JP2023117870A - ドライブシステム - Google Patents

ドライブシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2023117870A
JP2023117870A JP2022020661A JP2022020661A JP2023117870A JP 2023117870 A JP2023117870 A JP 2023117870A JP 2022020661 A JP2022020661 A JP 2022020661A JP 2022020661 A JP2022020661 A JP 2022020661A JP 2023117870 A JP2023117870 A JP 2023117870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
safety
electric motor
signal
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022020661A
Other languages
English (en)
Inventor
恵 浅野
Megumi Asano
雅一 松上
Masakazu Matsugami
崇雄 植村
Takao Uemura
隆一 神保
Ryuichi Jinbo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP2022020661A priority Critical patent/JP2023117870A/ja
Priority to US18/157,963 priority patent/US20230259093A1/en
Priority to KR1020230009435A priority patent/KR20230122538A/ko
Priority to DE102023101898.1A priority patent/DE102023101898A1/de
Priority to CN202310092076.0A priority patent/CN116594322A/zh
Publication of JP2023117870A publication Critical patent/JP2023117870A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/054—Input/output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/056—Programming the PLC
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/058—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/25—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
    • G05B19/251—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/11—Plc I-O input output
    • G05B2219/1179—Safety, on error, fault, block, inhibit output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

【課題】電動機を制御する複数の制御ユニットを備えたドライブシステムに対して電動機の停止に係る信号を入力させる配線をより簡易なものとする。【解決手段】本ドライブシステムは、上位装置から第１の配線を介して供給された指令にしたがって、対応する電動機を制御する複数の制御ユニットと、上記電動機の停止に係る第１の信号の入力を受け付ける入力ポートを備える管理ユニットと、上記管理ユニットと複数の上記制御ユニットとを接続し、上記第１の配線とは異なる第２の配線と、を含む。上記管理ユニットは、上記入力ポートに入力された上記第１の信号を上記第２の配線を介して複数の上記制御ユニットの夫々に分配する。【選択図】図３

Description

本発明は、ドライブシステムに関する。
モータを駆動するドライブシステムでは、一般に、ＰＬＣ等のコントローラからの指令に従って、ドライバによるモータ制御が行われたり、予め設定された情報に基づきモータ制御が行われたりする。このようなドライブシステムでは、複数軸を駆動するサーボドライバも利用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００５－０８６９１８号公報 特開２００３－１６９４９７号公報
