JP2010081679A - 消費電力量および回生電力量を計算するサーボモータ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアンプ群を有する電源構成の機械システムにおいて、消費電力量や回生電力量の適切な評価を可能とする。
【解決手段】上位の電源に接続された共通電源部と、それからサーボモータに電力を供給する複数の電力供給部と、からそれぞれ構成されている複数のアンプ群を有する機械システムのサーボモータ駆動制御装置は、アンプ群毎の電力量を求めるアンプ群電力検出部を有する。各アンプ群電力検出部は、それに該当するアンプ群に属する電力供給部に接続されたサーボモータについての個別周期電力量ｄＥａｋを合計して、当該アンプ群での消費電力量または回生電力量であるアンプ群周期電力量ｄＥｂｇを求め、それを所定の期間にわたって積算してアンプ群消費電力量Ｅｂｎｇを求める。個別周期電力量ｄＥａｋは、サーボモータが電力を消費している場合に正の値であり、サーボモータが電力を回生している場合に負の値である。
【選択図】図３

Description

本発明は、多数のサーボモータを有する機械システム、特に工作機械における、消費電力量および回生電力量を計算する機能を有するサーボモータ駆動制御装置に関する。

機械システムの消費電力量は、一般に、電力計を大元の電源に取り付ける事で知ることができる（特許文献１)。一方、複数のサーボモータを有する機械システムでは、サーボモータ毎の、より詳細な消費電力量を求めること、さらに、サーボモータは、回生電力を発生する場合があるので、その回生電力を求めることが知られている。

このような技術として、特許文献２には、各サーボモータの消費電力と回生電力を、当該サーボモータの角速度と、それに流れる電流の測定値から所定の時間周期で求め、所定の期間にわたって積算することによって、消費電力量と回生電力量を求めることが記載されている。同文献では、このようにして求めた消費電力量と回生電力量によって、各サーボモータに対応した軸毎の稼動負荷を評価して適切な保守・点検時期を把握することができるとしている。さらに、各軸間の負荷のバランスがとれるように工程を最適化したり、各サーボモータに対応する回生抵抗の大きさの最適化を図ったりすることが提案されている。

特許文献３には、射出成形器のサーボモータやヒータなどの消費電力要素毎に、製品が製造される１サイクル当たりの消費電力量を求めることが記載されている。それによって、同文献では、製品の製造コストを正確に求めたり、装置の動作条件が消費電力量に及ぼす影響を評価して、電力の有効利用を図ったりすることができるとされている。

特許文献４には、プリンタにおいて、用紙の搬送機構やキャリッジの駆動機構のモータの消費電力を監視することによって、モータの加熱による悪影響を抑制することが記載されている。特許文献３，４では、サーボモータの消費電力は、その電流の測定値から求められている。

実開平４−２５４８５号公報 特開２０００−１０５６０５号公報 特開２０００−２０６１５０号公報 特開２００５−３１３６１０号公報

多数のサーボモータを有する機械システムでは、サーボモータは、複数の群に分けられ、各群に属する複数のサーボモータが共通電源部に接続された電源構成が取られる場合がある。すなわち、この電源構成では、１つの共通電源部と、それに接続された、複数のサーボモータへの電力供給部から構成されるアンプ群が複数設けられ、それらが、交流電源網などのより上位の電源系統に接続されている。

このように複数のアンプ群を有する電源構成の場合、上述のような従来技術での消費電力量や回生電力量の評価では、不十分な場合がある。例えば、各サーボモータの回生電力量が、交流電源に返されるのか、他のサーボモータで有効利用されるのかを知ることはできず、また、アンプ群毎に抵抗回生か電源回生かが異なる場合もあり、回生電力量が回生抵抗によって廃棄されることもある。以上のように、従来技術は、回生電力量の流れを明らかにするという面に着目するものではなかった。

