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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servomotor-Ansteuervorrichtung, zu der die Stromquellen-Regenerationsfunktion zum Zurückgeben regenerativer Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, zu der Wechselstromquellenseite, gemäß Betriebsbedingungen des Industrieroboters hinzugefügt werden kann.
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Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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Üblicherweise, damit die regenerative Energie bewältigt wird, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, werden eine Servomotor-Ansteuervorrichtung mit einer Widerstands-Regenerationsfunktion zum Aufnehmen der regenerativen Energie durch einen regenerativen Widerstand und eine Servomotor-Ansteuervorrichtung mit einer Stromquellen-Regenerationsfunktion zum Zurückgeben der regenerativen Energie zu der Wechselstromquellenseite verwendet.
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Die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit der Widerstands-Regenerationsfunktion weist einen Wandler mit einer Vielzahl von Dioden, die konfiguriert sind, um einen Wechselstrom aus einer Wechselstromquelle in Gleichstrom umzuwandeln und um den Gleichstrom einem Inverter zuzuführen, der konfiguriert ist, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, und eine regenerative Widerstandsschaltung auf, die ein Schaltelement (zum Beispiel einen NPN-Transistor) und einen regenerativen Widerstand aufweist, die in Reihe geschaltet sind.
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Die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit einer Stromquellen-Regenerationsfunktion weist einen Wandler auf, der nicht lediglich eine Vielzahl von Dioden aufweist, sondern ebenso die gleiche Anzahl von Schaltelementen wie die Dioden, die jeweils parallel zu der Vielzahl von Dioden geschaltet ist.
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Der Wandler in der Servomotor-Ansteuervorrichtung mit der Widerstands-Regenerationsfunktion weist kein Schaltelement auf, und ist deshalb vorteilhafter bei einer Verkleinerung der Vorrichtung als die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit der Stromquellen-Regenerationsfunktion. Andererseits ist die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit der Stromquellen-Regenerationsfunktion in der Lage, einen größeren Betrag an regenerativer Energie aufzunehmen als die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit der Widerstands-Regenerationsfunktion.
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Die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts (zum Beispiel eines Arms) eines Industrieroboters verbunden ist, ist üblicherweise im Betrag kleiner als die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts einer Werkzeugmaschine oder Industriemaschine verbunden ist, und es ist deshalb möglich, die regenerative Energie durch Widerstandsregeneration zu bewältigen. Folglich, wenn ein Servomotor angesteuert wird, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, wird im Allgemeinen die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit der Widerstands-Regenerationsfunktion verwendet, die vorteilhaft bei einer Verkleinerung der Vorrichtung ist.
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Es gibt jedoch einen Fall, in dem der Betrag an regenerativer Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, einen größeren Betrag an regenerativer Energie annimmt als durch die Widerstandsregeneration bewältigt werden kann, so wie wenn eine Vielzahl von Industrierobotern zur gleichen Zeit betrieben wird, wenn ein Servomotor, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, und ein Servomotor, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Peripheriegeräts des Industrieroboters verbunden ist, gleichzeitig angesteuert werden, und wenn ein groß dimensionierter oder Hochgeschwindigkeits-Industrieroboter betrieben wird. In diesem Fall, damit ermöglicht wird, die erzeugte regenerative Energie zu bewältigen, wird eine Servomotor-Ansteuervorrichtung sowohl mit der Widerstands-Regenerationsfunktion als auch der Stromquellen-Regenerationsfunktion verwendet. Eine Servomotor-Ansteuervorrichtung sowohl mit der Widerstands-Regenerationsfunktion als auch der Stromquellen-Regenerationsfunktion weist einen Wandler mit einer Vielzahl von Dioden und Schaltelementen in der gleichen Anzahl wie jene der Vielzahl von Dioden und eine regenerative Widerstandsschaltung auf.
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Üblicherweise, als eine Servomotor-Ansteuervorrichtung sowohl mit der Widerstands-Regenerationsfunktion als auch der Stromquellen-Regenerationsfunktion, wird eine Servomotor-Ansteuervorrichtung, die lediglich eine Stromquellen-Regeneration durchführt, wenn die regenerative Energie kleiner oder gleich einem vorbestimmten Betrag ist, und sowohl Stromquellen-Regeneration als auch Widerstands-Regeneration durchführt, wenn die regenerative Energie den vorbestimmten Betrag überschreitet, in der
JP S62 - 26192 U , in der
JP 2004 - 154 961 A und in der
JP 2011 - 101 473 A vorgeschlagen, und es wird eine Servomotor-Ansteuervorrichtung, die aus einer Stromquellen-Regeneration austritt und eine Widerstands-Regeneration beginnt, wenn ein Stromausfall auftritt, in der
JP 2011 - 101 474 A vorgeschlagen.