サーボドライバには、セーフティコントローラからのサーボモータの停止に係る信号の入力を受け付けるセーフティ入力ポートが設けられる。近年では、電流を供給するコンバータユニットに対し、サーボモータを制御するインバータユニットを複数接続する、いわゆるビルディングブロック形式のサーボシステムも利用されている。ビルディングブロック形式のサーボシステムでは、複数のインバータユニットの夫々にセーフティ入力ポートが設けられることになるため、セーフティコントローラと複数のインバータユニットの夫々との配線が煩雑となることで作業負担が増加するとともに、誤配線の虞もある。このような課題は、サーボシステムを含むドライブシステムにおいて共通して生じ得る。
開示の技術の１つの側面は、電動機を制御する複数の制御ユニットを備えたドライブシステムに対して電動機の停止に係る信号を入力させる配線をより簡易なものとすることを目的とする。
開示の技術の１つの側面は、次のようなドライブシステムによって例示される。本ドライブシステムは、上位装置から第１の配線を介して供給された指令にしたがって、対応する電動機を制御する複数の制御ユニットと、上記電動機の停止に係る第１の信号の入力を受け付ける入力ポートを備える管理ユニットと、上記管理ユニットと複数の上記制御ユニットとを接続し、上記第１の配線とは異なる第２の配線と、を含む。上記管理ユニットは、上記入力ポートに入力された上記第１の信号を上記第２の配線を介して複数の上記制御ユニットの夫々に分配する。
上記ドライブシステムであれば、電動機の停止に係る第１の信号を上記管理ユニットに入力させれば、上記管理ユニットから複数の上記制御ユニットに上記第１の信号を分配することができる。すなわち、上記ドライブシステムであれば、上記第２の配線以外の配線を用意しなくとも、制御ユニットの夫々に対して上記第１の信号を入力させることができる。そのため、本ドライブシステムによれば、複数の制御ユニットを備えたドライブシステムに対して上記第１の信号を入力させる配線をより簡易なものとすることができる。
本ドライブシステムでは、上記制御ユニットは、上記管理ユニットから上記第１の信号が分配されなくなると、上記電動機を停止させてもよい。また、上記制御ユニットは、上
記管理ユニットから上記第１の信号が分配されると、上記電動機を停止させてもよい。電動機の停止に係る第１の信号としては、例えば、セーフティ信号やＥＳＴＯＰ信号を挙げることができる。上記制御ユニットは、セーフティ信号の分配が停止されると上記電動機を停止させる。また、上記制御ユニットは、ＥＳＴＯＰ信号が分配されると上記電動機を停止させる。本ドライブシステムは、上記特徴を備えることで、セーフティ信号やＥＳＴＯＰ信号に応じて、上記電動機を停止させることができる。
本ドライブシステムは、次の特徴を備えてもよい。上記制御ユニットは、他の制御ユニットに対応付けられた電動機と同期させて、自ユニットに対応する電動機を停止させる。本ドライブシステムは、このような特徴を備えることで、例えばガントリ機構のような複数軸が協調動作するシステムにおいても、電動機を好適に停止させることができる。ここで、電動機を停止させる方法としては、フリーランによる停止、減速トルクによる停止及び制動装置を駆動させることによる停止のいずれであってもよい。
本ドライブシステムは、次の特徴を備えてもよい。複数の上記制御ユニットの夫々は、上記電動機の停止に係る第２の信号の入力を受け付ける第２の入力ポートをさらに備える。そして、複数の上記制御ユニットの夫々は、上記管理ユニットから分配される上記第１の信号と上記第２の入力ポートに入力される上記第２の信号のいずれかを選択して上記電動機の停止に係る制御を行う。本ドライブシステムは、このような特徴を備えることで、管理ユニットに上記第１の信号を入力させることも制御ユニットに上記第２の信号を入力させることもできるため、本ドライブシステム構築の自由度が増す。
本ドライブシステムは、次の特徴を備えてもよい。複数の前記制御ユニットのうち、前記管理ユニットと前記第２の配線によって接続されるとともに前記管理ユニットの隣に配置された第１の制御ユニットは、上記第２の入力ポートに接続されて、上記第２の入力ポートの異常を検知する検知回路をさらに備え、上記管理ユニットの上記入力ポートと上記第１の制御ユニットの検知回路とが上記第２の配線によって接続されることで、上記入力ポートの異常検知が上記検知回路によって行われる。本ドライブシステムは、このような特徴を備えることで、上記入力ポートの異常を検知する検知回路を上記管理ユニットから省略できるため、管理ユニットの製造コストを低減することができる。
開示の技術によれば、電動機を制御する複数の制御ユニットを備えたドライブシステムに対して電動機の停止に係る信号を入力させる配線をより簡易なものとすることができる。
図１は、実施形態に係るサーボシステムの一例を示す図である。 図２は、実施形態に係るサーボシステムにおけるコンバータユニットとインバータユニットの接続を模式的に示す図である。 図３は、実施形態において、セーフティコントローラから供給されるセーフティ信号を分配する概略構成の第１の例を示す図である。 図４は、実施形態において、セーフティコントローラから供給されるセーフティ信号を分配する概略構成の第２の例を示す図である。 図５は、実施形態において、セーフティコントローラから供給されるセーフティ信号を分配する概略構成の第３の例を示す図である。 図６は、実施形態において、セーフティコントローラと制御ユニットとの接続を例示する第１の図である。 図７は、実施形態において、セーフティコントローラと制御ユニットとの接続を例示する第２の図である。 図８は、第１変形例に係るサーボシステムの一例を示す図である。 図９は、第２変形例におけるサーボシステムの自己診断回路の概略を示す図である。
