JP3918557B2 - 数値制御駆動システム - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は数値制御駆動システムに関し、特に、モータを駆動するサーボドライブユニット、主軸ドライブユニットなどのドライブユニットと、この２台以上のドライブユニットに前記モータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置と、交流電力を直流電力に変換するとともに、この直流電力を前記２台以上のドライブユニットに供給する電動機駆動用電力変換装置と、を有する数値制御駆動システムに関するものである。
背景技術
第１６図は、従来の数値制御（以下、ＮＣと記す）駆動システムの構成を示す図である。図において、４１は交流電源、４２はＡＣリアクトル、４３は電動機駆動用電力変換装置、４４は主軸ドライブユニット、４５は主軸ドライブユニット４４で駆動される主軸モータ、４６はサーボドライブユニット、４７はサーボドライブユニット４６で駆動されるサーボモータ、４８はＮＣ装置、４９はバスラインである。また、５０は交直変換回路、５１はダイオード、５２はパワーモジュール、５３は平滑コンデンサである。
電動機駆動用電力変換装置４３において、交流電源４１からＡＣリアクトル４２を介して入力された交流電力（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を、ダイオード５１により直流に整流し、さらに平滑コンデンサ５３にて平滑した直流電源電圧ＶＰ，ＶＮを、主軸ドライブユニット４４およびサーボドライブユニット４６に供給する。主軸ドライブユニット４４およびサーボドライブユニット４６は、直流電源電圧ＶＰ，ＶＮを入力し、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づいて主軸モータ４５およびサーボモータ４７を駆動する。
交直変換回路５０において、サーボモータ４７または主軸モータ４５が加速時に力行する時は、ダイオード５１により交流を直流に整流して電力を供給する。また、サーボモータ４７または主軸モータ４５が減速時に回生する時は、その電力を交流電源４１に返すようにパワーモジュール５２がスイッチングをする。
近年、工作機械の生産性向上と技術の進展により、早送り時の加減速時定数短縮およびサイクル時間短縮の要求があり、さらに加減速時により大きいトルク（電流）が要求され、サーボドライブユニットおよび主軸ドライブユニットがハイゲイン化されてきた。
上述の高トルク・ハイゲイン化は、サーボドライブユニットおよび主軸ドライブユニットに電源を供給する電動機駆動用電力変換装置において、過大な電流の熱ストレスやパワーサイクルという厳しい使用条件となり、ダイオードやパワーモジュールの熱対策として電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを上げるなどの対応をしていたため、サイズアップおよびコストアップとなるという問題点があった。
また、第１７図は特開昭６１−８５０８５号公報に記載の従来の交流電動機の可変速制御装置の系統図である。図において、６１はファン、ポンプ等の負荷を駆動する電動機、６２は電動機６１に取付けられ電動機６１の回転数を検出するポジションセンサー、６３は電動機６１を可変速運転する交流可変速駆動装置で１次側には変流器６４を介して交流電源が接続されている。また、６５は変流器６４の２次側に接続され、交流可変速駆動装置６３の１次側電流値が定格値を越えるような運転あるいは加速が行なわれた場合に、電動機を保護するために交流可変速駆動装置６３の動作を停止する過電流リレー、６６は速度基準を設定する速度基準制御装置である。また、６７は変流器６４を介して交流可変速駆動装置６３へ供給される入力電流およびポジションセンサー６２から入力された電動機の回転数に基き、入力電流とあらかじめ設定しておいた電流限界値とを比較演算し、速度基準制御装置６６に制御信号を送出する電流比較制御装置である。
回転数に応じて冷却効果が変化する自冷式電動機において、回転数に応じて冷却効果が変化し、電動機の熱耐量から制限される電流値が変化する。従来の交流電動機の可変速制御装置は、回転数に応じた冷却効果と熱耐量の関係から可変速全領域の定格運転時の電流限界値および加速時の電流限界値を設定しておき、定格運転の場合に入力電流が定格運転時の電流限界値に達した時は、電動機の回転数を下げて入力電流を低下させることにより、また加速運転の場合に入力電流が定格運転時の電流限界値に達した時は、入力電流の増加を制限して加速を一時中断させることにより、電動機を停止することなく所定の電流限界値内で電動機の運転を行うようにしたものである。
上述の従来の交流電動機の可変速制御装置においては、交流可変速駆動装置の入力電流が定格値を越えた場合に過電流リレーで運転を停止して電動機を保護するとか、または交流可変速駆動装置の入力電流とあらかじめ設定された電流限界値とを比較演算し、入力電流が電流限界値に達した場合には、入力電流を下げることにより、または入力電流の増加を制限することにより、電動機を停止することなく過熱保護するといったように、可変速制御装置単体の保護をするものであり、第１６図に示すように主軸モータ４５を駆動する主軸ドライブユニット４４、またはサーボモータ４７を駆動するサーボドライブユニット４６などから構成されるＮＣ軸動システム全体において、主軸ドライブユニット４４またはサーボドライブユニット４６は許容電流以下であっても、ＮＣ駆動システム全体として過電流となっているか否かを判断ができないという問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、高速高加速度駆動においても電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを従来のままで、安定にモータ制御を行うことができるＮＣ駆動システムを得ることを目的とする。
発明の開示
モータを駆動するサーボドライブユニット、主軸ドライブユニットなどからなる２台以上のドライブユニットと、この２台以上のドライブユニットに前記モータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置と、交流電力を直流電力に変換するとともに、この直流電力を前記２台以上のドライブユニットに供給する電動機駆動用電力変換装置と、を有する数値制御駆動システムにおいて、
前記電動機駆動用電力変換装置は、入力電流を求める入力電流検出手段と、この入力電流検出手段で求めた入力電流と許容電流値との大小比較をする入力電流判定手段と、この入力電流判定手段の判定結果により前記ドライブユニットに制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備え、また前記ドライブユニットは、前記制御信号出力手段から出力される制御信号により数値制御装置からの制御指令を変更する制御信号実行手段を備え、
前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、前記ドライブユニットの前記制御信号実行手段が数値制御装置からの制御指令を変更することにより、前記入力電流を下げるようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令の傾きを小さくさせる処理をするようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、前記ドライブユニットのスイッチング素子をゲート遮断するようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプするようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、モータ駆動電流をクランプするようにしたものである。
また、前記電動機駆動用電力変換装置は、前記交流電力の電源位相を検出する位相検出手段を備え、前記入力電流判定手段は前記位相検出手段が検出した電源位相を入力し、前記入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流と許容電流値との大小比較をするようにしたものである。
また、前記制御信号出力手段は、直流電力を供給する前記２台以上のドライブユニットからモータ駆動電流およびモータ速度の少なくとも片方を入力し、制御信号を出力するドライブユニットを選択するようにしたものである。
また、前記電動機駆動用電力変換装置は、前記入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、前記累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、前記ドライブユニットおよび前記数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたものである。
また、前記電動機駆動用電力変換装置は、前記入力電流検出手段が求めた入力電流を前記数値制御装置に出力する入力電流出力手段を備えたことを、備えたものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は従来例である第１６図と同様であり、その説明を省略する。また、１ａは電動機駆動用電力変換装置、２ａは主軸ドライブユニット、３ａはサーボドライブユニットである。
また、１１は相Ｌ１，Ｌ２の入力電流ＩＬ１，ＩＬ２を検出し入力電流Ｉｉを求める入力電流検出手段、１２ａは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、１３は入力電流判定手段１２ａの判定結果により主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに対して加減速指令変化要求信号ＶＯＮまたは加減速指令変化無効信号ＶＯＦを出力する制御信号出力手段としての加減速指令変化信号出力手段である。また、１４ａ，１４ｂは加減速指令変化要求信号ＶＯＮまたは加減速指令変化無効信号ＶＯＦを入力する加減速指令変化信号入力手段、１５ａ，１５ｂは加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂからの加減速指令変化要求信号ＶＯＮにより加減速指令を変化させる加減速指令作成手段であり、実施の形態１において制御信号実行手段は加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂおよび加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂから構成される。
電動機駆動用電力変換装置１ａは、交流電源４１からＡＣリアクトル４２を介して入力された交流電力（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を直流電源電圧ＶＰ，ＶＮに変換して、主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに供給し、主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａは、直流電源電圧ＶＰ，ＶＮを入力し、ＮＣ装置４８からバスライン４９で指令された移動指令に基づいて主軸モータ４５およびサーボモータ４７を駆動するという、動作については従来例と同様である。
