CN1357167A - 数控驱动系统 - Google Patents

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Abstract

在本发明的数控系统中,电动机驱动用功率变换装置1a具备比较由输入电流检测手段11求出的输入电流与许可电流值的大小的输入电流判定手段12a以及根据输入电流判定手段12的判定结果向驱动单元2a、3a输出控制信号的加减速指令变化信号输出手段13,又,当输入电流判定手段12判定输入电流Ii>许可电流值I0时,驱动单元2a、3a的加减速指令生成手段15a、15b通过改变加减速指令(减小速度指令的斜率),由此减小输入电流Ii。

Description

数控驱动系统
技术领域
本发明涉及数控驱动系统，特别涉及具备下述部分的数控驱动系统，即具有：驱动电动机的伺服驱动单元及主轴驱动单元等的驱动单元；向这样2台以上的驱动单元输出驱动所述电动机的控制指令的数控装置；将交流电变换成直流电、同时将该直流电供给所述2台以上驱动单元的电动机驱动用功率变换装置。
背景技术
图16表示以往的数控(以下，记作NC)驱动系统的构造。在该图16中，41是交流电源，42是交流电抗器，43是电动机驱动用功率变换装置，44是主轴驱动单元，45是由主轴驱动单元44驱动的主轴电动机、46是伺服驱动单元、47是由伺服驱动单元46驱动的伺服电动机，48是NC装置，49是总线。又，50是交直流变换电路，51是二极管，52是电源模块，53是滤波电容。
在电动机驱动用功率变换装置43中，通过二极管51将从交流电源41通过交流电抗器42而输入的交流电(L1，L2，L3)整流成直流电，再将利用滤波电容53滤波后的直流电源电压VP、VN提供给主轴驱动单元44及伺服驱动单元46。主轴驱动单元44以及伺服驱动单元46输入直流电源电压VP、VN，并且根据来自NC装置48的位置指令，驱动主轴电动机45以及伺服电动机47。
在交直流变换电路50中，伺服电动机47或主轴电动机45在加速时，进行动力运行的情况下，利用二极管51将交流电整流成直流电，提供电力。又，伺服电动机47或主轴电动机45在减速时，进行再生的情况下，电源模块52进行开关动作，使该电力返回到交流电源41。
近年来，随着机床效率的提高以及技术的发展，要求缩短快速进给时加减速的时间常数以及循环时间，而且要求加减速时更大的转矩(电流)，伺服驱动单元以及主轴驱动单元不断提高增益。
对于向伺服驱动单元以及主轴驱动单元供给电源的电动机驱动用功率变换装置，上述的高转矩及高增益造成过大电流的热负荷以及功率循环这样苛刻的使用条件，为了解决二极管以及电源模块发热问题，采取了增大电动机驱动用功率变换装置的容量大小等相应措施，故存在体积变大以及成本升高的问题。
又，图17是特开昭61-85085号公报所记载的以往的交流电动机的调速控制装置系统图。在该图中，61是驱动鼓风机、泵等负载的电动机，62是安装在电动机61上用来检测电动机61的转速的位置传感器，63是使电动机61调速运行的交流调速驱动装置，其1次侧通过电流互感器64与交流电源连接。又，65是连接在电流互感器64的2次侧上并且当交流调速驱动装置63的1次侧电流值超过额定值运行或加速时为了保护电动机而停止交流调速驱动装置63动作的过电流继电器，66是设定速度基准的速度基准控制装置。又，67是电流比较控制装置，它根据通过电流互感器64供给交流调速驱动装置63的输入电流以及从位置传感器62输入的电动机的转速，将输入电流与预先设定的电流限定值进行比较运算，并将控制信号送至速度基准控制装置66的电流比较控制装置。
在随着转速变化而冷却效果发生变化的自冷式电动机中，随着转速变化，冷却效果发生变化，根据电动机的耐热能力而受到限制的电流值发生变化。以往的交流电动机的调速控制装置根据对应于转速的冷却效果以及热耐量的关系，设定整个调速区域额定运行时的电流极限值以及加速时的电流极限值，在额定运行情况下，输入电流达到额定运行时的电流极限值时，则通过减小电动机的转速以降低输入电流，另外在加速运行情况下，输入电流到达额定运行时的电流极限值时，通过限制输入电流的增加以暂时中断加速，通过这样，不停止电动机而使电动机在规定的电流极限值内运行。
在上述以往的交流电动机调速控制装置中，当交流调速驱动装置的输入电流超过额定值时，是通过过电流继电器停止运行以保护电动机，或者将交流调速驱动装置的输入电流与预先设定的电流极限值进行比较运算，当输入电流达到电流极限值时，通过降低输入电流，或者通过限制输入电流的增加，由此，对于调速控制装置本身进行保护，使得不停止电动机而进行过热保护，但如图16所示，对于由驱动主轴电动机45的主轴驱动单元44或者驱动伺服电动机47的伺服驱动单元46等构成的整个NC驱动系统存在的问题，即使主轴驱动单元44或伺服驱动单元46小于允许电流时，也不能够判断作为整个NC驱动系统是否为过电流状态。
本发明为了解决上述问题，目的在于提供一种NC驱动系统，它即使在高速及高加速驱动中，也能够以以往的电动机驱动用功率变换装置的容量大小稳定地进行电动机控制。
发明内容
