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STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung und insbesondere eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung, welche ermöglicht, dass eine Sicherheitsschaltung während eines Servomotorbetriebs periodisch geprüft wird.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Für eine Notstoppschaltung, welche in eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung einbezogen ist, wird eine Duplexschaltung verwendet, um die Sicherheit zu verbessern, wie beispielsweise in der
japanischen Offenlegungs-Patentschrift Nr. 2004-237416 offenbart ist. Jedoch ist es sogar bei einer derartigen Duplexschaltung möglich, dass ein einzelner Fehler auftreten kann, welcher zu einem mehrfachen Fehler bei einem langfristigen kontinuierlichen Betrieb führen kann. Insbesondere ist es bei einer Notstoppschaltung, welche ein Halbleiterelement umfasst, sehr gut möglich, dass ein Kurzschlussfehler in einem Ausgang aufgrund eines Unfalls auftreten kann, wie beispielsweise einer temporären Überspannung und eines Kurzschlusses oder eines zufälligen Komponentenfehlers, und deshalb ist es nötig, die Notstoppschaltung innerhalb einer kurzen Zeitspanne periodisch zu prüfen.
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Deshalb wird eine Notstoppschaltung, welche ein Halbleiterelement umfasst, doppelt ausgelegt und weiterhin wird ein Verfahren zum periodischen Bestätigen innerhalb einer kurzen Zeitspanne, dass die Notstoppschaltung normal arbeitet, unter Verwendung eines Prüfimpulses verwendet. In diesem Fall ist es möglich, einen einzelnen Fehler der Notstoppschaltung früh zu detektieren und die Schaltung sicher zu stoppen, welche eine Schaltung verwendet, welche ordnungsgemäß arbeitet, bevor ein mehrfacher Fehler auftritt.
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Auf der anderen Seite wurde ein Verfahren zum sicheren Durchführen einer Sicherheitsausschaltung eines Servoverstärkers entworfen, welcher ein Halbleiterelement verwendet, welches für Motorantriebssignale des Servoverstärkers verwendet wird. 1 illustriert eine herkömmliche Sicherheitsschaltung. Die herkömmliche Sicherheitsschaltung umfasst einen ersten Optokoppler pa, welcher ein Sicherheitssignal A ausgibt, einen zweiten Optokoppler pb, welcher ein Sicherheitssignal B ausgibt, einen dritten Optokoppler pm, welcher ein Überwachungssignal empfängt, eine CPU 1001, welche das Überwachungssignal an den dritten Optokoppler pm sendet, eine LSI 1002, welche die Sicherheitssignale A und B empfängt, einen ersten Schalter SW1, einen zweiten Schalter SW2, eine Inverterschaltung 1010, welche einen Servomotor 200 antreibt, einen vierten Optokoppler p1, welcher ein Oberstufen-Halbleiterelement 1011 der Inverterschaltung 1010 steuert, und einen fünften Optokoppler p2, welcher ein Unterstufen-Halbleiterelement 1012 der Inverterschaltung 1010 steuert. Die Bezugszeichen 1003 bis 1006 repräsentieren jeweils einen Widerstand. Bei den jeweiligen Optokopplern repräsentieren die Bezugszeichen pa1, pm1, pb1, p11 und p21 jeweils ein lichtemittierendes Element und repräsentieren pa2, pm2, pb2, p13 und p23 jeweils ein Lichtempfangselement. Der vierte Optokoppler p1 und der fünfter Optokoppler p2 umfassen Dioden p12 bzw. p22.
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Bei diesem Verfahren werden die Sicherheitssignale A und B als ein externes Signal eingegeben, welches kein Impulssignal ist und asynchron zur PWM-(Pulse Width Modulation, Impulsbreitenmodulation)-Steuerung ist. Deshalb ist es nötig, eine Prüfung der Sicherheitsschaltung durchzuführen, während die PWM-Steuerung ausgeschaltet ist, d. h. der Servomotor 200 gestoppt ist.