第２図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける入力電流と制御周期との関係を示す図で、（ａ）は入力相間電圧ＶＡＣの波形、（ｂ）は入力電流Ｉｉの波形、（ｃ）は入力電流検出周期である。図において、入力相間電圧ＶＡＣは相順がＬ１→Ｌ２→Ｌ３となる各相（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の電源電圧波形で、電源周期をＴとすると上記各相の相間電圧の大小関係がＴ／６毎に変化する。また、入力電流Ｉｉは相間電圧の大小関係によりＴ／６周期で流れる相が変化し、Ｔ／６毎に零となる。また、制御周期となる入力電流検出周期は、入力電流の周期よりも充分に短い値である。
第３図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ａにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ２は加減速指令変化要求信号ＶＯＮにより加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂが加減速指令を変化させた（速度指令の傾きを小さくした）時点、Ｂ１は速度指令の傾きを小さくしたことにより入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ａにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ２は加減速指令変化無効信号ＶＯＦにより加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂがＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻した時点である。
実施の形態１における加減速指令変更の動作を、第１図ないし第３図により説明する。
入力電流判定手段１２ａは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第３図（ａ）のＡ１）には、加減速指令変化信号出力手段１３にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。加減速指令変化信号出力手段１３は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに対して加減速指令変化要求信号ＶＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａの加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂは、加減速指令変化要求信号ＶＯＮを入力すると、加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂに対して加減速指令変化要求信号ＶＯＮを出力する。加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂは、加減速指令変化要求信号ＶＯＮを入力すると、加減速指令を変化させる（速度指令の傾きを小さくする）（第３図（ｂ）のＡ２〜Ｂ２）。
主軸ドライブユニットおよびサーボドライブユニットが速度指令の傾きを小さくするため、駆動電流１ｄが小さくなり、式（１）に示すように駆動電流Ｉｄに比例して入力電流Ｉｉも小さくなる。
Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ）…・・式（１）
また、入力電流判定手段１２ａは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第３図（ａ）のＢ１）には、加減速指令変化信号出力手段１３にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。加減速指令変化信号出力手段１３は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに対して加減速指令変化無効信号ＶＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａの加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂは、加減速指令変化無効信号ＶＯＦを入力すると、加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂに対して加減速指令変化無効信号ＶＯＦを出力する。加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂは、加減速指令変化無効信号ＶＯＦを入力すると、ＮＣ装置４からの位置指令を有効とし、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第３図（ｂ）のＢ２）。
実施の形態１のＮＣ駆動システムにおいては、電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、入力電流Ｉｉを下げるようにしたことにより、ＮＣ駆動システムの高速高加速度駆動に対して、電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを上げなくとも、安定したモータ制御を行うことができる。また、速度変化量を制御して速度指令の傾きを小さくすることにより入力電流Ｉｉを下げるようにしたので、速度制御を維持したままで入力電流Ｉｉを下げることができ、軌跡精度を維持しながら高加減速運転する用途に適する。
実施の形態２．
第４図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第１図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｂは電動機駆動用電力変換装置、２ｂは主軸ドライブユニット、３ｂはサーボドライブユニットである。また、１２ｂは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、１６は入力電流判定手段１２ｂの判定結果により主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂに対してゲート遮断要求信号ＧＯＦまたはゲートオン信号ＧＯＮを出力する制御信号出力手段としてのゲート信号出力手段である。
また、１７ａ，１７ｂはゲート遮断要求信号ＧＯＦまたはゲートオン信号ＧＯＮを入力するゲート信号入力手段、１８ａ，１８ｂはゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂからの指令に基づきゲート遮断またはゲートオンするゲート制御手段であり、実施の形態２において制御信号実行手段は、ゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂおよびゲート制御手段１８ａ，１８ｂから構成される。
第５図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ｂにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ３はゲート遮断要求信号ＧＯＦによりゲート制御手段１８ａ，１８ｂがゲート遮断した時点、Ｂ１はゲート遮断により入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ｂにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ３はゲートオン信号ＧＯＮによりゲート制御手段１８ａ，１８ｂがゲートオンした時点である。
実施の形態２におけるゲート制御の動作を第４図および第５図により説明する。
入力電流判定手段１２ｂは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第５図（ａ）のＡ１）には、ゲート信号出力手段１６にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。ゲート信号出力手段１６は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂに対してゲート遮断要求信号ＧＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂは、ゲート遮断要求信号ＧＯＦを入力すると、ゲート制御手段１８ａ，１８ｂに対してゲート遮断要求信号ＧＯＦを出力する。ゲート制御手段１８ａ，１８ｂは、ゲート遮断要求信号ＧＯＦを入力すると、主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのスイッチング素子（図示せず）のゲートを遮断する。
ゲート遮断することにより、モータ駆動電流Ｉｄが小さくなり、また速度指令の傾きを小さくすることができるので（第５図（ｂ）のＡ３〜Ｂ３）、上述で示した式（１）のように入力電流Ｉｉも小さくなる（ Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ））。
また、入力電流判定手段１２ｂは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第５図（ａ）のＢ１）には、ゲート信号出力手段１６にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。ゲート信号出力手段１６は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂに対してゲートオン信号ＧＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂは、ゲートオン信号ＧＯＮを入力すると、ゲート制御手段１８ａ，１８ｂに対してゲートオン信号ＧＯＮを出力する。ゲート制御手段１８ａ，１８ｂは、ゲートオン信号ＧＯＮを入力すると、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づき主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのスイッチング素子（図示せず）のゲートをオンし、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第５図（ｂ）のＢ３）。
実施の形態２のＮＣ駆動システムにおいては、電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットのスイッチング素子をゲート遮断することにより、ドライブユニットの駆動電流をゼロとするので、入力電流Ｉｉを高速で下げることができ、マテハンなど軌跡精度を必要としない位置決めの用途に適する。
実施の形態３．
