(57)【要約】【課題】負荷の変動に対して安定した回転速度の制御が可能となり、また小型化、小電力化することができ、回転数の安定化を図ることが可能となる回転機構の回転速度制御方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明は、任意に指定された目標回転速度でロータ２を駆動するエアタービン５を備えた回転機構の回転速度制御方法または装置において、前記ロータと同軸に、可動部である導体が配置された誘導モータ（７、８）と、前記誘導モータに対し、前記目標回転速度と一致した速度で磁界の進行波を発生させる波形の電流を入力する電流入力手段１４と、を有し、前記誘導モータに対する前記電流入力手段からの電流の入力によって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御するように構成する。【選択図】            図１
2006191716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意に指定された目標回転速度でロータを駆動するエアタービンを備えた回転機構の回転速度制御方法において、
前記ロータと同軸に、可動部である導体が配置された誘導モータを有し、前記誘導モータに対し、前記目標回転速度と一致した速度で磁界の進行波を発生させる波形の電流を入力することによって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御することを特徴とする回転機構の回転速度制御方法。
【請求項２】
前記誘導モータに対し、前記目標回転速度と一致した速度で磁界の進行波を発生させる波形の電流を入力することによって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御する一方、
前記誘導モータから発生する逆起電力から、前記目標回転速度と前記ロータの回転速度の差を検出し、検出された回転速度差に基づいて、前記エアタービンへ供給する圧縮空気を制御することによって、エアタービンの駆動力を変更し、ロータを前記目標回転速度に制御することを特徴とする請求項１に記載の回転機構の回転速度制御方法。
【請求項３】
前記誘導モータから発生する逆起電力から、前記目標回転速度と前記ロータの回転速度の差を検出し、検出された回転速度差の大きさによって、前記電流入力手段に出力する進行波の波形信号の振幅を、変更可能に制御することを特徴とする請求項１に記載の回転機構の回転速度制御方法。
【請求項４】
前記回転機構の回転速度制御方法が、回転する工具を用いて加工を行う加工方法におけるスピンドル機構の回転速度制御方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転機構の回転速度制御方法。
【請求項５】
任意に指定された目標回転速度でロータを駆動するエアタービンを備えた回転機構の回転速度制御装置において、
前記ロータと同軸に、可動部である導体が配置された誘導モータと、
前記誘導モータに対し、前記目標回転速度と一致した速度で磁界の進行波を発生させる波形の電流を入力する電流入力手段と、
を有し、前記誘導モータに対する前記電流入力手段からの電流の入力よって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御することを特徴とする回転機構の回転速度制御装置。
【請求項６】
前記電流入力手段は、前記進行波を生成する進行波生成部と、前記進行波を前記誘導モータに対し供給する電流アンプ部と、
を有し、進行波生成部で生成された進行波の出力に従って、電流アンプ部より前記目標回転速度に対応した回転指令値と同期した進行波の電流を、前記誘導モータに供給することを特徴とする請求項５に記載の回転機構の回転速度制御装置。
【請求項７】
前記誘導モータ及び前記電流入力手段を有すると共に、前記誘導モータから発生する逆起電力から、前記目標回転速度と前記ロータの回転速度の差を検出する回転速度差検出手段と、
前記エアタービンへ供給する圧縮空気を制御する圧縮空気制御手段と、
