스위치(22)를 그 a측으로 설정되어(S31a),rs^*를 주측으로 출력한다(32a). 또 그 주축이 그 모드선택스위치(12)를 a축으로 설정되어(S33a), 그 속도제어를 행한다(S34a). 또 그 Z축이 모드선택스위치(38)를 a측으로 설정되어(S35a), 그 위치루프게인 Kpz에 의해 위치제어를 행한다(S36a).

위 스텝 S30에서, 그 전류동작이 주기운전모드에 있는것으로 판단되며 그 제어장치(1C)는 모드선택스위치(22)를 그 b측으로 설정되어(S31b) θrs^*를 그 주축으로 출력하고(S32b), θrzo^*(θrs-θrz^*X 필터 26의 절환기능-θrz^*)를 필터(26), 비교기(27)및 가산기(28)를 통하여 출력한다(S37).

또, 그 주축이 모드선택스위치(12)를 그 b측으로 설정하여 그 위치루프게인 kps에 의해 위치제어를 행한다(S34b).

또, 그 Z축은 모드선택스위치(38)를 그 b측으로 설정시켜(S35b) 위치루프게인 kps에 의해 위치제어를 행한다(S36b).

이와 같이, 주축의 위치루프게인 kps과 Z축의 위치루프게인 kpz가 동일하게 일치될뿐만 아니라, 주축의 절환기능모드의 출력(즉, 주측의 이상적인 위치와 주축에 의한 위치피드백 사이의 오차를 Z축의 위치명령에 삽입하는 보정수단)을 실시예 1에 원용되어 지기때문에 위치루프게인 Kps, Kpz가 서로 다르며 제한되어 있더라도 양자의 위치퀘적은 일치시킬 수 있다.

다음으로 이 발명의 실시예 4에 대하여 설명한다. 제8도는 실시예 4의 개략구조를 설명하는 제어블록도이다. 이 도면에서 부호 1d는 제어장치이고, 부호 39는 위치피드백 θrs^*와 Z축의 위치 피드백 θrz를 비교하여 상대위치차 Δθrzo^*를 출력한다. 부호 40은 비교기(39)의 출력을 위치신호 θrz^*와 동일한 값 θrza^*에 가산하는 가산기를 나타낸다. 위 실시예 4의 동작을 아래에 설명한다.

(1)통상의 주축운전모드

우선, 주축의 동기태핑이 행하여지지 않는 통상의 속도명령운전모드에서 그 모드선택스위치(12, 22, 38)를 a측으로 설정시켜 제15도와 제16도에 나타낸 바와 같이 동일한 동작을 행한다.

(2)동기태핑 운전모드

그다음, 동기태핑을 위치동기화에 의해 Z축으로 행하여질 때 그 모드선택스위치(12, 22 및 38)는 그 b측으로 절환되어 위치동기화제어시에, 즉, 동기태핑운전모드에 있을 때, 출력 θrza^*(Z축에서만 위치명령 θrz^*와 동일한 값임)와 θrzc^*(그 주축에 의해 위치피드백 θrs의 Z축에 의해 피드백을 감산시켜 얻음)의 합을 제어장치(1d)에 의해 출력시켜 비교기(10a)에 입력한다.

동시에, Z축 동작장치(2a)의 위치루프게인은 모드선택스위치(38)에 의해 Kpz에서 Kps로 절환된다. 그 다음의 동작은 실시예 4의 동작과 같다. 제9도는 위에서 설명한 바와같이 통상의 주축운전모드와 동기태핑운전모드의 동작을 설명하는 흐름도이다.

우선, 그 전류동작이 동기운전모드에 있는지의 여부를 판단한다(S40). 그 전류동작이 동기운전모드에 있지않은 것으로 판단되면, 그 제어장치(1d)는 그 모드선택스위치(22)를 그 a측으로 설정시켜(S41a),rs^*를 주측으로 출력한다(S42a). 또, 그 주축이 그 모드선택스위치(12)를 그 a측으로 설정시켜(S43a), 속도제어를 행한다(S44a). 더 나아가서, 그 Z축이 그 모드선택스위치(38)를 a측으로 설정시켜 위치루프게인 Kpz에 의해 위치제어를 행한다(S46a).

