具体实施方式

下面，参照附图来说明本公开的一个方式。

图1是示出应用本公开的一个方式所涉及的电动机的控制装置的机床的一部分的示意图。图2是示出本公开的一个方式所涉及的电动机的控制装置的结构的框图。如图1所示，机床1具有电动机10、由电动机10驱动的进给轴20以及对电动机10的驱动进行控制的控制装置30。

图1所示的电动机10由线性马达构成，沿着重力方向(Z轴)对呈直线状延伸的进给轴20进行驱动。通过由电动机10对进给轴20进行驱动，来使安装于进给轴20的移动体21去向目标位置地向重力反方向(Z1方向)上升、或向重力方向(Z2方向)下降。因而，该进给轴20为受重力影响的轴。移动体21例如为被用于机床1的具备工具的主轴、作为被加工对象的工件、用于支承工件的工作台等。

如图2所示，控制装置30基于从例如由CNC(Computerized Numerical Control：计算机化数字控制)构成的数值控制装置40发送来的驱动指令，来对电动机10进行驱动控制。如上所述，相比于进行驱动以使轴向重力反方向上升来停止于目标位置的情况，进行驱动以使轴向重力方向下降来停止于目标位置的情况用于驱动轴所需要的电动机的推力小。因而，在使移动体21向重力反方向上升来停止于目标位置的情况下，控制装置30对电动机10的驱动进行控制，以使进给轴20向重力方向下降来停止于目标位置，以降低电动机10的推力。

因此，控制装置30具有判断部31、驱动控制部32、位置检测部33、加减速时间常数设定部34以及增益设定部35。此外，控制装置30的结构一般能够通过电动机10的伺服控制装置来实现。图2所示的控制装置30被记载为将各结构部集中配置在一起的装置，但是对控制装置30的各结构部的配置场所没有特别限定。控制装置30的一部分或全部功能也可以通过数值控制装置40或其它的外部装置来实现。

判断部31对从数值控制装置40发送来的基于加工程序的电动机10的驱动指令进行分析。电动机10的驱动指令包括对机床1的进给轴20进行驱动时的目标位置(要使移动体21移动到的目标位置)的信息、到该目标位置为止的移动方向(Z1方向或Z2方向)的信息、进给轴20的驱动动作的目的(定位动作、切削动作等)的信息等。判断部31通过对驱动指令进行分析，来判断用于使移动体21移动到目标位置为止的进给轴20的驱动方向是否为重力反方向以及在对进给轴20进行驱动时能否进行超出动作。

进给轴20的超出动作是对进给轴20进行驱动、以将移动体21在移动到超出目标位置的超出位置为止之后再次移动到目标位置为止的动作。超出动作被应用于进给轴20的到目标位置为止的驱动方向包括重力反方向(图1中的Z1方向)的情况。因而，在为图1所示的进给轴20的情况下，超出位置是相对于目标位置向重力反方向(Z1方向)上升了规定距离的位置。因此，在超出动作中，上升到超出位置后停止的移动体21从超出位置下降到目标位置后停止于目标位置。

超出动作在进给轴20的驱动为用于移动体21的定位动作的驱动的情况下是没有问题的。但是，由于超出动作是超出目标位置的动作，因此在进给轴20的驱动为用于对工件进行切削加工的切削动作的驱动的情况下，超出动作有可能对加工质量造成影响。因此，判断部31在对驱动指令分析的结果判断为进给轴20的到目标位置为止的驱动方向为重力反方向的情况下，根据电动机10的驱动指令中的进给轴20的驱动动作的目的，来判断能否进行该超出动作。具体地说，在进给轴20的驱动为用于机床1中的定位动作的驱动的情况下，判断部31判断为能进行超出动作，在进给轴20的驱动为用于机床1中的切削动作的驱动的情况下，判断部31判断为不能进行超出动作。

判断部31在判断为进给轴20的到目标位置为止的驱动方向为重力反方向且在对进给轴20进行驱动时能进行超出动作的情况下，将其判断结果分别输出到驱动控制部32、加减速时间常数设定部34以及增益设定部35。

驱动控制部32对从数值控制装置40发送来的电动机10的驱动指令进行分析。驱动控制部32基于其分析结果和从后述的位置检测部33发送来的进给轴20的位置信息，来决定对进给轴20进行驱动时的目标位置(目标坐标)。然后，驱动控制部32能够基于该目标位置来制作目标位置指令。在对进给轴20进行驱动以将移动体21以通常动作移动到目标位置时，目标位置指令被输出到电动机10。