＜実施形態＞
以下、図面を参照して実施形態に係るサーボシステムについて説明する。図１は、実施形態に係るサーボシステム１００の一例を示す図である。サーボシステム１００は、コンバータユニット１、インバータユニット２ａ、インバータユニット２ｂ及びインバータユニット２ｃを含む。インバータユニット２ａにはサーボモータ３ａが接続され、インバータユニット２ｂにはサーボモータ３ｂが接続され、インバータユニット２ｃにはサーボモータ３ｃが接続される。インバータユニット２ａ、インバータユニット２ｂ、インバータユニット２ｃを区別しない場合、インバータユニット２とも称する。また、サーボモータ３ａ、サーボモータ３ｂ、サーボモータ３ｃを区別しない場合、サーボモータ３とも称する。サーボシステム１００には、産業用ネットワークＮ１によってＰＬＣ５が接続される。サーボシステム１００のコンバータユニット１には、セーフティコントローラ４が接続される。セーフティコントローラ４はＰＬＣ５のシステムの一部であっても良い。サーボシステム１００は、「ドライブシステム」の一例である。
セーフティコントローラ４は、セーフティ信号線Ｎ２によってコンバータユニット１の入力ポート１１２に接続される。セーフティコントローラ４は、セーフティ信号線Ｎ２を介して、セーフティ信号を継続的にコンバータユニット１の入力ポート１１２に出力する。セーフティコントローラ４には、非常停止ボタン４１が接続される。セーフティコントローラ４は、非常停止ボタン４１が押されるとセーフティ信号のコンバータユニット１への出力を停止する。セーフティ信号は、「電動機の停止に係る信号」の一例である。
ＰＬＣ５は、サーボシステム１００のコンバータユニット１及びインバータユニット２に対する指令信号を産業用ネットワークＮ１を介して出力する。ＰＬＣ５は、予め準備されたプログラムに従う処理を実行することによって、例えば、サーボシステム１００の監視装置として機能する。産業用ネットワークＮ１は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰネットワークである。産業用ネットワークＮ１は、「第１の配線」の一例である。
サーボシステム１００は、コンバータユニット１及び複数のインバータユニット２を含むビルディングブロック形式のサーボシステムである。サーボシステム１００では、１台のコンバータユニット１に対して複数のインバータユニット２を接続することや、コンバータユニット１に接続したインバータユニット２をコンバータユニット１から切り離すことができる。図１では、サーボシステム１００は３台のインバータユニット２を含むが、インバータユニット２の数は２台以下でもよいし、４台以上であってもよい。サーボシステム１００は、「サーボシステム」の一例である。
コンバータユニット１及びインバータユニット２は、産業用ネットワークＮ１を介してＰＬＣ５から指令信号を受ける。コンバータユニット１は、セーフティポート１１２を備える。コンバータユニット１は、セーフティポート１１２に接続されたセーフティコントローラ４からのセーフティ信号の入力を受ける。また、コンバータユニット１は、図示しない電源から供給された電流をインバータユニット２に供給する。セーフティポート１１２に入力されるセーフティ信号は、「第１の信号」の一例である。
コンバータユニット１は、セーフティコントローラ４から入力されたセーフティ信号をインバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃに分配する。非常停止ボタン４１が押されるとセーフティコントローラ４からコンバータユニット１へのセーフティ信号の入力が停止される
ので、コンバータユニット１からインバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃへのセーフティ信号の分配も停止される。コンバータユニット１は、「管理ユニット」の一例である。
インバータユニット２は、コンバータユニット１から電源の供給を受けてサーボモータ３に駆動電流を供給する。インバータユニット２は、サーボモータ３からフィードバック信号を受ける。インバータユニット２においては、それぞれ、位置制御器、速度制御器、電流制御器等を利用したフィードバック制御を行うサーボ系が形成されており、これらの信号を利用して、サーボモータ３をサーボ制御し駆動する。インバータユニット２には、セーフティコントローラ４からのセーフティ信号の入力を受け付けるセーフティポート２２３が設けられてもよい。インバータユニット２は、コンバータユニット１からのセーフティ信号の分配またはセーフティポート２２３からのセーフティ信号の入力が停止されると、サーボモータ３を停止させる。インバータユニット２は、「制御ユニット」の一例である。セーフティポート２２３は、「第２の入力ポート」の一例である。