위에서 설명한 스텝 S40에서, 그 전류동작이 동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 그 제어장치(1d)는 그 모드선택스위치(22)를 b측으로 설정한다(S41b). 그 제어장치는 θrs^*를 Z축으로 출력하며(S42b), θrz^*를 비교기(39)및 가산기(40)에 의해 배열되며, θrzo^*(θrz^*a+θrs-θrz)는 Z축으로 출력된다(S47).

또, 그 주축은 모드선택스위치(12)를 그 b측으로 설정하여 위치제어를 위치루프게인 kps에 의해 행한다(S44b).

더 나아가서, 그 Z축은 모드선택스위치(38)를 그 b측으로 설정하여(S45b), 위치루프게인 kpz에 의해 위치제어를 행한다(S46b).

이와같이, 주축의 위치루프게인 kps과 Z축의 위치루프게인 kpz는 일치하게 되어, 보정수단으로서, 주축에 의한 위치피드백과 Z축에 의한 위치피드백사이의 오차를 Z축의 위치명령에 새로 삽입한다. 따라서, 그 위치를 루프게인이 서로 다르고 제한되어있어도 양자의 위치퀘적도 일치시킬 수 있다. 다음으로 이 발명에 의한 실시예 5에 대하여 설명한다. 제10도는 실시예 5의 개략구성을 나타낸 제어블록도이다. 제10도에서, 부호 1e는 제어장치이고, 부호 23은 실시예 1에서와 같은 필터를 나타낸다. 부호 39, 40은 컴퓨터를 구성하여, 실시예 4의 위치피드백 θrs과 Z축에 의한 위치 피드백 θrz를 비교하여 상대위치 편차신호 Δθrzo^*를 출력한다.

최종적으로, 그 비교기(39)의 출력을 위치명령 θrz^*와 동일한 값인 θrzo^*가산하는 가산기가 있다. 다음으로 위 실시예 5의 동작을 나타낸다.

(1)통상의 주축운전모드

우선, 동기태핑을 행함이 없는 통상의 속도명령운전모드에서 주축을 회전시킬 경우, 모드선택스위치(12, 22)는 그 a측에 설정시켜 제15도와 제16도에 나타낸 동일한 동작을 행한다.

(2)동기태핑 운전모드

그다음 동기태핑을 위치동기에 의해 Z축에 행할 경우 그 모드선택스위치(12, 22)는 b측으로 절환된다. 이와같은 동작으로 위치동기와 제어시에, 즉 동기태핑운전모드에 있을 때 출력 Δθrza^*(필터 23에 의해 위치 θrza^*(필터 23에 의해 위치 θrz^*를 필터함으로써 얻음 0과 Δθrzc^*(Z축에 의한 피드백을 주축의 한 위치피드백 θrs에서 감산시켜 얻음)의 합을 최종위치명령 θrzo^*로서 제어장치에 의해 출력하여, 그 위치명령 θrzo^*는 비교기(10a)에 입력된다.

그 다음 동작은 실시예 1에서와 동일하다. 제11도는 각각 위에서 설명한 통상의 주축운전모드와 동기태핑운전모드에서 동작을 설명한 흐름도이다.

우선, 그 전류동작(current operation)이 동기운전모드에 있는지의 여부를 판단하여(S 50) 그 전류동작이 동기운전에 있지 않은 것으로 판단되면 그 제어장치(1e)는 그 모드선택스위치(22)를 그 a측으로 설정하여(S51a),rs^*를 주측으로 출력한다(S52a). 또, 그 주축이 그 모드선택스위치(22)를 그 a측으로 설정시켜(S53a), 속도제어(S54a)를 행한다. 더 나아가서, Z축은 위치루프게인 Kpz(S55a). 위에서 설명한 스텝 S50에서, 그 전류동작이 동기운전모드에 있는 것으로 판단되며 그 제어장치(1e)는 그 모드선택스위치(22)를 b측으로 설정시켜(S51b). θrs^*를 주축으로 출력하고(S52b), θrz^*를 필터수단(23), 비교기(39)및 가산기(40)를 통하여 배열한다.

최종적으로, θrzo^*(θrz^*X 필터수단 23의 전달함수+θrs-θz)를 Z축으로 출력한다.또, 그 주축은 그 모드선택스위치(12)를 그 b측으로 설정시켜(S53b), 위치루프게인 kps에 의해 위치제어를 행한다(S54b).

