CN109391175A - 电动机控制装置和机床系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机控制装置和机床系统，其根据电源电压的电压降低量来控制电动机。对驱动多个轴中的每一个轴的多个电动机进行控制的电动机控制装置具有：整流器，其将从交流电源输入的交流电变换成直流电并输出给DC链路；逆变换器，其将DC链路的直流电变换为作为各电动机的驱动电力供给的交流电并进行输出；交流电压检测部，其检测整流器的交流输入侧的交流电压值；状态判定部，其在交流电压值小于预定的规定电压时判定为电压降低状态，在交流电压值是规定电压以上时判定为正常状态；输出控制部，其在状态判定部判定为电压降低状态时，根据交流电压值相对于规定电压的电压降低量来控制各电动机。

Description

电动机控制装置和机床系统

技术领域

本发明涉及根据电源电压的电压降低量来控制电动机的电动机控制装置和机床系统。

背景技术

在机床中，电动机被用作用于对安装有工具或工件的轴进行驱动的驱动源。在具有对分别设置成进给轴驱动用和主轴驱动用的各电动机进行控制的电动机控制装置的机床中，将从交流电源侧输入的交流电临时变换成直流电之后还变换为交流电，将该交流电用作设置给每一个驱动轴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，具有：整流器，其将从交流电源输入的交流电变换成直流电并输出给DC链路；逆变换器，其将设置给DC链路的DC链路电容器所蓄积的直流电变换成作为各电动机的驱动电力而被供给的交流电并进行输出，控制与该逆变换器的交流输出侧连接的各电动机的速度、转矩、或者转子的位置。由于在进行主轴或进给轴的加速时电动机的消耗电力变大，因此对交流电源要求较大的交流电输出。

例如，像日本特开2010-250697号公报所记载那样，已知有机床的控制装置，其特征在于，具有：第一消耗电力计算单元，其计算进给轴驱动用电动机的消耗电力；第二消耗电力计算单元，其对通过一定电力进行动作的设备的消耗电力进行计算；电动机控制单元，其根据由所述第一消耗电力计算单元计算出的电力与由所述第二消耗电力计算单元计算出的电力的总和，决定与所述进给轴驱动用电动机的加速时间和减速时间的至少一方有相对关系的时间常数，根据该时间常数来控制所述进给轴驱动用电动机。

例如，像日本特开2013-153605号公报所记载那样，已知有电动机控制装置，其特征在于，具有：电源供给部，其将从商用电源输入的交流电变换成直流电并输出给直流母线；动作指令生成部，其生成动作指令；加减速处理部，其针对由所述动作指令生成部生成的动作指令进行加减速处理而输出伺服指令；伺服控制部，其将所述电源供给部输出给所述直流母线的直流电变换成使电动机像所述伺服指令那样动作所需的交流电并输出给所述电动机；蓄电装置，其用于将从所述电源供给部供给到所述伺服控制部的电力不足量供给到所述伺服控制部，还将所述电动机的再生电力中的超过所述电源供给部的再生处理能力的量的再生电力吸收；充放电电路，其设置于所述直流母线与所述蓄电装置之间；充放电指令生成部，其根据从所述动作指令生成部输出的动作指令生成充放电指令；充放电电路控制部，其根据所述直流母线的电力、所述蓄电装置的蓄电量、所述充放电指令，使所述充放电电路进行从所述蓄电装置向导电直流母线的放电动作、以及从所述直流母线向所述蓄电装置的充电动作。

例如，像日本特开2014-96929号公报所记载那样，已知有机床的控制装置，该机床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，其特征在于，具有：顺变换器，其对交流电源侧的交流电压和直流侧即DC链路中的直流电压进行相互电力变换；进给轴电动机用逆变换器，其对所述DC链路中的直流电压与进给轴电动机侧的交流电压进行相互电力变换，向进给轴电动机供给驱动电力；主轴电动机用逆变换器，其对所述DC链路中的直流电压与主轴电动机侧的交流电压进行相互电力变换，向主轴电动机供给驱动电力；停电检测单元，其检测所述顺变换器的交流电源侧是否产生停电；电压检测单元，其检测所述DC链路中的直流电压；控制单元，在所述停电检测单元检测出停电时，输出用于控制所述进给轴电动机用逆变换器的相互电力变换的进给轴电动机减速指令以使进给轴电动机减速，所述控制单元在所述停电检测单元检测出停电时，在所述电压检测单元检测出的直流电压比规定的上限值大时，输出用于控制所述主轴电动机用逆变换器的相互电力变换的主轴电动机加速指令以使主轴电动机加速，在所述电压检测单元检测出的直流电压小于比所述规定的上限值低的规定下限值时，输出用于控制所述主轴电动机用逆变换器的相互电力变换的主轴电动机减速指令以使主轴电动机减速。