サーボモータ３は、例えば、ＡＣサーボモータである。サーボモータ３は、インバータユニット２から給電された駆動電流を受けて動作する。サーボモータ３は、サーボモータ３の出力軸の変位を検出し、検出した変位を示すフィードバック信号をインバータユニット２に出力する。サーボモータ３は、「電動機」の一例である。
図２は、実施形態に係るサーボシステム１００におけるコンバータユニット１とインバータユニット２の接続を模式的に示す図である。コンバータユニット１の側面には、メス型の他ユニット接続ポート１１３が設けられる。インバータユニット２のコンバータユニット１側（上流側）の側面にはオス型の上流側接続端子２２１が設けられる。また、インバータユニット２のコンバータユニット１側とは反対側（下流側）の側面には、メス型の下流側接続ポート２２２が設けられる。コンバータユニット１の他ユニット接続ポート１１３とインバータユニット２ａの上流側接続端子２２１とが接続され、インバータユニット２ａの下流側接続ポート２２２とインバータユニット２ｂの上流側接続端子２２１とが接続され、インバータユニット２ｂの下流側接続ポート２２２とインバータユニット２ｃの上流側接続端子２２１とが接続される。サーボシステム１００では、このようにコンバータユニット１とインバータユニット２とが接続されることで、後述する内部信号線が接続される。内部信号配線が接続されることで、コンバータユニット１からインバータユニット２への電流の供給やセーフティ信号の分配が可能となる。
図３から図５では、実施形態において、セーフティコントローラ４から供給されるセーフティ信号を分配する概略構成を例示する。なお、図３から図５では、インバータユニット２のセーフティポート２２３にもセーフティ信号が入力される場合が例示される。インバータユニット２のセーフティポート２２３に入力されるセーフティ信号は、図６に例示するように、セーフティ信号線Ｎ２から配線がセーフティポート２２３に接続されることで、セーフティコントローラ４から入力されてもよい。また、インバータユニット２のセーフティポート２２３に入力されるセーフティ信号は、図７に例示するように、インバータユニット２の夫々に対して個別に用意されたセーフティユニットから入力されてもよい。すなわち、インバータユニット２ａのセーフティポート２２３とセーフティコントローラ４ａとがセーフティ信号線Ｎ２ａで接続され、インバータユニット２ｂのセーフティポート２２３とセーフティコントローラ４ｂとがセーフティ信号線Ｎ２ｂで接続され、インバータユニット２ｃのセーフティポート２２３とセーフティコントローラ４ｃとがセーフティ信号線Ｎ２ｃで接続されてもよい。そして、インバータユニット２の夫々は、自ユニットのセーフティポート２２３に接続されたセーフティコントローラ４からセーフティ信号の入力を受け付けてもよい。以降の本明細書では、セーフティコントローラ４、４ａ、４ｂ、４ｃを区別せずにセーフティコントローラ４として記載する。セーフティポート２２３に入力されるセーフティ信号は、「第２の信号」の一例である。
図３は、実施形態において、セーフティコントローラから供給されるセーフティ信号を分配する概略構成の第１の例を示す図である。コンバータユニット１のセーフティポート１１２に入力されたセーフティ信号は、内部信号線Ｂ２を介してインバータユニット２に分配される。インバータユニット２には、入力が内部信号線Ｂ２及びセーフティポート２２３に接続されたＮＯＲ回路２２４が設けられる。ＮＯＲ回路２２４の出力は、サーボモータ３を駆動するモータ駆動回路２２５に接続される。ＮＯＲ回路２２４は、セーフティポート１１２及びセーフティポート２２３のいずれからもセーフティ信号が入力されなくなると緊急停止信号をモータ駆動回路２２５に対して出力する。緊急停止信号が入力されたモータ駆動回路２２５は、サーボモータ３を停止させる。内部信号線Ｂ２は、「第２の配線」の一例である。内部信号線Ｂ２は共通化された一本の信号線ではなく、途中に回路を挟んだ構成でも良い。
図４は、実施形態において、セーフティコントローラから供給されるセーフティ信号を分配する概略構成の第２の例を示す図である。図４では、図が煩雑になることを防ぐため、他ユニット接続ポート１１３、上流側接続端子２２１及び下流側接続ポート２２２の図示は省略する。図４では、インバータユニット２ａは、ＮＯＲ回路２２４に代えて制御回路２０１ａを備える。インバータユニット２ｂは、ＮＯＲ回路２２４に代えて制御回路２０１ｂを備える。インバータユニット２ｃは、ＮＯＲ回路２２４に代えて制御回路２０１ｃを備える。制御回路２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃを区別しない場合、制御回路２０１とも称する。制御回路２０１は、プロセッサと記憶部とを備え、記憶部に記憶されたプログラムにしたがって各種処理を実行する。制御回路２０１は、セーフティポート１１２及びセーフティポート２２３のいずれからもセーフティ信号が入力されなくなると緊急停止信号をモータ駆動回路２２５に対して出力する。内部信号線Ｂ２は、「第２の配線」の一例である。内部信号線Ｂ２は共通化された一本の信号線ではなく、制御回路２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃによって分離された構成でも良い。