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Wenn es möglich ist, eine Sicherheitsschaltung während eines Servomotorbetriebs zu prüfen, kann ein Fehler der Sicherheitsschaltung früh detektiert werden, und dadurch wird ein Risiko eines mehrfachen Fehlers reduziert und wird die Zuverlässigkeit einer Sicherheitsschaltung, welche ein Halbleiterelement umfasst, verbessert.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, welche ermöglicht, dass eine Sicherheitsschaltung während einer PWM-Steuerung, d. h. während eines Servomotorbetriebs, periodisch geprüft wird.
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Eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: eine Inverterschaltung, welche einen Servomotor durch Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom und Zuführen des Wechselstroms, welcher durch die Umwandlung erhalten wird, an den Servomotor antreibt; eine Impulsbreiten-Modulationsschaltung, welche ein Impulsbreiten-Modulationssignal an die Inverterschaltung ausgibt; eine Sicherheitsschaltung, welche ein Sicherheitssignal und das Impulsbreiten-Modulationssignal empfängt, das Impulsbreiten-Modulationssignal an die Inverterschaltung ausgibt, wenn das Sicherheitssignal eingeschaltet ist, und kein Impulsbreiten-Modulationssignal an die Inverterschaltung ausgibt, wenn das Sicherheitssignal ausgeschaltet ist; und eine Servomotor-Steuerungsschaltung, welche das Sicherheitssignal an die Sicherheitsschaltung ausgibt und eine Überwachungssignalausgabe von der Sicherheitsschaltung empfängt, wobei die Servomotor-Steuerungsschaltung innerhalb einer Zyklusdauer des Impulsbreiten-Modulationssignals die Sicherheitssignaleingabe an die Sicherheitsschaltung ausschaltet, bei welcher das Impulsbreiten-Modulationssignal während eines Servomotorantriebs ausgeschaltet wird, und eine Abnormität detektiert wird, wenn unter Verwendung des Überwachungssignals kein Aus-Zustand detektiert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher durch die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen, welchen die begleitenden Zeichnungen zugeordnet sind, wobei:
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1 ein Konfigurationsdiagramm einer herkömmlichen Sicherheitsschaltung ist;
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2 ein Konfigurationsdiagramm einer Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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3A ein Konfigurationsdiagramm einer Inverterschaltung ist, welche für die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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3B Spannungswellenformen einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase illustriert, welche für die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
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3C ein Diagramm zum Illustrieren eines Betriebs eines Leistungselements der Inverterschaltung ist, welche für die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 ein Diagramm ist, welches eine Prüfsequenz in einem normalen Zustand in der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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5 ein Diagramm ist, welches eine Prüfsequenz in einem Fehlerzustand in der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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6 ein Diagramm ist, welches eine Notstoppsequenz in der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
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7 ein Konfigurationsdiagramm einer Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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8 ein Konfigurationsdiagramm einer Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
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9 ein Konfigurationsdiagramm einer Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen wird nachfolgend die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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Zunächst wird nachfolgend eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist ein Konfigurationsdiagramm der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: eine Inverterschaltung 1, welche einen Servomotor 200 durch Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom und Zuführen des Wechselstroms, welcher durch die Umwandlung erhalten wird, an den Servomotor antreibt; Impulsbreiten-Modulationsschaltungen 2a und 2b, welche ein Impulsbreiten-Modulationssignal an die Inverterschaltung 1 ausgeben; Sicherheitsschaltungen 3a und 3b, welche ein Sicherheitssignal und das Impulsbreiten-Modulationssignal empfangen, das Impulsbreiten-Modulationssignal an die Inverterschaltung 1 ausgeben, wenn das Sicherheitssignal eingeschaltet ist, und kein Impulsbreiten-Modulationssignal an die Inverterschaltung 1 ausgeben, wenn das Sicherheitssignal ausgeschaltet ist; und eine Servomotor-Steuerungsschaltung 4, welche das Sicherheitssignal an die Sicherheitsschaltung ausgibt und eine Überwachungssignalausgabe von der Sicherheitsschaltung empfängt, wobei die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 innerhalb einer Zyklusdauer des Impulsbreiten-Modulationssignals die Sicherheitssignaleingabe an die Sicherheitsschaltung ausschaltet, bei welcher das Impulsbreiten-Modulationssignal während eines Antriebs des Servomotors 200 ausgeschaltet wird, und eine Abnormität detektiert wird, wenn es unter Verwendung des Überwachungssignals schwierig ist, einen Aus-Zustand zu detektieren.