发明内容

在进行主轴或进给轴的加速时等电动机消耗电力变大的情况下，当交流电源的电源容量相对于电动机控制装置要求的交流电不足时，电动机控制装置内的整流器的交流输入侧的交流电压降低。若整流器的交流输入侧的交流电压降低，则整流器无法将逆变换器生成电动机驱动用的交流电所需的直流电供给到DC链路电容器。结果，逆变换器无法用DC链路电容器所蓄积的不足够的直流电，生成驱动电动机所需的交流电，电动机控制装置和包含电动机控制装置的机床可能毫无准备地停止报警。因此，希望这样的技术：能抑制因交流电源的电源容量不足引起的电动机控制装置的停止报警，提升机械运转效率。

本公开的一个方式是一种电动机控制装置，其对驱动多个轴中的每一个轴的多个电动机进行控制，其特征在于，所述电动机控制装置具有：整流器，其将从交流电源输入的交流电变换成直流电并输出给DC链路；逆变换器，其将DC链路的直流电变换为作为各电动机的驱动电力而被供给的交流电并进行输出；交流电压检测部，其检测整流器的交流输入侧的交流电压值；状态判定部，其在交流电压值小于预定的规定电压时判定为电压降低状态，在交流电压值是规定电压以上时判定为正常状态；输出控制部，其在状态判定部判定为电压降低状态时，根据交流电压值相对于规定电压的电压降低量来控制各电动机。

此外，本方式的一个方式提供一种机床系统，具有：机床，其具有上述电动机控制装置；数值控制装置，其与机床对应地设置并控制该机床，该数值控制装置具有计算该机床、该机床的周边设备以及该数值控制装置的消耗电量的消耗电力计算部；主机控制器，其从多个数值控制装置内的消耗电力计算部取得消耗电量并计算其总和；通信网络，其能够通信地连接多个数值控制装置与主机控制器，在状态判定部判定为电压降低状态，且由主机控制器计算出的总消耗电量的总和超过向机床、机床的周边设备以及数值控制装置供给驱动电力的交流电源的电源容量时，输出控制部根据交流电压值相对于规定电压的电压降低量来控制各电动机。

附图说明

通过参照以下的附图可以进一步清楚地理解本发明。

图1是一实施方式涉及的电动机控制装置的框图。

图2是表示一实施方式涉及的电动机控制装置的动作流程的流程图。

图3是将输出控制部设置于数值控制装置内的实施方式涉及的电动机控制装置的框图。

图4是表示在图1的实施方式中设置了停电判定部的方式的框图。

图5是表示在图3的实施方式中设置了停电判定部的方式的框图。

图6是表示图4和图5的实施方式涉及的电动机控制装置的动作流程的流程图。

图7是具有多个一实施方式涉及的电动机控制装置的机床系统的框图。

具体实施方式

参照以下附图，对根据电源电压的电压降低量来控制电动机的电动机控制装置各机床系统进行说明。但是，应该理解本发明并不限定于附图或以下所说明的实施方式。在各附图中，对相同的部件标注相同的参照符号。此外，为了容易理解，这些附图可以适当变更比例尺。此外，关于电动机的旋转角速度，简单地称为“速度”或者“转速”。

图1是一实施方式涉及的电动机控制装置的框图。电动机控制装置1对驱动多个轴中的每一个轴的多个电动机进行控制。一般情况下，在机床中对每一个安装有工具或工件的轴设置作为驱动源的电动机。在图1所示的实施方式中，作为一个例子，将电动机3中的电动机3-1设为用于驱动机床主轴的电动机，将电动机3-2、3-3和3-4设为用于驱动机床进给轴的电动机。这里，作为一个例子，对通过与交流电源2连接的电动机控制装置1来控制四个电动机3的情况进行说明。其中，电动机3的个数并不特别限定本实施方式，也可以是其他个数。此外，电源2和电动机3的相数并不特别限定本实施方式，例如可以是三相也可以是单相。另外，在图1所示的实施方式中，将交流电源2设为三相交流电源，将电动机3设为三相交流电动机。此外，电动机3的种类并不特别限定本实施方式，例如可以是感应电动机也可以是同步电动机。

通过数值控制装置200内的数值控制部30生成针对机床的轴的驱动指令。数值控制部30根据规定的加工程序，生成用于利用安装于主轴的工具来加工工件的驱动指令，该工件通过进给轴而移动。加工程序是将机床用于进行规定作业的命令处理编程而得的信息。例如，通过进给轴使工件移动的动作命令、使安装于主轴的工具旋转的动作命令、将任意信号通知给外部的命令、读取任意信号的状态的命令等信息包含于加工程序中。此外，在加工程序中可以包含工具相对于工件的位置信息、操作信号的编号。当然，只要是能够登录到程序上的命令则可以是任意的。也就是说，本实施方式不限定于这里所例示的编程信息。由数值控制部30生成的驱动指令被输送给逆变换器12，逆变换器12根据接收到的驱动指令来执行电力变换动作。