図５は、実施形態において、セーフティコントローラから供給されるセーフティ信号を分配する概略構成の第３の例を示す図である。図５では、図が煩雑になることを防ぐため、他ユニット接続ポート１１３、上流側接続端子２２１及び下流側接続ポート２２２の図示は省略する。図５の例では、コンバータユニット１及びインバータユニット２は、制御回路２０１を備える。そして、コンバータユニット１では、セーフティポート１１２を介して入力されたセーフティ信号は、制御回路２０１に入力される。インバータユニット２では、セーフティポート２２３を介して入力されたセーフティ信号は、制御回路２０１に入力される。
図５の例では、コンバータユニット１の制御回路２００とインバータユニット２の制御回路２０１、及び、インバータユニット２の制御回路２０１同士は制御回路間内部信号線Ｂ３によって接続される。セーフティポート１１２を介してコンバータユニット１に入力されたセーフティ信号は、制御回路間信号線Ｂ３を介してインバータユニット２の夫々の制御回路２０１に分配される。制御回路２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの夫々は、コンバータユニット１から分配されるセーフティ信号と、セーフティポート２２３から入力されるセーフティ信号のいずれを有効にするかの指定をユーザから受け付ける。制御回路２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの夫々は、ユーザから指定されたセーフティ信号に応じて、サーボモータ３の緊急停止を行う。
＜実施形態の作用効果＞
本実施形態では、コンバータユニット１のセーフティポート１１２に入力されたセーフティ信号は、インバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃに分配される。そのため、本実施形態によれば、インバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃの夫々とセーフティコントローラ４との
セーフティ信号線Ｎ２による接続を省略してもセーフティコントローラ４からのセーフティ信号に応じてインバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃの夫々に接続されたサーボモータ３ａ、３ｂ、３ｃの緊急停止を行うことができる。すなわち、本実施形態によれば、インバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃとセーフティコントローラ４とのセーフティ信号線Ｎ２による接続を省略できるので、複数のインバータユニットを備えたビルディングブロック形式のサーボシステムとセーフティコントローラとの接続をより簡易なものとすることができる。
本実施形態では、コンバータユニット１からインバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃへ内部信号線Ｂ２を介してセーフティ信号が分配されるので、インバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃからセーフティポート２２３を省略することができる。そのため、本実施形態によれば、サーボシステム１００の構成をより簡易なものとすることができる。
本実施形態では、インバータユニット２にセーフティポート２２３が設けられてもよい。インバータユニット２にセーフティポート２２３が設けられることで、インバータユニット２はセーフティコントローラ４からのセーフティ信号を直接受信することができる。このような構成を採用することで、インバータユニット２は、コンバータユニット１から分配されたセーフティ信号を受信することも、セーフティポート２２３からセーフティ信号の入力を受けることもできるため、サーボシステム１００構築の自由度が増す。なお、セーフティポート２２３をインバータユニット２に設けない場合には、インバータユニット２は制御回路２００やＮＯＲ回路２２４を備えなくともよい。
＜第１変形例＞
実施形態ではセーフティコントローラ４からのセーフティ信号の入力が無くなった場合にサーボモータ３が緊急停止された。しかしながら、サーボモータ３を緊急停止させる構成はこのような構成に限定されない。第１変形例では、セーフティ信号に代えてＥＳＴＯＰ信号がコンバータユニット１に入力される構成について説明する。
図８は、第１変形例に係るサーボシステム１００の一例を示す図である。第１変形例では、セーフティコントローラ４に代えて非常停止ボタン４１ａがコンバータユニット１のセーフティポート１１２にＥＳＴＯＰ信号線Ｎ３によって接続される。
非常停止ボタン４１ａは、押下されると、サーボモータ３を緊急停止させるＥＳＴＯＰ信号を出力する。非常停止ボタン４１ａから出力されたＥＳＴＯＰ信号は、セーフティポート１１２を介してコンバータユニット１に入力される。コンバータユニット１は、セーフティポート１１２を介して入力されたＥＳＴＯＰ信号を内部信号線Ｂ２を介してインバータユニット２に分配する。インバータユニット２は、コンバータユニット１から分配されたＥＳＴＯＰ信号を受信すると、サーボモータ３を停止させる。ＥＳＴＯＰ信号は、「電動機の停止に係る信号」の一例である。