第６図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第１図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｃは電動機駆動用電力変換装置、２ｃは主軸ドライブユニット、３ｃはサーボドライブユニットである。また、１２ｃは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、１９は入力電流判定手段１２ｃの判定結果により主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃに対してモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮまたはモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを出力する制御信号出力手段としてのモータ速度クランプ信号出力手段である。
また、２０ａ，２０ｂはモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮまたはモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを入力するモータ速度クランプ信号入力手段、２１ａ，２１ｂはモータ速度クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂからの指令に基づきモータ速度指令をクランプするモータ速度制御手段であり、実施の形態３において制御信号実行手段は、モータ速度クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂおよびモータ速度制御手段２１ａ，２１ｂから構成される。
第７図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ｃにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ４はモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮによりモータ速度制御手段２１ａ，２１ｂがモータ速度指令をクランプした時点、Ｂ１はモータ速度指令クランプにより入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ｃにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ４はモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦによりモータ速度制御手段２１ａ，２１ｂがモータ速度クランプを解除した時点である。
実施の形態３におけるモータ速度クランプの動作を第６図および第７図により説明する。
入力電流判定手段１２ｃは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第７図（ａ）のＡ１）には、モータ速度クランプ信号出力手段１９にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。モータ速度クランプ信号出力手段１９は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃに対してモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃのモータ速度クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂは、モータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを入力すると、モータ速度制御手段２１ａ，２１ｂに対してモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを出力する。モータ速度制御手段２１ａ，２１ｂは、モータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを入力すると、モータ速度指令をクランプする（第７図（ｂ）参照）。
モータ速度指令をクランプすることにより、モータ速度ωがクランプされるので（第７図（ｂ）のＡ４〜Ｂ４）、上述に示した式（１）のように入力電流Ｉｉも小さくなる（ Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ））。
また、入力電流判定手段１２ｃは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第７図（ａ）のＢ１）には、モータ速度クランプ信号出力手段１９にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。モータ速度クランプ信号出力手段１９は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃに対してモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃのモータ駆動電流クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂは、モータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを入力すると、モータ駆動電流制御手段２１ａ，２１ｂに対してモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを出力する。モータ速度制御手段２１ａ，２１ｂは、モータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを入力すると、モータ速度のクランプを解除し、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第７図（ｂ）のＢ４）。
実施の形態３のＮＣ駆動システムにおいては、電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプすることにより入力電流Ｉｉを下げるようにしたので、モータ出力トルクが小さい高速領域においても、入力電流Ｉｉを高速で下げることができ、半導体製造装置など頻度が要求される用途に適する。
実施の形態４．
第８図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第１図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｄは電動機駆動用電力変換装置、２ｄは主軸ドライブユニット、３ｄはサーボドライブユニットである。また、１２ｄは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、２２は入力電流判定手段１２ｄの判定結果により主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する制御信号出力手段としてのモータ駆動電流クランプ信号出力手段である。
また、２３ａ，２３ｂはモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを入力するモータ駆動電流クランプ信号入力手段、２４ａ，２４ｂはモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂからの指令に基づきモータ駆動電流をクランプするモータ駆動電流制御手段であり、実施の形態４において制御信号実行手段はモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂおよびモータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂから構成される。
第９図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ｄにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ５はモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮによりモータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂがモータ駆動電流をクランプした時点、Ｂ１はモータ駆動電流クランプにより入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ｄにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ５はモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦによりモータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂがモータ駆動電流クランプを解除した時点である。
実施の形態４におけるモータ駆動電流クランプの動作を第８図および第９図により説明する。
入力電流判定手段１２ｄは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第９図（ａ）のＡ１）には、モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄのモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂは、モータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを入力すると、モータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。２４ａ，２４ｂは、モータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを入力すると、モータ駆動電流をクランプする（第９図（ｃ）参照）。
モータ駆動電流をクランプすることにより、上述に示した式（１）のように入力電流Ｉｉも小さくなる（ Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ））。
また、モータ駆動電流をクランプすることにより、速度指令の傾きも小さくなる（第９図（ｂ）のＡ５〜Ｂ５）。
また、入力電流判定手段１２ｄは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第９図（ａ）のＢ１）には、モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄに対してモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄのモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂは、モータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを入力すると、モータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂに対してモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。モータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂは、モータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを入力すると、モータ駆動電流のクランプを解除し、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第９図（ｂ）のＢ５点）。