本発明の目的は、複数のアンプ群を有する電源構成の工作機械などの機械システムにおいて、消費電力量と回生電力量の流れを適切に評価することを可能とすることにある。

上述の目的を達成するため、本発明のサーボモータ駆動制御装置は、上位の電源に接続された共通電源部と、共通電源部からサーボモータに電力を供給する複数の電力供給部と、からそれぞれ構成されている複数のアンプ群を有する機械システムのサーボモータを制御するサーボモータ駆動制御装置であって、所定の周期毎にサーボモータの、該周期中の電力量である個別周期電力量を求める個別電力検出部と、アンプ群毎の電力量を求めるアンプ群電力検出部と、を有し、サーボモータが電力を消費している場合に個別周期電力量は正の値であり、サーボモータが電力を回生している場合に個別周期電力量は負の値であり、各アンプ群電力検出部は、当該アンプ群電力検出部に該当するアンプ群に属する電力供給部に接続されたサーボモータについての個別周期電力量を合計して、当該アンプ群での消費電力量または回生電力量であるアンプ群周期電力量を求め、アンプ群周期電力量を所定の期間にわたって積算して、所定の期間における当該アンプ群での合計の消費電力量であるアンプ群消費電力量を求めることを特徴とする。

この構成によれば、アンプ群電力検出部の計算結果によって、アンプ群単位での消費電力量および回生電力量を評価することができる。

アンプ群電力検出部は、所定の期間にわたって、アンプ群周期電力量が負の場合にのみアンプ群周期電力量を積算して、所定の期間における当該アンプ群電力検出部に該当するアンプ群での回生電力量の総和であるアンプ群回生電力量を求めるものとするのが好ましい。それによって、各アンプ群が、所定の期間内に交流電源側に戻した合計の回生電力量を評価することができる。

また、アンプ群電力検出部は、当該アンプ群電力検出部に該当するアンプ群に属する電力供給部に接続されたサーボモータについての個別周期電力量が負の場合にのみ、それを合計し、さらに、所定の期間にわたって積算して得られた電力量からアンプ群回生電力量を減算して、当該アンプ群内のサーボモータ間で受け渡された回生電力量を求めるものとするのが好ましい。それによって、アンプ群内で有効利用された回生電力量を評価し、省エネ効果などの評価を行うことができる。

個別電力検出部は、サーボモータに流れる電流の測定値と、サーボモータの回転速度の測定値と、に基づいて個別周期電力量を求める構成とするのが好ましい。それによって、前記のように、消費電力量であるか回生電力量であるかによって、符号が変わる個別周期電力量を簡便かつ適切に求めることができる。

また、個別電力検出部についても、所定の期間における消費電力量である個別消費電力量、および、回生電力量の総和である個別回生電力量を求める構成とするのが好ましい。それによって、アンプ群電力検出部の計算結果に加えて、サーボモータの個別の消費電力量や回生電力量の情報を得られ、より詳細な評価を行うことが可能となる。

また、全てのアンプ群についての合計の消費電力量や回生電力量の情報を計算する全体電力検出部をさらに設けてもよい。それによって、交流電源から受け取った電力量と、交流電源に戻した電力量の情報をさらに得ることができる。

共通電源部には、交流電源に電力を戻す回生動作を行わないものが含まれていてもよい。この場合、適切な評価を行うために、全体電力検出部は、回生動作を行わない共通電源部が属するアンプ群については、アンプ群周期電力量が負の時に、それをゼロとし、すなわち、当該アンプ群からの回生電力量をゼロとして計算を行うようにする必要がある。

本発明によれば、複数のアンプ群を有する電源構成の機械システムにおける消費電力量と回生電力量の流れの適切な評価が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るサーボモータ駆動制御装置、および、これによって制御される複数のサーボモータを備える工作機械などの機械システムを模式的に示すブロック図である。

なお、便宜上、図１では、機械システム１０は、本発明に関連する部分のみによって示している。また、サーボモータ駆動制御装置３０内の構成は、電力供給部制御処理部３１〜３４などの複数の機能部を有する形で示している。これらの機能部は、別個のハードウェアとして構成することもできるが、各機能部間の明確な区分を持たないハードウェアにおけるソフトウェアによって実現されるものであってよい。ソフトウェアによって実現される場合、各機能部は、別個のソフトウェア部分として構成することもできるが、各機能部間の明確な区分を持たないソフトウェアによって実現されるものであってもよい。

図１に示す例では、機械システム１０は、４つのサーボモータ１〜４を有している。これらのうちサーボモータ１，２は第１の共通電源部１１に接続され、サーボモータ３，４は、第２の共通電源部１２に接続されている。

共通電源部１１，１２は、不図示の上位の交流電源に接続され、この上位の交流電源は、例えば、機械システム１０が設置された工場に引かれた通常の交流電源網であってよい。共通電源部１１，１２は、この交流電源からの電力を直流電力に変換して、サーボモータ１〜４のそれぞれに対応した電力供給部２１〜２４に供給する働きをする。一方の共通電源部１１とそれに接続された２つの電力供給部２１，２２が第１のアンプ群１５を構成しており、他方の共通電源部１２とそれに接続された２つの電力供給部２３，２４が第２のアンプ群１６を構成している。