ここで、サーボモータ３の停止は、例えば、インバータユニット２からの指令に応じて、サーボモータ３をフリーランの状態にすることで行われてもよい。また、サーボモータ３の停止は、例えば、インバータユニット２からの減速指令に応じて、サーボモータ３に減速トルクをかけることで行われてもよい。また、例えば、サーボモータ３の停止は、インバータユニット２からの指令に応じて、サーボモータ３に設けられた制動装置が駆動されることで行われてもよい。ここで、インバータユニット２ａ、２ｂ、２ｃの夫々は、サーボモータ３ａ、サーボモータ３ｂ、サーボモータ３ｃの停止を同期して停止させてもよい。サーボモータ３を同期して停止させることで、例えばガントリ機構のような複数軸が協調動作するシステムにおいても、サーボモータ３を好適に停止させることができる。
＜第２変形例＞
以上説明した実施形態のようにコンバータユニット１にセーフティポート１１２が設けられると、コンバータユニット１に設けられたセーフティポート１１２の異常を検知する自己診断が行われることが好ましい。しかしながら、サーボモータ３を制御するインバータユニット２には自己診断用の回路が備えられる一方で、インバータユニット２に電源を供給するコンバータユニット１には自己診断用の回路は備えられていないことが多い。コンバータユニット１にも自己診断用の回路を備えることとすると、コンバータユニット１の構成が複雑となり、また、コンバータユニット１のコストアップにもつながる。そこで、第２変形例では、コンバータユニット１の自己診断用の回路を省略しつつ、セーフティポート１１２の自己診断が可能な変形例について説明する。
図９は、第２変形例におけるサーボシステム１００の自己診断回路の概略を示す図である。第２変形例では、セーフティポート１１２の自己診断を行う診断回路はコンバータユニット１には設けられない。コンバータユニット１のセーフティポート１１２は、自己診断用内部信号線Ｂ４を介して他ユニット接続ポート１１３に接続される。
インバータユニット２は、セーフティポート１１２やセーフティポート２２３の自己診断を行う診断回路３００を備える。インバータユニット２の診断回路３００には、自ユニットの上流側接続端子２２１、自ユニットのセーフティポート２２３及び自ユニットの下流側接続ポート２２２が接続される。例えば、インバータユニット２ａの診断回路３００には、インバータユニット２ａの上流側接続端子２２１、インバータユニット２ａのセーフティポート２２３及びインバータユニット２ａの下流側接続ポート２２２が接続される。診断回路３００は、「検知回路」の一例である。
そして、コンバータユニット１のセーフティポート１１２は、自己診断用内部信号線Ｂ４、他ユニット接続ポート１１３、上流側接続端子２２１によって、コンバータユニット１の隣に配置されたインバータユニット２ａの診断回路３００に接続される。インバータユニット２ａは、自己診断用内部信号線Ｂ４、他ユニット接続ポート１１３及び上流側接続端子２２１を介して、コンバータユニット１のセーフティポート１１２の自己診断を行うことができる。そのため、第２変形例によれば、コンバータユニット１に診断回路３００を設けなくとも、コンバータユニット１のセーフティポート１１２の異常検知を行うことができる。なお、インバータユニット２のセーフティポート２２３の自己診断は、自ユニットの診断回路３００によって行われればよい。
コンバータユニット１が実装している機能により異常を検知した場合でも、コンバータユニット１が自己診断用内部信号線Ｂ４を介してインバータユニット２ａに異常を通知しても良い。
以上説明した実施形態では、サーボシステム１００は管理ユニットとしてコンバータユニット１、制御ユニットとしてインバータユニット２としているが、サーボシステム１００はこれら以外の構成を含んでもよい。サーボシステム１００は、例えば、モータへの出力以外の出力機能をもったＩ／Ｏ等をオプションユニットとして含んでもよいし、コンバータユニット、インバータユニット、オプションユニットの複合機能を持ったユニットを含んでもよい。管理ユニットについてもインバータユニット、オプションユニットあるいは複合ユニットでもよい。また、制御ユニットについてもインバータユニット、オプションユニットあるいは複合ユニットでもよい。
以上説明した実施形態は、サーボシステム１００はＰＬＣ５によって制御されるいわゆるサーボシステムであるが、本実施形態に係る技術の適用対象がサーボシステムに限定されるわけではない。本実施形態に係る技術の適用対象は、例えば、エンコーダからのフィ
ードバックによる制御が不要なドライブシステム（ステッピングモータ等の制御）でもよいし、上位からの指令が不要で独立して動作するいわゆるインバータシステムでもよい。
以上で開示した実施形態や変形例は夫々組み合わせることができる。
＜付記１＞
