JP2016019397A

JP2016019397A - 多軸同期型設備の駆動制御装置およびその方法

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Publication number: JP2016019397A
Application number: JP2014142013A
Authority: JP
Inventors: 公樹山本; Koki Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2016-02-01
Anticipated expiration: 2034-07-10
Also published as: JP6457211B2

Abstract

【課題】多軸同期型設備の駆動制御において、回生抵抗器が不要となる減速停止制御が可能な多軸同期型設備の駆動制御装置等を提供する。
【解決手段】複数のユニットに渡って搬送対象物を搬送しながら加工を行う多軸同期型設備の駆動制御装置であって、前記搬送対象物の速度を検出する速度検出部と、多軸同期型設備の減速停止時に、前記速度検出部で検出された前記搬送対象物の速度に基づき、駆動している各ユニットの力行状態または回生状態の各モータの出力の合算値がゼロとなる減速レートを周期的に算出し、周期的に算出される減速レートに従って上記各モータの制御を行う駆動制御部と、を備えた。
【選択図】図４

Description

この発明は、多軸同期型設備の駆動制御装置およびその方法、特に減速停止時の設備省電力化に関するものである。

従来、ＡＣサーボドライブやインバータドライブでの停電や短絡事故等を含む電源喪失時の減速停止方法は、モータの回転駆動を停止させる減速停止方法が知られている。このモータの減速方法では、電源喪失を検出すると、モータを減速停止するための速度指令を、速度フィードバックを移動平均して演算した速度の数％低いところから減速を開始するように与え、さらにその際、トルク指令が力行動作側になったときにトルク指令を零にしている。それにより、モータ駆動は減速停止する場合、回生運転となるようにしている(例えば下記特許文献１参照)。

特開２００４−８０９３３号公報

従来のモータ減速停止制御を、例えば原材料等の搬送対象物を複数のユニットに渡って搬送させながら所定の順番で種々の加工を施す工場の生産ライン等である、生産ラインの各ユニットに取り付けられた複数のモータを独立駆動する多軸同期型設備に適用した場合を考える。従来のモータ減速制御方式では、速度指令を演算した速度の数％低いところから減速を開始するため、電源正常時はモータの回転速度が演算した速度と同じとすると、電源喪失後、モータの回転速度を演算した速度から、数％低い速度へ急変させことになる。

図７にこの状態での速度指令の時間的変化を示す。時刻ｔ_１で電源喪失が発生した状態を示す。このとき、多軸同期型設備では、複数のモータを同期回転させて搬送しており、電源喪失前後において、各モータの回転速度を急変させてしまうと、各モータの同期回転が乱れて、搬送される原材料の張力が緩んだり引っ張られることで、製品搬送がうまくいかない。

そして特に、モータを減速停止させる場合、モータは回生運転を行うことで発電を行う。このとき、モータが発電した必要以上の回生電力は、電源へ戻すことができないため、抵抗回路を構成して、抵抗回路により回生電力を消費する必要がある。この場合、回生電力が大きければ大きいほど、必要な抵抗回路の容量が増加するため、装置構成が大型になり、装置コストも増大する恐れもある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電源喪失の発生に限ることなく、多軸同期型設備の駆動制御において、回生抵抗器が不要となる減速停止制御が可能な多軸同期型設備の駆動制御装置等を提供することを目的とする。

この発明は、複数のユニットに渡って搬送対象物を搬送しながら加工を行う多軸同期型設備の駆動制御装置であって、前記搬送対象物の速度を検出する速度検出部と、多軸同期型設備の減速停止時に、前記速度検出部で検出された前記搬送対象物の速度に基づき、駆動している各ユニットの力行状態または回生状態の各モータの出力の合算値がゼロとなる減速レートを周期的に算出し、周期的に算出される減速レートに従って上記各モータの制御を行う駆動制御部と、を備えた多軸同期型設備の駆動制御装置等にある。