一实施方式涉及的电动机控制装置1具有：整流器11、逆变换器12、交流电压检测部13、状态判定部14、输出控制部15。状态判定部14和输出控制部15例如以软件程序形式来构筑，或者通过各种电子电路与软件程序的组合而构成，构筑为写入了实现各部的功能的软件程序介质的半导体集成电路。在图1所示的实施方式中，按照实现状态判定部14和输出控制部15的功能的软件程序介质而工作的计算机与数值控制装置200分开设置。特别是，在本实施方式中，输出控制部15分别设置于各逆变换器12内。

整流器11将从交流电源2输入的交流电变换成直流电并输出给DC链路4。在图1所示的实施方式中，由于将交流电源2设为三相交流电源，因此整流器11构成为三相的桥接电路，但是在交流电源2是单相时则通过单相的桥接电路而构成。作为整流器11的示例，存在二极管整流电路、120度通电型整流电路、或者在内部具有开关元件的PWM开关控制方式的整流电路等。当整流器11是二极管整流电路时，将从交流电源2输入的交流电变换成直流电而输出给DC链路4。在整流器11是120度通电型整流电路或PWM开关控制方式的整流电路时，整流器11可以实现为将从交流电源2输入的交流电变换成直流电并输出给DC链路4，并且将DC链路4的直流电变换成交流电而返回给交流电源2侧的、能够在交流直流双方向变换的电力变换器。例如，在整流器11是PWM开关控制方式的整流电路时，由开关元件和与其逆并联连接的二极管的桥接电路构成，根据从主机控制装置(未图示)接收到的驱动指令来开闭控制各开关元件而在交流直流双方向进行电力变换。作为开关元件的示例，存在FET等单极晶体管、双极晶体管、IGBT、晶闸管、GTO等，但是开关元件的种类本身并不限定本实施方式，可以是其他开关元件。

逆变换器12将DC链路4的直流电变换成作为各电动机3的驱动电力供给的交流电并进行输出。逆变换器12由开关元件和与其逆并联连接的二极管的桥接电路构成，例如根据三角波比较方式的PWM开关控制来开闭控制各开关元件。逆变换器12在电动机3是三相电动机时由三相桥接电路构成，在电动机3是单相电动机时由单相桥接电路构成。作为开关元件的示例，存在FET等单极晶体管、双极晶体管、IGBT、晶闸管、GTO等，但是开关元件的种类本身并不限定本实施方式，可以是其他开关元件。

在图1中，作为一个例子，用于驱动主轴的电动机3-1与逆变换器12-1连接，用于驱动进给轴的电动机3-2、3-3和3-4分别与逆变换器12-2、12-3和12-4连接。以下，记载为“逆变换器12”的情况包含“逆变换器12-1、12-2、12-3和/或12-4”的含义。

逆变换器12根据从数值控制装置200内的数值控制部30接收到的驱动指令来开闭控制各开关元件，由此，在DC链路4的直流电与电动机3的驱动电力或者再生电力即交流电之间进行电力变换。更详细来说，逆变换器12根据从数值控制部30接收到的驱动指令使内部的开关元件开关动作，将经由DC链路4而从整流器11供给的直流电变换成具有用于驱动电动机3的所希望的电压和所希望的频率的交流电(逆变换动作)。由此，电动机3例如根据电压可变和频率可变的交流电来进行动作。此外，例如在电动机3减速时等产生再生电力，根据从数值控制部30接收到的驱动指令使内部的开关元件进行开关动作，将电动机3产生的交流的再生电力变换成直流电并返回到直流链路(顺变换动作)。

此外，在本实施方式中，逆变换器12的电力变换动作也通过后述的输出控制部15来控制。

在连接整流器11的直流输出侧与逆变换器12的直流输入侧的DC链路4中设置DC链路电容器(也称为平滑电容器)5。DC链路电容器5具有在DC链路4中蓄积直流电的功能以及抑制整流器11的直流输出的脉动量的功能。另外，在图1所示的实施方式中，在整流器11的直流输出侧设置了一个DC链路电容器5，但是也可以分别在各逆变换器12的直流输入侧设置DC链路电容器5。

交流电压检测部13检测整流器11的交流输入侧的交流电压值。作为交流电压检测方法，例如存在如下方法：将对整流器11的交流电源2侧的三相坐标上的交流电压进行三相二相变换而得的二相坐标上的矢量范数(vectornorm)作为交流电压值的方法、以及将整流器11的交流电源2侧的三相坐标上的交流电压的电压波高值作为交流电压值的方法等。由交流电压检测部13检测出的交流电压值被输送给状态判定部14。