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Wird ein Servomotor angesteuert, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, wird bestimmt, ob lediglich die Widerstands-Regenerationsfunktion ausreichend ist, um die regenerative Energie zu bewältigen, oder sowohl die Widerstands-Regenerationsfunktion als auch die Stromquellen-Regenerationsfunktion erforderlich sind, um die regenerative Energie zu bewältigen, gemäß den Betriebsbedingungen des Industrieroboters, wie der Anzahl von zu betreibenden Industrierobotern, dem Vorhandensein oder Fehler eines Peripheriegeräts, das gleichzeitig mit dem Industrieroboter zu verwenden ist, und der Größe oder der Geschwindigkeit des Industrieroboters. Das heißt, es ist wünschenswert, die Vorrichtung unter Verwendung eines Wandlers zu verkleinern, der die Vielzahl von Dioden und eine regenerative Widerstandsschaltung aufweist, wenn lediglich die Widerstands-Regenerationsfunktion ausreichend ist, um die regenerative Energie zu bewältigen, und es ist wünschenswert, die Stromquellen-Regeneration unter Verwendung eines Wandlers mit einer Vielzahl von Dioden und Schaltelementen von der gleichen Anzahl wie jene der Dioden und einer regenerativen Widerstandsschaltung durchzuführen, wenn sowohl die Widerstands-Regenerationsfunktion als auch die Stromquellen-Regenerationsfunktion erforderlich sind, um die regenerative Energie zu bewältigen.
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Jedoch wird in der üblichen Servomotor-Ansteuervorrichtung sowohl mit der Widerstands-Regenerationsfunktion als auch der Stromquellen-Regenerationsfunktion ein Wandler mit einer Vielzahl von Dioden und der gleichen Anzahl von Schaltelementen vorab bereitgestellt, und deshalb, selbst wenn lediglich die Widerstands-Regenerationsfunktion ausreichend ist, um die regenerative Energie zu bewältigen, wird der Wandler mit der Vielzahl von Dioden und der gleichen Anzahl von Schaltelementen verwendet. Folglich ist es in der konventionellen Servomotor-Ansteuervorrichtung sowohl mit der Widerstands-Regenerationsfunktion als auch der Stromquellen-Regenerationsfunktion nicht möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion gemäß den Betriebsbedingungen des Industrieroboters hinzuzufügen.
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Die Druckschrift
JP H05 - 336 778 A offenbart eine Servomotor-Ansteuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 6.
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Die Druckschrift
JP H05 - 227 759 A kann ausgelegt werden als Offenbarung einer Stromregenerationseinheit, die einen Schaltungsabschnitt aufweist, der in einem externen Gehäuse untergebracht ist und der mit einer Invertereinheit verbunden ist, wobei eine Stromerfassungseinrichtung fortwährend Strom bei dem Gleichstromabschnitt erfasst und der so erfasste Strom in eine CPU eingegeben wird. Trifft die CPU eine Entscheidung bezüglich der Regeneration auf der Grundlage dieser Information, dann schaltet ein Schaltelement Strom zu einem Widerstand durch und steuert so die Stromregenerationseinheit zum Schutz gegen Überspannung und Überstrom.
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Die Druckschrift
JP 2000 - 201 492 A kann ausgelegt werden als Offenbarung eines Verfahrens zum Ansteuern eines Motors, in dem Gleichstrom, der aus einer Dreiphasenwechselstromquelle mittels eines Stromwandlers zugeführt ist, parallel den Inverterschaltungen der Wechselstrommotoren zugeführt wird, nachdem eine Spannungsschwankung des Stroms absorbiert wird, indem die Spannung mittels Glättungskondensatoren geglättet wird, die jeweils bei den Inverterschaltungen installiert sind, wobei Transistorblöcke zur dreiphasigen Ausgabe den Strom den Motoren nach Umwandlung des Stroms in dreiphasige Wechselströme zuführen. Der regenerierte Strom wird zum Laden einer Batterie verwendet. Überschreitet der regenerierte Strom einen vorbestimmten Wert, dann wird Strom zu der Seite der Dreiphasenwechselstromquelle nach Umwandlung des Stroms in dreiphasigen Wechselstrom zurückgegeben.
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Kurzfassung der Erfindung
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Als eine Ausgestaltung sieht die Erfindung eine Servomotor-Ansteuervorrichtung mit erhöhter Vielseitigkeit vor.
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Gemäß der Erfindung werden Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgesehen. Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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Figurenliste
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Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die Beschreibung der nachstehenden Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klar werden. Es zeigen:
- 1 eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
- 2 eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
- 3 eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
- 4 eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Ausführungsbeispiele der Servomotor-Ansteuervorrichtung gemäß der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen ist das gleiche Bezugszeichen der gleichen Komponente zugewiesen.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das in 1 gezeigte System wird verwendet, um einen Servomotor anzusteuern, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, und das System weist eine Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, eine Servomotor-Ansteuervorrichtung 2, einen Industrieroboter 3, einen Wandler 4 als einen zweiten Wandler und eine übergeordnete Steuervorrichtung 5 auf.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 aus einer Servomotor-Ansteuereinheit 200a. Die Servomotor-Ansteuereinheit 200a weist einen Wandler 201a als einen ersten Wandler, eine regenerative Widerstandsschaltung 202a, Verbindungselemente 203a, 204a und Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205a, 206a, wie 8-Pin-Verbindungselemente, die einen ersten Verbindungsabschnitt (Schnittstelle) bilden, und eine Steuereinheit 207a auf.
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Der Wandler 201a weist sechs Dioden 209a-1, 209a-2, 209a-3, 209a-3, 209a-4, 209a-5 und 209a-6 auf, die als eine Vielzahl von ersten Gleichrichterelementen brückengeschaltet sind, die konfiguriert sind, um Gleichstrom der Anzahl m (m ist eine beliebige natürliche Zahl) von Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m zuzuführen, die miteinander parallelgeschaltet sind, als einem ersten Inverter. Jeder der Inverter 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m wandelt von dem Wandler 201a zugeführten Gleichstrom in Wechselstrom um.