另外，驱动控制部32在从判断部31产生了、进给轴20的到目标位置为止的驱动方向为重力反方向且在对进给轴20进行驱动时能进行超出动作的判断结果的输入的情况下，决定要将进给轴20驱动到的超出位置(超出坐标)。然后，驱动控制部32能够基于该超出位置来制作超出位置指令。在对进给轴20进行驱动以使移动体21通过目标位置上升到超出位置之后下降到目标位置时，超出位置指令被输出到电动机10。超出位置可以设定为相对于目标位置远离预先决定的固定距离的位置，也可以设定为例如根据移动体21的种类、重量、移动距离以及移动速度等，相对于目标位置的位置每次都不同。

超出位置指令包括用于驱动进给轴20以使移动体21从当前位置上升到超出位置为止的第一推力指令以及用于驱动进给轴20以使移动体21从超出位置下降到目标位置为止的第二推力指令。如上所述，与驱动进给轴20以使移动体21向重力反方向上升相比，驱动进给轴20以使移动体21向重力方向下降的电动机10的推力小。因此，电动机10的推力的大小处于第一推力指令>第二推力指令的关系。

如图2所示，位置检测部33基于从设置于电动机10的编码器等位置检测器11输出的位置检测信号，来检测进给轴20的位置(这也是移动体21的位置。)。由位置检测部33检测出的进给轴20的位置信息被输出到上述的驱动控制部32。

加减速时间常数设定部34设定与电动机10在驱动进给轴20时的加减速相伴的加减速时间常数。在加减速时间常数设定部34至少设定有大小两个时间常数。加减速时间常数设定部34选择至少两个时间常数中的任一个并输出到驱动控制部32。具体地说，在执行超出动作的情况下，加减速时间常数设定部34将向驱动控制部32输出的时间常数变更为更大的时间常数。由于超出动作是在暂时停止于超出位置之后不保持停止状态而立即下降到目标位置为止的动作，因此作用于进给轴20、移动体21的冲击有可能变大。当将加减速时间常数变更得大时，驱动进给轴20时的加速度和减速度变得比较缓慢。因此，在超出动作时作用于进给轴20、移动体21的冲击被减轻。

增益设定部35设定驱动进给轴20时的增益。在超出动作时，电动机10的推力从[重力]+[动摩擦力]被变更为[重力]-[动摩擦力]，因此在动摩擦转矩大的情况下，在超出动作时发生变化的电动机10的推力也变大。另一方面，在超出动作时具有位置偏差变小的倾向，因此在根据位置偏差来变更电动机10的推力的情况下，有时推力的变化耗费时间。因此，在执行超出动作的情况下，增益设定部35发挥功能以提高向驱动控制部32输出的增益。通过提高增益，电动机10的推力的变化时间被缩短，将进给轴20从超出位置驱动到目标位置为止的时间也被缩短。

由增益设定部35变更的增益的种类可以为位置环增益和速度环增益中的任一方，也可以为位置环增益和速度环增益这两方。

接着，参照图3和图4来说明由控制装置30进行的具体的电动机10的控制方法。图3是对由控制装置30控制的进给轴20的驱动进行说明的示意图。图4是说明控制装置30对进给轴20的驱动控制的流程图。在此，设为如图3所示、对进给轴20进行驱动以使停止于当前位置的移动体21向作为重力反方向的Z1方向上升来移动到目标位置为止进行说明。

首先，控制装置30在驱动控制部32中对从数值控制装置40发送来的基于加工程序的驱动指令进行分析(S1)。之后，在驱动控制部32中，基于分析结果和从位置检测部33发送来的进给轴20的位置信息，来决定驱动进给轴20时的目标位置，并制作目标位置指令(S2)。

来自数值控制装置40的驱动指令也被发送到判断部31(参照图2)。控制装置30在判断部31中根据驱动指令来判断移动体21向目标位置的移动是否为重力反方向(S3)。在移动为重力反方向的情况下(步骤S3：“是”)，控制装置30在判断部31中根据驱动指令进一步判断能否进行超出动作(S4)。