各電力供給部２１〜２４は、サーボモータ１〜４が回生電力を発生した時には、その回生電力を共通電源１１，１２側に戻す働きをするように構成されている。また、本実施形態では、共通電源部１１，１２も、それに対応するアンプ群１５，１６で全体として回生電力が発生している時には、上位の交流電源側に電力を戻す回生動作が可能な構成となっている。

電力供給部２１〜２４は、サーボモータ駆動制御装置３０の電力供給部制御処理部３１〜３４からの指令信号に応じて、共通電源部１１，１２から供給された直流電力を、適切な周波数および電流の交流電力に変換してサーボモータ１〜４にそれぞれ供給する働きをする。電力供給部２１〜２４は、サーボモータ１〜４に供給される電流を測定する機能を有し、また、各サーボモータ１〜４の速度測定器の測定信号を入力されている。各サーボモータ１〜４の電流および速度の測定値は、電力供給部２１〜２４を介してサーボモータ駆動制御装置３０の電力供給部制御処理部３１〜３４にそれぞれ入力されている。

各サーボモータ１〜４の電力供給部２１〜２４に回転速度などの指令信号を出力する働きを主として果たす、サーボモータ駆動制御装置３０の電力供給部制御処理部３１〜３４には、消費電力および回生電力を計算する働きをする個別電力検出部３５〜３８が設けられている。上述の電力供給部２１〜２４から入力される電流および速度の測定値は、後述するように、個別電力検出部３５〜３８で消費電力および回生電力を計算するのに用いられるものであるが、必要に応じて、他の情報表示や制御に利用してもよい。

サーボモータ駆動制御装置３０には、各サーボモータ１〜４に対応した電力供給部制御処理部３１〜３４の他に、製品製造工程などに応じた各サーボモータ１〜４の動作タイミングの管理などの働きをする上位制御処理部４１が設けられている。

本発明に関わる構成として、上位制御処理部４１には、各アンプ群１５，１６全体としての消費電力および回生電力を計算する働きをするアンプ群電力検出部４２，４３が含まれている。アンプ群電力検出部４２では、それに対応するアンプ群１５に属する電力供給部２１，２２に対応する個別電力検出部３５，３６での計算結果などのデータが利用される。同様に、もう一方のアンプ群電力検出部４３では、個別電力検出部３７，３８でのデータが利用される。

上位制御処理部４１には、さらに、機械システム１０全体としての消費電力および回生電力を計算する働きをする全体電力検出部４５が含まれている。全体電力検出部４５では、アンプ群電力検出部４２，４３でのデータが利用される。

次に、本実施形態における消費電力量および回生電力量の検出動作について説明する。なお、図１では、アンプ群が１５と１６の全部で２つ、電力供給部が２１〜２４の全部で４つある例を示したが、以下では、これらは任意の数あるものとして説明する。このために、以下では、ｇをアンプ群１５，１６の追番とし、１〜Ｇの値をとるものとする（図１の例ではＧ＝２）。また、ｋを電力供給部２１〜２４の追番とし、１〜Ｎの値をとるものとする（図１の例ではＮ＝４）。

図２は、個別電力検出部における検出動作を示すフローチャートである。本実施形態では、所定の周期ｄｔ（ｓ）でサーボモータの電流測定値および速度測定値をサンプリングし、それに基づいて電力量を計算によって求める。図２は、一周期で行われる動作を示している（以下のフローチャートについても同様）。周期ｄｔは、サーボモータの電流および速度が一定であるものと見なすことができる十分に短い時間に設定される。また、図２は、サーボモータ（個別電力検出部）のいずれか１つについての動作を示しているが、各サーボモータについて、この動作が行われる。

まず、ステップＳ１で、サーボモータのモータ速度Ｓｋ（ｒａｄ／ｓ）が取得され、ステップＳ２で、モータ巻線電流Ｉｋ（Ａ）が取得される。これらは、前述のように、電力供給部を介して得ることができる。