電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、実施の形態１では速度変化量を制御して速度指令の傾きを小さくすることによりモータ駆動電流を減少させ、入力電流Ｉｉを下げるようにした例を示したが、実施の形態４においては、モータ駆動電流をクランプして保持しながら、モータ速度の漸減により、入力電流Ｉｉを下げるようにしたもので、高回転主軸とか磁気軸受を使用する機械などの加減速が要求されない用途に適する。
実施の形態５．
第１０図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、２ｄ、３ｄ、１１、２２、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｅは電動機駆動用電力変換装置、２５は相Ｌ１１，Ｌ１２で交流電源４１の電源位相θを検出する位相検出手段、２６は位相検出手段２５が検出した電源位相を入力し、入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段である。
第１１図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力相間電圧ＶＡＣの特性、（ｂ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性である。入力電流検出手段１１で、相Ｌ１，Ｌ２の入力電流ＩＬ１，ＩＬ２を検出し求めた入力電流Ｉｉは、相間電圧の大小関係によりＴ／６周期で流れる相が変化し、Ｔ／６毎に零となる。また、入力電流Ｉｉは、図に示すように電源位相θが３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°と、位相６０°毎に入力電流Ｉｉの向きが変化し、電源位相θが３３０°で入力電流Ｉｉは最大となる。
入力電流判定手段２６は、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉの変化の特性を利用して、位相検出手段２５が検出した電源位相θが３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°と、入力電流Ｉｉが増大する電源位相θの近傍において、入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする。
上述の実施の形態４の入力電流判定手段１２ｄでは、常時入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする例を説明したが、実施の形態５では電源位相θを検出する位相検出手段２５を備え、入力電流判定手段２６は、常時入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をするのではなく、入力電流Ｉｉが増大する電源位相θの近傍において、効率良く入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０とを大小比較できるようにしたものである。
また、上述では実施の形態４の常時入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段１２ｄを、電源位相θを検出する位相検出手段２５および入力電流Ｉｉが増大する電源位相θの近傍において、入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段２６に置き換えた例を示したが、実施の形態１における入力電流判定手段１２ａ、実施の形態２における入力電流判定手段１２ｂまたは実施の形態３における入力電流判定手段１２ｃを入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段２６に置き換えてもよい。
実施の形態６．
第１２図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｆは電動機駆動用電力変換装置、２ｆは主軸ドライブユニット、３ｆはサーボドライブユニットである。また、２５は相Ｌ１１，Ｌ１２で交流電源４１の電源位相θを検出する位相検出手段、２６は位相検出手段２５の判定結果により入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、２７は入力電流判定手段２６の判定結果、位相検出手段２５の判定結果ならびに主軸ドライブユニット２ｆのモータ駆動電流Ｉｄ１およびサーボドライブユニット３ｆのモータ駆動電流Ｉｄ２により主軸ドライブユニット２ｆおよびサーボドライブユニット３ｆに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する制御信号出力手段としてのモータ駆動電流クランプ信号出力手段である。また、２８ａは主軸ドライブユニット２ｆのモータ駆動電流Ｉｄ１およびモータ速度ω１をバスライン４９を介してモータ駆動電流クランプ信号出力手段２７へ出力するデータ出力手段、２８ｂはサーボドライブユニット３ｆのモータ駆動電流Ｉｄ２およびモータ速度ω２をバスライン４９を介してモータ駆動電流クランプ信号出力手段２７へ出力するデータ出力手段である。
モータ駆動電流クランプ信号出力手段２７は、データ出力手段２８ａ，２８ｂから入力したモータ駆動電流Ｉｄ１，Ｉｄ２およびモータ速度ω１，ω２を基に、Ｉｄ１×ω１とＩｄ２×ω２とを大小比較して、モータ駆動電流クランプするドライブユニットを選択してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。
実施の形態１ないし実施の形態５では、入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の時に、電動機駆動用電力変換装置が電力供給しているドライブユニットすべてに対して、入力電流Ｉｉを下げるための制御信号（加減速指令変化要求信号ＶＯＮ、ゲート遮断要求信号ＧＯＦ、モータ速度クランプ信号ＶＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮ）を出力する例を示したが、実施の形態６では入力電流Ｉｉを下げるための制御信号を出力するドライブユニットを選択するようにしたものである。
第１３図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムのフローチャートを示す図である。
ステップＳ１において、入力電流判定手段２６は、位相検出手段２５が検出した電源位相θが入力電流Ｉｉのピーク値となる電源位相であるか判断する。θｐを入力電流Ｉｉのピーク値となる電源位相θ（３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°）、θ０を電源位相θｐの近傍とする位相幅とすると、入力電流判定手段２６は、電源位相θが下式の場合に、
θｐ−θ０≦θ≦θｐ＋θ０
入力電流Ｉｉのピーク値となる電源位相θｐの近傍であると判断して、入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする。
ステップＳ２で、入力電流判定手段２６は入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較し、入力電流Ｉｉ＜許容電流値Ｉ０の場合には、ステップＳ３でドライブユニットａ，ｂ（第１２図の主軸ドライブユニット２ｆ，サーボドライブユニット３ｆに対応）にモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の場合には、続いてステップＳ４で、モータ駆動電流クランプ信号出力手段２７は、ドライブユニットａ，ｂから入力したモータ駆動電流Ｉｄ１，Ｉｄ２およびモータ速度ω１，ω２を基に、Ｉｄ１×ω１とＩｄ２×ω２とを大小比較して、モータ駆動電流クランプするドライブユニットを選択してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。また、モニタ駆動電流をクランプするドライブユニット以外のドライブユニットにはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
Ｉｄ１×ω１≧Ｉｄ２×ω２の場合には、ステップＳ５で、モータ駆動電流Ｉｄ１およびモータ速度ω１を出力したドライブユニットａにモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。また、ステップＳ６でモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを維持するためのタイマー値Ｔを０とした後、数値を更新し（ステップＳ７）、ドライブユニットａ用タイマー基準値Ｔ０１となった（Ｔ≧Ｔ０１）場合に（ステップＳ８）、ステップＳ９でモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
また、ステップＳ４の判定で、Ｉｄ１×ω１＜Ｉｄ２×ω２の場合には、ステップＳ１０で、モータ駆動電流Ｉｄ２およびモータ速度ω２を出力したドライブユニットｂにモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。また、ステップＳ１１でモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを維持するためのタイマー値Ｔを０とした後、数値を更新し（ステップＳ１２）、ドライブユニットｂ用タイマー基準値Ｔ０２となった（Ｔ≧Ｔ０２）場合に（ステップＳ１３）、ステップＳ１４でモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
また、上述のステップＳ４では、モータ駆動電流とモータ速度との積（Ｉｄ１×ω１、Ｉｄ２×ω２）の大きいドライブユニットを選択してモータ駆動電流をクランプする例を示したが、あらかじめドライブユニットの運転特性等がわかっている場合には、モータ駆動電流またはモータ速度の一方だけの大小比較により、モータ駆動電流をクランプするドライブユニットを選択しても良い。
また、上述では、電動機駆動用電力変換装置が電力供給しているドライブユニットがドライブユニットａ（第１２図の主軸ドライブユニット２ｆ）とドライブユニットｂ（第１２図のサーボドライブユニット３ｆ）との２台の場合で、入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の時に、モータ駆動電流とモータ速度との積の大きいドライブユニットに対して、モータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する例を示した（ステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ１０）が、電動機駆動用電力変換装置が電力供給しているドライブユニットが３台以上の場合には、モータ駆動電流とモータ速度との積の大きいドライブユニットから適宜台数を決めてモータ駆動電流をクランプするようにすれば良い。