この発明では、多軸同期型設備の駆動制御において、回生抵抗器が不要となる減速停止制御が可能な多軸同期型設備の駆動制御装置等を提供できる。

この発明の制御対象となる多軸同期型設備の構成の一例を示したブロック図である。図１のような多軸同期型設備の電気系統と共に示されたこの発明の多軸同期型設備の駆動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。この発明の実施の形態１における多軸同期型設備の電源喪失時の一連の制御動作を説明するためのグラフである。この発明の実施の形態１による多軸同期型設備の駆動制御装置の制御の動作フローチャートである。この発明の実施の形態２による多軸同期型設備の駆動制御装置の制御の動作フローチャートである。この発明の実施の形態３による多軸同期型設備の駆動制御装置の制御の動作フローチャートである。従来のモータ減速制御方式における電源喪失時の動作を説明するための図である。

以下、この発明による多軸同期型設備の駆動制御装置等を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の制御対象となる多軸同期型設備の構成の一例を示したブロック図である。図１に示すように、多軸同期型設備の製造ユニットは、搬送対象物である原材料を供給する複数の原材料ユニットＡ１，Ａ２(本例では例えば２台)を有する供給部Ａと、複数の製造駆動ユニットＢ１，Ｂ２(本例では例えば２台)を有する製造部Ｂと、搬送ユニットＣ１を有する搬送部Ｃと、複数の裁断ユニットＤ１、Ｄ２(本例では例えば２台：但し図示されているのは１台)を有する製品部Ｄとから構成されている。

供給部Ａから連続した搬送対象物(原材料)が送り出されるが、送り出した搬送対象物と製造部Ｂの間にはテンションモータＭ１１が設けられており、製造部Ｂでの搬送対象物の張力が一定となるように駆動している。そして、張力が一定に保たれた搬送対象物は原材料ユニットＡ１，Ａ２から複数の製造駆動ユニットＢ１，Ｂ２に送られる。各製造駆動ユニットＢ１，Ｂ２はそれぞれ複数の機械(例えば、圧延装置、ラミネート装置、エンボス加工機、成型装置等)をそれぞれ駆動する複数の駆動(製造)モータＭ２１により駆動しており、製造駆動ユニット内の位置がずれないように位置制御を行っている。

搬送対象物は、製造駆動ユニットＢ１，Ｂ２の出口部分の各アウトフィード装置３０に送られる。各アウトフィード装置３０は、各駆動(アウトフィード)モータＭ３１により駆動され、製造部Ｂを通った搬送対象物の張力を保つ働きをしている。

搬送ユニットＣ１は、製造部Ｂから送られてきた搬送対象物を下流の製品部Ｄへ向けて送る複数の搬送用装置４０と、搬送対象物の搬送経路を設定する多数の切換装置(図示省略)とを備えている。そして、搬送ユニットＣ１には、複数の搬送用装置４０を駆動する複数の駆動(搬送)モータＭ４１が設けられている。従って各製造駆動ユニットＢ１，Ｂ２を通った搬送対象物は搬送ユニットＣ１にて、搬送経路が変更され、所定の順番に搬送される。

製品部Ｄは２個の裁断ユニットＤ１，Ｄ２(図には１台のみ示されている)を有している。そして、この各裁断ユニットＤ１，Ｄ２には各種搬送機ＴＴを駆動する複数の製品搬送モータＭ５１(図には１台のみ示されている)が設けられている。また、各裁断ユニットＤ１，Ｄ２は各種の切断装置を駆動する複数の製品切断モータＭ５２が設けられている。各裁断ユニットＤ１，Ｄ２は独立して駆動することが可能となっており、搬送ユニットＣ１から複数の搬送対象物が搬送され、各裁断ユニットＤ１，Ｄ２は搬送対象物に張力を与えながら、搬送対象物を製品に加工する。また、製品切断モータＭ５２は一定した裁断幅を保つため位置制御を行っている。

なお、図１に示した多軸同期型設備では各部にユニットを１または２台設けているがユニットの数はこれに制限されない。この発明では、搬送対象物である原材料を供給、搬送する供給部Ａ、搬送部Ｃ等の駆動部と、製造部Ｂや製品部Ｄ等の慣性の大きな高精度制御部を有する多軸同期型設備を対象として想定している。