本发明的数控系统具有：由驱动电动机的伺服驱动单元、主轴驱动单元等构成的2台以上的驱动单元；向所述2台以上的驱动单元输出驱动所述电动机的控制指令的数控装置；将交流电变换成直流电、同时将该直流电供给所述2台以上驱动单元的电动机驱动用功率变换装置，并且，所述电动机驱动用功率变换装置具备求得输入电流的输入电流检测手段、比较由所述输入电流检测手段求得的输入电流与许可电流值的大小的输入电流判定手段、根据所述输入电流判定手段的判定结果向所述驱动单元输出控制信号的控制信号输出手段，而且，所述驱动单元具备根据从所述控制信号输出手段输出的控制信号改变来自数控装置的控制指令的控制信号执行手段，当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述驱动单元的所述控制信号执行手段通过改变来自数控装置的控制指令来降低所述输入电流。
又，当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制信号执行手段进行减小速度指令斜率的处理。
又，当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制信号执行手段对于所述驱动单元的开关元件进行控制，使控制极截止。
又，当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制执行手段对于速度指令进行箝位。
又，当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制执行手段对于电动机驱动电流进行箝位。
又，所述电动机驱动用功率变换装置具有检测出所述交流电的电源相位的相位检测手段，所述输入电流判定手段输入所述相位检测手段检测出的电源相位，在所述输入电流的趋向发生变化的电源相位附近比较输入电流与许可电流值的大小。
又，所述控制信号输出手段从供给直流电的所述2台以上的驱动单元输入电动机驱动电流以及电动机速度的至少一个量，选择输出控制信号的驱动单元。
又，所述电动机驱动用功率变换装置具备：保存由所述输入电流判定手段判定的输入电流超过许可电流值的累计次数的累计次数保存手段；当所述累计次数保存手段保存的累计次数大于基准值时、向所述驱动单元以及所述数控装置输出报警的报警判定手段。
又，所述电动机驱动用功率变换装置具备将由所述输入电流检测手段求得的输入电流输出到所述数控装置的输入电流输出手段。
附图简述
图1是表示本发明实施形态1的NC驱动系统的构成图。
图2是表示本发明实施形态1的NC驱动系统的输入电流与控制周期的关系图。
图3是表示本发明实施形态1的NC驱动系统的特性图。
图4是表示本发明实施形态2的NC驱动系统的构成图。
图5是表示本发明实施形态2的NC驱动系统的特性图。
图6是表示本发明实施形态3的NC驱动系统的构成图。
图7是表示本发明实施形态3的NC驱动系统的特性图。
图8是表示本发明实施形态4的NC驱动系统的构成图。
图9是表示本发明实施形态4的NC驱动系统的特性图。
图10是表示本发明实施形态5的NC驱动系统的构成图。
图11是表示本发明实施形态5的NC驱动系统的特性图。
图12是表示本发明实施形态6的NC驱动系统的构成图。
图13是本发明实施形态6的NC驱动系统的流程图。
图14是表示本发明实施形态7的NC驱动系统的构成图。
图15是表示本发明实施形态8的NC驱动系统的构成图。
图16是表示以往的NC驱动系统的构成图。
图17是表示特开昭61-85085号公报所记载的以往的交流电动机调速控制装置系统图。
最佳实施形态
实施形态1
图1是表示本发明实施形态1的NC驱动系统的构成图。在该图中，41、42、45、47～49、50、53与图16的以往示例相同，则省略其说明。又，1a是电动机驱动用功率变换装置、2a是主轴驱动单元、3a是伺服驱动单元。
又，11是检测相L1、L2的输入电流IL1、IL2并求得输入电流Ii的输入电流检测手段，12a是比较输入电流Ii与许可电流值I0大小的输入电流判定手段，13是根据输入电流判定手段12a的判定结果向主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a输出加减速指令变化要求信息VON或者加减速指令变化无效信息VOF的作为控制信号输出手段的加减速指令变化信号输出手段。又，14a、14b是输入加减速指令变化要求信号VON或加减速指令变化无效信号VOF的加减速指令变化信号输入手段，15a、15b是根据来自加减速指令变化信号输入手段14a、14b的加减速指令变化要求信号VON来改变加减速指令的加减速指令生成手段，在实施形态1中控制信号执行手段由加减速指令变化信号输入手段14a、14b以及加减速指令生成手段15a、15b构成。
下述动作与以往示例相同，即电动机驱动用功率变换装置1a将从交流电源41通过交流电抗器42输入的交流电(L1，L2，L3)变换成直流电源电压VP、VN，并且供给主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a，主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a输入直流电源电压VP、VN，根据从NC装置48通过总线49发出的移动指令，驱动主轴电动机45以及伺服电动机47。