또, 그 Z축은 위치루프게인 Kpz에 의해 위치제어를 행한다(S55).

이와 같이, 보정수단으로서, 주축에 의한 위치피드백과 Z축의 피드백사이의 오차를 Z축의 위치명령에 새로 삽입한다. 따라서, 그 위치루프게인 Kps 및 Kpz가 무한대로 되지 않으며 양자에 있어서 서로 다른것이라도 양자의 위치퀘적은 동일하게 할 수 있다.

다음으로, 실시예 2내지 5의 효과를 메13(e)도 따라 설명한다. 제13도의 파형(C)에 나타낸 바와 같이, 동기태핑을 종래기술에 의한 시스템에서 행할 경우 큰 상대위치오차가 발생한다.

위에서 설명한 실시예 1에서, 주축의 절단함수 모델을 고려한 필터수단을 삽입하고 Z축을 동기태핑모드에서만 Z축의 위치명령에 삽입하므로 각각 해결할 문제가 있는 외란 부하변동과 속도변화에 의해 발생한 오차는 제13도의 파장(d)에서와 같이 감소 시킬수 있다.

그러나, 속도루프게인이 무한대인 실시예 1의 가정한 조건은 실제로 불가능하며, 이와 같은 이유로, 동기태핑운전에서 주축과 Z축사이의 속도루프응답차에 의한 상태위치오차를 제거할 수 없다.

실시예 2~5에서, Z축의 위치명령을 주축과 Z축의 위치피드백을 사용하여 실제시간에서 보정을 하므로, 그 보정기능은 외란에 의한 부하변동에서만이 아니라 가속 또는 감속운전시에도 효과가 있다.

이와같은 이유로, 제13도 파형(e)에 나타낸 바와같이 실시예 1에서 주축과 Z축사이의 위치오차를 감소시킬 수 있다.

실제로, 실시예 2~5에서 상대위치오차파형은 실시예간에 약간 다르나 각 실시예에 의해 제공되는 효과는 거의 동일하여 그 대표적인 파형을 실시예 13의 파형(e)에서 나타낸다.

그 다음으로, 일본국 공개특허공번 1984-191606의 동기운전방식과 위 실시예 각각의 차이에 대하여 아래에 설명한다. 이 동기운전방식에서는 주축의 위치와 종축의 위치사이의 오차를 종축의 위치에 가산하는 보정방식이 기재되어 있다. 주축의 위치와 종축의 위치사이의 오차를 위해서 설명한 각 실시예에서 역시 종축의 위치에 가산하는 동일한 방식이 있으나 이 동기운전방식과 다른 특성을 아래에 설명한다.

위 실시예 4에서, 주축과 종축(Z축)사이의 동기가 불필요한 운전모드에서 그 Z축은 그 모드선택스위치(12, 22, 38)은 a측으로 절환함으로서 위치루프게인 Kps(Kpz 〉Kps)에 의해, 위치루프를 구성한다.

이와 대조적으로, 위에서 설명한 동기운전방식은 게인절환수단이 없기 때문에 그 주축과 종축간의 동기를 유지시킬 수 있도록 하여 그 주축의 위치루프게인과 종축의 위치루프게인을 항상 동일한 값으로 하는 것이 필수조건으로 된다.

이 때문에, 위 실시예 4와 위 동기운전방식을 비교하면, 두 예에의해 제공되는 효과가 위치동기모드에서 거의 동일하나, 게인절환수단을 가진 이 발명실시예에서 종축의 응답은 위치동기를 필요로 하지 않은 모드에서 위 동기운전방식에서보다 더 높아지게 할 수 있다.

위 실시예 5에서, 주축과 종축간의 동기를 필요로 하지않는 모드에서 Z축은 모드선택스위치(12, 22)를 a측으로 절환시킴으로써 위치루프게인 Kps(Kpz 〉Kps)에 의한 위치루프를 구성한다. 또, 주축에서 위치명령에 의하여 응답을, 그 모드선택스위치(12, 22)를 b측으로 절환시킴으로써 필터수단(23)를 통하여 종축에서의 위치명령 종축에서 외란에 의한 부하변동에 대한 응답은 주축에서의 응답보다 더 높아지게 된다.