を有し、前記誘導モータに対する前記電流入力手段からの電流の入力よって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御する一方、
前記回転速度差検出手段によって検出された回転速度差に基づいて、前記圧縮空気制御手段により前記エアタービンへ供給する圧縮空気を制御することにより、エアタービンの駆動力を変更し、ロータを前記目標回転速度に制御することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の回転機構の回転速度制御装置。
【請求項８】
前記誘導モータ及び前記電流入力手段を有すると共に、前記誘導モータから発生する逆起電力から、前記目標回転速度と前記ロータの回転速度の差を検出する回転速度差検出手段と、
前記回転数差検出部により検出された回転数差の大きさによって、前記電流入力手段に出力する進行波の波形信号の振幅を変更可能とした制御手段と、
を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の回転機構の回転速度制御装置。
【請求項９】
前記回転機構の回転速度制御装置が、回転する工具を用いて加工を行う加工装置におけるスピンドル機構の回転速度制御装置であることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の回転機構の回転速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機構の回転速度制御方法及び装置に関し、例えば回転する工具を用いて加工を行う加工装置のスピンドル機構等の回転機構の回転速度制御方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、高速の回転機構、例えば加工装置のスピンドル機構等の回転機構における動力源として、モータやエアタービンが用いられている。このうちエアタービンは、圧縮空気の圧力または流量を制御することで回転数を制御している。この回転数を制御する方法としては、例えばメカニカルな機構で気体の圧力や流量を調整するレギュレータによってエアタービンに供給する圧縮空気を調整し、回転数を目標値に設定する方法、あるいは図５に示すようにスピンドル機構に回転数の検出機構であるエンコーダを設け、検出した回転数と設定値である回転数指令値とを比較し制御する制御演算装置を設ける方法等がある。
さらに、特許文献１のように、エアタービンとＤＣモータとによりハイブリット化することで、早い周期に対する応答性の向上を図る提案もなされている。
【特許文献１】特開平５−２１２０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例において、ＤＣモータを駆動源として回転機構を高速回転させる場合、永久磁石とコイルの相互作用によりコイル部に高い逆起電力が発生するため、コイルに電力を供給するアンプ部が大型化することになる。
また、誘導モータを駆動源とする場合には、力定数がＤＣモータと比較し小さいので、誘導モータ単体で高速回転させる力定数を得るには、モータ部が大型化し、あるいはモータ部分の発熱が問題となる。
また、エアタービンのみを駆動源とする場合には、メカニカルなレギュレータによってエアタービンに供給する圧縮空気の圧力や流量を調整する方法では、スピンドルの負荷変動により回転数が変化することに対し対応が困難であり、またスピンドル機構に回転数の検出機構を付加し、これをフィードバック信号として圧力制御弁を制御する場合にも、別途に回転数の検出機構が必要となり、また供給する空気の流量や圧力の制御でエアタービンの駆動力を変更することが必要となることから、早い周期で変動する負荷変動に対して応答が困難であった。
【０００４】
一方、上記特許文献１のようにエアタービンにＤＣモータをハイブリット化するものにおいても、永久磁石を用いたＤＣモータでは、エアタービンを主な駆動源として回転機構における回転体であるロータを回転させ、ＤＣモータが駆動力を出していない場合でも、ＤＣモータの永久磁石が回転するだけでコイル部分との相互作用により発電機として働き、逆起電力（誘導起電力）が発生する。
このように、ＤＣモータ部が無負荷状態で運転されていてもこの逆起電力が発生するので、ＤＣモータにより上記ロータの負荷変動分を制御する場合には、この逆起電力分の電圧をも与える必要がある。