图2是表示本发明实施形态1的NC驱动系统的输入电流与控制周期的关系图，(a)是输入相电压VAC的波形，(b)是输入电流Ii的波形，(c)是输入电流检测周期。在该图中，输入相电压VAC是以相序为L1-＞L2-＞L3的各相(L1，L2，L3)的电源电压波形，设电源周期为T，则上述各相的相电压的大小关系每隔T/6变化一次。又，输入电流Ii根据相电压的大小关系，其电流流动的相以T/6周期进行变化，并且每隔T/6变为0。又，作为控制周期的输入电流检测周期大大小于输入电流的周期。
图3是表示本发明实施形态1的NC驱动系统的特性图，(a)表示由输入电流检出手段11检测出的输入电流Ii的特性，(b)表示电动机(主轴电动机45或者伺服电动机47)的速度特性，(c)表示电动机驱动电流的特性。在图中，A1是由输入电流判定手段12a判定输入电流Ii＞许可电流值I0的时刻，A2是根据加减速指令变化要求信号VON加减速指令生成手段15a、15b改变加减速指令的(减小速度指令的斜率)时刻，B1是通过减小速度指令斜率而输入电流Ii变小并且由输入电流判定手段12a判定输入电流Ii≤许可电流值I0的时刻，B2是按照加减速指令变化无效信号VOF加减速指令生成手段15a、15b返回到根据来自NC装置48的位置指令加减速指令的时刻。
参照图1到图3说明实施形态1的加减速指令变更的动作。
输入电流判定手段12a比较通过输入电流检测手段11求得的输入电流Ii与许可电流值I0的大小，当输入电流Ii＞许可电流值I0时(图3(a)的A1)，向加速指令变换信号输出手段13输出是Ii＞I0的情况。加减速指令变换信号输出手段13当Ii＞I0时，向主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a输出加减速指令变化要求信号VON。
主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a的加减速指令变换信号输入手段14a、14b当输入加减速指令变换要求信号VON时，向加减速指令生成手段15a、15b输出加减速指令变化要求信号VON。加减速指令生成手段15a、15b当输入加减速指令变化要求信号VON时，改变加减速指令(减小速度指令斜率)(图3的(b)的A2～B2)。
由于主轴驱动单元以及伺服驱动单元减小速度指令斜率，故驱动电流Id变小，如式(1)所示，与驱动电流Id成比例的输入电流Ii也变小。
Ii∝(ω×Id)…式(1)
又，输入电流判定手段12a当输入电流Ii≤许可电流值I0(图3(a)的B1)时，向加减速指令变化信号输出手段13输出是Ii≤I0的情况。加减速指令变化信号输出手段13当Ii≤I0时，向主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a输出加减速指令变化无效信号VOF。
主轴驱动单元2a以及伺服驱动单元3a的加减速变化信号输入手段14a、14b当输入加减速指令变化无效信号VOF时，向加减速指令生成手段15a、15b输出加减速指令变化无效信号VOF。加减速指令生成手段15a、15b当输入加减速指令变化无效信号VOF时，将来自NC装置4的位置指令作为有效指令，返回到根据来自NC装置48的位置指令的加减速指令(图3(b)的B2)。
在实施形态1的NC驱动系统中，当判定电动机驱动用功率变换装置的输入电流Ii大于许可电流值I0时，通过降低输入电流Ii，即使不增加电动机驱动用功率变换装置的容量大小，也能够稳定地对于NC驱动系统的高速及高加速驱动进行稳定的电动机控制。又，由于是通过控制速度变化量、减小速度指令斜率而使得输入电流Ii下降，因此，能够在维持速度控制的同时降低输入电流Ii，适用于一面保持轨迹精度一面进行高加减速运行的用途。
实施形态2
图4是表示本发明实施形态2的NC驱动系统的构成图。在图中，11、41、42、45、47～49、50、53与图1相同，则省略其说明。又，1b是电动机驱动用功率变换装置，2b是主轴驱动单元，3b是伺服驱动单元。又，12b是比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段，16是根据输入电流判定手段12b的判定结果向主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b输出控制极截止要求信号GOF或控制极导通信号GON的作为控制信号输出手段的控制极信号输出手段。
又，17a、17b是输入控制极截止要求信号GOF或控制极导通信号GON的控制极信号输入手段，18a、18b是根据来自控制极信号输入手段17a、17b的指令使控制极截止或者导通的控制极控制手段，在实施形态2中，控制信号执行手段由控制极信号输入手段17a、17b以及控制极控制手段18a、18b构成。
图5是表示本实施形态2的NC驱动系统的特性图，(a)表示由输入电流检测手段11检测出的输入电流Ii的特性，(b)表示电动机(主轴电动机45或者伺服电动机47)的速度特性，(c)表示电动机驱动电流的特性。在图中，A1是由输入电流判定手段12b判定输入电流Ii＞许可电流值I0的时刻，A3是根据控制极截止要求信号GOF控制极控制手段18a、18b使控制极截止的时刻，B1是由于控制极截止输入电流Ii变小并且由输入电流判定手段12b判定输入电流Ii≤许可电流I0的时刻，B3是根据控制极导通信号GON控制极控制手段18a、18b使控制极导通的时刻。
参照图4以及图5对于实施形态2的控制极控制的动作进行说明。