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Weiterhin kann die Servomotor-Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes umfassen: mehrere Sicherheitsschaltungen 3a und 3b; mehrere Sicherheitssignaleingaben an die entsprechenden Sicherheitsschaltungen, mehrere Impulsbreiten-Modulationssignale, welche den entsprechenden Sicherheitsschaltungen eingegeben werden, und mehrere Überwachungssignale, welche von den Sicherheitsschaltungen ausgegeben werden, wobei die Servomotor-Steuerungsschaltung 4, wenn sie die Abnormität detektiert, den Servomotor 200 stoppt, indem sie die Ausgaben der Sicherheitssignale an alle Sicherheitsschaltungen 3a und 3b ausschaltet.
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Die Inverterschaltung 1 umfasst ein U-Phasen-Oberzweig-Halbleiterelement Tu1, ein U-Phasen-Unterzweig-Halbleiterelement Tu2, ein V-Phasen-Oberzweig-Halbleiterelement Tv1, ein V-Phasen-Unterzweig-Halbleiterelement Tv2, ein W-Phasen-Oberzweig-Halbleiterelement Tw1 und ein W-Phasen-Unterzweig-Halbleiterelement Tw2.
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Eine erste Sicherheitsschaltung 3a umfasst Optokoppler Pu1, Pv1 und Pw1 zum Detektieren, ob die Oberstufen-(Oberzweig)-Halbleiterelemente Tu1, Tv1 bzw. Tw1 der Inverterschaltung 1 normal arbeiten. Die Optokoppler umfassen lichtemittierende Elemente Dpu1, Dpv1 bzw. Dpw1. Weiterhin umfasst die erste Sicherheitsschaltung 3a Halbleiterelemente 312 und 317, digitale Eingabe-/Ausgabeelemente 311, 313 und 316 sowie Widerstände 314 und 315.
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Eine zweite Sicherheitsschaltung 3b umfasst Optokoppler Pu2, Pv2 und Pw2 zum Detektieren, ob die Unterstufen-(Unterzweig)-Halbleiterelemente Tu2, Tv2 bzw. Tw2 der Inverterschaltung 1 normal arbeiten. Die Optokoppler umfassen lichtemittierende Elemente Dpu2, Dpv2 bzw. Dpw2. Weiterhin umfasst die zweite Sicherheitsschaltung 3b Halbleiterelemente 322 und 327, digitale Eingabe-/Ausgabeelemente 321, 323 und 326 sowie Widerstände 324 und 325.
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Die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 umfasst eine erste Servomotor-Steuerungsschaltung 4a und eine zweite Servomotor-Steuerungsschaltung 4b. Die erste Servomotor-Steuerungsschaltung 4a sendet erste Sicherheitssignale U1_DO, V1_DO und W1_DO einer U-Phase, einer V-Phase bzw. einer W-Phase an die erste Sicherheitsschaltung 3a und empfängt erste Überwachungssignale U1_DI, V1_DI und W1_DI der U-Phase, der V-Phase bzw. der W-Phase von der ersten Sicherheitsschaltung 3a. Die zweite Servomotor-Steuerungsschaltung 4b sendet zweite Sicherheitssignale U2_DO, V2_DO und W2_DO der U-Phase, der V-Phase bzw. der W-Phase an die zweite Sicherheitsschaltung 3b und empfängt zweite Überwachungssignale U2_DI, V2_DI und W2_DI der U-Phase, der V-Phase bzw. der W-Phase von der zweiten Sicherheitsschaltung 3b.