また、上述のステップＳ５およびステップＳ１０ではモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する例を示したが、加減速指令を変化させる加減速指令変化要求信号ＶＯＮ（実施の形態１の場合）、ゲート遮断するゲート遮断要求信号ＧＯＦ（実施の形態２の場合）またはモータ速度をクランプするモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮ（実施の形態３の場合）を出力するようにしても良い。
実施の形態６では入力電流Ｉｉを下げる効果の大きいドライブユニットを選択して入力電流Ｉｉを下げるための制御信号を出力し、他の入力電流Ｉｉを下げる効果の小さいドライブユニットの制御は維持するようにしたので、効率良く入力電流Ｉｉを下げることができる。
実施の形態７．
第１４図はこの発明の実施の形態７に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、２２、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７、４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｆは電動機駆動用電力変換装置、２ｇは主軸ドライブユニット、３ｇはサーボドライブユニット、２９ａはＮＣ装置である。また、１２ｇは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、３０は入力電流判定手段１２ｇで入力電流Ｉｉが許容値Ｉ０を越えたと判定した累積回数ｎを保存する累積回数保存手段、３１は累積回数保存手段３０が保存した累積回数ｎが基準値ｎ０以上になればアラーム信号ＡＬＭを主軸ドライブユニット２ｇ、サーボドライブユニット３ｇおよびＮＣ装置２９ａにアラーム出力するアラーム判定手段、３２ａ，３２ｂ，３２ｃは主軸ドライブユニット２ｇ、サーボドライブユニット３ｇおよびＮＣ装置２９ａにおけるアラーム入力手段である。
累積回数保存手段３０は入力電流判定手段１２ｇで入力電流Ｉｉが許容値Ｉ０を越えたと判定した累積回数ｎを保存し、アラーム判定手段３１は入力電流Ｉｉが許容値Ｉ０を越えた累積回数ｎが基準値ｎ０以上となった場合に、主軸ドライブユニット２ｇ、サーボドライブユニット３ｇおよびＮＣ装置２９ａにアラーム信号ＡＬＭを出力する。
実施の形態７において、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、ドライブユニットおよび数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたので、ドライブユニットおよび数値制御装置側でアラームの確認ができ、オペレータが実行されている高加減速運転の評価が容易となる。
実施の形態８．
第１５図はこの発明の実施の形態８に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、２２、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７、４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｈは電動機駆動用電力変換装置、２ｈは主軸ドライブユニット、３ｈはサーボドライブユニット、２９ｂはＮＣ装置である。また、３３は入力電流検出手段１１が求めた入力電流Ｉｉをバスライン４９を介してＮＣ装置２９ｂに出力する入力電流出力手段、３４は入力電流入力手段、３５は入力電流Ｉｉを表示する入力電流表示手段である。
実施の形態１ないし実施の形態７においては、入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の時に、ドライブユニットに入力電流Ｉｉを下げるための制御信号を出力したが、実施の形態８の入力電流出力手段３３は、入力電流検出手段１１が求めた入力電流Ｉｉをドライブユニットを駆動しているＮＣ装置２９ｂに出力するようにしたものである。
実施の形態８において、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流検出手段が求めた入力電流を数値制御装置に出力するようにしたので、ドライブユニットにモータを駆動する制御指令を出力するＮＣ装置側での対応が可能となる。
上述のこの発明の効果について記載する。
この発明の数値制御駆動システムにおいて、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流を求める入力電流検出手段と、この入力電流検出手段で求めた入力電流と許容電流値との大小比較をする入力電流判定手段と、この入力電流判定手段の判定結果によりドライブユニットに制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備え、またドライブユニットは、制御信号出力手段から出力される制御信号により数値制御装置からの制御指令を変更する制御信号実行手段を備え、
入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットの前記制御信号実行手段が数値制御装置からの制御指令を変更することにより、電動機駆動用電力変換装置の入力電流を下げるようにしたので、
数値制御駆動システムの高速高加速度駆動に対して、電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを上げなくとも、安定したモータ制御を行うことができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度変化量を制御して速度指令の傾きを小さくするようにしたので、速度制御を維持したままで電動機駆動用電力変換装置の入力電流を下げることができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットの駆動電流をゼロとするようにしたので、電動機駆動用電力変換装置の入力電流を高速で下げることができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプするようにしたので、モータ出力トルクが小さい高速領城においても、電動機駆動用電力変換装置の入力電流を高速で下げることができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットの駆動電流をクランプして保持しながら、モータ速度の漸減により、入力電流Ｉｉを下げるようにしたので、高回転主軸とか磁気軸受を使用する機械など加減速が要求されない用途に適する。
また、電動機駆動用電力変換装置は、交流電力の電源位相を検出する位相検出手段を備え、入力電流判定手段は位相検出手段が検出した電源位相を入力し、入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流と許容電流値との大小比較をするようにしたので、効率よく入力電流と許容電流値とを大小比較できる。
また、制御信号出力手段は、直流電力を供給するドライブユニットからモータ駆動電流およびモータ速度の少なくとも片方を入力し、制御信号を出力するドライブユニットを選択するようにしたので、効率よく電動機駆動用電力変換装置の入力電流を下げることができる。
また、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、ドライブユニットおよび数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたので、ドライブユニットおよび数値制御装置側でアラームの確認ができ、オペレータが実行されている高加減速運転の評価が容易となる。
また、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流検出手段が求めた入力電流を数値制御装置に出力する入力電流出力手段を備えたので、ドライブユニットにモータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置側での対応が可能となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る数値制御システムは、ハイゲイン化されたサーボドライブユニットおよび主軸ドライブユニットを使用して高速高加速度駆動する数値制御システムにおいて用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第２図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける入力電流と制御周期との関係を示す図である。
第３図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第４図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第５図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第６図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第７図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第８図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第９図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第１０図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１１図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第１２図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１３図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムのフローチャートを示す図である。
第１４図はこの発明の実施の形態７に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１５図はこの発明の実施の形態８に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１６図は従来のＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１７図は特開昭６１−８５０８５号公報に記載の従来の交流電動機の可変速制御装置の系統図である。
この発明は数値制御駆動システムに関し、特に、モータを駆動するサーボドライブユニット、主軸ドライブユニットなどのドライブユニットと、この２台以上のドライブユニットに前記モータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置と、交流電力を直流電力に変換するとともに、この直流電力を前記２台以上のドライブユニットに供給する電動機駆動用電力変換装置と、を有する数値制御駆動システムに関するものである。