図２は図１のような多軸同期型設備の電気系統と共に示されたこの発明の多軸同期型設備の駆動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。多軸同期型設備の電気系統は、主電源６０に接続されたコンバータ６１を備えており、コンバータ６１には、上述の各モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２を駆動する駆動装置６２がそれぞれ接続されている(図２では例示的に３つの駆動装置６２が示されている)。また、コンバータ６１と駆動装置６２とを接続する接続回路６３には停電等の電源喪失時において多軸同期型設備に電力を供給するコンデンサ６４が接続されている。

なお従来の装置では、各駆動装置６２に接続されているモータが発電した回生電力は、電源喪失時にスイッチ６６をオンして抵抗回路６５により消費していたが、この発明においては以下の説明のように回生電力を抵抗回路６５で消費する必要はなく、このためのスイッチ６６、抵抗回路６５は不要となる。そのため破線で示されている。

また、コンバータ６１は、主電源６０からの交流電力(ＡＣ)を直流電源(Ｖ)７０で示した直流電力に変換するものである。駆動装置６２は、コンバータ６１で変換された直流電力を交流電力に再変換する一方、各モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２により発電された回生電力(交流電力)を直流電力に変換する。

ただし、コンバータ６１は、電力供給時においては、多軸同期型設備から発生した回生電力を主電源６０へ回帰させることができるが、電源喪失時においては多軸同期型設備から発生した回生電力を回帰させることができないように構成されている。

また、コンデンサ６４は多軸同期型設備の通常運転時において、電力を蓄電するとともに、電源喪失時においては、多軸同期型設備に電力を供給するものである。

そして図２のＤＣＵがこの発明による多軸同期型設備の駆動制御装置の駆動制御部であり、例えばマイクロプロセッサからなる。駆動制御部ＤＣＵには、搬送対象物の速度を検出する速度検出部ＳＳＥ、各モータの回転速度、トルクを検出する回転速度検出部ＲＳＳＥ、トルク検出部ＴＳＥが接続されている。

図３はこの発明の実施の形態１における多軸同期型設備の電源喪失時の一連の制御動作を説明するためのグラフである。図４はそのときのこの発明の多軸同期型設備の駆動制御装置の制御の動作フローチャートを示す。なおこの制御は駆動制御部ＤＣＵで行われる。

図３の(ａ)は、電源喪失前後における図１の各モータＭ１１、Ｍ２１、Ｍ３１、Ｍ４１、Ｍ５１、Ｍ５２の出力およびこれらの出力の総和の時間的変化を示す。(ｂ)は、電源喪失前後における速度レート(搬送対象物の搬送速度レート)の時間変化を示す。(ｃ)は、電源喪失前後におけるコンバータ６１の二次側ＤＣ電圧の時間変化を示す。(ａ)において、横軸は時間、縦軸は図１の各テンションモータＭ１１、製造モータＭ２１、アウトフィードモータＭ３１、搬送モータＭ４１、製品搬送モータＭ５１、製品切断モータＭ５２の出力、およびこれらの総和Ｔの時間的変化を示す。(ｂ)において、横軸は時間、縦軸は速度レートとなっており、(ｃ)において、横軸は時間、縦軸はコンバータ６１の二次側ＤＣ(直流)電圧となっている。また、時刻ｔ_０は電源喪失発生時刻であり、時刻ｔ_１は電源喪失検出後の減速停止の開始時刻である。時刻ｔ_２は電源喪失を検知した後、タイマで所定時間をカウントしたカウント終了時の時刻である。この所定時間は、電源喪失または減速停止の開始から、製造駆動ユニットＢ１，Ｂ２でクラッチが切れるまでの時間に相当する。クラッチ(図示省略)は駆動モータと該駆動モータにより駆動される例えば圧延装置、ラミネート装置等の製造装置を結合するもので、クラッチが切れていれば駆動モータが回転しても製造装置は動かない。

次に動作について説明する。電源喪失発生(時刻ｔ_０)前において、多軸同期型設備は通常用速度指令による速度レートＫ１(図３の(ｂ))に基づいて通常運転を行い、搬送対象物の搬送速度が一定となるように生成されている。このとき、コンバータ６１の二次側ＤＣ電圧も一定に維持している。