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Die regenerative Widerstandsschaltung 202a ist parallel zu dem Wandler 201a geschaltet und weist einen NPN-Transistor (IGBT) 210a, der ein Rückführungstransistor ist, als ein erstes Schaltelement, und einen regenerativen Widerstand 211a auf. Der regenerative Widerstand 211a nimmt regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung von Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt wird, die mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts (zum Beispiel eines Arms) des Industrieroboters 3 verbunden sind, wenn sich der NPN-Transistor 210a in dem Ein-Zustand befindet. Die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m sind in Reihe zu den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m jeweils über Verbindungselemente 212a-1, 212a-2, ..., 212a-m geschaltet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Diode 213a parallel zu dem regenerativen Widerstand 211a geschaltet, und ist eine Glättungskapazität 214a parallel zu dem Wandler 201a geschaltet.
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Die Verbindungselemente 203a, 204a sind derart aufgebaut, dass (nicht schematisch gezeigte) zwei Pins, die auf der Gleichstrom-Ausgangsseite des Wandlers 4 vorgesehen sind, angefügt und gelöst werden können, und wenn diese zwei Pins jeweils in die Verbindungselemente 203a und 204a eingefügt werden, wird der von dem Wandler 4 zugeführte Gleichstrom der Seite der Inverter 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m zugeführt. Die Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205a, 206a werden verwendet, um eine Verbindung zu anderen Elementen durch ein mehradriges Kabel herzustellen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbindet das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a die Servomotor-Ansteuereinheit 200a mit dem Wandler 4 durch ein mehradriges Kabel 215a, um eine Sendung und einen Empfang von Daten zwischen der Steuereinheit 207a und dem Wandler 4 zu ermöglichen.
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Die Steuereinheit 207a sendet und empfängt Daten zu und von der übergeordneten Steuervorrichtung 5 durch ein optisches Kabel 216a, und zusätzlich dazu sendet und empfängt die Steuereinheit 207a Daten zu und von dem Wandler 4 durch das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a und steuert den Ein- und Aus-Betrieb des NPN-Transistors 210a, die Ansteuerung der Inverter 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m und den Ein- und Aus-Betrieb eines Schalters 218a, der in einer Leitung 217a zwischen der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 und dem Wandler 201a angeordnet ist. Um dies zu erreichen, wird die Steuereinheit 207a durch einen Prozessor implementiert, der einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss, eine Seriellkommunikationsschaltung, einen Komparator, usw. umfasst und verschiedene Arten von Verarbeitung der Servomotor-Ansteuereinheit 200a gemäß Verarbeitungsprogrammen durchführt, die in einem Speicher gespeichert sind, der nicht schematisch gezeigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die Steuereinheit 207a die Spannung über beiden Enden der Glättungskapazität 214a, d. h. die Anbindungs-Gleichspannung, um die Spannung über beiden Enden des Wandlers 4, die Spannung über beiden Enden des Wandlers 201a oder die Spannung über beiden Enden der Inverter 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m zu erfassen.
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Der Wandler 4 kann an die Verbindungselemente 203a, 204a und die Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205a und 206a angefügt oder von diesen gelöst werden und wandelt einen Wechselstrom aus der Wechselstromquelle 1 in Gleichstrom um. Um dies zu erreichen, weist der Wandler 4 sechs Dioden 401-1, 401-2, 401-3, 401-4, 401-5 und 401-6 auf, die als eine Vielzahl von zweiten Gleichrichterelementen brückengeschaltet sind, die konfiguriert sind, um den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208-m Gleichstrom zuzuführen, NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 als ein zweites Schaltelement, das jeweils parallel zu den Dioden 401-1, 401-2, 401-3, 401-4, 401-5 und 401-6 geschaltet sind, ein Verbindungselement 403 entsprechend dem Verbindungselement 203a, ein Verbindungselement 404 entsprechend dem Verbindungselement 204a, ein Mehrfach-Pin-Verbindungselement 405, das konfiguriert ist, um sich mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a durch das mehradrige Kabel 215a zu verbinden, und eine Steuereinheit 406 als eine zweite Steuereinheit auf.
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Ist die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, größer als die regenerative Energie, die durch Widerstandsregeneration bewältigt werden kann, so wie wenn eine Vielzahl von Industrierobotern gleichzeitig betrieben wird, wenn ein Servomotor, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, und ein Servomotor, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Peripheriegeräts des Industrieroboters verbunden ist, gleichzeitig angesteuert werden, und wenn ein groß dimensionierter oder Hochgeschwindigkeits-Industrieroboter betrieben werden, wird der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 angefügt. Im Gegensatz dazu, wenn die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung eines Servomotors erzeugt wird, kleiner oder gleich der regenerativen Energie ist, die durch eine Widerstandsregenerierung bewältigt werden kann, so wie wenn ein einzelner Industrieroboter betrieben wird, der nicht groß dimensioniert oder ein Hochgeschwindigkeits-Exemplar ist, wird der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 angefügt.
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Die Steuereinheit 406 sendet und empfängt Daten zu und von der Steuereinheit 207a durch das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 405 und steuert den Ein- und Aus-Betrieb der NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 und den Ein- und Aus-Betrieb eines Schalters 408, der in einer Leitung 407 zwischen der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 und dem Wandler 4 angeordnet ist. Die Leitung 407 weist eine Drosselspule 409 auf. Um dies zu erreichen, wird die Steuereinheit 406 durch einen Prozessor implementiert, der einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss, eine Seriellkommunikationsschaltung, einen Komparator, usw. umfasst und verschiedene Arten von Verarbeitung des Wandlers 4 gemäß Verarbeitungsprogrammen durchführt, die in einem Speicher gespeichert sind, der nicht schematisch gezeigt ist.