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Eine erste PWM-Schaltung 2a sendet ein PWM-Signal an die erste Sicherheitsschaltung 3a, und eine zweite PWM-Schaltung 2b sendet ein PWM-Signal an die zweite Sicherheitsschaltung 3b.
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Ein Servoverstärker (d. h. die Servomotor-Steuerungsvorrichtung) führt dem Servomotor 200 unter Verwendung der Inverterschaltung 1 Strom zu. Wenn mit anderen Worten die Inverterschaltung 1 sicherheitsabgeschaltet ist, kann eine Sicherheitsausschaltung des Servomotors 200 realisiert werden.
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Ein Betrieb der Inverterschaltung 1 ist nachfolgend unter Bezugnahme auf 3A bis 3C beschrieben. 3A ist ein Konfigurationsdiagramm einer Inverterschaltung, welche für die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 3B ist ein Diagramm zum Illustrieren von Spannungswellenformen einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase, und 3C ist ein Diagramm zum Illustrieren eines Betriebs eines Halbleiterelements der Inverterschaltung. In der Inverterschaltung 1 sind drei Sätze von zwei Halbleiterelementen (Tu1 und Tu2, Tv1 und Tv2 sowie Tw1 und Tw2), welche in Reihe an eine Gleichstromversorgung angeschlossen sind, parallel miteinander verbunden. Verbindungsabschnitte dieser Halbleiterelemente (Tu1 und Tu2, Tv1 und Tv2 sowie Tw1 und Tw2) fungieren als eine Versorgungsquelle eines Stromsignals an den Servomotor, und es gibt Ausgabesignale für drei Phasen, welche die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase sind. Die Halbleiterelemente sind mit Dioden Du1, Du2, Dv1, Dv2, Dw1 bzw. Dw2 verbunden.
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Wenn, wie in 3D illustriert, die Oberstufen-Halbleiterelemente Tu1 (U1), Tv1 (V1) und Tw1 (W1) eingeschaltet sind, sind die Unterstufen-Halbleiterelemente Tu2 (U2), Tv2 (V2) und Tw2 (W2) definitiv ausgeschaltet, und wenn die Unterstufen-Halbleiterelemente eingeschaltet sind, sind die Oberstufen-Halbleiterelemente ausgeschaltet. Wenn die Ober- und Unterstufenhalbleiter gleichzeitig eingeschaltet werden, sind die Gleichstromverbindungen kurzgeschlossen, und deshalb werden die Ober- und Unterstufenhalbleiter nicht gleichzeitig eingeschaltet. Wenn mit anderen Worten jeweils eine PWM-Zyklusdauer betrachtet wird, gibt es in der Inverterschaltung mehrere Halbleiterelemente, welche ausgeschaltet sind. Diese Halbleiterelemente, welche ausgeschaltet sind, werden einer Prüfung für eine Sicherheitsschaltung eines Halbleiterelements unterzogen.
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4 illustriert eine Prüfsequenz in einem normalen Zustand. 4 illustriert sechs PWM-Signale von U1_PWM bis W2_PWM. U1_PWM, V1_PWM und W1_PWM werden aus der ersten PWM-Schaltung 2a ausgegeben, und U2_PWM, V2_PWM und W2_PWM werden aus der zweiten PWM-Schaltung 2b ausgegeben. Von diesen gibt ein Abschnitt, welcher mit einem Kreis markiert ist, ein Halbleiterelement an, welches geprüft werden soll. Beispielsweise gibt „V1-Prüfung” an, dass das V-Phasen-Oberstufen-Halbleiterelement Tv1 geprüft wird. Für die Prüfung wird von den sechs Sicherheitssignalen von U1_DO bis W2_DO ein Prüfimpuls mit einer engen Breite von höchstens einer Zyklusdauer der PWM an ein Halbleiterelement ausgegeben, bei welchem kein PWM-Signal eingeschaltet ist, und eine Prüfung wird auf der Grundlage durchgeführt, ob der Prüfimpuls korrekt in Überwachungssignale von U1_DI bis W2_DI gelesen wird.