输入电流判定手段12b比较由输入电流检测手段11求得的输入电流Ii与许可电流I0的大小，并且当输入电流Ii＞许可电流值I0时(图5(a)的A1)，向控制极信号输出手段16是输出Ii＞I0的情况。控制极信号输出手段16当Ii＞I0时，向主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b输出控制极截止要求信号GOF。
主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b的控制极信号输入手段17a、17b当输入控制极截止要求信号GOF时，向控制极控制手段18a、18b输出控制极截止要求信号GOF。控制极控制手段18a、18b当输入控制极截止要求信号GOF时，使主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b的开关元件(没有图示)的控制极截止。
通过使控制极截止，能够使得电动机驱动电流Id变小，或者能够减小速度指令的斜率(图5(b)的A3～B3)，如上式(1)所示，输入电流Ii也变小(Ii∝(ω×Id))。
又，输入电流判定手段12b当输入电流Ii≤许可电流值I0时(图5(a)的B1)时，向控制极信号输出手段16输出是Ii≤I0的情况。控制极信号输出手段16当Ii≤I0时，向主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b输出控制极导通信号GON。
主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b的控制极信号输入手段17a、17b当输入控制极信号GON时，则向控制极控制手段18a、18b输出控制极导通信号GON。控制极控制手段18a、18b当输入控制极导通信号GON时，根据来自NC装置48的位置指令，使主轴驱动单元2b以及伺服驱动单元3b的开关元件(没有图示)的控制极导通，返回到根据来自NC装置48的位置指令的加减速指令(图5的(b)的B3)。
在实施形态2的NC驱动系统中，当判定电动机驱动用功率变换装置的输入电流Ii大于许可电流值I0时，通过使截止驱动单元的开关元件的控制极，能够使得驱动单元的驱动电流为0，由此能够迅速地降低输入电流Ii，适用于材料搬运等不需要轨迹精度的定位用途。
实施形态3
图6是表示本发明实施形态3的NC驱动系统的构成图。在图中，11、41、42、45、47～49、50、53与图1相同，则省略其说明。又，1c是电动机驱动用功率变换装置，2c是主轴驱动单元，3c是伺服驱动单元。又，12c是比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段，19是根据输入电流判定手段12c的判定结果向主轴驱动单元2c以及伺服驱动单元3c输出电动机速度箝位信号VCON或电动机速度箝位解除信号VCOF的作为控制信号输出手段的电动机速度箝位信号输出手段。
又，20a、20b是输入电动机速度箝位信号VCON或电动机速度箝位解除信号VCOF的电动机速度箝位信号输入手段，21a、21b是根据来自电动机速度箝位信号输入手段20a、20b的指令对电动机速度指令进行箝位的电动机速度控制手段，在实施形态3中控制信号执行手段由电动机速度箝位信号输入手段20a、20b以及电动机速度控制手段21a、21b构成。
图7是表示本发明实施形态3的NC驱动系统的特性图，(a)表示由输入电流检测手段11检测出的输入电流Ii的特性，(b)表示电动机(主轴电动机45或伺服电动机47)的速度特性，(c)表示电动机驱动电流的特性。在图中，A1是根据输入电流判定手段12c判定输入电流Ii＞许可电流值I0的时刻，A4是根据电动机速度箝位信号VCON电动机速度控制手段21a、21b对于电动机速度指令进行箝位的时刻，B1是由于对电动机速度指令进行箝位使输入电流Ii变小并且由输入电流判定手段12c判定输入电流Ii≤许可电流值I0的时刻，B4是根据电动机速度箝位解除信号VCOF电动机速度控制手段21a、21b解除电动机速度箝位的时刻。
参照图6以及图7对于实施形态3的电动机速度箝位的动作进行说明。
输入电流判定手段12c比较由输入电流检测手段11求得的输入电流Ii与许可电流值I0的大小，并且当输入电流Ii＞许可电流值I0时(图7(a)的A1)，向电动机速度箝位信号输出手段19输出是Ii＞I0的情况。电动机速度箝位信号输出手段19当Ii＞I0时，向主轴驱动单元2c以及伺服驱动单元3c输出电动机速度箝位信号VCON。
主轴驱动单元2c以及伺服驱动单元3c的电动机速度箝位信号输入手段20a、20b当输入电动机速度箝位信号VCON时，向电动机速度控制手段21a、21b输出电动机速度箝位信号VCON。电动机速度控制手段21a、21b当输入电动机速度箝位信号VCON时，对电动机速度指令进行箝位(参照图7(b))。
通过对电动机速度指令进行箝位，由于限制了电动机速度ω(图7(b)的A4～B4)，如上式(1)所示，输入电流Ii也变小(Ii∝(ω×Id))。
又，输入电流判定手段12c当输入电流Ii≤许可电流值I0时(图7(a)的B1)，向电动机速度箝位信号输出手段19输出是Ii≤I0的情况。电动机速度箝位信号输出手段19当Ii≤I0时，向主轴驱动单元2c以及伺服驱动单元3c输出电动机速度箝位解除信号VCOF。