在由交流电压检测部13检测出的交流电压值小于规定电压时，状态判定部14判定为电压降低状态，在规定电压以上时判定为正常状态。状态判定部14的判定结果被输送给输出控制部15。是电压降低状态还是正常状态的判定处理所使用的规定电压例如设定为以下那样的值。如上所述，逆变换器12将DC链路4的直流电变换成作为各电动机3的驱动电力而被供给的交流电，但是当从交流电源2供给到DC链路4的能量因整流器11的交流输入侧的交流电压的降低而减少时，用根据蓄积于DC链路4的直流电由逆变换器12生成的交流电，无法驱动电动机3。结果，电动机控制装置1和包含其的机床停止报警。因此，在本实施方式中，对电动机控制装置1和包含其的机床不会毫无准备地停止报警那样的整流器11的交流输入侧的交流电压的下限值追加考虑安全性地一定富余量，将所得的值作为是电压降低状态还是正常状态的判定处理所使用的规定电压。另外，关于状态判定部14的判定处理所使用的规定电压，例如通过实验或者实际的运用使电动机控制装置1动作，或者通过计算机的模拟求出整流器11的交流输入侧的交流电压值与电动机控制装置1和包含其的机床停止报警之间的关系性，在此基础上适当设定即可。

输出控制部15在状态判定部14判定为电压降低状态时，根据交流电压值相对于规定电压的电压降低量来控制各电动机3。另外，输出控制部15是控制各电动机3的动作的控制部，但是各电动机3根据从逆变换器12供给的例如电压可变和频率可变的交流电，来控制速度、转矩、或者转子的位置，结果，通过对逆变换器12的电力变换动作进行控制来实现输出控制部15进行的各电动机3的控制。

此外，在状态判定部14判定为电压降低状态之后，再次判定为返回到正常状态时，输出控制部15解除电压降低状态时进行的交流电压值相对于规定电压的电压降低量对应的针对各电动机3的控制。即该情况下，逆变换器12通过由数值控制装置200内的数值控制部30生成的通常的驱动指令来进行电力变换，通过设定为交流电压值处于正常状态时的电压值的通常的控制内容来控制各电动机3。

也就是说，根据本实施方式，在状态判定部14判定为电压降低状态时，到再次返回到正常状态的期间，通过输出控制部15来控制各电动机3来抑制蓄积于DC链路4的直流电的急剧消耗，避免电动机控制装置1和包含其的机床毫无准备地停止报警。然后，在状态判定部14判定为电压降低状态之后，判定为再次返回到正常状态时，解除电压降低状态时进行的输出控制部15进行的针对各电动机3的控制，回归到数值控制装置200内的数值控制部30进行的通常的电动机控制。这样，根据本实施方式，可以抑制因交流电源2的电源容量不足引起的电动机控制装置1的报警控制，可以提升机械运转效率。

这里，列举几个状态判定部14判定为电压降低状态时的、输出控制部15进行的各电动机3的控制方法。

在由输出控制部15控制各电动机3的方法的第一方式中，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，相比于正常状态的情况对设置成主轴的驱动用的电动机3-1的输出进行限制。即，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，输出控制部15控制成：将设置为主轴驱动用的电动机3-1的输出限制为比整流器11的交流输入侧的交流电压值处于正常状态时设定的输出小的值。一般情况下，电动机的输出由“转矩×转速”决定，因此，例如将针对设置成主轴驱动用的电动机3-1的转矩指令或速度指令设为比正常状态时小的值，由此，可以将电动机3-1的输出(即电动机3-1的驱动所需的交流电)设定得更小。结果，可以抑制DC链路4所蓄积的直流电的急剧消耗(即DC链路电容器5的两端电压的急剧降低)。另外，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下设定的“被限制的输出”是比整流器11的交流输入侧的交流电压值处于正常状态时设定的输出小的值即可，例如可以设定为常数，或者，还可以设定为交流电压值相对于规定电压的电压降低量对应的可变量。在这两种情况下，电压降低状态用的转矩指令和/或速度指令为“被限制的输出”，所以会被重新设定。

在由输出控制部15控制各电动机3的方法的第二方式中，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，相比于正常状态的情况对设置成主轴驱动用的电动机3-1的加速度时间常数和减速度时间常数进行限制。即，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，输出控制部15以限制为比整流器11的交流输入侧的交流电压值处于正常状态时设定的加速度时间常数和减速度时间常数小的值的加速度时间常数和减速度时间常数，来进行设置成主轴驱动用的电动机3-1的加速控制和减速控制。加速度时间常数和减速度时间常数在数值控制装置200为了控制机床而使用的加工程序中被规定为参数，在状态判定部14判定为电压降低状态时，输出控制部15将加工程序中的加速度时间常数和减速度时间常数变更为比处于正常状态时设定的加速度时间常数和减速度时间常数小的值。在以限制为更小的值的加速度时间常数和减速度时间常数来进行电动机3-1的加减速控制时，电动机3-1的加速度和减速度变小。结果，电动机3-1的速度变化缓慢，可以抑制DC链路4所蓄积的直流电的急剧消耗。