背景技術
第１６図は、従来の数値制御（以下、ＮＣと記す）駆動システムの構成を示す図である。図において、４１は交流電源、４２はＡＣリアクトル、４３は電動機駆動用電力変換装置、４４は主軸ドライブユニット、４５は主軸ドライブユニット４４で駆動される主軸モータ、４６はサーボドライブユニット、４７はサーボドライブユニット４６で駆動されるサーボモータ、４８はＮＣ装置、４９はバスラインである。また、５０は交直変換回路、５１はダイオード、５２はパワーモジュール、５３は平滑コンデンサである。
電動機駆動用電力変換装置４３において、交流電源４１からＡＣリアクトル４２を介して入力された交流電力（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を、ダイオード５１により直流に整流し、さらに平滑コンデンサ５３にて平滑した直流電源電圧ＶＰ，ＶＮを、主軸ドライブユニット４４およびサーボドライブユニット４６に供給する。主軸ドライブユニット４４およびサーボドライブユニット４６は、直流電源電圧ＶＰ，ＶＮを入力し、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づいて主軸モータ４５およびサーボモータ４７を駆動する。
交直変換回路５０において、サーボモータ４７または主軸モータ４５が加速時に力行する時は、ダイオード５１により交流を直流に整流して電力を供給する。また、サーボモータ４７または主軸モータ４５が減速時に回生する時は、その電力を交流電源４１に返すようにパワーモジュール５２がスイッチングをする。
近年、工作機械の生産性向上と技術の進展により、早送り時の加減速時定数短縮およびサイクル時間短縮の要求があり、さらに加減速時により大きいトルク（電流）が要求され、サーボドライブユニットおよび主軸ドライブユニットがハイゲイン化されてきた。
上述の高トルク・ハイゲイン化は、サーボドライブユニットおよび主軸ドライブユニットに電源を供給する電動機駆動用電力変換装置において、過大な電流の熱ストレスやパワーサイクルという厳しい使用条件となり、ダイオードやパワーモジュールの熱対策として電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを上げるなどの対応をしていたため、サイズアップおよびコストアップとなるという問題点があった。
また、第１７図は特開昭６１−８５０８５号公報に記載の従来の交流電動機の可変速制御装置の系統図である。図において、６１はファン、ポンプ等の負荷を駆動する電動機、６２は電動機６１に取付けられ電動機６１の回転数を検出するポジションセンサー、６３は電動機６１を可変速運転する交流可変速駆動装置で１次側には変流器６４を介して交流電源が接続されている。また、６５は変流器６４の２次側に接続され、交流可変速駆動装置６３の１次側電流値が定格値を越えるような運転あるいは加速が行なわれた場合に、電動機を保護するために交流可変速駆動装置６３の動作を停止する過電流リレー、６６は速度基準を設定する速度基準制御装置である。また、６７は変流器６４を介して交流可変速駆動装置６３へ供給される入力電流およびポジションセンサー６２から入力された電動機の回転数に基き、入力電流とあらかじめ設定しておいた電流限界値とを比較演算し、速度基準制御装置６６に制御信号を送出する電流比較制御装置である。
回転数に応じて冷却効果が変化する自冷式電動機において、回転数に応じて冷却効果が変化し、電動機の熱耐量から制限される電流値が変化する。従来の交流電動機の可変速制御装置は、回転数に応じた冷却効果と熱耐量の関係から可変速全領域の定格運転時の電流限界値および加速時の電流限界値を設定しておき、定格運転の場合に入力電流が定格運転時の電流限界値に達した時は、電動機の回転数を下げて入力電流を低下させることにより、また加速運転の場合に入力電流が定格運転時の電流限界値に達した時は、入力電流の増加を制限して加速を一時中断させることにより、電動機を停止することなく所定の電流限界値内で電動機の運転を行うようにしたものである。
上述の従来の交流電動機の可変速制御装置においては、交流可変速駆動装置の入力電流が定格値を越えた場合に過電流リレーで運転を停止して電動機を保護するとか、または交流可変速駆動装置の入力電流とあらかじめ設定された電流限界値とを比較演算し、入力電流が電流限界値に達した場合には、入力電流を下げることにより、または入力電流の増加を制限することにより、電動機を停止することなく過熱保護するといったように、可変速制御装置単体の保護をするものであり、第１６図に示すように主軸モータ４５を駆動する主軸ドライブユニット４４、またはサーボモータ４７を駆動するサーボドライブユニット４６などから構成されるＮＣ軸動システム全体において、主軸ドライブユニット４４またはサーボドライブユニット４６は許容電流以下であっても、ＮＣ駆動システム全体として過電流となっているか否かを判断ができないという問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、高速高加速度駆動においても電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを従来のままで、安定にモータ制御を行うことができるＮＣ駆動システムを得ることを目的とする。
発明の開示
モータを駆動するサーボドライブユニット、主軸ドライブユニットなどからなる２台以上のドライブユニットと、この２台以上のドライブユニットに前記モータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置と、交流電力を直流電力に変換するとともに、この直流電力を前記２台以上のドライブユニットに供給する電動機駆動用電力変換装置と、を有する数値制御駆動システムにおいて、
前記電動機駆動用電力変換装置は、入力電流を求める入力電流検出手段と、この入力電流検出手段で求めた入力電流と許容電流値との大小比較をする入力電流判定手段と、この入力電流判定手段の判定結果により前記ドライブユニットに制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備え、また前記ドライブユニットは、前記制御信号出力手段から出力される制御信号により数値制御装置からの制御指令を変更する制御信号実行手段を備え、
前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、前記ドライブユニットの前記制御信号実行手段が数値制御装置からの制御指令を変更することにより、前記入力電流を下げるようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令の傾きを小さくさせる処理をするようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、前記ドライブユニットのスイッチング素子をゲート遮断するようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプするようにしたものである。
また、前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、モータ駆動電流をクランプするようにしたものである。
また、前記電動機駆動用電力変換装置は、前記交流電力の電源位相を検出する位相検出手段を備え、前記入力電流判定手段は前記位相検出手段が検出した電源位相を入力し、前記入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流と許容電流値との大小比較をするようにしたものである。
また、前記制御信号出力手段は、直流電力を供給する前記２台以上のドライブユニットからモータ駆動電流およびモータ速度の少なくとも片方を入力し、制御信号を出力するドライブユニットを選択するようにしたものである。
また、前記電動機駆動用電力変換装置は、前記入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、前記累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、前記ドライブユニットおよび前記数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたものである。
また、前記電動機駆動用電力変換装置は、前記入力電流検出手段が求めた入力電流を前記数値制御装置に出力する入力電流出力手段を備えたことを、備えたものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は従来例である第１６図と同様であり、その説明を省略する。また、１ａは電動機駆動用電力変換装置、２ａは主軸ドライブユニット、３ａはサーボドライブユニットである。
また、１１は相Ｌ１，Ｌ２の入力電流ＩＬ１，ＩＬ２を検出し入力電流Ｉｉを求める入力電流検出手段、１２ａは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、１３は入力電流判定手段１２ａの判定結果により主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに対して加減速指令変化要求信号ＶＯＮまたは加減速指令変化無効信号ＶＯＦを出力する制御信号出力手段としての加減速指令変化信号出力手段である。また、１４ａ，１４ｂは加減速指令変化要求信号ＶＯＮまたは加減速指令変化無効信号ＶＯＦを入力する加減速指令変化信号入力手段、１５ａ，１５ｂは加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂからの加減速指令変化要求信号ＶＯＮにより加減速指令を変化させる加減速指令作成手段であり、実施の形態１において制御信号実行手段は加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂおよび加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂから構成される。
電動機駆動用電力変換装置１ａは、交流電源４１からＡＣリアクトル４２を介して入力された交流電力（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を直流電源電圧ＶＰ，ＶＮに変換して、主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに供給し、主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａは、直流電源電圧ＶＰ，ＶＮを入力し、ＮＣ装置４８からバスライン４９で指令された移動指令に基づいて主軸モータ４５およびサーボモータ４７を駆動するという、動作については従来例と同様である。
第２図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける入力電流と制御周期との関係を示す図で、（ａ）は入力相間電圧ＶＡＣの波形、（ｂ）は入力電流Ｉｉの波形、（ｃ）は入力電流検出周期である。図において、入力相間電圧ＶＡＣは相順がＬ１→Ｌ２→Ｌ３となる各相（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の電源電圧波形で、電源周期をＴとすると上記各相の相間電圧の大小関係がＴ／６毎に変化する。また、入力電流Ｉｉは相間電圧の大小関係によりＴ／６周期で流れる相が変化し、Ｔ／６毎に零となる。また、制御周期となる入力電流検出周期は、入力電流の周期よりも充分に短い値である。