【０００５】
このような逆起電力は、上記ロータの回転数と、ＤＣモータ部の力定数に比例するため、数千〜数万ｒｐｍの高速回転中に負荷変動の制御をするためには、高電圧に対応したＤＣモータを制御するためのアンプと高圧電源が必要となる。
また、同期型とする場合には可動部にもコイルを必要とし、また、負荷変動をこのＤＣモータ部で制御するためには、可動部のコイルに回転に同期した電力を供給するので、前述の永久磁石を回転させるのと同様に、固定側のコイルに回転速度に対応した逆起電力が発生する。さらに同期型ではブラシ等の接触部が必要となり、高精度、高速回転をする上記ロータ等においては、この接触部の摩擦が問題となる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、負荷の変動に対して安定した回転速度の制御が可能となり、また小型化、小電力化することができ、回転数の安定化を図ることが可能となる回転機構の回転速度制御方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、つぎのように構成した回転機構の回転速度制御方法及び装置を提供するものである。
すなわち、本発明の回転機構の回転速度制御方法は、任意に指定された目標回転速度でロータを駆動するエアタービンを備えた回転機構の回転速度制御方法において、前記ロータと同軸に、可動部である導体が配置された誘導モータを有し、前記誘導モータに対し、前記目標回転速度と一致した速度で磁界の進行波を発生させる波形の電流を入力することによって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御することを特徴としている。
また、本発明の回転機構の回転速度制御装置は、任意に指定された目標回転速度でロータを駆動するエアタービンを備えた回転機構の回転速度制御装置において、前記ロータと同軸に、可動部である導体が配置された誘導モータと、前記誘導モータに対し、前記目標回転速度と一致した速度で磁界の進行波を発生させる波形の電流を入力する電流入力手段と、を有し、前記誘導モータに対する前記電流入力手段からの電流の入力よって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御することを特徴としている。
これらにより、上記誘導モータが負荷変動に対する回転安定の制御手段として機能させることができ、また、電流入力手段はロータが高速回転の場合でも、逆起電力に対する高電圧を発生させる必要がなくなる。
また、本願発明の回転機構の回転速度制御方法及び装置は、前記誘導モータ及び前記電流入力手段を有すると共に、前記誘導モータから発生する逆起電力から、前記目標回転速度と前記ロータの回転速度の差を検出する回転速度差検出手段と、前記エアタービンへ供給する圧縮空気を制御する圧縮空気制御手段とを有する構成とし、前記誘導モータに対する前記電流入力手段からの電流の入力よって、前記エアタービンにより駆動されるロータの回転速度の変動を制御する一方、前記回転速度差検出手段によって検出された回転速度差に基づいて、前記圧縮空気制御手段により前記エアタービンへ供給する圧縮空気を制御することにより、エアタービンの駆動力を変更し、ロータを前記目標回転速度に制御するようにすることができる。
これらにより、誘導モータ部は負荷変動に対する回転安定の制御手段として働き、また誘導モータはロータの回転速度変動の検出器となるので、別途回転数の検出器を追加することなく、誘導モータから検出した回転数の検出信号をフィードバック信号としてエアタービンに対する圧縮空気の流量または圧力制御を行うことで、低周波数の負荷変動に対しエアタービンが負荷変動に応じた駆動力の制御を行う事が可能となる。したがって、誘導モータに電力を供給するアンプはロータが高速回転でも逆起電力に対する高電圧を発生する必要がなく、更に低周波の負荷変動に対し駆動力を発生する必要がないので、アンプを小型／小電力のものとすることができ、誘導モータ部の発熱も最小限とすることが可能となる。