この状態において、電源喪失が発生する(時刻ｔ_０)と(図４のステップＳ３)、そのときの搬送対象物の搬送速度を計測して(例えば図２に示した速度検出部ＳＳＥで計測)(ステップＳ４)、各駆動モータ(Ｍ１１〜Ｍ５２)の想定出力がゼロになる、すなわち各ユニットの力行状態または回生状態の各モータの出力の合算値がゼロとなる減速レートＫ２(＝Ｙｓ)を算出し(ステップＳ５)、減速レートをＹｓに切り替える(ステップＳ６)。電源喪失発生後、所定の時間をタイマでカウントするまで(所定時間カウント終了時刻ｔ_２)、減速レートＫ２は、演算周期毎に製造モータＭ２１の想定出力がクラッチ入り状態の計算式(ステップＳ１)を使用して生成される。

ここで、ステップＳ１では、あらかじめ、クラッチ入り状態における、搬送対象物の各搬送速度Ｓでの各減速レートＹ時の各駆動モータの出力Ｗ＝∫(Ｙ)を実験により測定し、測定結果を演算式(第１の演算式)として設定し、例えば記憶部(図示省略)に格納しておき、ステップＳ５ではこの演算式を使用する。
なお、上記測定を、多軸同期型設備を構成する各ユニットのユニット構成、搬送対象物の質量、搬送対象物の搬送ルートの異なる組み合わせ毎に行い測定結果をそれぞれ演算式として格納し、駆動制御部ＤＣＵが多軸同期型設備の状況に合わせて演算式を選択して使用してもよい。このような演算式に基づいて求める各駆動モータの出力は、多軸同期型設備を構成する各ユニットのユニット構成、搬送対象物の質量、搬送対象物の搬送ルートが考慮された値となる。

所定時間カウントが終了すると(時刻ｔ_２)(ステップＳ７)、そのときの搬送対象物の搬送速度を計測する(ステップＳ４)。製造モータＭ２１の想定出力はクラッチ切状態の演算式を使用し、各ユニットの力行または回生状態の各モータの出力の合算値がゼロとなる減速(停止)レートＫ３(＝Ｙｓ)を算出し(ステップＳ８)、減速レートをＹｓに切り替える(ステップＳ９)。その後、減速レートＫ３は、演算周期毎に製造モータＭ２１の想定出力がクラッチ切状態の演算式(ステップＳ２)を使用し、設備の減速停止が完了するまで生成する(ステップＳ１０)。なお、製造モータＭ２１は駆動されていても装置が回転しない場合(クラッチが切れている場合)もあるため、クラッチ切の状態の演算式(Ｓ２)を使用して減速レートの生成を行う。

すなわちステップＳ２では製造モータＭ２１がクラッチ切り状態において、ステップＳ１と同様に、あらかじめ、搬送対象物の各搬送速度Ｓでの各減速レートＹ時の各駆動モータの出力Ｗ＝∫(Ｙ)を実験により測定し、測定結果を演算式として設定し、例えば上記第１の演算式と同じ記憶部(図示省略)に第２の演算式として格納しておき、ステップＳ８ではこの第２の演算式を使用する。
なおステップＳ１と同様に、上記測定を、多軸同期型設備を構成する各ユニットのユニット構成、搬送対象物の質量、搬送対象物の搬送ルートの異なる組み合わせ毎に行い測定結果をそれぞれ演算式として格納し、駆動制御部ＤＣＵが多軸同期型設備の状況に合わせて演算式を選択して使用してもよい。このような演算式に基づいて求める各駆動モータの出力は、多軸同期型設備を構成する各ユニットのユニット構成、搬送対象物の質量、搬送対象物の搬送ルートが考慮された値となる。
また、測定結果を演算式とせずにそのまま格納して使用してもよい。そこで、測定結果、演算式をモータ出力情報、ステップＳ１，Ｓ２等での特定の条件でのそれぞれの測定結果、演算式をモータ出力データとする。