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Die ersten Sicherheitssignale U1_DO, V1_DO und W1_DO sowie die ersten Überwachungssignale U1_DI, V1_DI und W1_DI werden übertragen an/empfangen von der ersten Servomotor-Steuerungsschaltung 4a, und die zweiten Sicherheitssignale U2_DO, V2_DO und W2_DO sowie die zweiten Überwachungssignale U2_DI, V2_DI und W2_DI werden übertragen an/empfangen von der zweiten Servomotor-Steuerungsschaltung 4b (2).
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In der Prüfsequenz der 4 führen die erste Servomotor-Steuerungsschaltung 4a und die zweite Servomotor-Steuerungsschaltung 4b abwechselnd eine Prüfung durch, aber es ist nicht erforderlich, eine Prüfung abwechselnd durchzuführen. Hinsichtlich der Prüfung wird in 4 ein Halbleiterelement in einem Zyklus geprüft, aber es ist auch möglich, mindestens zwei Halbleiterelemente in dem gleichen Zyklus zu prüfen. Die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 erhält PWM-Informationen von einer PWM-Schaltung und spezifiziert ein Halbleiterelement, welches in einer PWM-Zyklusdauer nicht eingeschaltet wird, um ein prüffähiges Halbleiterelement auszuwählen.
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5 illustriert eine Prüfsequenz in einem Fehlerzustand. Wenn kein Prüfimpuls in einem Überwachungssignal detektiert wird (5), wird eine Abnormität einer Sicherheitsschaltung festgestellt, und sofort werden alle Sicherheitssignale und alle PWM-Signale für einen Alarmstopp ausgeschaltet.
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Auf diese Weise umfasst die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 die erste Servomotor-Steuerungsschaltung 4a und die zweite Servomotor-Steuerungsschaltung 4b, und wenn festgestellt wird, dass das erste Sicherheitssignal, welches von der ersten Servomotor-Steuerungsschaltung ausgegeben wird, und das zweite Sicherheitssignal, welches von der zweiten Servomotor-Steuerungsschaltung ausgegeben wird, für mindestens eine Zyklusdauer eines Impulsbreiten-Modulationssignals nicht den gleichen Zustand aufweisen, werden alle Ausgaben des ersten Sicherheitssignals und des zweiten Sicherheitssignals an alle Sicherheitsschaltungen ausgeschaltet, um einen Servomotor zu stoppen.
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6 illustriert eine Sequenz einer Sicherheitsausschaltung eines Servomotors in einem Notfallstopp-Zustand. Auf die gleiche Weise wie der Alarmerzeugungszustand in 5 sind in dem Notfallstopp-Zustand alle PWM-Signale und alle Sicherheitssignale ausgeschaltet.
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Wie oben stehend beschrieben, ermöglicht es die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsschaltung während eines Servomotorbetriebs zu prüfen, früh einen Fehler der Sicherheitsschaltung zu detektieren und ein Risiko des Auftretens eines mehrfachen Fehlers zu reduzieren, um die Zuverlässigkeit einer Sicherheitsschaltung zu verbessern, welche ein Halbleiterelement umfasst.