また、本願発明の回転機構の回転速度制御方法及び装置は、前記誘導モータ及び前記電流入力手段を有すると共に、前記誘導モータから発生する逆起電力から、前記目標回転速度と前記ロータの回転速度の差を検出する回転速度差検出手段と、前記回転数差検出部により検出された回転数差の大きさによって、前記電流入力手段に出力する進行波の波形信号の振幅を変更可能とした制御手段と、を有する構成とし、誘導モータに入力する電流の振幅を回転数差の大小により変化させるようにすることができる。
これらにより、目標回転数と回転数差が発生した場合に、誘導モータ部で発生する駆動力を微調整することができ、回転数の安定化を容易に図ることが可能となる。
また、本願発明のこのような回転機構の回転速度制御方法及び装置は、回転する工具を用いて加工を行う加工方法におけるスピンドル機構の回転速度制御方法及び装置等に、好適に適用可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、負荷の変動に対して安定した回転速度の制御が可能となる。また、小型化、小電力化することができ、モータの発熱を抑制することが可能となり、また、回転数の安定化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記した構成により、本発明の課題が達成されるが、その作動をより具体的に説明すれば、つぎのとおりである。
本発明においてはエアタービンと誘導モータとによりハイブリット化され、ロータを目標回転速度である任意の設定回転数で回転させる場合に、設定回転に見合った流量の圧縮空気をエアタービンに供給すると共に、誘導モータ部に対しても前記任意の設定回転数と同期する進行波が入力される。これによりロータが設定回転数で回転している場合には誘導モータに入力される進行波は、回転速度と同期しており誘導モータとしては無負荷運転となる。誘導モータにおいては無負荷運転では可動部に誘導電流は発生せず、コイルに逆起電力は生じない。したがって、誘導モータのコイル部に入力する電力は最小限ですむ。
【００１０】
これに対して、スピンドルの回転数が負荷変動等で設定回転数から変動した場合には、誘導モータ部へ入力した進行波と可動部の回転数とにズレが生じ誘導モータ部でコイルが発生する磁界の進行波と可動部との速度差、すなわち“すべり”が発生する。この“すべり”によって誘導モータ可動部の導体に誘導電流が生じ、この誘導電流とコイルが発生する磁界の進行波との相互作用により誘導モータにはスピンドルを設定回転数へ回転数を修正するように駆動力を発生する。
【００１１】
更に、誘導モータのコイルには誘導モータ可動部に発生する誘導電流との相互作用により逆起電力が発生する。コイルに供給する電圧をモニタし、この電圧変動を任意の回転数からの回転数の変動として検出する回転数の検出機能とし、検出した速度差をエアタービンへ供給するエアの流量制御手段のフィードバック信号としてスピンドルの回転制御を行う制御演算機能とを持たせ、スピンドルの回転数を制御する。
この制御において、負荷変動による回転数の変動が早い周期の物に対しては誘導モータにより速度制御を行うことができ、また比較的低い周波数での変動に対してはエアタービンへ供給するエア流量を制御することによりスピンドル機構の制御が可能となる。
【００１２】
更に、目標回転速度とロータの回転速度とにズレが生じる場合の制御方法として、誘導モータコイルに入力する電流の振幅をも同時に変更する制御を行い、負荷変動による回転誤差を収束させる誘導モータ部の駆動力を増大させることで、更に高周波の負荷変動に応答して安定したロータの回転速度を得ることが可能となる。例えば、ズレが小さい場合には振幅の小さい波形の電流を入力しておくことで、設定回転速度でロータが回転している際の誘導モータのアンプの負荷と誘導モータのコイル部の発熱を少なくすることができる。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用してスピンドル機構の速度制御装置を構成した。図１に本実施例におけるスピンドル機構の速度制御装置の構成を示す。
図１において、１はスピンドル機構、２はロータ、３はエアベアリング、４は回転軸中心である。