搬送モータＭ４１、製品搬送モータＭ５１、製品切断モータＭ５２は、搬送される対象物の質量により、負荷が変わることから、駆動されている製造ユニットの台数より、出力値をあらかじめ設定された倍数ｎをかけて計算する。

以上のように実施の形態１によれば、駆動制御部ＤＣＵが演算を行う周期毎に各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の出力値の総和を０となるように減速レートを切り替えた減速停止パターンとしたことから、コンバータ６１の二次側を流れる電流は、ほぼ０となり、力行電力も回生電力も相殺されて発生しなくなるという効果が得られる。これにより、回生電力の消費用抵抗回路６５を削除することができコンパクトにすることが可能となる。

また、同様の制御動作を通常の減速停止時にも適用することで、減速停止時に電力の消費を発生させない経済的な多軸同期型設備を提供できる。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による多軸同期型設備の駆動制御装置の制御のフローチャートである。実施の形態１では各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の出力値の総和を０となる減速レートの切替を行ったが、実施の形態２では、駆動制御部ＤＣＵで各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の回転速度及びトルクを演算周期毎にで計算または計測することにより、想定していない負荷の変動があった場合に、負荷変動分にて変化したと考えられるコンバータ６１の二次側ＤＣ電圧を補正して、想定していない負荷変動が連続しても同期して減速停止を可能とする。

そこで、図２に示すように駆動制御部ＤＣＵには各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の回転速度及びトルクを検出するための回転速度検出部ＲＳＳＥ、トルク検出部ＴＳＥに接続されている。

次に動作について説明する。演算周期毎に各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の実際の回転速度及びトルクを回転速度検出部ＲＳＳＥ、トルク検出部ＴＳＥにより計測し(ステップＳ１１)、現状の各駆動モータの出力値を算出し、その総和ΣＷｎを計算する(ステップＳ１２)。その総和の値が想定していない負荷変動による出力値のずれとなることから、実施の形態１のステップＳ１，Ｓ５における各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の計算上の想定出力の総和ΣＷｓに、ステップＳ１２の負荷変動による出力値のずれ分ΣＷｎを加味して、ΣＷｓ−ΣＷｎ＝０になるように減速レートＫ２(＝Ｙｓ)を算出し(ステップＳ１３)、減速レートをＹｓに切り替える(ステップＳ６)。なお、タイマで所定の時間カウントするまで(時刻ｔ_２)は(ステップＳ７)、毎演算周期に製造モータ２１の想定出力がクラッチ入り状態の演算式(ステップＳ１)を使用する。

所定時間がカウントされると(ステップＳ７)、演算周期毎に各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の実際の回転速度及びトルクを計測し(ステップＳ１１)、現状の各駆動モータの出力値を算出しその総和ΣＷｎを計算する(ステップＳ１２)。そして製造モータＭ２１の想定出力はクラッチ切状態の演算式(ステップＳ２)を使用した各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の計算上の想定出力の総和ΣＷｓに、ステップＳ１２の負荷変動による出力値のずれ分ΣＷｎを加味して、ΣＷｓ−ΣＷｎ＝０になるように減速(停止)レートＫ３を算出し(ステップＳ１４)、減速レートを切り替える(ステップＳ９)。その後も、減速レートＫ３は、演算周期毎に製造モータＭ２１の想定出力がクラッチ切状態の演算式(Ｓ２)を使用し、各駆動モータＭ１１，Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１，Ｍ５２の計算上の想定出力の総和ΣＷｓに負荷変動による出力値のずれ分ΣＷｎを加味して０になるように減速レートを生成し(ステップＳ１４)、減速レートの切替えを行う。減速停止が完了するまで同処理を実施する(ステップＳ１０)。

