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本申請要求申請號為2012-049211，2012年3月6日提交的日本專利申請的優先權，該申請的全部內容通過參考引入本文。

技術領域

本發明涉及使機床的軸停止在想要的位置的定位設備。

背景技術

對于轉動的軸電機的定位和停止的定位技術，定位需要快速進行并且不能超調。為了達到這種技術，迄今進行了各種嘗試。

圖1展示了典型的軸定位設備的方框圖。軸15被軸電機11通過傳導機構12至14驅動從而旋轉，所述傳導機構12至14包括齒輪和傳送帶。速度檢測器10檢測軸電機11的速度，并且輸出速度檢測值Vm[min^-1]。減法器6用速度檢測值作為速度反饋值，并輸出與速度指令Vc[min^-1]的偏差Vd[min^-1]，而且，基于偏差Vd，速度控制器7計算并輸出轉矩指令Tc[Nm]。基于速度檢測值Vm，磁通密度指令計算器8輸出磁通密度指令φc。電流控制器9基于轉矩指令Tc和磁通密度指令φc控制軸電機11的電流。

當速度檢測值Vm變成小于或等于電機基本轉動速度Vb時，加速度指令計算器32以一段時間T1[s]后檢測到的速度檢測值Vm(T1)用下面的等式(1)計算加速度“a”并將其輸出到位置指令計算器2作為加速度“as”。在該時間T1期間，速度指令Vc為零(Vc=0),這相當于最大轉矩時速度降低的狀態。如此，等式(1)中的Ka設置為系數1或更小，從而提供加速指令，以該加速指令，定位減速期間不會發生轉矩飽和。

當速度檢測值Vm大于或等于軸電機基本轉動速度Vb時，比較器31輸出高水平軸電機速度狀態Sv，當速度檢測值Vm小于基本轉動速度時，比較器31輸出低水平軸電機速度狀態Sv。加速度指令計算器32在高水平時輸出控制模式切換指令Sc，使得當軸電機速度狀態Sv處于高水平時或直到等式（1）平衡的時間內，控制模式設置為速度控制。另一方面，加速度指令計算器32在低水平時輸出控制模式切換指令Sc，使得當軸電機速度狀態Sv處于低水平時或等式（1）已經平衡后，控制模式設置為位置控制。此外，加速度指令計算器32將控制模式切換速度Vs輸出至位置指令計算器2，在該控制模式切換速度Vs下，控制模式從速度控制切換至位置控制。控制模式切換速度Vs取任何低于Vb-Vm（T1）的值。當控制模式切換指令Sc在高水平時，控制模式切換開關5輸出從主控制設備1輸出的速度指令Vc，當控制模式切換指令Sc在低水平時，控制模式切換開關5輸出從位置控制比例增益4輸出的速度指令Vc。換句話說，當電機速度Vm大于或等于電機基本轉動速度Vb或直到加速度指令計算器32完成加速度指令“as”的計算后，軸定位設備以速度控制模式運行，并且在已經完成加速度指令“as”的計算后，切換控制模式，從而在位置控制模式以控制模式切換速度Vs運行。基于從主控制設備1輸出的加速度指令“as”（加速度“a”）和控制模式切換速度Vs，以及用于位于軸的一轉內的位置的位置指令Pc[rad]，位置指令計算器2計算能滿足以下不等式（2）并使不等式左邊取得最小值的整數n。

基于用不等式(2)計算的整數n，使軸在位于軸的一轉內的位置停止的位置α用下面的等式（3）計算。

基于加速度指令“as”，控制模式切換速度Vs，和用等式（3）計算的位置α，計算位置指令偏差ΔPc以提供圖2所示的速度指令并輸出位置指令偏差ΔPc。位置檢測器16檢測軸15的位置，并且輸出位置檢測值Pd。減法器3將位置檢測值Pd用作位置反饋值，并由位置指令偏差ΔPc計算偏差。通過將減法器3的輸出乘以比例增益，Kp，4，計算并輸出速度指令Vc。基于速度指令Vc控制軸電機從而使其定位和停止。因為軸基于用等式（1）計算的加速度指令“as”而減速并且定位和停止，定位可在轉矩不飽和，不超調的情況下快速進行。

如圖2所示，為了使軸定位并停止在預定位置，在控制軸從而實現恒速期間的一段時間和在以預定加速度“a”減速期間的一段時間進行停止控制。加速度“a”為電機在制動期間能實現的最大加速度，其中在制動期間轉動速度小于或等于基本轉動速度。在下面的描述中，在速度為恒定的一段時間進行的控制被稱為“恒速控制”，在以加速度“a”減速的一段時間進行的控制被稱為“最大制動加速度控制”，并且上述恒速控制和最大制動加速度控制相繼進行從而使軸定位并停止的控制被稱為“停止控制”。