在步骤S4中，在进给轴20的驱动为用于定位动作的驱动、从而判断为能进行超出动作的情况下(步骤S4：“是”)，控制装置30在驱动控制部32中基于目标位置来决定超出位置。然后，控制装置30基于该超出位置，来制作包括第一推力指令和第二推力指令的超出位置指令(S5)。之后，控制装置30在加减速时间常数设定部34中将设定的时间常数变更为大的时间常数，并且在增益设定部35中以提高设定的增益的方式变更增益(S6)。

接着，控制装置30首先对电动机10施加与超出位置指令的第一推力指令相应的电流，来驱动进给轴20。由此，驱动进给轴20，以使移动体21从当前位置向作为重力反方向的Z1方向上升到超出位置为止(S7)。

在移动体21上升到超出位置为止之后，控制装置30对电动机10施加与超出位置指令的第二推力指令相应的电流，来驱动进给轴20。由此，驱动进给轴20，以使移动体21从超出位置向作为重力方向的Z2方向下降到目标位置为止(S8)。

当在步骤S8中移动体21从超出位置下降到目标位置为止时，进给轴20将移动体21在目标位置保持为停止状态。此时，用于使进给轴20保持停止状态的电动机10的推力为如图7所示、与[重力]-[动摩擦力]相等的小的推力。因此，与以通常动作从当前位置驱动到目标位置为止的情况相比，电动机10所需要的推力降低。

此外，在步骤S3中判断为向目标位置的移动不为重力反方向的情况下(步骤S3：“否”)、或在步骤S4中判断为不能进行超出动作的情况下(步骤S4：“否”)，处理转移到步骤S9。在步骤S9中，控制装置30对电动机10施加与通常推力指令相应的电流。由此，控制装置30驱动进给轴20，以使移动体21以通常动作从当前位置上升到目标位置为止。

在以上说明的流程图中，在向目标位置的移动为重力反方向且能进行超出动作的情况下，控制装置30一定控制电动机10以执行超出动作。但是，在进给轴20保持停止于目标位置的状态的时间短的情况下，电动机10的推力为小力即可，因此控制装置30有时也可以不必控制电动机10以执行超出动作。进给轴20的停止时间能够通过对从数值控制装置40发送来的基于加工程序的驱动指令进行分析来判断。因此，例如可以在图4中的步骤S2与步骤S3之间、步骤S3与步骤S4之间、或者步骤S4与步骤S5之间中的任意两个步骤之间追加用于判断进给轴20的停止时间是否比预先设定为阈值的时间短的步骤。在该情况下，当判断为进给轴20的停止时间比被设定为阈值的时间短时，控制装置30对电动机10进行控制，以不执行超出动作而转移到步骤S9的处理，来以通常动作驱动进给轴20。

由电动机10驱动的轴只要是受重力影响的轴即可，不限于图1所示的线性马达的进给轴20。例如，如图5所示，轴也可以由与电动机10的驱动轴连结的滚珠丝杠20A构成。滚珠丝杠20A在沿着重力的方向上延伸。移动体21与滚珠丝杠20A旋合，通过电动机10的旋转驱动来进行上下移动。

另外，轴也可以不是沿着重力方向直线式地进行驱动的轴。因而，例如，如图6所示，也可以是电动机10的驱动轴20B。在该情况下，驱动轴20B配置在与重力方向交叉的方向(例如水平方向)上。在驱动轴20B安装有圆板状的面板22，在该面板22的表面以偏心的方式支承有作为移动体的工件W。例如，当电动机10的驱动轴20B向逆时针方向驱动时，在面板22的上侧用单点划线表示的工件W1向沿着重力方向的Z20方向移动来移动到用实线表示的工件W的位置(目标位置)为止。但是，当驱动轴20B向顺时针方向驱动时，在面板22的下侧用单点划线表示的工件W2向沿着重力反方向的Z10方向移动来移动到用实线表示的工件W的位置(目标位置)为止。因此，控制装置30在对驱动轴20B进行驱动以将工件W2移动到工件W的位置为止的情况下，能够通过执行上述的超出动作，来降低电动机10的推力。

此外，超出动作只要以最终停止于目标位置的方式进行动作即可，不限于通过目标位置移动到超出位置的情况。因而，例如，如图6所示、超出动作也可以是以使位于面板22的上侧的工件W1向顺时针方向移动来最终停止于作为目标位置的工件W的位置的方式进行动作的动作。