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Die übergeordnete Steuervorrichtung 5 besteht aus einer CNC (numerische Computersteuerung, „computer numerical control“), usw. und gibt verschiedene Arten von Befehlen zu der Steuereinheit 207a durch die optische Faser 216a ein und empfängt Daten aus der Steuereinheit 207a durch die optische Faser 216a.
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Wird der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 angefügt, dann erfasst die Steuereinheit 207a den Zustand, in dem der Wandler 4 nicht mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist. Dann, zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, verbringt die Steuereinheit 207a den Schalter 218a in den Ein-Zustand gemäß einem Befehl aus der übergeordneten Steuervorrichtung 5. Um dies zu erreichen, wandelt der Wandler 201a einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in Gleichstrom um führt den Gleichstrom den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m zu.
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Werden die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m angesteuert, um Geschwindigkeit in dem Zustand zu verringern, in dem der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 angefügt ist, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand. Um dies zu erreichen, nimmt der regenerative Widerstand 211a die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 30-2, ..., 300-m erzeugt wird.
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Ist der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 über die Verbindungselemente 203a, 204a und die Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205a, 206a angefügt, dann erfasst die Steuereinheit 207a den Zustand, in dem der Wandler 4 mit den Mehrfach-Pin-Verbindungselementen 205a, 206a verbunden ist. Dann, zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, verbringt die Steuereinheit 207a den Schalter 218a in den Aus-Zustand gemäß einem Befehl aus der übergeordneten Steuervorrichtung 5, und verbringt die Steuereinheit 406 den Schalter 408 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Um dies zu erreichen, wandelt der Wandler 4 einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in einen Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m zu.
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Werden die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m angesteuert, um eine Geschwindigkeit in dem Zustand zu verringern, in dem der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 angefügt ist, überwacht die Steuereinheit 207a die Anbindungs-Gleichspannung der Servomotor-Ansteuereinheit 200a.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung eine Spannung V1 als eine erste Spannung, die niedriger als der Zerstörungspegel des Elements (zum Beispiel der Glättungskapazität 214a) ist, das in der Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 umfasst ist, nachdem die Spannung unmittelbar nach Beginn der Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m überschritten ist, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a, und verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Aus-Zustand. Um dies zu erreichen, gibt der Wandler 4 die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt ist, zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurück.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung eine Spannung V2 als eine zweite Spannung, die höher als die Spannung V1 und niedriger als der Zerstörungspegel ist, nachdem die Spannung V1 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a und verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand. Um dies zu erreichen, gibt der Wandler 4 die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt ist, zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurück und nimmt der regenerative Widerstand 211a die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt ist.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung eine Spannung V3, die höher als die Spannung V2 und niedriger als der Zerstörungspegel ist, nachdem die Spannung V2 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Aus-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a und bricht die Rückgabe der regenerativen Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 ab und gibt ein Alarmsignal zu der übergeordneten Steuervorrichtung 5 durch das mehradrige Kabel 215a, das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a, die Steuereinheit 207 und das optische Kabel 216a aus.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Wandler 4, der konfiguriert ist, um regenerative Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurückzugeben, an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 auf eine anfügbare und eine lösbare Art und Weise durch die Verbindungselemente 203a, 204a und das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a angefügt. Folglich, selbst wenn die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt ist, größer als die regenerative Energie ist, die durch den regenerativen Widerstand 211a bewältigt werden kann, da der Industrieroboter 3 ein groß dimensionierter oder ein Hochgeschwindigkeits-Industrieroboter ist, ist es möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion hinzuzufügen. Das heißt, es ist möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion gemäß den Betriebsbedingungen des Industrieroboters hinzuzufügen.
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2 zeigt eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das in 2 gezeigte System wird verwendet, um einen Servomotor anzusteuern, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, und das System weist eine Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, eine Servomotor-Ansteuervorrichtung 2', den Industrieroboter 3, 6, den Wandler 4 und die übergeordnete Steuervorrichtung 5 auf. In 2 weisen die Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, der Industrieroboter 3 und die übergeordnete Steuervorrichtung 5 den gleichen Aufbau wie jene der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, des Industrieroboters 3 und der übergeordneten Steuervorrichtung 5 des ersten Ausführungsbeispiels auf, das in 1 gezeigt ist, und deshalb wird deren Beschreibung ausgelassen. Des Weiteren weist in 2 der Wandler 4 den gleichen Aufbau wie jenen des Wandlers 4 des ersten Ausführungsbeispiels auf, das in 1 gezeigt ist, und deshalb wird dessen Beschreibung ausgelassen, und sind die Komponenten des Wandlers 4 in 2 mit Ausnahme des Mehrfach-Pin-Verbindungselements 405 nicht gezeigt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2' aus zwei Servomotor-Ansteuereinheiten, das heißt, der Servomotor-Ansteuereinheit 200a und einer Servomotor-Ansteuereinheit 200b. Die Servomotor-Ansteuereinheit 200a weist den gleichen Aufbau wie jenen der Servomotor-Ansteuereinheit 200a des ersten Ausführungsbeispiels auf, das in 1 gezeigt ist, und deshalb wird deren Beschreibung ausgelassen, und sind die Komponenten der Servosteuer-Ansteuereinheit 200a in 2 mit Ausnahme der Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205a, 206a nicht gezeigt.