主轴驱动单元2c以及伺服驱动单元3c的电动机驱动电流箝位信号输入手段20a、20b当输入电动机速度箝位解除信号VCOF时，向电动机驱动电流控制手段21a、21b输出电动机速度箝位解除信号VCOF。电动机速度控制手段21a、21b当输入电动机速度箝位解除信号VCOF时，解除电动机速度的箝位，返回到根据NC装置48的位置指令的加减速指令(图7(b)的B4)。
在实施形态3的NC驱动系统中，当判定电动机驱动用功率变换装置的输入电流Ii大于许可电流值I0时，通过对速度指令进行箝位，使得输入电流Ii下降，故即使在电动机输出转矩小的高速区域中，也能够迅速使得输入电流Ii下降，适于半导体制造装置等要求频繁运行的用途。
实施形态4
图8是表示本发明实施形态4的NC驱动系统的构成图。在图中，11、41、42、45、47～49、50、53与图1相同，故省略其说明。又，1d是电动机驱动用功率变换装置，2d是主轴驱动单元，3d是伺服驱动单元。又，12d是比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段、22是根据输入电流判定手段12d的判定结果向主轴驱动单元2d以及伺服驱动单元3d输出电动机驱动电流箝位信号CON或电动机驱动电流箝位解除信号COF的作为控制信号输出手段的电动机驱动电流箝位信号输出手段。
又，23a、23b是输入电动机驱动电流箝位信号CON或电动机驱动电流箝位解除信号COF的电动机驱动电流箝位信号输入手段，24a、24b是根据来自电动机驱动电流箝位信号输入手段23a、23b的指令对电动机驱动电流进行箝位的电动机驱动电流控制手段，在实施形态4中，控制信号执行手段由电动机驱动电流箝位信号输入手段23a、23b以及电动机驱动电流控制手段24a、24b构成。
图9是表示本发明实施形态4的NC驱动系统的特性图，(a)表示由输入电流检测手段11检测出的输入电流Ii的特性，(b)表示电动机(主轴电动机45或伺服电动机47)的速度特性，(c)表示电动机驱动电流的特性。在图中，A1是由输入电流判定手段12c判定输入电流Ii＞许可电流值I0的时刻，A5是根据电动机驱动电流箝位信号CON电动机驱动电流控制手段24a、24b对电动机驱动电流进行箝位的时刻，B1是由于对电动机驱动电流进行箝位使输入电流Ii变小并且由输入电流判定手段12c判定输入电流I≤许可电流值I0的时刻，B5是根据电动机驱动电流箝位解除信号COF电动机驱动电流控制手段24a、24b解除电动机驱动电流箝位的时刻。
参照图8以及图9对于实施形态4的电动机驱动电流箝位的动作进行说明。
输入电流判定手段12d比较由输入电流检测手段11求得的输入电流Ii与许可电流值I0的大小，并且当输入电流Ii＞许可电流值I0时(图9(a)的A1)，向电动机驱动电流箝位信号输出手段22输出是Ii＞I0的情况。电动机驱动电流箝位信号输出手段22当Ii＞I0时，向主轴驱动单元2d以及伺服驱动单元3d输出电动机驱动电流箝位信号CON。
主轴驱动单元2d以及伺服驱动单元3d的电动机驱动电流箝位信号输入手段23a、23b当输入电动机驱动电流箝位信号CON时，向电动机驱动电流控制手段24a、24b输出电动机驱动电流箝位信号CON。24a、24b当输入电动机驱动电流箝位信号CON时，对电动机驱动电流进行箝位(参照图9(c))。
通过对电动机驱动电流进行箝位，如上式(1)所示，输入电流Ii也变小(Ii∝(ω×Id))。
又，通过对电动机驱动电流进行箝位，速度指令的斜率也减小(图9(b)的A5～B5)。
又，输入电流判定手段12d当输入电流Ii≤许可电流值I0时(图9(a)的B1)，向电动机驱动电流箝位信号输出手段22输出是Ii≤I0的情况。电动机驱动电流箝位信号输出手段22当Ii≤I0时，向主轴驱动单元2d以及伺服驱动单元3d输出电动机驱动电流箍位解除信号COF。
主轴驱动单元2d以及伺服驱动单元3d的电动机驱动电流箝位信号输入手段23a、23b当输入电动机驱动电流箍位解除信号COF时，向电动机驱动电流控制手段24a、24b输出电动机驱动电流箝位解除信号COF。电动机速度控制手段24a、24b当输入电动机驱动电流箝位解除信号COF时，解除电动机驱动电流的箝位，返回到根据来自NC装置48的位置指令的加减速指令(图9(b)的B5)。
当判定电动机驱动用功率变换装置的输入电流Ii大于许可电流值I0时，在实施形态1中表示了通过控制速度变化量以减小速度指令斜率而使得电动机驱动电流减小并且降低输入电流Ii的示例，而在实施形态4中，通过对于电动机驱动电流进行箝位并保持，同时逐渐减小电动机速度，使得输入电流Ii减小，因此，适于使用高转速主轴、磁性轴承的设备等不要求加减速的用途。
实施形态5
图10是表示本发明实施形态5的NC驱动系统的构成图。在图中，2d、3d、11、22、23a、23b、24a、24b、41、42、45、47～49、50、53与图8相同，则省略其说明。又，1e是电动机驱动用功率变换装置，25是在相L11、L12检测交流电源41的电源相位θ的相位检测手段，26是输入相位检测手段25检测出的电源相位并在输入电流的趋向发生变化的电源相位附近比较输入电流Ii与许可电流值I0大小的输入电流判定手段。