以上のように実施の形態２によれば、減速停止中に想定外の負荷変動が発生しても、その発生分を演算周期ごとで補正することから、力行電力及び回生電力を相殺させて、特にほとんど発生させることない、という効果が得られる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による多軸同期型設備の駆動制御装置の制御のフローチャートである。製造部Ｂは製造(駆動)モータＭ２１のクラッチが切れると、対象物から離れるため、装置の持つ慣性のみとなる。そのため、減速停止させる場合は、回生電力の発生源となる。実施の形態１及び２では、その回生電力を抑えるために減速レートを切り換えていたが、クラッチ切り後は対象物の製造とは関係ないことから製造(駆動)ユニットＢ１，Ｂ２の同期は無視をして、対象物を搬送しているテンションモータＭ１１、アウトフィードモータＭ３１、搬送(駆動)モータＭ４１、製品搬送(駆動)モータＭ５１、製品切断(駆動)モータＭ５２の駆動用電力分のみを製造(駆動)モータＭ２１より供給する。

次に動作について説明する。電源喪失検出時から所定時間をカウントする(ステップＳ７)までの動作(時刻ｔ_２まで)は、実施の形態１と同一の動作である。
この実施の形態では、クラッチ切り状態の演算式として、あらかじめ、搬送対象物の各搬送速度Ｓでの各減速レートＹ時の、製造モータＭ２１以外のテンションモータＭ１１、アウトフィードモータＭ３１、搬送モータＭ４１、製品搬送モータＭ５１、製品切断モータＭ５２の出力Ｗ＝∫(Ｙ)を実験により測定し、測定結果を演算式として設定し、例えば上記第１、第２の演算式と同じ記憶部(図示省略)に第３の演算式として格納しておく(ステップＳ１５)。
なお、上記実施の形態と同様に、上記測定を、多軸同期型設備を構成する各ユニットのユニット構成、搬送対象物の質量、搬送対象物の搬送ルートの異なる組み合わせ毎に行いそれぞれの測定結果をモータ出力情報として格納して、選択して使用してもよい。

所定時間をカウントすると(ステップＳ７)、製造モータＭ２１以外のテンションモータＭ１１、アウトフィードモータＭ３１、搬送モータＭ４１、製品搬送モータＭ５１、製品切断モータＭ５２は回転速度検出部ＲＳＳＥ、トルク検出部ＴＳＥによる計測により現在の回転速度及びトルクより出力値を算出し、総和を計算する(ステップＳ１６)。搬送対象物の搬送に必要な出力値と同等または同じ電力を製造モータＭ２１より発生させるためのトルク値を、駆動している製造モータＭ２１の台数及びそのときの製造モータＭ２１の回転速度より求める(ステップＳ１７)。製造モータＭ２１より発生するトルクを対象物搬送分だけ発生させるように、製造モータＭ２１にトルク制限をかける(ステップＳ１８)。本演算を減速停止が完了するまで実施する(ステップＳ１０)。トルク制限値を演算周期毎に切り替えることにより、クラッチ切り後は減速レート一定で減速停止動作を行う。

以上のように実施の形態３によれば、減速レートの切替により全体の出力を抑えるのではなく、搬送対象物の搬送に必要分の電力を製造(駆動)モータＭ２１から供給することにより、製造(駆動)ユニットＢ１，Ｂ２の使用台等に関係なく、一定の減速レートにて減速停止が可能となり、力行電力及び回生電力を相殺させて、殆ど発生させることがなく、一定時間で減速停止が可能になるという効果が得られる。

なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、上記各実施の形態の可能な組み合わせを全て含む。

３０アウトフィード装置、４０搬送用装置、６０主電源、６１コンバータ、６２駆動装置、６３接続回路、６４コンデンサ、７０直流電源、Ａ供給部、Ａ１，Ａ２原材料ユニット、Ｂ製造部、Ｂ１，Ｂ２製造(駆動)ユニット、Ｃ搬送部、Ｃ１搬送ユニット、Ｄ製品部、Ｄ１，Ｄ２裁断ユニット、ＤＣＵ駆動制御部、Ｍ１１テンションモータ、Ｍ２１製造(駆動)モータ、Ｍ３１アウトフィード(駆動)モータ、Ｍ４１搬送(駆動)モータ、Ｍ５１製品搬送モータ、Ｍ５２製品切断モータ、ＲＳＳＥ回転速度検出部、ＳＳＥ速度検出部、ＴＳＥトルク検出部、ＴＴ搬送機。