スピンドル機構１の回転部であるロータ２は、エアベアリング３で支持されており、これにより回転軸中心４を中心とした回転方向を可動方向としてそれ以外の動きを拘束されている。
【００１４】
５はエアタービン、６はエア供給口である。ロータ２に設けられたエアタービン５は、圧縮空気を受け、エア供給口６より供給される圧縮空気により、ロータ２に回転軸中心４を中心とした回転方向に回転させる、駆動力を与える。
７は誘導モータ可動部、８は３相コイル、９は配線である。
また、上記３相コイル８の構成例として、図４に３相２極のコイル配置の一例を示す。
誘導モータは誘導モータ可動部７及び３相コイル８により構成されている。誘導モータ可動部７は、円盤形でロータ２に同心で固定される。誘導モータの固定部である３相コイル８はＵ相コイル８ａ，Ｖ相コイル８ｂ、Ｗ相コイル８ｃを、図４に示すように回転軸中心４の周りに、円盤型である誘導モータ可動部７の円周上にＵ，Ｖ、Ｗ相の順に設置し、この３相コイル８に１２０度づつの位相差をもつ電流を進行波として、配線を通して３相コイル８にそれぞれ与えることで磁界の進行波を発生し、誘導モータ可動部に発生する誘導電流（渦電流）との相互作用により、ロータに回転軸中心４周りの方向に駆動力を発生させる。
【００１５】
１０は誘導モータアンプ（ＡＭＰ）、１１は回転数指令値、１２は周波数変換演算部、１３は進行波生成部である。
誘導モータアンプ１０は、誘導モータ（７及び８）へ進行波の供給を行うアンプである。
この誘導モータアンプ１０は、ロータ２の目標回転数である回転数指令値１１によって、周波数変換演算部１２において上記誘導モータ（７及び８）に与えるべき進行波の周波数に変換された周波数を基にして、上記誘導モータ（７及び８）に対して進行波の供給を行う。
また、１４は電流アンプ部、１５は電圧アンプ部、１６は電流検出部、１７は電流制御演算部である。
誘導モータアンプ１０は、周波数変換演算部１２により変換された周波数を、Ｕ，Ｖ、Ｗ相の進行波を生成する進行波生成部１３、及びＵ，Ｖ、Ｗ相の進行波を、上記３相コイル８に供給する電流アンプ部１４からなる。
進行波生成部１３で生成される進行波は、周波数変換演算部１２が出力する周波数または上記誘導モータ（７及び８）の３相コイル８の局数に比例した周波数で、１２０度づつ異なる位相の３相の信号を出力する。
電流アンプ部１４はＵ，Ｖ，Ｗ相の３相からなる３相コイル８に対し、電圧を印加する電圧アンプ部１５と３相コイル８の３相に流れる電流を検出する電流検出部１６からなり、電流検出部１６で検出した電流値を３相コイル８のそれぞれの相に流れる電流を指示値に制御する電流制御演算部１７にフィードバックすることで、電流アンプ部１４を形成し、進行波生成部１３より入力される信号に従って、３相コイル８にロータ２の目標回転速度である回転数指令値１１に同期した３相の進行波の電流を供給する。
【００１６】
１８は回転数差検出部である。回転数差検出部１８は電流アンプ部１４において、電流アンプ部１４に対する指令と電流検出部１６から検出された電流値とを比較し、位相と波形の大きさから、誘導モータ部で発生する逆起電力を検出し、ロータ２の実際の回転数と回転数指令値１１との回転数差として出力する。
また、１９は流量変換演算部、２０は流量制御演算部、２１は制御弁、２２はエアコンプレッサ、２３は１次エア（供給エア）、２４は２次エア（制御エア）である。
流量変換演算部１９は与えられた回転数指令値１１からエアタービンに供給する圧縮空気の供給流量に換算する演算部であり、指令回転数となる圧縮空気の供給量を算出する。
流量制御演算部２０は指令された流量と回転数差検出部１８よりの信号を比較し、制御弁２１に対する指令値を演算する。制御弁２１はエアコンプレッサ２２から供給される高圧の圧縮空気である１次エア２３から指令値に従って変更し、エアタービンに供給する圧縮空気である２次エア２４の流量を調整する。
【００１７】
つぎに、以上のような構成を有する本実施例のスピンドル機構の速度制御装置の動作について説明する。
まず、任意の指示値である回転数指令値１１を与えることにより、周波数変換演算部１２において、回転数指令値１１と同期する進行波が生成され誘導モータアンプ１０を介し、３相コイル８により誘導モータ可動部７に対し磁界の進行波を形成させる。