이와 대조적으로, 위에서 인용한 동기운전방식은 게인절환수단을 갖고 있어 주축과 종축간의 동기를 유지하기 위하여 주축의 위치루프게인과 항상 동일한 값으로 일치하는 종축의 위치루프게인을 유지시키는 것을 필수조건으로 한다. 이 때문에, 위 실시예 5와 위 동기운전방식에 있어서, 종축에서의 응답은 위치동기운전모드에서 동기운전방식과 비교할때 더 높아진다.

또, 그 주축과 종축간의 동기를 필요로 하지 않는 모드에서 명령과 외란에 대한 응답을 높일 수도 있다. 각각의 위 실시예에서도 제어장치(1)는 모드선택스위치(22), 필터수단(23), (26), 비교기(27, 28), 가산기(28, 40)및 상대위치초차게닝회로(41)등의 소프트웨어를 사용하여 구성할 수 있으나 모든 분야에서 하드웨어만을 사용하여 이들과 동일한 등가수단(egui valent means)을 구성할 수 있다.

또 위 각 실시예에서는 동기태핑시스템의 한예로서 모터단(motor edge)의 위치를 검출하는 세미-크로즈루프(semi-closed loop)시스템을 예로 들어 설명한 바 있으나 기계란(machine edge)의 위치를 검출하는 풀-크로즈 루프시스템(full-closed loop system)에 대해서도 동일한 수단을 구성할 수 있다.

더 나아가서, 위 실시예 각각에서는 필터수단을 제어수단에 삽입하는 방식이 있으나, 필터수단을 Z축제어장치에 삽입시켜 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 위 실시예 각각에서는 이해를 쉽게 하기 위하여 한예로서 동기태핑기능에 한정시켜 설명하였으나, 주축구동장치와 종축구동장치가 동기모드에서 작동하는 다른 기능과 2이상의 기계시스템을 구동하는 2이상의 주축구동장치의 동기운전을 행하는 다른 기능에 대해서도 동일한 수단을 사용하여 구성할 수 있다. 주축과 다른 종축간의 위치동기명령을 가진 공작기계의 제어장치에 속도명령 또는 위치속도를 출력함으로써 주축과 종축의 위치와 속도를 제어하는 이 발명에 의한 공작기계제어장치는 주축과 종축을 위치동기화시키는 위치동기운전모드와 통상의 주축운전모드 사이를 절환하는 절환수단과, 위치동기운전모드에서만 출력하는 위치명령에 2주축과 종축에 대한 전달함수 모델을 위 절환수단으로 삽입하는 필터수단을 구비한다. 주축과 종축간의 위치동기기능을 가진 공작기계제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축 또는 종축의 위치 또는 속도를 제어하는 이 발명에 의한 공작기계제어장치에 있어서, 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축 및 종축을 위치동기화 시키는 위치동기운전모드에 있는지를 판단하여 위치동기운전모드에 있는 것으로 있는 것으로 판단되면 주축 및 종축의 전달함수 모델은 그 종축으로 출력한 위치명령에 삽입한다. 주축과 다른 종축간의 위치동기명령을 가진 공작기계에 제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축 과 종축의 속도 및 위치를 제어하는 이 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계제어장치는 한 주축과 종축을 위치동기화 하는 위치동기운전모드와 통상의 주축운전모드 사이에서 절환하는 절환수단과, 위치동기운전모드에서한 위 절환수단으로 출력시키는 위치명령으로 그 주축과 종축에 대하여 전달함수모델을 삽입하는 필터수단과, 이 필터수단에서 출력하는 위치명령에, 주축에 의한 위치피드백과 주축에 대한 전달함수모델의 출력간 오차를 가산하는 보정수단(coapensationg means)을 구비한다.

주축과 종축간의 위치동기기능을 가진 공작기계제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치 명령을 출력시켜 주축 또는 종축의 속도 또는 위치를 제어하는 이 발명 실시예에 의한 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 통상의 주축운전모드 또는 주축과 종축을 위치동기화 시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여, 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되며, 주축과 종축의 전달함수모델이 종축으로 출력되는 위치명령에 삽입되고, 주축에 의한 위치피드백과 스핀들의 전달함수모델의 출력간의 오차를 그 위치명령에 가산한다.