在由输出控制部15控制各电动机3的方法的第三方式中，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，输出控制部15控制成：对设置成主轴驱动用的电动机3-1中加速中的电动机进行减速，对减速中的电动机维持减速。在针对加速中的电动机进行减速控制时，产生交流的再生电力，逆变换器12将其变换成直流电而返回给链路4，因此，直流电蓄积于DC链路4。此外，减速中的电动机由于产生交流的再生电力，因此直流电蓄积于DC链路4。这样根据第三方式，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，由于设置成主轴驱动用的电动机3-1必须进行减速动作因此产生再生电力，由于逆变换器12将其变换成直流电而返回给链路4，因此不会产生蓄积于DC链路4的直流电的降低，或者即使产生直流电的降低，其降低趋势也很缓和。

在由输出控制部15控制各电动机3的方法的第四方式中，在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，输出控制部15执行这样的控制：断开针对设置成主轴驱动用的电动机3-1的励磁。通过断开针对电动机3-1的励磁，电动机3-1惯性旋转通过负载或摩擦而停止的所谓的“自由停止(freerun stop)”而停止。由此，可以抑制蓄积于DC链路4的能量(直流电)的急剧消耗。如上所述，在状态判定部14判定为电压降低状态之后，判定为再次返回到正常状态的情况下，输出控制部15通过设定为交流电压值处于正常状态时的通常控制内容来控制各电动机3，而根据第四方式，在交流电压值从电压降低状态返回到正常状态时，针对自由停止的电动机3-1开始通常的控制，因此，能够加快恢复到通常的电动机动作。

另外，关于第一～第四方式涉及的输出控制部15进行的针对设置成主轴驱动用的电动机的控制，当存在多个主轴驱动用的电动机时，可以针对所有电动机执行，或者，也可以从多个电动机中选择几个执行该控制的电动机。例如，即使是整流器11的交流输入侧的交流电压值处于电压降低状态的情况，只要有不想要执行第一～第四方式那样控制的电动机，就避开该电动机，进行基于输出控制部15的控制即可。

在由输出控制部15控制各电动机3的方法的第五方式中，针对设置成进给轴驱动用的电动机3-2、3-3和3-4进行基于输出控制部15的控制。即，根据第五方式，在状态判定部14判定为低电压状态的情况下，输出控制部15相比于正常状态的情况限制针对至少一个进给轴驱动用的电动机3-2、3-3和3-4的速度指令的倍率(override)。一般情况下，在数值控制装置200中，可以向针对电动机3的速度指令施加称为“override”的倍率来修正转速。可以针对速度指令例如设定0～200％的倍率，一般情况下，在数值控制装置200中设置有用于设定倍率的刻度盘(dial)。在第五方式中，输出控制部15在状态判定部14判定为电压降低状态的情况下，不论刻度盘的设定如何，都将针对设置成进给轴驱动用的电动机3-2、3-3和3-4的速度指令的倍率变更为比交流电压值处于正常状态时设定的值小的值。在降低倍率时，电动机3-2、3-3和3-4的转速整体降低。此外，在降低倍率时电动机3-2、3-3和3-4的目标转速降低，因此，实际的转速达到目标转速之前的加速度和减速度也减少，加速时和减速时的转矩也降低。结果，电动机3-2、3-3和3-4的输出(即电动机3-2、3-3和3-4的驱动所需的交流电)也降低。因此，可以抑制蓄积于DC链路4的直流电的急剧消耗。另外，若针对设置成进给轴驱动用的电动机3-2、3-3和3-4的速度指令独立地变更倍率，则存在无法维持定位后的进给轴控制这样的问题。因此，当存在多个进给轴时，为了维持对各进给轴设定的定位，一边相对于设置为进给轴驱动用的各电动机维持同步，一边变更针对速度指令的倍率。

根据以上说明的各方式，可以抑制蓄积于DC链路4的能量(直流电)的急剧消耗，可以避免以往那样的电动机控制装置1和包含其的机床停止报警。

另外，在状态判定部14判定为电压降低状态时，除了输出控制部15进行的交流电压值相对于规定电压的电压降低量对应的针对各电动机3的控制之外，也可以限制电动机3、电动机控制装置1和包含其的机床的各种周边设备的输出。该情况下，例如将状态判定部14的判定结果通知给数值控制装置200，通过数值控制装置200来进行各周边设备的输出的限制(例如，指示灯的闪烁)。