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Die Servomotor-Ansteuereinheit 200b weist einen Wandler 201b als einen ersten Wandler, eine regenerative Widerstandsschaltung 202b, Verbindungselemente 203b und 204b und Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205b, 206b, wie 8-Pin-Verbindungselemente, die einen ersten Verbindungsabschnitt bilden, und eine Steuereinheit 207b auf.
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Der Wandler 201b weist sechs Dioden 209b-1, 209b-2, 209b-3, 209b-4, 209b-5, 209b-6 auf, die als eine Vielzahl von ersten Gleichrichterelementen brückenverschaltet sind, die konfiguriert ist, um der Anzahl n (n ist eine beliebige natürliche Zahl) von Invertern 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n Gleichstrom zuzuführen, die miteinander parallelgeschaltet sind, als einem ersten Inverter. Jeder der Inverter 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n wandelt Gleichstrom, der aus dem Wandler 201b zugeführt ist, in Wechselstrom um.
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Die regenerative Widerstandsschaltung 202b ist parallel zu dem Wandler 201b geschaltet und weist einen NPN-Transistor (IGBT) 210b, der ein Rückkopplungstransistor ist, als ein erstes Schaltelement, und einen regenerativen Widerstand 211b auf. Der regenerative Widerstand 211b nimmt regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung von Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist, die mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts (zum Beispiels eines Arms) des Industrieroboters 6 verbunden sind, wenn der NPN-Transistor 210b sich in dem Ein-Zustand befindet. Die Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n sind in Reihe zu den Invertern 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n jeweils durch Verbindungselemente 212b-1, 212b-2, ..., 212b-n geschaltet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Diode 213b parallel zu dem regenerativen Widerstand 211b geschaltet, und ist eine Glättungskapazität 214b parallel zu dem Wandler 201b geschaltet.
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Die Verbindungselemente 203b und 204b sind derart aufgebaut, dass (nicht schematisch gezeigte) zwei Pins, die auf der Gleichstrom-Ausgangsseite des Wandlers 4 vorgesehen sind, angefügt und gelöst werden können, und wenn diese zwei Pins jeweils in die Verbindungselemente 203b und 204b eingefügt werden, wird der Gleichstrom, der aus dem Wandler 4 zugeführt ist, der Seite der Inverter 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n zugeführt. Die Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205a und 206a werden verwendet, um eine Verbindung zu anderen Elementen durch ein mehradriges Kabel herzustellen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbindet das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205b sich mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a durch ein mehradriges Kabel 215b, um eine Sendung und einen Empfang von Daten zwischen der Steuereinheit 207b und der Steuereinheit 207a zu ermöglichen.
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Die Steuereinheit 207b sendet und empfängt Daten zu und von der Steuereinheit 207a durch eine optische Faser 216b, und zusätzlich dazu sendet und empfängt die Steuereinheit 207b Daten zu und von der Steuereinheit 207a durch das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205b, das mehradrige Kabel 215b und das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 206a und steuert den Ein- und Aus-Betrieb des NPN-Transistors 210b, das Ansteuern der Inverter 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n und den Ein- und Aus-Betrieb eines Schalters 218b, der in einer Leitung 217b zwischen der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 und dem Wandler 201b angeordnet ist. Um dies zu erreichen, wird die Steuereinheit 207b durch einen Prozessor implementiert, der einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss, eine Seriellkommunikationsschaltung, einen Komparator, usw. umfasst und verschiedene Arten von Verarbeitung der Servomotor-Ansteuereinheit 200b gemäß Verarbeitungsprogrammen durchführt, die in einem Speicher gespeichert sind, der nicht schematisch gezeigt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die Steuereinheit 207b die Spannung über beiden Enden der Glättungskapazität 214b, das heißt, die Anbindungs-Gleichspannung, um die Spannung über beiden Enden des Wandlers 201b oder die Spannung über beiden Enden der Inverter 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n zu erfassen.
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Ist der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2' angefügt, dann erfasst die Steuereinheit 207a den Zustand, in dem der Wandler 4 nicht mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist, und zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m verbringt die Steuereinheit 207a den Schalter 218a in den Ein-Zustand gemäß einem Befehl aus der übergeordneten Steuervorrichtung 5. Zu diesem Zeitpunkt erfasst die Steuereinheit 207b den Zustand, in dem der Wandler 4 nicht mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist, gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a, und zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n verbringt die Steuereinheit 207b den Schalter 218b in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen wandelt der Wandler 201a einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m zu, und der Wandler 201b wandelt einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in einen Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n zu.
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Werden die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n angesteuert, um eine Geschwindigkeit in einem Zustand zu verringern, in dem der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2' angefügt ist, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand, und verbringt die Steuereinheit 207b den NPN-Transistor 210b in den Ein-Zustand. Aufgrund dessen nimmt der regenerative Widerstand 211a die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt ist, und nimmt der regenerative Widerstand 211b die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist.