주축과 다른 종축사이에 위치동기명령을 가진 공작기계의 제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축과 종축의 속도와 위치를 제어하는 이 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계제어장치는 주축과 종축을 위치동기화시키는 위치동기운전모드와 통상의 주축운전모드사이에서 절환하는 절환수단과, 주축에 의한 위치피드백과 주측에 대한 전달함수모델의 출력사이의 오차를, 그 위치동기운전모드에서만 위 절환수단으로 종축에 출력하는 위치명령에 가산하는 보정수단과, 그 주축에서 동일한 값으로 그 종축의 위치루프게인을 설정하는 설정수단(seting means)을 구성한다.

주축과 종축간의 위치동기기능을 가진 공작기계제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축 또는 종축의 속도 또는 위치를 제어하는 이 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축과 종축을 위치동기화시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여, 그 전류동작이 위치동기운전모드에서 있는 것으로 판단되면 그 종축에 의한 위치피드백과 전달함수모델의 출력오차를 종축으로 출력시키는 위치명령에 가산함과 동시에 그 종축의 위치루르게인을 주축에서와 동일한 값으로 설정한다.

주축과 다른 종축간의 위치동기명령을 가진 공작기계의 제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축과 종축의 속도와 위치를 제어하는 이 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계제어장치는 주축과 종축이 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드와 통상의 주축운전이 모드간에 절환하는 절단수단과, 그 위치동기운전모드에서만 종축으로 출력한 위치명령, 종축에 의한 피드백과 주축에 의한 피드백사이의 오차를 보정수단과, 그 주축에서 동일한 값으로 그 종축의 위치루프게인을 설정하는 설정수단을 구비한다.

주축과 종축사이의 위치동기기능을 가진 공작기계제어장치에 대하여 위치명령 또는 속도명령을 출력시켜 주축 또는 종축의 위치 또는 속도를 제어하는 이 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축과 종축이 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 그 주축에 의한 위치피드백과 종축에 의한 위치피드백 사이의 오차를 그 종축으로 출력된 위치명령에 가산함과 동시에 그 종축의 위치루프게인을 주축에서와 동일한 값으로 설정한다. 주축과 다른 종축사이의 위치동기명령을 가진 공작기계의 제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축과 종축의 속도 및 위치를 제어하는 이 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계제어장치는 주축과 종축이 위치를 동기화 하는 위치동기운전모드와 통상의 주축운전모드 사이를 절환하는 절환수단과, 그 위치동기운전모드에서만 위 절환수단으로 출력한 위치명령에, 종축에 의한 피드백과 스핀들에 의한 피드백간의 오차를 가산하는 보정수단을 구비한다. 주축과 종축사이의 위치동기기능을 가진 공작기계제어장치에 대하여 속도명령 또는 위치명령을 출력시켜 주축 또는 종축의 속도 또는 위치를 제어하는 이 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드, 또는 주축 및 종축이 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있을 경우 그 주축과 종축의 전달함수모델을 그 종축에 출력하는 위치명령으로 삽입시킴과 동시에, 그 종축피드백에 의한 위치피드백과 주축에 의한 위치피드백간의 오차를 그 위치명령에 가산한다.

이 발명에 의한 공작기계제어방법과 그 제어방법에 있어서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축 및 종축이 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단될 경우 그 주축과 종축의 전달함수모델은 그 종축으로 출력하는 위치명령에 삽입한다.

이 발명의 또다른 실시예에 의한 공작기계제어장치 및 그 제어방법에 있어서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축 및 종축이 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드에 있는지를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있을 경우 그 주축과 종축의 전달함수모델이 그 종축으로 출력하는 위치명령에 삽입됨과 동시에, 주축과 전달함수의 출력과 그 주축에 의한 위치피드백 사이의 오차를 종축으로 출력되는 위치 명령에 가산한다. 이 발명의 다른 실시예에 의한 공작기계제어장치 및 그 제어방법에 있어서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축 및 종축이 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단될 경우 주축의 전달함수모델의 출력과 주축에 의한 위치피드백간의 오차를 종축으로 출력되는 위치명령에 가산함과 동시에 그 종축의 위치루프게인을 시핀들에서의 동일값으로 설정한다.