一方、流量変換演算部１９にも与えられる回転数指令値１１により、制御弁２１を介してエアタービン５に制御エアである２次エア２４が供給され、ロータ２に回転方向の駆動力を発生させる。
この際、任意の指示値である回転数指令値１１を低い回転数から高い回転数に徐々に加速するように与えると、スピンドルは指令に従って加速する。
この時、誘導モータアンプ１０では、回転数指令値１１に同期した進行波と３相コイル８で発生する逆起電力の周波数に差が生じると、これを回転数差検出部１８で回転数差として検出し、エアタービン５の流量制御のフィードバック信号として流量制御演算部２０で比較しエアタービン５の駆動力により回転数の制御を行う。ロータ２の速度を徐々に上げるような加速では、回転数指令値１１と実際のロータ２の回転速度の差は小さく且つ低周波数の変化であるので、流量制御が行われるエアタービンの駆動力の変更もこれに追従し、誘導モータアンプ１０において大電力を出すことなく、ロータ２の回転速度は回転数指令値に追従する。
【００１８】
ロータ２の加速が終了し、回転数指令値１１とロータ２の回転数が一致すると、誘導モータ（７及び８）では３相コイル８が発生する磁界の進行波と誘導モータ可動部７の速度が同期するので、誘導モータ可動部７に対し磁界進行波のすべりは発生しない。すべりがないので３相コイル８では逆起電力は発生せず、従って、誘導モータアンプ１０が３相コイル８に供給するエネルギーは、コイル自体の損失分のみとなり、また回転数差検出部１８で検出される回転数誤差もゼロとなり、ロータ２はエアタービン５に供給されるエアによって回転する。
【００１９】
これに対して、ロータ２の回転数が数千ｒｐｍ〜数万ｒｐｍという高速回転において、負荷変動等によりロータ２の回転数が変化する場合、回転数変動で誘導モータにおける３相コイル８の磁界の進行波と、誘導モータ可動部７に発生するすべりにより、誘導モータ（７及び８）で大きな力が発生する。したがって、このような大きな力により、上記したエアタービン５の流量制御によって制御する場合と比較し、比較的高速に応答して回転数を回転数指令値に追従させることが可能となる。
しかしながら、この場合におても、誘導モータ（７及び８）での負荷変動の内、ＤＣ成分に近いところから低周波数領域での制御では、エアタービン５の駆動力を制御する流量制御が追従し、誘導モータは比較的高周波数の負荷変動にのみ駆動力を発生すればよい。このようなことから、例えば誘導モータアンプ１０はロータ２及びエアタービン５無しで回転させた場合と比較し、誘導モータアンプ１０の出力を小さくすることが可能となり、また誘導モータ（７及び８）で駆動力を最小限とすることができるので、誘導モータ（７及び８）の発熱も最小限とすることが可能となる。特に数千ｒｐｍ〜数万ｒｐｍの高速回転では、基本的には摩擦が無いエアベアリング３においても、空気の剪断摩擦により低周波の負荷が生じる。
その際、本実施例の構成によれば、このような低周波の負荷変動に対しては、エアタービンの駆動力により修正することが可能となる。すなわち、このような低周波の負荷変動に対しても、誘導モータ（７及び８）の逆起電力より検出する回転数指令値１１との差より、制御弁２１で供給エアである２次エア２４を変更することで、エアタービンの駆動力により修正することができる。
［実施例２］
実施例２では、本発明を適用して実施例１とは別の形態のスピンドル機構の速度制御装置を構成した。
図２に本実施例におけるスピンドル機構の速度制御装置の構成を示す。
本実施例では、実施例１のように誘導モータを回転速度の検出器とせず、誘導モータのみで回転の負荷変動による回転制御を行うように構成した。なお、図２において、図１に示した構成と同様の構成には同一の符号を付し、重複部分の説明は省略する。
【００２０】
図２において、２５は機械的なレギュレータであり、このレギュレータ２５によってエアタービンに対する圧力及び流量を制御し、レギュレータ２５は指定速度となるように、圧力または流量をオペレータが予め設定する。レギュレータに設定する圧縮空気の流量または圧力は予め、流量または圧力とエアタービン５の発生力によるロータ２の回転数との対応データを測定しておき、誘導モータへの回転数指令値とレギュレータ２５に対する設定値が同じ回転数となるように設定する。これにより、回転数指令値とロータ２の回転数を一致させることが可能となる。