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Wird der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2' über die Verbindungselemente 203a, 203b, 204a und 204b und das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a angefügt, erfasst die Steuereinheit 207a den Zustand, in dem der Wandler 4 mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist, und erfasst die Steuereinheit 207b den Zustand, in dem der Wandler 4 mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist, gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Dann, zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, verbringt die Steuereinheit 207a den Schalter 218a in den Aus-Zustand gemäß einem Befehl aus der übergeordneten Steuervorrichtung 5, verbringt die Steuereinheit 207b den Schalter 218b in den Aus-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a und verbringt die Steuereinheit 406 den Schalter 408 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen wandelt der Wandler 4 einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208am, 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n zu.
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Werden die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n angesteuert, um eine Geschwindigkeit in dem Zustand zu verringern, in dem der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2' angefügt ist, überwachen die Steuereinheiten 207a, 207b jeweils die Anbindungs-Gleichspannung der Servomotor-Ansteuereinheiten 200a und 200b.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung die Spannung V1 als die erste Spannung, die niedriger als der Zerstörungspegel des Elements (zum Beispiel der Glättungskapazitäten 214a, 214b) ist, das in der Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 umfasst ist, nachdem die Spannung unmittelbar nach Beginn der Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n überschritten wird, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5 und 402-6 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Aus-Zustand und verbringt die Steuereinheit 207b den NPN-Transistor 210b in den Aus-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen gibt der Wandler 4 die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist, zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurück.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung die Spannung V2 als die zweite Spannung, die höher als die Spannung V1 und niedriger als der Zerstörungspegel ist, nachdem die Spannung V1 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand und verbringt die Steuereinheit 207b den NPN-Transistor 210b in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen gibt der Wandler 4 die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist, zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurück, nimmt der regenerative Widerstand 211a die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m erzeugt ist, und nimmt der regenerative Widerstand 211b die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung die Spannung V3, die höher als eine Spannung V2 und niedriger als der Zerstörungspegel ist, nachdem die Spannung V2 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402'-1, 402'-2, 402'-3, 402'-4, 402'-5, 402'-6 in den Aus-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a und bricht das Zurückgeben der regenerativen Energie zu der Seite der Gleichstromquelle 1 ab und gibt ein Alarmsignal zu der übergeordneten Steuervorrichtung 5 durch das mehradrige Kabel 215a, das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a, die Steuereinheit 207a und das optische Kabel 216 aus.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wandler 4, der konfiguriert ist, um regenerative Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurückzugeben, an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2' auf eine anfügbare und lösbare Art und Weise durch die Verbindungselemente 203a, 203b, 204a, 204b und das Mehrfach-Verbindungselement 205a angefügt. Folglich, selbst wenn die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist, größer als die regenerative Energie ist, die durch die regenerativen Widerstände 211a und 210b bewältigt werden kann, da zwei Industrieroboter 3, 6 betrieben werden, ist es möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion hinzuzufügen. Das heißt, es ist möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion gemäß den Betriebsbedingungen des Industrieroboters hinzuzufügen.
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3 zeigt eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das in 3 gezeigte System wird verwendet, um einen Servomotor anzusteuern, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, und das System weist die Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, eine Servomotor-Ansteuervorrichtung 2", die Industrieroboter 3, 6, den Wandler 4, die übergeordnete Steuervorrichtung 5 und ein Peripheriegerät 7 des Industrieroboters 3 auf. In 3 weisen die Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, die Industrieroboter 3, 6 und die übergeordnete Steuervorrichtung 5 den gleichen Aufbau wie jene der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, der Industrieroboter 3 und 6 und der übergeordneten Steuervorrichtung 5 des zweiten Ausführungsbeispiels auf, das in 2 gezeigt ist, und deshalb wird deren Beschreibung ausgelassen. Des Weiteren weist in 3 der Wandler 4 den gleichen Aufbau wie der Wandler 4 des ersten Ausführungsbeispiels auf, das in 1 gezeigt ist, und deshalb wird dessen Beschreibung ausgelassen, und sind die Komponenten des Wandlers 4 in 3 mit Ausnahme des Mehrfach-Pin-Verbindungselements 405 nicht gezeigt.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2" aus zwei Servomotoren, das heißt, einer Servomotor-Ansteuereinheit 200a' und der Servomotor-Ansteuereinheit 200b. Die Servomotor-Ansteuereinheit 200b weist den gleichen Aufbau wie jenen der Servomotor-Ansteuereinheit 200b des zweiten Ausführungsbeispiels auf, das in 2 gezeigt ist, und deshalb wird deren Beschreibung ausgelassen, und werden die Komponenten der Servomotor-Ansteuereinheit 200b in 3 mit Ausnahme der Mehrfach-Pin-Verbindungselemente 205b, 206b nicht gezeigt.
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Die Servomotor-Ansteuereinheit 200a' weist Verbindungselemente 221a, 222a zusätzlich zu dem Wandler 201a, der regenerativen Widerstandsschaltung 202a, den Verbindungselementen 203a und 204a, den Mehrfach-Pin-Verbindungselementen 205a, 206a und der Steuereinheit 207a auf, und die Verbindungselemente 221a, 222a bilden einen zweiten Verbindungsabschnitt (Schnittstelle) zusammen mit einem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 223a.