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[Zweite Ausführungsform]
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Als Nächstes wird eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 7 illustriert ein Konfigurationsdiagramm der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: einen Wandler 5, welcher Wechselstrom in Gleichstrom konvertiert und den Gleichstrom, welcher durch die Umwandlung erhalten wird, Inverterschaltungen 1-1, ... und 1-n zuführt; und ein elektromagnetisches Schütz 6, welches einen Hilfskontakt umfasst, welcher mechanisch mit einem Hauptkontakt verzahnt ist, welcher eine Verbindung zwischen einer Stromversorgung 100, welche dem Wandler 5 Wechselstrom zuführt, und dem Wandler trennt, wobei die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 einen Zustand des Hilfskontakts detektiert und bestimmt, ob das elektromagnetische Schütz 6 normal ist; und Ausgaben von Sicherheitssignalen an alle Sicherheitsschaltungen 3a und 3b ausschaltet und das elektromagnetische Schütz 6 trennt, wenn eine Abnormität der Sicherheitsschaltung 3a oder 3b oder des elektromagnetischen Schützes 6 detektiert wird. Die Konfiguration der anderen Komponenten der Servomotor-Steuerungsvorrichtung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konfiguration der Servomotor-Steuerungsvorrichtung 101 gemäß der ersten Ausführungsform, und deshalb wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
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Das in 7 illustrierte Konfigurationsdiagramm illustriert ein Beispiel, bei welchem der Servoverstärker (die Servomotor-Steuerungsvorrichtung) 102 gemäß der zweiten Ausführungsform n (n > 1) Einheiten von Servomotoren 200-1 bis 200-n steuert. Weiterhin umfasst der Wandler 5 einen Gleichstrom-Koppelkondensator 51. Die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 umfasst eine erste Servomotor-Steuerungsschaltung (erste CPU) 4a und eine zweite Servomotor-Steuerungsschaltung (zweite CPU) 4b. Ein Beispiel ist illustriert, bei welchem zwei PWM-Schaltungen, welche bei der ersten Ausführungsform getrennt sind, in einer PWM-Schaltung 2 integriert sind.
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Der erste Servomotor 200-1 wird von der ersten Inverterschaltung 1-1 gesteuert. Die erste Inverterschaltung 1-1 umfasst eine (1-1)-te Sicherheitsschaltung 3a-1 und eine (2-1)-te Sicherheitsschaltung 3b-1. Die (1-1)-te Sicherheitsschaltung 3a-1 führt Übertragung/Empfang eines ersten Sicherheitssignals an die erste/von der ersten CPU 4a durch und führt Übertragung/Empfang eines PWM-Signals an die/von der PWM-Schaltung 2 durch. Die (2-1)-te Sicherheitsschaltung 3b-1 führt Übertragung/Empfang eines zweiten Sicherheitssignals an die zweite/von der zweiten CPU 4b durch und führt Übertragung/Empfang eines PWM-Signals an die/von der PWM-Schaltung 2 durch.
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Die erste Inverterschaltung 1-1 umfasst zwei Halbleiterelemente Tu-1 für eine U-Phase, zwei Halbleiterelemente Tv-1 für eine V-Phase und zwei Halbleiterelemente Tw-1 für eine W-Phase.
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Der n-te Servomotor 200-n wird von der n-ten Inverterschaltung 1-n gesteuert. Die n-te Inverterschaltung 1-n umfasst eine (1-n)-te Sicherheitsschaltung 3a-n und eine (2-n)-te Sicherheitsschaltung 3b-n. Die (1-n)-te Sicherheitsschaltung 3a-n führt Übertragung/Empfang eines ersten Sicherheitssignals an die erste/von der ersten CPU 4a durch und führt Übertragung/Empfang eines PWM-Signals an die/von der PWM-Schaltung 2 durch. Die (2-n)-te Sicherheitsschaltung 3b-n führt Übertragung/Empfang eines zweiten Sicherheitssignals an die zweite/von der zweiten CPU 4b durch und führt Übertragung/Empfang eines PWM-Signals an die/von der PWM-Schaltung 2 durch.
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Die erste Inverterschaltung 1-n umfasst zwei Halbleiterelemente Tu-n für die U-Phase, zwei Halbleiterelemente Tv-n für die V-Phase und zwei Halbleiterelemente Tw-n für die W-Phase.
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Das elektromagnetische Schütz 6 ist zwischen der Stromversorgung 100 und dem Wandler 5 angeordnet.
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Die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine Zuverlässigkeit durch Anordnen des elektromagnetischen Schützes 6 in einer Stromversorgungsquelle und gleichzeitig durch Trennen dieser im Fall einer Alarmdetektion weiter zu verbessern.