上位装置（５）から第１の配線（Ｎ１）を介して供給された指令にしたがって、対応する電動機（３）を制御する複数の制御ユニット（２）と、
前記電動機の停止に係る第１の信号の入力を受け付ける入力ポート（１１２）を備える管理ユニット（１）と、
前記管理ユニット（１）と複数の前記制御ユニット（２）とを接続し、前記第１の配線とは異なる第２の配線（Ｂ２）と、を含み、
前記管理ユニット（１）は、前記入力ポート（１１２）に入力された前記第１の信号を前記第２の配線（Ｂ２）を介して複数の前記制御ユニット（２）の夫々に分配する、
サーボシステム（１００）。
１・・コンバータユニット
２・・インバータユニット
２ａ・・インバータユニット
２ｂ・・インバータユニット
２ｃ・・インバータユニット
３・・サーボモータ
３ａ・・サーボモータ
３ｂ・・サーボモータ
３ｃ・・サーボモータ
４・・セーフティコントローラ
５・・ＰＬＣ
４１・・非常停止ボタン
４１ａ・・非常停止ボタン
１００・・サーボシステム
１０１・・演算装置
１０２・・記憶装置
１１２・・セーフティポート
１１３・・他ユニット接続ポート
２００・・制御回路
２０１・・制御回路
２０１ａ・・制御回路
２０１ｂ・・制御回路
２０１ｃ・・制御回路
２２１・・上流側接続端子
２２２・・下流側接続ポート
２２３・・セーフティポート
２２４・・ＮＯＲ回路
３００・・診断回路
Ｂ１・・内部バス
Ｂ２・・内部信号線
Ｂ３・・制御回路間内部信号線
Ｂ４・・自己診断用内部信号線
Ｎ１・・産業用ネットワーク
Ｎ２・・セーフティ信号線
Ｎ２ａ・・セーフティ信号線
Ｎ２ｂ・・セーフティ信号線
Ｎ２ｃ・・セーフティ信号線
Ｎ３・・ＥＳＴＯＰ信号線

Claims (9)

  1. 上位装置から第１の配線を介して供給された指令にしたがって、対応する電動機を制御する複数の制御ユニットと、
    前記電動機の停止に係る第１の信号の入力を受け付ける入力ポートを備える管理ユニットと、
    前記管理ユニットと複数の前記制御ユニットとを接続し、前記第１の配線とは異なる第２の配線と、を含み、
    前記管理ユニットは、前記入力ポートに入力された前記第１の信号を前記第２の配線を介して複数の前記制御ユニットの夫々に分配する、
    ドライブシステム。
  2. 前記制御ユニットは、前記管理ユニットから前記第１の信号が分配されなくなると、前記電動機を停止させる、
    請求項１に記載のドライブシステム。
  3. 前記制御ユニットは、前記管理ユニットから前記第１の信号が分配されると、前記電動機を停止させる、
    請求項１に記載のドライブシステム。
  4. 前記制御ユニットは、他の制御ユニットに対応付けられた電動機と同期させて、自ユニットに対応する電動機を停止させる、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のドライブシステム。
  5. 前記制御ユニットは、前記電動機をフリーランさせることで前記電動機を停止させる、
    請求項１から４のいずれか一項に記載のドライブシステム。
  6. 前記制御ユニットは、前記電動機に減速トルクをかけることで前記電動機を停止させる、
    請求項１から４のいずれか一項に記載のドライブシステム。
  7. 前記制御ユニットは、前記電動機が備える制動装置を駆動させることで前記電動機を停止させる、
    請求項１から４のいずれか一項に記載のドライブシステム。
  8. 複数の前記制御ユニットの夫々は、
    前記電動機の停止に係る第２の信号の入力を受け付ける第２の入力ポートをさらに備え、
    前記管理ユニットから分配される前記第１の信号と、前記第２の入力ポートに入力される前記第２の信号のいずれかを選択して前記電動機の停止に係る制御を行う、
    請求項１から７のいずれか一項に記載のドライブシステム。
  9. 複数の前記制御ユニットのうち、前記管理ユニットと前記第２の配線によって接続されるとともに前記管理ユニットの隣に配置された第１の制御ユニットは、前記第２の入力ポートに接続されて、前記第２の入力ポートの異常を検知する検知回路をさらに備え、
    前記管理ユニットの前記入力ポートと前記第１の制御ユニットの検知回路とが前記第２の配線によって接続されることで、前記入力ポートの異常検知が前記検知回路によって行われる、
    請求項８に記載のドライブシステム。
JP2022020661A 2022-02-14 2022-02-14 ドライブシステム Pending JP2023117870A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022020661A JP2023117870A (ja) 2022-02-14 2022-02-14 ドライブシステム
US18/157,963 US20230259093A1 (en) 2022-02-14 2023-01-23 Drive system
KR1020230009435A KR20230122538A (ko) 2022-02-14 2023-01-25 드라이브 시스템
DE102023101898.1A DE102023101898A1 (de) 2022-02-14 2023-01-26 Antriebssystem