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Die Verbindungselemente 221a, 222a sind derart aufgebaut, dass (nicht schematisch gezeigte) zwei Pins, die auf der Gleichstrom-Eingangsseite einer Invertereinheit 200c als ein zweiter Inverter vorgesehen sind, der konfiguriert ist, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, angefügt und gelöst werden können. Die Invertereinheit 200c weist Inverter 201c-1, 201c-2, die konfiguriert sind, um Servomotoren 700-1, 700-2 anzusteuern, die mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts des Peripheriegeräts 7 verbunden sind, eine Steuereinheit 202c und ein Mehrfach-Pin-Verbindungselement 203c auf, wie ein 8-Pin-Verbindungselement. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Servomotoren 700-1, 700-2 in Reihe zu den Invertern 201c-1, 201c-2 jeweils über Verbindungselemente 204c-1, 204c-2 geschaltet.
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Werden die zwei Pins, die auf der Gleichstrom-Eingangsseite der Invertereinheit 200c vorgesehen sind, jeweils in die Verbindungselemente 221a, 222a eingefügt, dann wird der Gleichstrom, der aus dem Wandler 201 oder dem Wandler 4 ausgegeben ist, den Invertern 201c-1, 201c-2 zugeführt. Der Mehrfach-Pin 203c verbindet sich mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 206b durch ein mehradriges Kabel 205c, um eine Sendung und einen Empfang von Daten zwischen der Steuereinheit 207a und der Steuereinheit 202c zu ermöglichen. Die Steuereinheit 202c sendet und empfängt Daten zu und von der Steuereinheit 207a durch das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 203c, das mehradrige Kabel 205c, die Steuereinheit 207b, das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205b, das mehradrige Kabel 215b und das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 206a, und steuert das Ansteuern der Inverter 201c-1, 201c-2. Um dies zu erreichen, wird die Steuereinheit 202c durch einen Prozessor implementiert, der einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss, eine Seriellkommunikationsschaltung, einen Komparator, usw. aufweist und verschiedene Arten von Verarbeitung der Invertereinheit 200c gemäß Verarbeitungsprogrammen durchführt, die in einem Speichergespeichert sind, der nicht schematisch gezeigt ist.
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Wird der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2'' angefügt, dann erfasst die Steuereinheit 207a den Zustand, in dem der Wandler 4 nicht mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist, und zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 700-1, 700-2, verbringt die Steuereinheit 207a den Schalter 218a in den Ein-Zustand gemäß einem Befehl aus der übergeordneten Steuervorrichtung 5. Zu diesem Zeitpunkt erfasst die Steuereinheit 207b den Zustand, in dem der Wandler 4 nicht mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205b verbunden ist gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a, und zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n verbringt die Steuereinheit 207b den Schalter 218b in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen wandelt der Wandler 201a einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 208a-1, 208a-2, ..., 208a-m, 201c-1, 201c-2 zu, und wandelt der Wandler 201b einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in einen Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 208b-1, 208b-2, ..., 208b-n zu.
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Werden die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2 angesteuert, um eine Geschwindigkeit in dem Zustand zu verringern, in dem der Wandler 4 nicht an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2'' angefügt ist, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand und verbringt die Steuereinheit 207b den NPN-Transistor 210b in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen nimmt der regenerative Widerstand 211a die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 700-1, 700-2 erzeugt ist, und nimmt der regenerative Widerstand 211b die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist.
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Wird der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2'' über die Verbindungselemente 203a, 203b, 204a, 204b und das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a angefügt, dann erfasst die Steuereinheit 207a den Zustand, in dem der Wandler 4 mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205a verbunden ist, und erfasst die Steuereinheit 207b den Zustand, in dem der Wandler 4 mit dem Mehrfach-Pin-Verbindungselement 205b verbunden ist, gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Dann, zu dem Zeitpunkt des Ansteuerns der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2, verbringt die Steuereinheit 207a den Schalter 218a in den Aus-Zustand gemäß einem Befehl aus der übergeordneten Steuervorrichtung 5, verbringt die Steuereinheit 207b den Schalter 218b in den Aus-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a und verbringt die Steuereinheit 406 den Schalter 408 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a. Aufgrund dessen wandelt der Wandler 4 einen Wechselstrom aus der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1 in Gleichstrom um und führt den Gleichstrom den Invertern 201c-1, 201c-2 und den Invertern 207a-1, 207a-2, ..., 207a-m, 207b-1, 207b-2, ..., 207b-n zu.
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Werden die Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2 angesteuert, um die Geschwindigkeit in dem Zustand zu verringern, in dem der Wandler 4 an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2" angefügt ist, überwachen die Steuereinheiten 207a und 207b jeweils die Anbindungs-Gleichspannung der Servomotor-Ansteuereinheiten 200a, 200b.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung die Spannung V1 als die erste Spannung, die niedriger als der Zerstörungspegel des Elements ist (zum Beispiel der Glättungskapazitäten 214a und 214b), das in der Servomotor-Ansteuervorrichtung 2 umfasst sind, nachdem die Spannung unmittelbar nach Beginn der Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus den Steuereinheiten 207a, 207b, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Aus-Zustand und verbringt die Steuereinheit 207b den NPN-Transistor 210b in den Aus-Zustand. Aufgrund dessen gibt der Wandler 4 die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2 erzeugt ist, zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurück.
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Wenn die Anbindungs-Gleichspannung die Spannung V2 als zweite Spannung überschreitet, die höher als die Spannung V1 und niedriger als der Zerstörungspegel ist, nachdem die Spannung V1 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Ein-Zustand gemäß Daten aus der Steuereinheit 207a, verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand und verbringt die Steuereinheit 207b den NPN-Transistor 210b in den Ein-Zustand. Aufgrund dessen gibt der Wandler 4 die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2 erzeugt ist, zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurück, nimmt der regenerative Widerstand 211a die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 700-1, 700-2 erzeugt ist, und nimmt der regenerative Widerstand 211b die regenerative Energie auf, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 600-1, 600-2, ..., 600-n erzeugt ist.