【００２１】
［実施例３］
実施例３では、本発明を適用して実施例１及び実施例２とは別の形態のスピンドル機構の速度制御装置を構成した。
図３に本実施例におけるスピンドル機構の速度制御装置の構成を示す。
本実施例においては、回転速度差の大きさにより、制御弁２１の流量制御と共に誘導モータに供給する電流波形の振幅をも調整し、ロータ２の回転を目標回転数とする制御を行うようにした点で、実施例１及び実施例２と相違している。なお、図３において、図１に示した構成と同様の構成には同一の符号を付し、重複部分の説明は省略する。
【００２２】
図３において、２６は制御演算装置、２７は制御演算部、２８は進行波演算部である。また、２９は進行波周波数指令値、３０は進行波振幅指令値、３１は流量指令値、３２は回転数差信号である。
制御演算装置２６は、制御演算部２７と進行波演算部２８を有する。
進行波演算部２８は、誘導モータに対する進行波の周波数指令値２９と進行波振幅指令値３０からＵＶＷ相の３相の正弦波を出力する演算を行うもので、１２０度づつ位相のずれた正弦波で振幅が進行波振幅指令値３０の３相の信号を出力する。
【００２３】
制御演算部２７は、入力信号である回転数指令値１１と、３相の電流アンプ部１４より回転数差検出部１８が検出した回転数差信号３２から進行波振幅指令値３０と流量指令値３１を算出する。この演算は及び予め測定したスピンドル機構の周波数応答特性から算出した制御演算式より、２入力／２出力の制御演算を行う。
また、進行波周波数指令値２９は回転数指令値１１と誘導モータのコイル部である３相コイル８の相数と局数より決定する。
【００２４】
進行波演算部２８の出力である３相の信号は、電流アンプ部１４に入力される。電流アンプ部１４では回転数指令値１１に同期した、進行波振幅指令値３０に従う電流の進行波を誘導モータの３相コイル８に供給する。
また、流量指令値３１に従い、制御弁２１がエアタービン５へ供給する２次エア２４を制御する。
【００２５】
このような構成とすることで、制御演算部２７は回転数差検出部１８により検出された回転数差の信号により電流アンプ部１４に出力する進行波の波形信号の振幅を可変することが可能となる。
このように振幅を回転数差の信号で可変する場合には、この変更比率をスピンドル機構１のロータ２における回転速度の制御の安定性を考慮し、例えば回転速度差が小さい場合には振幅を小さく、また回転速度差が大きい場合には振幅を大きくすることで、回転速度差の大きさに対し、誘導モータ（７，８）が発生する駆動力の倍率を可変し、回転速度制御の安定性を上げると同時に、更にロータ２の負荷変動による回転速度の変動を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１におけるスピンドル機構の速度制御装置の構成を示す図。
【図２】本発明の実施例２におけるスピンドル機構の速度制御装置の構成を示す図。
【図３】本発明の実施例３におけるスピンドル機構の速度制御装置の構成を示す図。
【図４】本発明の実施例１における３相コイルの構成例である３相２極のコイル配置の一例を示す図。
【図５】従来例におけるエアタービンの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１：スピンドル機構
２：ロータ
３：エアベアリング
４：回転軸中心
５：エアタービン
６：エア供給口
７：誘導モータ可動部
８：３相コイル
８ａ：Ｕ相コイル
８ｂ：Ｖ相コイル
８ｃ：Ｗ相コイル
９：配線
１０：誘導モータアンプ（ＡＭＰ）
１１：回転数指令値
１２：周波数変換演算部
１３：進行波生成部
１４：電流アンプ部
１５：電圧アンプ部
１６：電流検出部
１７：電流制御演算部
１８：回転数差検出部
１９：流量変換演算部
２０：流量制御演算部
２１：制御弁
２２：エアコンプレッサ
２３：１次エア（供給エア）
２４：２次エア（制御エア）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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