이 발명의 또 하나의 다른 실시예에 의한 공작기계제어장치 및 그 제어방법에서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축 및 종축이 위치를 동기화시티는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 주축에 의한 위치피드백과 종축에 의한 피드백 사이의 오차를 그 종축으로 입력되는 위치명령에 가산함과 동시에 그 종축에 대한 위치루프게인이 그 주축에서와 같은 동일값으로 설정된다.

이 발명의 또 다른 실시예에 의한 공작기계제어장치 및 제어방법에서, 그 전류동작이 주축의 통상의 운전모드 또는 주축 및 종축이 위치를 동기화 하는 위치동기운전모드에 있는지를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 주축 및 종축의 전달함수모델이 그 종축으로 출력되는 위치명령으로 삽입됨과 동시에 그 주축에 의한 위치피드백과 종축에 의한 피드백 사이의 오차를 그 위치명령에 가산한다.

이 발명에 의한 공작기계제어방법과 공작기계제어장치에서, 첫재로 전류동작이 통상의 종축운전모드 또는 주축과 종축간의 동기를 유지하는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하여 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 그 주축과 그 종축의 전달함수모델이 그 종축으로 출력되는 위치명령에 삽입되어 그패핑을 향상시킬 수 있고 그 패핑주기시간을 감소시킬 수 있다.

따라서, 그 생산을 향상시킨다. 또, 그 전류동작이 통상의 주축운전모드 또는 주축과 종축간의 동기를 판단하는 위치 동기운전모드에 있는가를 판단하여, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면, 그 주축과 종축의 전달함수모델은 그 종축으로 출력되는 위치명령에 삽입된다. 또 그 스핀들에 의한 위치피드백과 주축의 전달함수모델의 출력간의 오차를 그 위치명령에 가산되어 그패핑정도를 향상시킬 수 있고 그 패핑주기시간을 감소시킬 수 있어 그 생산성을 향상시킨다. 또, 그 전류동작의 통상의 주축운전모드 또는 주축과 종축간의 동기를 필요로 하는 위치동기운전모드에 있는가를 판단한다. 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되며, 그 주축에 의한 위치피드백과, 주축에 의한 위치피드백과, 주축의 전달함수모델의 출력간의 오차를 종축으로 출력되고 위치명령에 가산되며, 주축의 위치루르게인은 종축에서와 동일한 값으로 설정시킬 수 있어 패핑정도를 상승시킬 수 있고 패핑주기시간을 감소시킬 수 있다. 따라서, 그 생산을 증가시킨다. 또, 그 전류동작이 통상의 주축운전모드 또는 주축과 종축간의 위치를 동기화시키는 위치동기운전모드에 있는가를 판단한다. 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되면 주축에 의한 위치피드백과 종축에 의한 피드백간의 편차를 종축으로 출력되는 위치명령에 가산함과 동시에 종축의 위치루프게인을 그 주축에서와 동일한 값으로 설정한다. 그 결과, 그 패핑정도를 향상시킬 수 있고 패핑주기시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 생산성을 증가시킨다. 또, 그 전류동작이 통상의 주축운전모드 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되며, 주축과 종축의 전달함수모델을 종축으로 출력되는 위치명령에 삽입시키며, 또 주축에 의한 위치피드백과 종축에 의한 피드백사이의 오차를 위치명령에 가한다.

그 결과, 그 패핑정도를 향상시킬 수 있고 패핑주기시간을 단축시킬 수 있어 그 생산성을 증가시킨다.

Claims (10)