第３図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ａにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ２は加減速指令変化要求信号ＶＯＮにより加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂが加減速指令を変化させた（速度指令の傾きを小さくした）時点、Ｂ１は速度指令の傾きを小さくしたことにより入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ａにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ２は加減速指令変化無効信号ＶＯＦにより加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂがＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻した時点である。
実施の形態１における加減速指令変更の動作を、第１図ないし第３図により説明する。
入力電流判定手段１２ａは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第３図（ａ）のＡ１）には、加減速指令変化信号出力手段１３にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。加減速指令変化信号出力手段１３は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに対して加減速指令変化要求信号ＶＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａの加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂは、加減速指令変化要求信号ＶＯＮを入力すると、加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂに対して加減速指令変化要求信号ＶＯＮを出力する。加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂは、加減速指令変化要求信号ＶＯＮを入力すると、加減速指令を変化させる（速度指令の傾きを小さくする）（第３図（ｂ）のＡ２〜Ｂ２）。
主軸ドライブユニットおよびサーボドライブユニットが速度指令の傾きを小さくするため、駆動電流１ｄが小さくなり、式（１）に示すように駆動電流Ｉｄに比例して入力電流Ｉｉも小さくなる。
Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ）…・・式（１）
また、入力電流判定手段１２ａは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第３図（ａ）のＢ１）には、加減速指令変化信号出力手段１３にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。加減速指令変化信号出力手段１３は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａに対して加減速指令変化無効信号ＶＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ａおよびサーボドライブユニット３ａの加減速指令変化信号入力手段１４ａ，１４ｂは、加減速指令変化無効信号ＶＯＦを入力すると、加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂに対して加減速指令変化無効信号ＶＯＦを出力する。加減速指令作成手段１５ａ，１５ｂは、加減速指令変化無効信号ＶＯＦを入力すると、ＮＣ装置４からの位置指令を有効とし、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第３図（ｂ）のＢ２）。
実施の形態１のＮＣ駆動システムにおいては、電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、入力電流Ｉｉを下げるようにしたことにより、ＮＣ駆動システムの高速高加速度駆動に対して、電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを上げなくとも、安定したモータ制御を行うことができる。また、速度変化量を制御して速度指令の傾きを小さくすることにより入力電流Ｉｉを下げるようにしたので、速度制御を維持したままで入力電流Ｉｉを下げることができ、軌跡精度を維持しながら高加減速運転する用途に適する。
実施の形態２．
第４図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第１図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｂは電動機駆動用電力変換装置、２ｂは主軸ドライブユニット、３ｂはサーボドライブユニットである。また、１２ｂは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、１６は入力電流判定手段１２ｂの判定結果により主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂに対してゲート遮断要求信号ＧＯＦまたはゲートオン信号ＧＯＮを出力する制御信号出力手段としてのゲート信号出力手段である。
また、１７ａ，１７ｂはゲート遮断要求信号ＧＯＦまたはゲートオン信号ＧＯＮを入力するゲート信号入力手段、１８ａ，１８ｂはゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂからの指令に基づきゲート遮断またはゲートオンするゲート制御手段であり、実施の形態２において制御信号実行手段は、ゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂおよびゲート制御手段１８ａ，１８ｂから構成される。
第５図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ｂにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ３はゲート遮断要求信号ＧＯＦによりゲート制御手段１８ａ，１８ｂがゲート遮断した時点、Ｂ１はゲート遮断により入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ｂにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ３はゲートオン信号ＧＯＮによりゲート制御手段１８ａ，１８ｂがゲートオンした時点である。
実施の形態２におけるゲート制御の動作を第４図および第５図により説明する。
入力電流判定手段１２ｂは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第５図（ａ）のＡ１）には、ゲート信号出力手段１６にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。ゲート信号出力手段１６は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂに対してゲート遮断要求信号ＧＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂは、ゲート遮断要求信号ＧＯＦを入力すると、ゲート制御手段１８ａ，１８ｂに対してゲート遮断要求信号ＧＯＦを出力する。ゲート制御手段１８ａ，１８ｂは、ゲート遮断要求信号ＧＯＦを入力すると、主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのスイッチング素子（図示せず）のゲートを遮断する。
ゲート遮断することにより、モータ駆動電流Ｉｄが小さくなり、また速度指令の傾きを小さくすることができるので（第５図（ｂ）のＡ３〜Ｂ３）、上述で示した式（１）のように入力電流Ｉｉも小さくなる（ Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ））。
また、入力電流判定手段１２ｂは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第５図（ａ）のＢ１）には、ゲート信号出力手段１６にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。ゲート信号出力手段１６は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂに対してゲートオン信号ＧＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのゲート信号入力手段１７ａ，１７ｂは、ゲートオン信号ＧＯＮを入力すると、ゲート制御手段１８ａ，１８ｂに対してゲートオン信号ＧＯＮを出力する。ゲート制御手段１８ａ，１８ｂは、ゲートオン信号ＧＯＮを入力すると、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づき主軸ドライブユニット２ｂおよびサーボドライブユニット３ｂのスイッチング素子（図示せず）のゲートをオンし、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第５図（ｂ）のＢ３）。
実施の形態２のＮＣ駆動システムにおいては、電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットのスイッチング素子をゲート遮断することにより、ドライブユニットの駆動電流をゼロとするので、入力電流Ｉｉを高速で下げることができ、マテハンなど軌跡精度を必要としない位置決めの用途に適する。
実施の形態３．
第６図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第１図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｃは電動機駆動用電力変換装置、２ｃは主軸ドライブユニット、３ｃはサーボドライブユニットである。また、１２ｃは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、１９は入力電流判定手段１２ｃの判定結果により主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃに対してモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮまたはモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを出力する制御信号出力手段としてのモータ速度クランプ信号出力手段である。