CN202310092076.0A CN116594322A (zh) 2022-02-14 2023-01-30 驱动系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022020661A JP2023117870A (ja) 2022-02-14 2022-02-14 ドライブシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023117870A true JP2023117870A (ja) 2023-08-24

Family

ID=87430851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022020661A Pending JP2023117870A (ja) 2022-02-14 2022-02-14 ドライブシステム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230259093A1 (ja)
JP (1) JP2023117870A (ja)
KR (1) KR20230122538A (ja)
CN (1) CN116594322A (ja)
DE (1) DE102023101898A1 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003169497A (ja) 2001-12-03 2003-06-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd サーボドライブシステム、射出成型機、サーボモータ制御方法及び射出成型機の動作方法
JP2005086918A (ja) 2003-09-09 2005-03-31 Fanuc Ltd モータ駆動装置
JP6963064B2 (ja) 2016-04-28 2021-11-05 東芝テック株式会社 監視システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20230259093A1 (en) 2023-08-17
KR20230122538A (ko) 2023-08-22
CN116594322A (zh) 2023-08-15
DE102023101898A1 (de) 2023-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2372478B1 (en) Motor driving system and motor controller
JP4096481B2 (ja) サーボ制御装置
JP5867032B2 (ja) 並列インバータ装置
EP3388906B1 (en) Motor control system, motor controller, and method for setting safety function
CN109733461A (zh) 自动驾驶车辆的冗余电子转向系统及控制方法
JPH11509387A (ja) 複数の電気装置を制御するための制御システム
WO1984000071A1 (en) Autopilot flight director system
KR20130095189A (ko) 자동화 워크셀 제어 방법
EP1600834A2 (en) Numerical controller and servomotor control system
CN112147507B (zh) 一种基于闭环控制的电机抱闸状态检测方法及系统
JP7225689B2 (ja) モータ制御装置
JP4196757B2 (ja) セーフティコントローラ
US11038443B2 (en) Motor control system and motor control apparatus
JP2023117870A (ja) ドライブシステム
US20190113904A1 (en) Controller
WO2002048811A1 (fr) Organe de commande numerique et procede de commande de l'arbre de cet organe
JP4565312B2 (ja) サーボ制御装置と非常停止方法
JP2001100805A (ja) ロボット制御装置
JP2005176493A5 (ja)
JP7112240B2 (ja) 電力変換システム及び電力変換方法
JP5659840B2 (ja) 機械設備の制御装置
US20110314258A1 (en) Method and apparatus for operating a programmable logic controller (plc) with decentralized, autonomous sequence control
JPS63268006A (ja) 数値制御装置
JP5019175B2 (ja) モータ制御装置
CN106406245A (zh) 一种集群控制系统及其运行方法