图2是表示一实施方式涉及的电动机控制装置的动作流程的流程图。

通过与交流电源2连接的电动机控制装置1来控制四个电动机3的动作时，在步骤S101中，交流电压检测部13检测整流器11的交流输入侧的交流电压值。由交流电压检测部13检测出的交流电压值被输送给状态判定部14。

在步骤S102中，状态判定部14判定由交流电压检测部13检测出的交流电压值是否小于规定电压。在由交流电压检测部13检测出的交流电压值小于规定电压时判定为电压降低状态而向步骤S103前进，在规定电压以上时判定为正常状态而向步骤S104前进。

在步骤S103中，输出控制部15在状态判定部14判定为电压降低状态时，根据交流电压值相对于规定电压的电压降低量来控制各电动机3。在图2的流程图中，作为通过输出控制部15来控制各电动机3的方法，示出采用了上述第一方式的情况。即，在步骤S103中，在状态判定部14判定为电压降低状态时，输出控制部15控制成：将设置为主轴驱动用的电动机3-1的输出限制为比整流器11的交流输入侧的交流电压值处于正常状态时设定的输出小的值。另外，作为通过输出控制部15来控制各电动机3的方法，在采用了上述第二～第五方式中某一个的情况下，在步骤S103中，执行如下处理：抑制各方式中所说明的DC链路4所蓄积的直流电的急剧消耗。在步骤S103的处理之后，返回到步骤S101。

在步骤S104中，通过设定为交流电压值处于正常状态时的电压值的通常的控制内容来控制各电动机3。这里，当进行了在电压降低状态时进行的交流电压值相对于规定电压的电压降低量对应的针对各电动机3的控制时，在步骤S103中，在状态判定部14判定为返回到正常状态之后，执行步骤S104的处理时，输出控制部15解除电压降低状态时进行的交流电压值相对于规定电压的电压控制量对应的针对各电动机3的控制，数值控制装置200内的数值控制部30的控制恢复。即该情况下，逆变换器12通过由数值控制装置200内的数值控制部30生成的通常的驱动指令来进行电力变换，通过设定为交流电压值处于正常状态时的电压值的通常的控制内容来控制各电动机3。此外，交流电压值处于正常状态通过通常的控制内容，利用数值控制装置200内的数值控制部30进行了针对各电动机3的控制，该情况下，在步骤S103中，在状态判定部14依然判定为处于正常状态的基础上执行步骤S104的处理时，继续执行基于数值控制部30的控制。步骤S104的处理之后，返回到步骤S101。

在上述的实施方式中，将输出控制部15分别设置于各逆变换器12内，但是也可以设置于数值控制装置200内。图3是将输出控制部设置于数值控制装置内的实施方式涉及的电动机控制装置的框图。

如图3所示，交流电压检测部13、状态判定部14和输出控制部15设置于数值控制装置200内。其中，状态判定部14和输出控制部15以软件程序形式构筑，在数值控制装置200内的运算处理装置中使该软件程序动作来实现各部的功能。逆变换器12的电力变换控制在整流器11的交流输入侧的交流电压值处于正常状态时，通过由数值控制部30生成的驱动指令而被控制，在整流器11的交流输入侧的交流电压值处于电压降低状态时(即状态判定部14判定为电压降低状态时)，通过输出控制部15而被控制。另外，由于此外的结构要素与图1所示的电路结构要素一样，因此对相同的结构要素标注相同的符号省略该结构要素的详细说明。此外，图3所示的实施方式涉及的电动机控制装置1也根据图2所示的流程图进行动作。

在以上说明的实施方式中，即使整流器11的交流输入侧的交流电压的降低显著，通过基于输出控制部15的电压降低状态下的针对各电动机3的控制，也无法抑制蓄积于DC链路4的直流电的急剧消耗时，可以判定为停电而进行保护动作。图4是表示在图1的实施方式中设置了停电判定部的形态的框图。此外，图5是表示在图3的实施方式中设置了停电判定部的形态的框图。在图4中，停电判定部16与数值控制装置200分开设置。此外，在图5中，停电判定部16设置于数值控制装置200内，该情况下，停电判定部16以软件程序形式构筑，通过在数值控制装置200内的运算处理装置中使该软件程序动作来实现停电判定部16的功能。在停电判定部16的停电判定基准中包含：成为电动机控制装置1的交流电源2侧的交流电压值的停电判断基准的停电电压阈值、电动机控制装置1的交流电源2侧的交流电压值是小于停电电压阈值的状态的持续时间即停电时间阈值。优选的是，停电电压阈值设定为比状态判定部14的状态判定处理所使用的基准电压低的值。停电判定部16在交流电压检测部13检测出的交流电压值是小于停电电压阈值的状态持续停电时间阈值以上时，判定为产生停电。在停电判定部16判定为产生停电时，输出控制部15控制逆变换器12使得将蓄积于DC链路4的直流电变换为交流电而供给到电动机3，对电动机3进行用于保护电动机控制装置1和其周边设备的各种保护动作，之后使电动机3的动作停止。在保护动作中，例如存在用于防止设置有电动机控制装置1的机床、设置于该机床的工具和由该工具加工的工件的损伤的退避动作等。