图11是表示本发明实施形态5的NC驱动系统的特性图，(a)表示输入相电压VAC的特性，(b)表示由输入电流检测手段11检测出的输入电流Ii的特性。通过输入电流检测手段11检出相L1、L2的输入电流IL1、IL2，求得的输入电流Ii根据相电压的大小关系，其电流流动的相以T/6的周期发生变化，每隔T/6变为0。又，输入电流Ii如图所示，当电源相位θ为30°、90°、150°、210°、270°时，每隔相位60°输入电流Ii的趋向发生变化，在电源相位θ为330°时输入电流Ii为最大。
输入电流判定手段26利用由输入电流检测手段11求得的输入电流Ii的变化特性，当相位检测手段25检测出的电源相位θ为30°、90°、150°、210°、270°、330°时，在输入电流Ii增大的电源相位θ附近比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小。
在上述实施形态4的输入电流判定手段12d中，是以比较通常的输入电流Ii与许可电流值I0的大小为例进行说明的，而在实施形态5中，具备检测电源相位θ的相位检测手段25，输入电流判定手段26不是比较通常的输入电流Ii与许可电流值I0的大小，而且能够在输入电流Ii增大的电源相位θ的附近高效地比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小。
又，在上述所示的例子中，是将实施形态4中的比较通常的输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段12d，替换成检测电源相位θ的相位检测手段25以及在输入电流Ii增大的电源相位θ附近比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段26，但也可以将实施形态1中的输入电流判定手段12a、实施形态2中的输入电流判定手段12b或者实施形态3中的输入电流判定手段12c替换成比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段26。
实施形态6
图12是表示本发明实施形态6的NC驱动系统的构成图。在图中，11、23a、23b、24a、24b、41、42、45、47～49、50、53与图8相同，故省略其说明。又，1f是电动机驱动用功率变换装置，2f是主轴驱动单元，3f是伺服驱动单元。又，25是在相L11、L12检测交流电源41的电源相位θ的相位检测手段，26是根据相位检测手段25的判定结果比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段，27是根据相位检测手段25的判定结果以及主轴驱动单元2f的电动机驱动电流Id及伺服驱动单元3f的电动机驱动电流Id2向主轴驱动单元2f以及伺服驱动单元3f输出电动机驱动电流箝位信号CON或电动机驱动电流箝位解除信号COF的作为控制信号输出手段的电动机驱动电流箝位信号输出手段。又，28a是将主轴驱动单元2f的电动机驱动电流Id1以及电动机速度ω1通过总线49输出到电动机驱动电流箝位信号输出手段27的数据输出手段，28b是将伺服驱动单元3f的电动机驱动电流Id2以及电动机速度ω2通过总线49输出到电动机驱动电流箝位信号输出手段27的数据输出手段。
电动机驱动电流箝位信号输出手段27根据从数据输出手段28a、28b输入的电动机驱动电流Id1、Id2以及电动机速度ω1、ω2，比较Id1×ω1与Id2×ω2的大小，选择进行电动机驱动电流箝位的驱动单元，并且输出电动机驱动电流箝位信号CON。
在实施形态1～实施形态5中所示的例子是，当输入电流Ii≥许可电流值I0时，向电动机驱动用功率变换装置进行供电的所有驱动单元输出用于降低输入电流Ii的控制信号(加减速指令变化要求信号VON、控制极截止要求信号GOF、电动机速度箝位信号VCON或者电动机驱动电流箝位信号CON)，而在实施形态6中，能够选择输出用于降低输入电流Ii的控制信号的驱动单元。
图13是表示本发明实施形态6的NC驱动系统的流程图。
在步骤S1中，输入电流判定手段26判定相位检测手段25检测出的电源相位θ是否为输入电流Ii峰值的电源相位。若设θp为输入电流Ii达到峰值时的电源相位θ(30°、90°、150°、210°、270°、330°)，将θ0为电源相位θp附近的相位宽度，则输入电流判定手段26当电源相位θ满足下式情况时，
θp-θ0≤θ≤θp+θ0
则判断为处于输入电流Ii成为峰值时的电源相位θp的附近，然后比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小。
在步骤S2中，输入电流判定手段26比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小，当输入电流Ii＜许可电流值I0时，在步骤S3，向驱动单元a、b(对应于图12的主轴驱动单元2f、伺服驱动单元3f)输出电动机驱动电流箝位解除信号COF。
当输入电流Ii≥许可电流值I0时，接着在步骤S4中，电动机驱动电流箝位信号输出手段27根据从驱动单元a、b输入的电动机驱动电流Id1、Id2以及电动机速度ω1、ω2，比较Id1×ω1与Id2×ω2的大小，选择进行电动机驱动电流箝位的驱动单元，并且输出电动机驱动电流箝位信号CON。又，向对于电动机驱动电流进行箝位的驱动单元之外的驱动单元输出电动机驱动箝位电流解除信号COF。