続いて、ステップＳ３において、その周期での電力量（個別周期電力量）ｄＥａｋ（Ｗ・Ｓ）を、式ｄＥａｋ＝Ｓｋ×Ｉｋ×Ｋｋ×ｄｔによって求める。Ｋｋ（Ｎｍ／Ａ）は、対応するサーボモータのトルク定数である。これは、モータの仕事量が消費電力量に相当すると考えることで消費電力量を計算しているものである。ｄＥａｋは、ＳｋおよびＩｋの符号（モータの回転方向および電流の方向）に応じて、対応するサーボモータが回生動作し、すなわち、電力を発生して電力供給部を介して共通電源部側に戻す動作をしている時には、負の値を取る。

続いて、ステップＳ４において、所定の期間にわたって積算した電力量（個別電力量）Ｅａｋ（Ｗ・Ｓ）を、式Ｅａｋ＝Ｅａｋ＋ｄＥａｋによって求める。すなわち、所定の期間にわたって、各周期でのｄＥａｋの加算を繰り返し行うことによって、所定の期間にわたって積算された値が求められる。

続いて、ステップＳ５において、ｄＥａｋが負かどうかを判定する。前述のように、対応するサーボモータが回生動作している場合、ｄＥａｋは負となる。そこで、ｄＥａｋが負と判定された場合には、ステップＳ６に進んで、個別回生電力量Ｅａｎｋ（Ｗ・Ｓ）に、ｄＥａｋを加算する。ｄＥａｋが負でない場合には、ステップＳ６をスキップする。

以上で、個別電力検出部における一周期の検出動作が完了する。この動作を、所定の期間にわたって、周期ｄｔで繰り返し実行することによって、その期間にわたる、各サーボモータの消費電力量および回生電力量がＥａｋおよびＥａｎｋとしてそれぞれ求められる。

次に、図３は、アンプ群電力検出部における検出動作を示すフローチャートである。図３は、アンプ群電力検出部のいずれか１つについての動作を示しているが、各アンプ群電力検出部について、この動作が行われる。

ステップＳ１１で、対象とするアンプ群に属する電力供給部ｐ〜ｑの、その周期での電力量ｄＥａｋ（ｋ＝ｐ〜ｑ）を取得する。これらは、上記の図２の動作によって、対応する個別電力検出部で計算されたｄＥａｋから得られる。

続いて、ステップＳ１２において、対象とするアンプ群に属する電力供給部ｐ〜ｑの、その周期での電力量ｄＥａｋ（ｋ＝ｐ〜ｑ）を合計して、対象とするアンプ群の、その周期での電力量（アンプ群周期電力量）ｄＥｂｇを求める。さらに、アンプ群電力量ＥｂｇにｄＥｂｇを加算し、すなわち、所定の期間にわたるｄＥｂｇの積算を行う。

続いて、ステップＳ１３において、ｄＥｂｇが負かどうかを判定する。ｄＥｂｇが負であるということは、対応するアンプ群が、全体として回生電力を発生し、対応する共通電源を介して上位の交流電源側に電力が戻されることを意味している。そこで、ｄＥｂｇが負と判定された場合には、ステップＳ１４に進んで、アンプ群回生電力量Ｅｂｎｇに、ｄＥｂｇを加算する。ｄＥｂｇが正である場合には、ステップＳ１４をスキップする。

この際、アンプ群回生電力量Ｅｂｎｇには、それに対応するアンプ群に含まれる電力供給部が発生した回生電力量のうち、そのアンプ群内で消費されて有効利用された分は含まれない。すなわち、例えば、図１のアンプ群１５において、それに含まれる電力供給部２１，２２のうちの一方、例えば電力供給部２１（それに対応するサーボモータ１）で回生電力が発生している時に、他方の電力供給部２２（それに対応するサーボモータ２）で電力が消費される動作が行われている場合、電力供給部２１からの回生電力は、まず、電力供給部２２で消費される。したがって、電力供給部２１で発生した回生電力のうち、他方の電力供給部２２で消費された分を差し引いた分だけが、アンプ群１５全体として、共通電源部１１から交流電源側に戻される回生電力となる。あるいは、電力供給部２１で発生した回生電力が、他方の電力供給部２２で消費される電力量より小さければ、アンプ群１５全体としては、回生電力は発生しない。この場合、共通電源部１１を介してアンプ群１５に供給される電力が、電力供給部２２で消費される電力量よりも、電力供給部２１で発生した回生電力分だけ小さくなることになる。