图6是表示图4和图5的实施方式涉及的电动机控制装置的动作流程的流程图。图6的步骤S101～S104与图2的步骤S101～S104一样因此省略详细说明。在步骤S102中，通过状态判定部14判定为电压降低状态，当在步骤S103中进行交流电压值相对于规定电压的电压降低量对应的针对各电动机3的控制时，在步骤S105中，停电判定部16判定电动机控制装置1的交流电源2侧(即整流器11的交流输入侧)是否产生了停电。当在步骤S105中停电判定部16判定为产生了停电时，在步骤S106中，输出控制部15控制逆变换器12使得将蓄积于DC链路4的直流电变换为交流电而供给到电动机3，对电动机3进行用于保护电动机控制装置1和其周边设备的各种保护动作，之后停止电动机3的动作。

接下来，对多个电动机控制装置1经由通信网络而连接的机床系统进行说明。图7是具有多个一实施方式涉及的电动机控制装置的机床系统的框图。在图7所示的实施方式中，作为一例，对具有多个图1所示的电动机控制装置1的机床系统1000进行说明，对于具有多个图3～图5所示的电动机控制装置1的情况来说，也能够同样地应用。

机床系统1000具有：具备电动机控制装置1的机床100、对应于机床100设置地控制该机床100的数值控制装置200、与多个数值控制装置200通信的主机控制器(hostcontroller)400、能够通信地连接主机控制器400与各数值控制装置200的通信网络300。各数值控制装置200具有该数值控制装置200控制的机床100、计算该机床100的周边设备和该数值控制装置200的消耗电量的消耗电力计算部20。在机床100的周边设备中例如存在指示灯、扬声器等。主机控制器400具有：总消耗电力计算部21，其求出各数值控制装置200内的消耗电路计算部20计算出的消耗电力的总和。主机控制器400内的总消耗电力计算部21经由通信网络300而与多个数值控制装置200通信，由此，从所有消耗电力计算部20取得消耗电量，计算其总和。

另外，与通信设置网络连接的数值控制装置200的个数和由电动机控制装置1控制的电动机3(图7中，参照符号3-1、3-2、3-3和3-4所示)的个数是一个例子，也可以是其他个数。此外，在图7中，用“M”来表示用于驱动机床100的主轴的电动机3-1和用于驱动机床100的进给轴的电动机3-2、3-3和3-4。此外，在图7中，对于各机床100内的电动机控制装置1连接的共同的交流电源2来说，省略图示。

消耗电力计算部20例如以软件程序形式构筑，通过利用数值控制装置200内的运算处理装置来执行该软件程序，由此实现该功能。总消耗电力计算部21例如以软件程序形式构筑，通过利用主机控制器400内的运算处理装置来执行该软件程序，由此实现其功能。作为其代替例，按照实现总消耗电力计算部21的功能的软件程序介质进行动作的计算机可以与主机控制器400分开设置。

消耗电力计算部20计算出设置有该消耗电力计算部20的数值控制装置200控制的机床100、该机床100的周边设备和数值控制装置200的所有消耗电力的总和作为消耗电量。机床100的消耗电力由电动机控制装置1的消耗电力和电动机3的消耗电力构成。电动机控制装置1的消耗电力例如获得为整流器11中的损失和逆变换器12中的损失之和，电动机3的消耗电力例如获得为电动机3的输出和线圈损失之和。或者，消耗电力计算部20可以根据电动机控制装置1的交流电源2侧的连接端子中检测出的交流电压和交流电流来计算电动机控制装置1的消耗电力。此外，消耗电力计算部20还可以根据机床100的交流电源2侧的连接端子中检测出的交流电压和交流电流来控制器床100的消耗电力。再或者，消耗电力计算部20可以根据由设置于各处的电量计(未图示)检测出的电量，取得电动机控制装置1的消耗电力、电动机3的消耗电力、机床100的消耗电力、周边设备和/或数值控制装置200的消耗电力的数据。