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[Dritte Ausführungsform]
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Als Nächstes wird eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 illustriert ein Konfigurationsdiagramm der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: einen Wandler 5, welcher Wechselstrom in Gleichstrom konvertiert und den Gleichstrom, welcher durch die Umwandlung erhalten wird, einer Inverterschaltung zuführt; und eine Stromversorgungs-Sicherheitsschaltung 7, welche eine Verbindung zwischen einer Stromversorgung 100, welche dem Wandler Wechselstrom zuführt, und dem Wandler ausschaltet, wobei die Servomotor-Steuerungsschaltung 4 eine Ausgangsspannung des Wandlers 5 detektiert und auf der Grundlage des Detektionsergebnisses bestimmt, ob die Stromversorgungs-Sicherheitsschaltung 7 normal ist; und Ausgaben von Sicherheitssignalen an alle Sicherheitsschaltungen 3a und 3b ausschaltet und die Stromversorgungs-Sicherheitsschaltung 7 ausschaltet, wenn eine Abnormität der Sicherheitsschaltung 3a oder 3b oder der Stromversorgungs-Sicherheitsschaltung 7 detektiert wird. Die Konfiguration der anderen Komponenten der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konfiguration der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und deshalb wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
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Die Servomotor-Steuerungsvorrichtung 103 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst die Stromversorgungs-Sicherheitsschaltung 7 an Stelle des elektromagnetischen Schützes 6 in der Servomotor-Steuerungsvorrichtung 102 gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine Zuverlässigkeit durch Anordnen der Stromversorgungs-Sicherheitsschaltung 7 in einer Stromversorgungsquelle und gleichzeitig durch Ausschalten dieser im Fall einer Alarmdetektion weiter zu verbessern.
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[Vierte Ausführungsform]
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Als Nächstes wird eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 illustriert ein Konfigurationsdiagramm der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung 104 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin eine Bremssteuerungsschaltung 10, welche eine regenerative Bremse (8-1, ..., 8-n) oder eine elektromagnetische Bremse 9 steuert, welche einen Servomotor (200-1, ..., 200-n) stoppt, wobei die Servomotor-Steuerungsvorrichtung 4 den Servomotor (200-1, ..., 200-n) durch Aktivieren der regenerativen Bremse (8-1, ..., 8-n) oder der elektromagnetischen Bremse 9 stoppt, wenn Ausgaben von Sicherheitssignalen an alle Sicherheitsschaltungen ausgeschaltet werden. Die Konfiguration der anderen Komponenten der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie die Konfiguration der Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, und deshalb wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
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Eine erste regenerative Bremsschaltung 8-1 ist in einem ersten Ausgang der ersten Inverterschaltung 1-1 angeordnet und wird durch ein Signal aus der ersten CPU 4a oder der zweiten CPU 4b gesteuert.
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Eine n-te regenerative Bremsschaltung 8-n ist in einem n-ten Ausgang der n-ten Inverterschaltung 1-n angeordnet und wird durch ein Signal aus der ersten CPU 4a oder der zweiten CPU 4b gesteuert.
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Die elektromagnetische Bremsschaltung 9 ist mit einem ersten Servomotor 200-1 bis einem n-ten Servomotor 200-n verbunden und wird durch ein Signal aus der ersten CPU 4a oder der zweiten CPU 4b gesteuert.
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Die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, die Servomotoren 200-1, ..., und 200-n durch Ausschalten der Ausgaben aller Inverterschaltungen 1-1, ..., und 1-n und Aktivieren der regenerativen Bremsen 8-1, ..., und 8-n oder der elektromagnetischen Bremse 9 im Fall eines Alarmstopps bzw. im Fall eines Notstopps sicher zu stoppen.
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Wie oben stehend beschrieben, ermöglicht die Servomotor-Steuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Servomotor-Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, welche ermöglicht, dass eine Sicherheitsschaltung während einer PWM-Steuerung, d. h. während eines Servomotorbetriebs, periodisch geprüft wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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