Id1×ω1≥Id2×ω2时，在步骤S5中，向输出电动机驱动电流Id1以及电动机速度ω1的驱动单元a输出电动机驱动电流箝位信号CON。又，在步骤S6中，将维持电动机驱动电流箝位信号CON用的计时器数值T置0，然后，更新数值(步骤S7)，当达到驱动单元a用计时器基准值T01(T≥T01)时(步骤S8)，在步骤S9中输出电动机驱动电流箝位解除信号COF。
又，根据步骤S4中的判定，当Id1×ω1＜Id2×ω2时，在步骤S10中，向输出电动机驱动电流Id2以及电动机速度ω2的驱动单元b输出电动机驱动电流箝位信号CON。又，在步骤S11中，将维持电动机驱动电流箝位信号CON用的定时器数值T置0，然后更新数值(步骤S12)，当达到驱动单元b用计时器基准值T02(T≥T02)时(步骤S13)，在步骤S14中输出电动机驱动电流箝位解除信号COF。
又，所示的例子是在上述步骤S4中，选择电动机驱动电流与电动机速度之积(Id1×ω1、Id2×ω2)较大的驱动单元对于电动机驱动电流进行箝位，而当预先已知驱动单元的运行特性等时，也可以仅通过比较电动机驱动电流或电动机速度的其中之一的大小，选择对于电动机驱动电流进行箝位的驱动单元。
又，在上述中所示的例子是，由电动机驱动用功率变换装置供给电力的驱动单元为驱动单元a(图12的主轴驱动单元2f)与驱动单元b(图12的伺服驱动单元3f)这2台驱动单元的情况，当输入电流Ii≥许可电流值I0时，对于电动机驱动电流与电动机速度之积较大的驱动单元输出电动机驱动电流箝位信号CON(步骤S4、步骤S5以及步骤S10)，而当由电动机驱动用功率变换装置进行供电的驱动单元为3台以上时，只要从电动机驱动电流与电动机速度之积较大的驱动单元中决定适当台数再对于电动机驱动电流进行箝位即可。
又，所示的例子是在上述的步骤S5以及步骤S10中输出电动机驱动电流箝位信号CON，而也可以输出改变加减速指令的加减速指令变化要求信号VON(实施形态1的情况)，使控制极截止的控制极截止要求信号GOF(实施形态2的情况)，或者输出对电动机速度进行箝位的电动机速度箝位信号VCON(实施形态3的情况)。
在实施形态6中，选择降低输入电流Ii的效果较大的驱动单元并且输出用于减小输入电流Ii的控制信号，而仍然维持其他减小输入电流Ii的效果小的驱动单元的控制，由此能够有效地减小输入电流Ii。
实施形态7
图14是表示本发明实施形态7的NC驱动系统的构成图。在图中，11、22、23a、23b、24a、24b、41、42、45、47、49、50、53与图8相同，省略其说明。又，1f是电动机驱动用功率变换装置，2g是主轴驱动单元，3g是伺服驱动单元，29a是NC装置。又，12g是比较输入电流Ii与许可电流值I0的大小的输入电流判定手段，30是保存由输入电流判定手段12g判定的输入电流Ii超过许可值I0的累计次数n的累计次数保存手段，31是若累计次数保存手段30所保存的累计n大于基准值n0时将报警信号ALM输出到主轴驱动单元2g、伺服驱动单元3g以及NC装置29a的报警判定手段，32a、32b、32c是主轴驱动单元2g、伺服驱动单元3g以及NC装置29a中的报警输入手段。
累计次数保存手段30保存由输入电流判定手段12g判定的输入电流Ii超过许可值I0的累计次数n，报警判定手段31当输入电流Ii超过许可值I0的累计次数n大于基准值n0时，向主轴驱动单元2g、伺服驱动单元3g以及NC装置29a输出报警信号ALM。
在实施形态7中，由于电动机驱动用功率变换装置具备保存由输入电流判定手段判定的输入电流大于许可电流值的累计次数的累计次数保存手段以及当累计次数保存手段保存的累计次数大于基准值时向驱动单元以及数控装置输出报警的报警判定手段，因此在驱动单元以及数控装置侧能够确认报警，能够很容易判断操作来进行的高加减速运行的情况。
实施形态8
图15是表示本发明实施形态8的NC驱动系统的构成图。在图中，11、22、23a、23b、24a、24b、41、42、45、47、49、50、53与图8相同，省略其说明。又，1h是电动机驱动用功率变换装置，2h是主轴驱动单元，3h是伺服驱动单元，29b是NC装置。又，33是将输入电流检测手段11求得的输入电流Ii通过总线49输出到NC装置29b的输入电流输出手段，34是输入电流输入手段，35是显示输入电流Ii的输入电流显示手段。
在实施形态1～实施形态7中，当输入电流Ii≥许可值I0时，是向驱动单元输出用于降低输入电流Ii的控制信号，而实施形态8中的输入电流输出手段33，将输入电流检测手段11求得的输入电流Ii输出到对驱动单元进行驱动的NC装置29b。
在实施形态8中，由于电动机驱动用功率变换装置将输入电流检测手段求得的输入电流输出到数控装置，因此对驱动单元输出驱动电动机的控制指令的NC装置侧能够采取对应的措施。
关于上述的本发明的效果。
在本发明的数控驱动系统中，电动机驱动用功率变换装置具备求取输入电流的输入电流检测手段、比较由该输入电流检测手段求取的输入电流与许可电流值的大小的输入电流判定手段、根据该输入电流判定手段的判定结果向驱动单元输出控制信号的控制信号输出手段，而且驱动单元具备根据从控制信号输出手段输出的控制信号改变来自数控装置的控制指令的控制信号执行手段，输入电流判定手段在判定所述输入电流大于许可电流值时，由于通过驱动单元的所述控制信号执行手段改变来自数控装置的控制指令，降低了电动机驱动用功率变换装置的输入电流，因此对于数控驱动系统的及高速高加速度驱动，即使不增大电动机驱动用功率变换装置的容量大小，也能够进行稳定的控制。