主机控制器400内的总消耗电力计算部21经由通信网络300而与多个数值控制装置200通信，从所有的消耗电力计算部20取得消耗电量，计算其总和。

设置于各机床100内的电动机驱动装置1的输出控制部15在状态判定部14判定为电压降低状态、且由主机控制器400内的总消耗电力计算部21计算出的总消耗电量超过交流电源2的电源容量时，根据交流电压值相对于规定电压的电压降低量，按照第一方式～第五方式的某一个，控制各电动机3。另外，交流电源2的电源容量一般情况下是固定值，因此，将该值预先存储于主机控制器400内，输出控制部15使用存储于主机控制器400内的交流电源2的电源容量值，按照第一方式～第五方式的某一个来控制各电动机3。

机床100的动作通过数值控制装置200或者该主机控制器400经由通信网络300而被控制，因此，能够实现各种功能。

例如，可以采取如下应对：在由消耗电力计算部20计算出的总消耗电量相对于交流电源2的电源容量的超过量小时(例如，比0％大且比5％小时)，对没有与机床100的加工周期时间直接关联的周边设备(指示灯等)的输出进行限制，在超过量多时(例如，比5％大且比10％小时)，对机床100的加工周期时间影响变大，按照第一方式～第五方式的某一个来控制电动机3。这里，电力超过量例如可以按照“(总消耗电力-电源容量)/电源容量”的数学式来计算。由此，能够考虑机床100的生产线周期时间来选择要限制输出的轴。

此外，例如还可以采取如下应对：主机控制器400经由通信网络300来监视数值控制装置200的加工程序等，由此可以掌握机床100加工出的工件个数，所以将该信息转发给主机控制器400，优先从推进进程的生产线轴开始施加限制。由此，能考虑机床100的整体生产线周期时间来选择要限制输出的轴。

根据本公开的一方式，可以抑制因交流电源的电源容量不足引起的电动机控制装置的停止报警，可以提升机械运转效率。

Claims (11)

1.一种电动机控制装置，其对驱动多个轴中的每一个轴的多个电动机进行控制，其特征在于，所述电动机控制装置具有：

整流器，其将从交流电源输入的交流电变换成直流电并输出给DC链路；

逆变换器，其将所述DC链路的直流电变换为作为各所述电动机的驱动电力而被供给的交流电并进行输出；

交流电压检测部，其检测所述整流器的交流输入侧的交流电压值；

状态判定部，其在所述交流电压值小于预定的规定电压时判定为电压降低状态，在所述交流电压值是所述规定电压以上时判定为正常状态；以及

输出控制部，其在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，根据所述交流电压值相对于所述规定电压的电压降低量来控制各所述电动机。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，所述输出控制部控制成：将设置为所述轴中的主轴驱动用的所述电动机的输出限制为比所述交流电压值处于所述正常状态时设定的输出小的值。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，所述输出控制部控制成：使设置为所述轴中的主轴驱动用的所述电动机，以限制为比所述交流电压值处于所述正常状态时设定的加速度时间常数和减速度时间常数小的值的加速度时间常数和减速度时间常数进行加速和减速。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，所述输出控制部控制成：使设置为所述轴中的主轴驱动用的加速中的所述电动机减速。

5.根据权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，所述输出控制部控制成：使设置为所述主轴驱动用的减速中的所述电动机维持减速。

6.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，所述输出控制部执行如下控制：断开针对设置为所述轴中的主轴驱动用的所述电动机的励磁。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态时，所述输出控制部将针对设置为所述轴中的至少一个进给轴驱动用的所述电动机的速度指令的倍率变更为比所述交流电压值处于所述正常状态时设定的值小的值。

8.根据权利要求7所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述输出控制部一边相对于设定为所述进给轴驱动用的各所述电动机维持同步，一边变更针对所述状态判定部判定为所述电压降低状态时的速度指令的所述倍率。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态之后判定为返回到所述正常状态时，所述输出控制部以设定为所述交流电压值处于所述正常状态时的控制内容来控制各所述电动机。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述输出控制部通过控制所述逆变换器的电力变换动作来控制各所述电动机。

11.一种机床系统，其特征在于，具有：

机床，其具有权利要求1～10中任一项所述的电动机控制装置；

数值控制装置，其与所述机床对应地设置并控制该机床，该数值控制装置具有计算该机床、该机床的周边设备以及该数值控制装置的消耗电量的消耗电力计算部；

主机控制器，其从多个所述数值控制装置内的所述消耗电力计算部取得消耗电量并计算其总和；以及

通信网络，其能够通信地连接多个所述数值控制装置与所述主机控制器，

在所述状态判定部判定为所述电压降低状态，且由所述主机控制器计算出的所述总消耗电量的总和超过向所述机床、所述机床的周边设备以及所述数值控制装置供给驱动电力的交流电源的电源容量时，所述输出控制部根据所述交流电压值相对于所述规定电压的电压降低量来控制各所述电动机。