1. 각측이 각각 서로 다른 속도루프응답(speed loop response)을 가진 제1축과 제2축사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력함으로써 제1축의 위치와 제2축의 위치를 제어하는 제어장치(controler)와, 제1축과 제2축의 전달함수모델을, 제1축과, 제2축 사이에서 동기에 있는 위치 동기운전모드에서 제2축에 대하여 출력하는 위치명령에 삽입하는 필러(filiter)를 구성함을 특징으로 하는 공작기계제어장치.
2. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력함으로써 제1축의 위치와 제2축의 위치를 제어하는 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 제1축의 통상의 운전모델 또는 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치동기운전모드에 있는가를 결정하여, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단되며 제1축과 제2축의 전달함수모델은 제2축에 삽입하는 스텝으로 구성함을 특징으로 하는 공작기계제어방법.
3. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력하는 제1축과 제2축의 위치를 제어하는 제어장치(controller)와, 제1축과 제2축의 전달함수모델을 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치동기운전모드에서 제2축에 출력하는 위치명령에 삽입하는 필러(filiter)와 제1축의 전달함수모델의 출력과 제1축에 의한 위치피드백 사이의 오차를 위 필러에서 출력되는 위치명령에 가산하는 보정수단(compensationg means)을 구성함을 특징으로 하는 공작기계제어장치.
4. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력시켜 제1축과 제2축의 위치를 제어하는 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 제1축의 통상의 운전모드 또는 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치동기운전모드에 있는가를 결정하며, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것을 결정될 경우 제1축과 제2축의 전달함수모델을 제2축으로 삽입시키고, 제1축의 전달함수모델의 출력과 제1축에 의한 위치피드백 사이의 오차를 위치 명령에 가산하는 스텝으로 구성함을 특징으로 하는 위 제어방법.
5. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력하는 제1축과 제2축의 위치를 제어하는 제어장치(controller)와, 제1축에 의한 위치피드백과 전달함수모델의 출력사이의 오차를 필터에서 출력되는 위치명령에 가산하는 보정수단(compensationg means)과, 제2축의 위치루프게인을 제1축에서 동일한 값으로 설정하는 설정수단(setting means)을 구성함을 특징으로 하는 위 제어장치.
6. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력하여 제1축과 제2축의 위치를 제어하는 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 제1축의 통상의 운전모드 또는 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치동기운전모드에 있는가를 결정하며, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 경우 제1축의 전달함수모델을 출력과 제1축에 의한 위치피드백 사이의 오차를 그 위치명령에 가산하고, 제2축의 위치루프게인을 제1축에서와 같은 값으로 설정하는 스텝으로 구성함을 특징으로 하는 위 제어방법.
7. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력하는 제1축과 제2축 사이의 위치를 제어하는 제어장치(controller)와, 제1축의 위치피드백과 제2축의 위치피드백 사이의 오차를, 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치동기운전모드에서 제2축에 대하여 위치명령에 가산하는 보정수단(compensationg means)과, 제2축의 위치루프게인을 제1축에서와 동일한 값으로 설정하는 설정수단을 구성하는 공작기계제어장치.
8. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력시켜 제1축과 제2축의 위치를 제어하는 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 제1축의 통상의 운전모드 또는 제1축과 제2축 사이에 동기에 있는 위치동기운전모드에 있는지를 판단하며, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단될 경우 제1축의 위치피드백과 제2축의 위치피드백 사이의 오차를 제2축에 대하여 출력되는 위치명령에 가산하며, 제2축의 위치루프게인을 제1축에서와 동일한 값으로 설정하는 스텝으로 구성함을 특징으로 하는 위 동작기계제어방법.
9. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력하는 제1축과 제2축의 위치로 제어하는 제어장치(controller)와, 제1축과 제2축의 전달함수모델은, 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치 동기운전모드에서 제2축에 대하여 출력되는 위치명령에 삽입하는 필터와, 제1축의 위치피드백과 제2축의 위치피드백 사이의 오차를 그 필터에서 출력되는 위치명령에 가산하는 보정수단으로 구성함을 특징으로 하는 공작기계제어장치
10. 각축이 각각 서로 다른 속도루프응답을 가진 제1축과 제2축 사이에 위치동기기능을 가진 공작기계에 대하여 위치명령을 출력시켜 제1축과 제2축의 위치를 제어하는 공작기계제어방법에 있어서, 그 전류동작이 제1축의 통상의 운전모드 또는 제1축과 제2축 사이에서 동기에 있는 위치동기운전모드에 있는가를 판단하며, 그 전류동작이 위치동기운전모드에 있는 것으로 판단될 경우 출력되는 제1축과 제2축의 전달함수모델을 제2축에 삽입하고, 제1축의 위치피드백과 제2축의 위치피드백 사이의 오차를 제2축에 대하여 출력되는 위치명령에 가산하는 스텝으로 구성함을 특징으로 하는 위 제어방법.