本実施形態では、各電力供給部２１での発生電力を示すｄＥａｋが、回生電力が発生している時には負の値を取る。このために、ステップＳ１２での、アンプ群内でのｄＥａｋの加算によって、上記のような、アンプ群内での回生電力の消費が加味された積算回生電力量Ｅｂｎｇが求められる。

一方、以下のステップＳ１５〜Ｓ１９は、対象とするアンプ群に含まれる電力供給部で発生する回生電力量の総和Ｅｂｓｇを求めるルーチンである。このルーチンでは、まず、ステップＳ１５において、対象とするアンプ群に、追番ｐ〜ｑの電力供給部が属するとして、電力供給部の追番のカウント用の変数ｋを初期値ｐに設定する。

続いて、ステップＳ１６において、追番ｋの電力供給部での消費電力量ｄＥａｋが負かどうか、すなわちその電力供給部で回生電力が発生しているかどうかの判定が行われる。ｄＥａｋが負の場合には、ステップＳ１７において、対象とするアンプ群における回生電力量の総和Ｅｂｓｇに、ｄＥａｋを加算する。ｄＥａｋが負でなければ、ステップＳ１７をスキップする。

続いて、ステップＳ１８において、電力供給部の追番のカウント用の変数ｋが、対象とするアンプ群に属する電力供給部の最後の追番に相当するかどうかの判定が行われ、最後でなければ、ステップＳ１９で、ｋをインクリメントして、ステップＳ１６に戻る。すなわち、このようにして、ステップＳ１６，Ｓ１７の動作が、対象とするアンプ群に属する全ての電力供給部ｐ〜ｑについて繰り返される。

続いて、ステップＳ２０において、ステップＳ１５〜Ｓ１９のルーチンで求めた、対象とするアンプ群に含まれる電力供給部で発生する回生電力量の総和Ｅｂｓｇから、ステップＳ１４で求めた、アンプ群回生電力量Ｅｂｎｇを減算する。それによって得られるＥｂｒｇは、前述のように、対象とするアンプ群に含まれる電力供給部で発生した回生電力量のうち、そのアンプ群に含まれる電力供給部で消費された電力量、すなわち、そのアンプ群内で有効利用された回生電力量に相当している。

次に、図４は、全体電力検出部における検出動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３１において、全てのアンプ群（ｇ＝１〜Ｇ）の、その周期での電力量ｄＥｂｇを取得する。これらは、アンプ群電力検出部からそれぞれ得られる。
続いて、ステップＳ３２において、取得した全てのアンプ群の電力量ｄＥｂｇを積算することによって、機械システム全体としての、その周期での電力量（全体周期電力量）ｄＥｃを求める。さらに、ｄＥｃを、所定の周期にわたる積算電力量である全体電力量Ｅｃに加算する。

続いて、ステップＳ３３において、ｄＥｃが負かどうかを判定し、ステップＳ３４において、ｄＥｃが負の場合のみ、それを積算して、所定の期間における回生電力量（全体回生電力量）Ｅｃｎを得る。このＥｃｎには、各アンプ群が発生する回生電力のうち、他のアンプ群で消費されたとみなすことができる分は含まれない。すなわち、いずれかのアンプ群で回生電力が生じている時に、同時に、他のアンプ群で電力が消費されている場合、その消費電力分だけ、機械システム全体としての回生電力量ｄＥｃは減らされ、あるいは、消費電力量の方が回生電力量を上回っていれば、機械システム全体としての回生電力は発生しない。これは、ステップＳ３２において、アンプ群の、負の値を取り得る発生電力ｄＥａｋの加算によって、機械システム全体としての電力量ｄＥｃを求めているためである。

一方、以下のステップＳ３５〜Ｓ３９は、機械システムに含まれる全てのアンプ群で発生する回生電力量の総和Ｅｃｓを求めるルーチンである。このルーチンでは、まず、ステップＳ３５において、アンプ群の追番のカウント用の変数ｇを初期値１に設定する。

続いて、ステップＳ３６において、追番ｇのアンプ群での消費電力量ｄＥｂｇが負かどうか、すなわち、そのアンプ群で回生電力が発生しているかどうかの判定が行われる。そして、ステップＳ３７において、ｄＥｂｇが負の場合にのみ、それを、全てのアンプ群で発生する回生電力量の総和Ｅｃｓに積算する。そして、ステップＳ３８における、変数ｇがアンプ群の全数Ｇに達したかどうかの判定と、ステップＳ３９における、ｇのインクリメントによって、ｇ＝１〜Ｇの全てのアンプ群について、ステップＳ３６とＳ３７の動作が繰り返される。