Claims

複数のユニットに渡って搬送対象物を搬送しながら加工を行う多軸同期型設備の駆動制御装置であって、
前記搬送対象物の速度を検出する速度検出部と、
多軸同期型設備の減速停止時に、前記速度検出部で検出された前記搬送対象物の速度に基づき、駆動している各ユニットの力行状態または回生状態の各モータの出力の合算値がゼロとなる減速レートを周期的に算出し、周期的に算出される減速レートに従って上記各モータの制御を行う駆動制御部と、
を備えた多軸同期型設備の駆動制御装置。
前記駆動制御部が、前記減速レートを周期的に算出する際に、搬送対象物の各搬送速度での各減速レート時の各モータの出力を予め実験により測定した測定結果による情報をモータ出力情報として予め記憶部に格納し、各モータの出力を求める際に前記モータ出力情報を使用する請求項１に記載の多軸同期型設備の駆動制御装置。
前記各モータの回転速度とトルクを検出するための回転速度検出部およびトルク検出部を備え、
前記駆動制御部が、前記減速レートを周期的に算出する際に、前記モータ出力情報を使用して求めた各モータの出力の合算値を、負荷変動による出力値のずれを示す前記回転速度検出部およびトルク検出部により検出した各モータの回転速度とトルクから求めた各モータの出力の合算値で補正して前記減速レートを算出する請求項２に記載の多軸同期型設備の駆動制御装置。
前記多軸同期型設備が、駆動する装置とクラッチで結合、切り離しされるモータを含み、
前記駆動制御部が、前記モータ出力情報として、前記記憶部に前記モータが装置とクラッチで結合されている場合の第１のモータ出力データと、切り離されている場合の第２のモータ出力データを格納し、前記減速停止開始から前記クラッチの結合されている所定時間の間は前記第１のモータ出力データ、前記所定時間以後は前記第２のモータ出力データを使用する請求項２または３に記載の多軸同期型設備の駆動制御装置。
前記多軸同期型設備が製造に関するユニットと搬送対象物を搬送に関するユニットを含み、
前記各モータの回転速度とトルクを検出するための回転速度検出部およびトルク検出部を備え、
前記駆動制御部が、前記モータ出力情報として、前記記憶部に前記モータが装置とクラッチで結合されている場合の第１のモータ出力データと、切り離されている場合の第２のモータ出力データを格納し、前記減速停止開始から前記クラッチの結合されている所定時間の間は前記第１のモータ出力データ、前記所定時間以後は前記第２のモータ出力データを使用し、
前記第２のモータ出力データとして、搬送対象物の各搬送速度での各減速レート時の、製造に関するユニットのモータ以外の各モータの出力を予め実験により測定した測定結果による情報を格納し、
前記クラッチが切り離されている場合に、前記回転速度検出部およびトルク検出部により検出した前記製造に関するユニットのモータ以外の各モータの回転速度とトルクから求めた各モータの出力の合算値を計算し、前記搬送対象物の搬送に必要な出力値と同等の電力を前記製造に関するユニットのモータより発生させるためのトルク値を、駆動している前記製造に関するユニットのモータの台数及びそのときの各モータの回転速度より求め、前記製造に関するユニットのモータより発生するトルクを前記搬送対象物の搬送分発生させるように、前記製造に関するユニットのモータにトルク制限をかける請求項２に記載の多軸同期型設備の駆動制御装置。
上記モータ出力情報が、各ユニットのユニット構成、前記搬送対象物の質量、前記搬送対象物の搬送ルートの異なる組み合わせ毎にそれぞれに測定した測定結果による情報を含み、前記駆動制御部が、対応する情報を使用する請求項２から５までのいずれか１項に記載の多軸同期型設備の駆動制御装置。
複数のユニットに渡って搬送対象物を搬送しながら加工を行う多軸同期型設備の駆動制御方法であって、
多軸同期型設備の減速停止時に、速度検出部で検出された前記搬送対象物の速度に基づき、駆動している各ユニットの力行状態または回生状態の各モータの出力の合算値がゼロとなる減速レートを周期的に算出し、周期的に算出される減速レートに従って上記各モータの制御を行う、多軸同期型設備の駆動制御方法。