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Überschreitet die Anbindungs-Gleichspannung die Spannung V3, die höher als die Spannung V2 und niedriger als der Zerstörungspegel ist, nachdem die Spannung V2 überschritten wurde, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Aus-Zustand und bricht das Zurückgeben der regenerativen Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 ab und gibt einen Alarm zu der übergeordneten Steuervorrichtung 5 aus.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Wandler 4, der konfiguriert ist, um regenerative Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurückzuführen, an die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2'' auf eine anfügbare und lösbare Art und Weise durch die Verbindungselemente 203a, 203b, 204a, 204b und das Mehrfach-Pin-Verbindungselement 206a angefügt. Folglich, selbst wenn die regenerative Energie, die während einer Geschwindigkeitsverringerung der Servomotoren 300-1, 300-2, ..., 300-m, 600-1, 600-2, ..., 600-n, 700-1, 700-2 erzeugt ist, größer als die regenerative Energie ist, die durch die regenerativen Widerstände 211a und 210b bewältigt werden kann, da zwei Industrieroboter 3 und 6 und das Peripheriegerät 7 betrieben werden, ist es möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion hinzuzufügen. Das heißt, es ist möglich, die Stromquellen-Regenerationsfunktion gemäß den Betriebsbedingungen des Industrieroboters hinzuzufügen.
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4 zeigt eine Blockdarstellung eines Systems mit einer Servomotor-Ansteuervorrichtung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das in 4 gezeigte System wird verwendet, um einen Servomotor anzusteuern, der mit einer Drehwelle eines beweglichen Abschnitts eines Industrieroboters verbunden ist, und das System weist die Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2, den Industrieroboter 3, den Wandler 4 und die übergeordnete Steuervorrichtung 5 auf. In 4 weisen die Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, die Servomotor-Ansteuervorrichtung 2, der Industrieroboter 3, der Wandler 4 und die übergeordnete Steuervorrichtung 5 die gleichen Aufbauten auf wie jene der Dreiphasen-Wechselstromquelle 1, der Servomotor-Ansteuervorrichtung 2, des Industrieroboters 3, des Wandlers 4 und der übergeordneten Steuervorrichtung 5 des ersten Ausführungsbeispiels, das in Fig., 1 gezeigt ist, und deshalb wird deren Beschreibung ausgelassen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Kontaktelement 410 zwischen der Wechselstromquelle 1 und dem Wandler 4 angeordnet, und wenn der Verbindungsabbau des Kontaktelements 410 erfasst wird, während der Wandler 4 regenerative Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurückgibt, verbringt die Steuereinheit 406 die NPN-Transistoren 402-1, 402-2, 402-3, 402-4, 402-5, 402-6 in den Aus-Zustand und verbringt die Steuereinheit 207a den NPN-Transistor 210a in den Ein-Zustand. Damit der Verbindungsabbau des Kontakts 410 erfasst wird, da es nicht möglich ist, regenerative Energie zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurückzugeben, empfängt beispielsweise die Steuereinheit 406 einen Notfall-Anhaltebefehl durch eine Benutzerbetätigung durch die übergeordnete Steuervorrichtung 5, empfängt einen Aus-Befehl aus der Steuereinheit 406 oder überwacht einen Hilfskontakt des Kontaktelements 410 durch die Steuereinheit 406.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Stromquellenregeneration abzubrechen, falls regenerative Energie nicht zu der Seite der Wechselstromquelle 1 zurückgegeben werden kann, da das Kontaktelement 410 nicht verbunden ist, und es ist deshalb möglich, die Geschwindigkeit der Motoren 300-1, 300-2, ..., 300-m zu verringern und sie auf eine sichere Art und Weise anzuhalten.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, und es kann eine Anzahl von Abänderungen und Modifikationen vorliegen. Zum Beispiel ist es möglich, eine Wechselstromquelle als die Wechselstromquelle zu verwenden, die von der Dreiphasen-Wechselstromquelle verschieden ist. Des Weiteren wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit einem oder zwei Servomotor-Ansteuereinheiten beschrieben, es ist jedoch ebenso möglich, die vorliegende Erfindung bei einer Servomotor-Ansteuervorrichtung mit drei oder mehr Servomotor-Ansteuereinheiten anzuwenden.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Servomotor-Ansteuervorrichtung mit einem Peripheriegerät beschrieben, es ist jedoch ebenso möglich, die vorliegende Erfindung bei einer Servomotor-Ansteuervorrichtung mit zwei oder mehr Peripheriegeräten anzuwenden.
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Des Weiteren wird in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben, in dem die Leitung verwendet wird, in der der Schalter angeordnet ist, es ist jedoch möglich, ein Kabel, das die Wechselstromquelle und den ersten Wandler oder den zweiten Wandler verbindet, als eine Leitung zu verwenden. In diesem Fall, wenn das Kabel die Wechselstromquelle mit dem ersten Wandler verbindet, wird Wechselstrom dem ersten Wandler aus der Wechselstromquelle zugeführt, und wenn das Kabel die Wechselstromquelle mit dem zweiten Wandler verbindet, wird Wechselstrom zu dem zweiten Wandler aus der Wechselstromquelle zugeführt.
