[发明专利]具备主轴的机床的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有驱动进给轴的进给轴电动机和驱动主轴的主轴电动机的机床的控制装置，特别涉及一种实现2个主轴的动作经由所把持的工件而同步的机床的停电时保护的控制装置。

背景技术

在具有进给轴电动机和主轴电动机的机床中，大多主轴电动机例如被用作用于驱动安装有工件、刀具(各种刀具)的主轴的驱动源，进给轴电动机例如被用作用于驱动使主轴移动的进给轴的驱动源。在这样的机床的电动机控制装置中，在将从交流输入侧输入的交流电力暂时变换为直流电力后进而变换为交流电力，将该交流电力用作对每个驱动轴设置的电动机的驱动电力。在这样的机床中，作为电动机控制装置的主电路，具备：正变换器，其对从三相交流输入电源的某交流电源侧供给的交流电力进行变换(整流)后输出直流电力；逆变换器，其与作为正变换器的直流侧的DC链路(直流链路)连接，对DC链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力进行相互电力变换。通过控制装置，将各来自逆变换器的交流输出控制为希望的电压和希望的频率，由此控制与各逆变换器的交流侧连接的主轴电动机和进给轴电动机各自的速度、转矩、或转子的位置。

对分别驱动多个驱动轴(进给轴和主轴)的每个电动机设置逆变换器。从节能的要求出发，将在电动机减速时产生的再生电力积蓄在设置于DC链路上的蓄电装置中，作为电动机的驱动电力而再利用，或者进而返回到交流电源侧，因此大多使用能够进行电源再生的逆变换器。

另外，对于正变换器，与逆变换器的情况相同，从节能的要求出发，有时使用能够将在电动机减速时产生的再生能量返回到交流电源侧的能够进行电源再生的正变换器。

在电动机控制装置的正变换器的交流电源侧发生了停电的情况下，在上述电动机控制装置中无法持续进行进给轴电动机和主轴电动机的正常运转。在该情况下，由于进给轴的冲突，电动机、驱动该电动机的电动机控制装置、该电动机控制装置驱动的电动机所连接的刀具、作为该刀具的加工对象的工件、具有该电动机控制装置的制造线等有可能产生破损或变形等任意的故障。

为了防止因交流电源侧的停电发生所造成的进给轴的冲突，必须尽早停止驱动进给轴的进给轴电动机的动作。因此，在整流器的交流电源侧设置停电判定单元而监视交流电源侧的停电发生的有无，在停电产生时向进给轴电动机提供减速指令而使其停止，避免上述故障或抑制为最小限，由此进行保护通过进给轴电动机使其移动的主轴、在此连接的刀具、或作为该刀具的加工对象的工件等的保护动作。如果用无停电电源装置(UPS)等对控制装置的计算机部的电源进行备份，则即使在交流电源侧发生了停电，该控制装置也能够对进给轴电动机用逆变换器指示在非常时应该采取的动作，能够通过积蓄在设置于正变换器的电容内的电荷在短暂的期间使进给轴电动机用逆变换器动作，能够使进给轴电动机紧急停止。

但是，如果与交流电源侧的停电的检出联动地向进给轴电动机提供减速指令而使其进给停止，则在发生停电时无法将再生电力返回到交流电源侧，其结果是正变换器和逆变换器之间的DC链路的直流电压上升。特别在电动机的再生电力大的情况下该情况显著。因此，通常逆变换器如果作为其直流侧的DC链路的直流电压上升过多，则为了保护逆变换器自身而发出“过电压警告”，放弃控制。

另外，根据进给轴电动机的特性、进给电动机所驱动的进给轴所受到的摩擦状况，即使在使进给轴电动机减速的情况下，有时也必须从进给轴电动机用逆变换器对进给轴电动机持续供给驱动电力。即，在该情况下，即使在进给轴电动机的减速时，进给轴电动机也不产生再生电力，因此，进给轴电动机用逆变换器不向DC链路供给能量，相反，进给轴电动机用逆变换器将DC链路的直流电力变换为交流电力后供给到进给轴电动机。在这样的状况下，在交流电源侧产生停电，如果提供上述那样的用于进给停止的减速指令，则DC链路的直流电压急速降低。通常，逆变换器如果作为其直流侧的DC链路的直流电压过于降低，则无法供给驱动用的电力，因此发出“低电压警告”，放弃控制。