続いて、ステップＳ４０において、ステップＳ３５〜Ｓ３９のルーチンで求めた、全てのアンプ群で発生する回生電力量の総和Ｅｃｓから、ステップＳ３４で求めた回生電力量Ｅｃｎを減算する。それによって得られるＥｃｒは、前述のように、全てのアンプ群で発生した回生電力量のうち、アンプ群間で受け渡されて消費され、すなわち有効利用されたと見なすことができる回生電力量に相当している。

以上説明した本実施形態によれば、電源構成に即して、各アンプ群での回生電力量Ｅｂｎｇや、そのうち、アンプ群内で、電力供給部間で受け渡されて利用された回生電力量Ｅｂｒｇを求めることができる。それにより、それらを、在来の、サーボモータ毎（電力供給部毎）の回生電力量や機械システム全体の回生電力量の検出結果に加えて用いることによって、回生動作が、どのようにして、どのくらい消費電力の低減に貢献したかを、個々のアンプ群に関して、よりきめ細かく評価することが可能となる。このような評価は、機械システム製品の宣伝に有用であり、また、電力の有効利用の観点からの、機械システムの構成機器、あるいは、機械システムによって実行される製造工程、制御プログラムなどの最適化に利用することが考えられる。

なお、上記の実施形態は、本発明を例示するものであり、特許請求の範囲に規定する本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、個別電力検出部３５〜３８は、サーボモータ１〜４の消費電力および回生電力を、電力計の検出信号から取得する構成としてもよい。

また、上記の実施形態では、各共通電源部は、上位の交流電源側に電力を戻す回生動作が可能な構成を有するものとしたが、機械システムには、回生動作をしない共通電源が含まれてもよい。この場合、回生動作をしない共通電源に接続された電力供給部で発生する回生電力を処分するために、回生抵抗が用いられる。

このような抵抗回生が行われる電力供給部が機械システムに含まれる場合、上記の実施形態において説明した消費電力量および回生電力量の検出動作のうち、図３に示すアンプ群毎の電力量検出工程の一部を修正する必要がある。図５は、このような修正が行われたフローチャートを示しており、同図において、図３と同様の部分には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５に示すフローチャートでは、図３でのステップＳ１２，Ｓ１４の代わりに、ステップＳ１２’，Ｓ２１〜２３によって示す動作が行われる。このステップＳ２１では、対象としているアンプ群が抵抗回生を行うものであるかどうかの判定が行われる。

対象としているアンプ群が、抵抗回生を行うものではなく、すなわち、上位の交流電源に電力を戻す回生動作が可能なものであった場合には、図３でのステップＳ１４と同様に、ステップＳ２２において、アンプ群での積算回生電力量ＥｂｎｇにｄＥｂｇを積算する。また、この時、後述するＲＲｇをゼロに設定する。

対象としているアンプ群が、抵抗回生を行うものである場合には、ステップＳ２３において、回生抵抗で消費される電力量ＲＲｇ（所定の期間にわたる積算値）に、ｄＥｂｇを積算する。この時、回生動作は行われないので、積算回生電力量Ｅｂｎｇはゼロに設定する。また、電力量ｄＥｂｇが負であり、すなわち、アンプ群全体として、回生電力が生じていると判定（ステップＳ１３）された周期でのｄＥｂｇをゼロに設定する。これは、その後のステップＳ１４や、図４に示すフローチャートにおけるステップＳ３２，Ｓ３７の計算に反映され、それによって、適切な計算が行われる。

また、図３でのステップＳ２０の代わりに、図５に示すフローチャートでは、ステップＳ２４で示す動作が行われる。すなわち、抵抗回生が行われる場合には、そのアンプ群内で有効利用された回生電力量Ｅｂｒｇの計算には、アンプ群全体としての回生電力量Ｅｂｎｇｂの代わりに、回生抵抗で消費される電力量ＲＲｇが用いられる。なお、ステップＳ２４では、ＥｂｎｇとＲＲｇの両方を減算する形で記載しているが、ステップＳ２１〜Ｓ２３の動作によって、ＥｂｎｇとＲＲｇのうちのいずれか一方はゼロに設定されるので、実際に減算されるのは、いずれか一方のみである。抵抗回生が行われない場合には、図３のステップＳ２０と同様に、ステップＳ２４においても、Ｅｂｎｇが減算される。