又，当输入电流判定手段判定输入电流大于许可电流值时，由于控制信号执行手段控制速度变化量并且减小速度指令的斜率，因此能够在维持速度控制的情况下，降低电动机驱动用功率变换装置的输入电流。
又，当输入电流判定手段判定输入电流大于许可电流值时，由于控制信号执行手段使得驱动单元的驱动电流为0，因此能够迅速降低电动机驱动用功率变换装置的输入电流。
又，当输入电流判定手段判定输入电流大于许可电流值时，由于控制信号执行手段对于速度指令进行箝位，因此即使在电动机输出转矩较小的高速区域中，也能够以高速降低电动机驱动用功率变换装置的输入电流。
又，当输入电流判定手段判定输入电流大于许可电流值时，由于控制信号执行手段对于驱动单元的驱动电流进行箝位并且保持，同时通过降低电动机速度，使得输入电流Ii下降，因此能够适合于使用高转速主轴或磁性轴承的设备等要求加减速的用途。
又，电动机驱动用功率变换装置具备检测交流电的电源相位的相位检测手段，输入电流判定手段输入相位检测手段检测出的电源相位，在输入电流的趋向发生变化的电源相位附近比较输入电流与许可电流值的大小，由此，能够高效地比较输入电流与许可电流值的大小。
又，由于控制信号输出手段从供给直流电的驱动单元输入电动机驱动电流以及电动机速度中的至少一个量，选择输出控制信号的驱动单元，因此能够有效地降低电动机驱动用功率变换装置的输入电流。
又，由于电动机驱动用功率变换装置具备保存由输入电流判定手段判定输入电流超过许可电流值的累计次数的累计次数保存手段、以及当累计次数保存手段所保存的累计次数大于基准值时向驱动单元以及数控装置输出报警的报警判定手段，因此在驱动单元以及数控装置侧能够确认报警，能够很容易判断操作者执行的高加减速运行的情况。
又，由于电动机驱动用功率变换装置具备将输入电流检测手段求得的输入电流输出到数控装置的输入电流输出手段，因此向驱动单元输出驱动电动机的控制指令的数控装置能够采取对应的措施。
工业利用性
如上所述，本发明的数控系统能够适用于使用高增益的伺服驱动单元以及主轴驱动单元进行高速及高加速驱动的数控系统。

Claims (9)

1.一种数控驱动系统，具有：由驱动电动机的伺服驱动单元、主轴驱动单元等构成的2台以上的驱动单元；向所述2台以上的驱动单元输出驱动所述电动机的控制指令的数控装置；将交流电变换成直流电、同时将该直流电供给所述2台以上的驱动单元的电动机驱动用功率变换装置，其特征在于，
所述电动机驱动用功率变换装置具备求得输入电流的输入电流检测手段、比较由所述输入电流检测手段求得的输入电流与许可电流值的大小的输入电流判定手段、根据所述输入电流判定手段的判定结果向所述驱动单元输出控制信号的控制信号输出手段，而且，所述驱动单元具备根据从所述控制信号输出手段输出的控制信号改变来自数控装置的控制指令的控制信号执行手段，
当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述驱动单元的所述控制信号执行手段通过改变来自数控装置的控制指令来降低所述输入电流。
2.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制信号执行手段进行减小速度指令斜率的处理。
3.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制信号执行手段对于所述驱动单元的开关元件进行控制，使控制极截止。
4.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制执行手段对于速度指令进行箝位。
5.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
当所述输入电流判定手段判定所述输入电流大于许可电流值时，所述控制执行手段对于电动机驱动电流进行箝位。
6.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
所述电动机驱动用功率变换装置具有检测出所述交流电的电源相位的相位检测手段，所述输入电流判定手段输入所述相位检测手段检测出的电源相位，在所述输入电流的趋向发生变化的电源相位附近比较输入电流与许可电流值的大小。
7.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
所述控制信号输出手段从供给直流电的所述2台以上的驱动单元输入电动机驱动电流以及电动机速度中的至少一个量，并选择输出控制信号的驱动单元。
8.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
所述电动机驱动用功率变换装置具备：保存由所述输入电流判定手段判定的输入电流超过许可电流值的累计次数的累计次数保存手段；当所述累计次数保存手段保存的累计次数大于基准值时、向所述驱动单元以及所述数控装置输出报警的报警判定手段。
9.如权利要求1所述的数控驱动系统，其特征在于，
所述电动机驱动用功率变换装置具备将由所述输入电流检测手段求得的输入电流输出到所述数控装置的输入电流输出手段。
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