本発明の一実施形態に係る機械システムとそのサーボモータ駆動制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。 サーボモータ駆動制御装置における、電力供給部毎の電力計算工程を示すフローチャートである。 サーボモータ駆動制御装置における、アンプ群毎の電力計算工程を示すフローチャートである。 サーボモータ駆動制御装置における、機械システム全体の電力計算工程を示すフローチャートである。 図３の変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 機械システム
１５，１６ アンプ群
３０ サーボモータ駆動制御装置

Claims (7)

1. 上位の電源に接続された共通電源部と、該共通電源部からサーボモータに電力を供給する複数の電力供給部と、からそれぞれ構成されている複数のアンプ群を有する機械システムの前記サーボモータを制御するサーボモータ駆動制御装置であって、
   所定の周期毎に前記サーボモータの、該周期中の電力量である個別周期電力量を求める個別電力検出部と、
   前記アンプ群毎の電力量を求めるアンプ群電力検出部と、
   を有し、
   前記サーボモータが電力を消費している場合に前記個別周期電力量は正の値であり、前記サーボモータが電力を回生している場合に前記個別周期電力量は負の値であり、
   前記各アンプ群電力検出部は、当該アンプ群電力検出部に該当する前記アンプ群に属する前記電力供給部に接続された前記サーボモータについての前記個別周期電力量を合計して、当該アンプ群での消費電力量または回生電力量であるアンプ群周期電力量を求め、該アンプ群周期電力量を所定の期間にわたって積算して、該所定の期間における当該アンプ群での合計の消費電力量であるアンプ群消費電力量を求める、
   サーボモータ駆動制御装置。
2. 前記アンプ群電力検出部は、前記所定の期間にわたって、前記アンプ群周期電力量が負の場合にのみ該アンプ群周期電力量を積算して、前記所定の期間における当該アンプ群電力検出部に該当する前記アンプ群での回生電力量の総和であるアンプ群回生電力量を求める、請求項１に記載のサーボモータ駆動制御装置。
3. 前記アンプ群電力検出部は、当該アンプ群電力検出部に該当する前記アンプ群に属する前記電力供給部に接続された前記サーボモータについての前記個別周期電力量が負の場合にのみ、当該個別周期電力量を合計し、さらに、前記所定の期間にわたって積算して得られた電力量から前記アンプ群回生電力量を減算して、当該アンプ群内の前記サーボモータ間で受け渡された回生電力量を求める、請求項１または２に記載のサーボモータ駆動制御装置。
4. 前記個別電力検出部は、前記サーボモータに流れる電流の測定値と、前記サーボモータの回転速度の測定値と、に基づいて前記個別周期電力量を求める、請求項１から３のいずれか１項に記載のサーボモータ駆動制御装置。
5. 前記個別電力検出部は、
   前記個別周期電力量を前記所定の期間にわたって積算して、該所定の期間における当該個別電力検出部に該当する前記サーボモータの合計の消費電力量である個別消費電力量を求め、
   前記所定の期間にわたって、前記個別周期電力量が負の場合にのみ当該個別周期電力量を積算して、前記所定の期間における当該サーボモータの回生電力量の総和である個別回生電力量を求める、請求項１から４のいずれか１項に記載のサーボモータ駆動制御装置。
6. 全ての前記アンプ群について、前記アンプ群周期電力量を合計して全体周期電力量を求め、該全体周期電力量を前記所定の期間にわたって積算して全体消費電力量を求め、
   前記所定の期間にわたって、前記全体周期電力量が負の場合にのみ当該全体周期電力量を積算して全体回生電力量を求め、
   前記アンプ群周期電力量が負の場合にのみ、それを合計し、さらに、前記所定の期間にわたって積算して得られた電力量から前記全体回生電力量を減算して、前記アンプ群間で受け渡された回生電力量を求める全体電力検出部をさらに有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のサーボモータ駆動制御装置。
7. 前記共通電源部には、前記上位の電源に電力を戻す回生動作を行わないものが含まれ、当該共通電源部が属する前記アンプ群については、前記アンプ群周期電力量が負の場合、当該アンプ群周期電力量をゼロとして、前記全体消費電力量、および、前記アンプ群間で受け渡された回生電力量の計算を行う、請求項６に記載のサーボモータ駆動制御装置。

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