また、２０ａ，２０ｂはモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮまたはモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを入力するモータ速度クランプ信号入力手段、２１ａ，２１ｂはモータ速度クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂからの指令に基づきモータ速度指令をクランプするモータ速度制御手段であり、実施の形態３において制御信号実行手段は、モータ速度クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂおよびモータ速度制御手段２１ａ，２１ｂから構成される。
第７図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ｃにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ４はモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮによりモータ速度制御手段２１ａ，２１ｂがモータ速度指令をクランプした時点、Ｂ１はモータ速度指令クランプにより入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ｃにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ４はモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦによりモータ速度制御手段２１ａ，２１ｂがモータ速度クランプを解除した時点である。
実施の形態３におけるモータ速度クランプの動作を第６図および第７図により説明する。
入力電流判定手段１２ｃは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第７図（ａ）のＡ１）には、モータ速度クランプ信号出力手段１９にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。モータ速度クランプ信号出力手段１９は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃに対してモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃのモータ速度クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂは、モータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを入力すると、モータ速度制御手段２１ａ，２１ｂに対してモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを出力する。モータ速度制御手段２１ａ，２１ｂは、モータ速度クランプ信号ＶＣＯＮを入力すると、モータ速度指令をクランプする（第７図（ｂ）参照）。
モータ速度指令をクランプすることにより、モータ速度ωがクランプされるので（第７図（ｂ）のＡ４〜Ｂ４）、上述に示した式（１）のように入力電流Ｉｉも小さくなる（ Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ））。
また、入力電流判定手段１２ｃは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第７図（ａ）のＢ１）には、モータ速度クランプ信号出力手段１９にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。モータ速度クランプ信号出力手段１９は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃに対してモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ｃおよびサーボドライブユニット３ｃのモータ駆動電流クランプ信号入力手段２０ａ，２０ｂは、モータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを入力すると、モータ駆動電流制御手段２１ａ，２１ｂに対してモータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを出力する。モータ速度制御手段２１ａ，２１ｂは、モータ速度クランプ解除信号ＶＣＯＦを入力すると、モータ速度のクランプを解除し、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第７図（ｂ）のＢ４）。
実施の形態３のＮＣ駆動システムにおいては、電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプすることにより入力電流Ｉｉを下げるようにしたので、モータ出力トルクが小さい高速領域においても、入力電流Ｉｉを高速で下げることができ、半導体製造装置など頻度が要求される用途に適する。
実施の形態４．
第８図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第１図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｄは電動機駆動用電力変換装置、２ｄは主軸ドライブユニット、３ｄはサーボドライブユニットである。また、１２ｄは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、２２は入力電流判定手段１２ｄの判定結果により主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する制御信号出力手段としてのモータ駆動電流クランプ信号出力手段である。
また、２３ａ，２３ｂはモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを入力するモータ駆動電流クランプ信号入力手段、２４ａ，２４ｂはモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂからの指令に基づきモータ駆動電流をクランプするモータ駆動電流制御手段であり、実施の形態４において制御信号実行手段はモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂおよびモータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂから構成される。
第９図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性、（ｂ）はモータ（主軸モータ４５またはサーボモータ４７）の速度特性、（ｃ）はモータ駆動電流の特性である。図において、Ａ１は入力電流判定手段１２ｄにより入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ａ５はモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮによりモータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂがモータ駆動電流をクランプした時点、Ｂ１はモータ駆動電流クランプにより入力電流Ｉｉが小さくなり、入力電流判定手段１２ｄにより入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０と判定した時点、Ｂ５はモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦによりモータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂがモータ駆動電流クランプを解除した時点である。
実施の形態４におけるモータ駆動電流クランプの動作を第８図および第９図により説明する。
入力電流判定手段１２ｄは、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をし、入力電流Ｉｉ＞許容電流値Ｉ０となった場合（第９図（ａ）のＡ１）には、モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２にＩｉ＞Ｉ０である旨出力する。モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２は、Ｉｉ＞Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。
主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄのモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂは、モータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを入力すると、モータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。２４ａ，２４ｂは、モータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを入力すると、モータ駆動電流をクランプする（第９図（ｃ）参照）。
モータ駆動電流をクランプすることにより、上述に示した式（１）のように入力電流Ｉｉも小さくなる（ Ｉｉ ∝（ ω×Ｉｄ ））。
また、モータ駆動電流をクランプすることにより、速度指令の傾きも小さくなる（第９図（ｂ）のＡ５〜Ｂ５）。
また、入力電流判定手段１２ｄは、入力電流Ｉｉ≦許容電流値Ｉ０となった場合（第９図（ａ）のＢ１）には、モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２にＩｉ≦Ｉ０である旨出力する。モータ駆動電流クランプ信号出力手段２２は、Ｉｉ≦Ｉ０となった場合には主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄに対してモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
主軸ドライブユニット２ｄおよびサーボドライブユニット３ｄのモータ駆動電流クランプ信号入力手段２３ａ，２３ｂは、モータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを入力すると、モータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂに対してモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。モータ駆動電流制御手段２４ａ，２４ｂは、モータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを入力すると、モータ駆動電流のクランプを解除し、ＮＣ装置４８からの位置指令に基づく加減速指令に戻す（第９図（ｂ）のＢ５点）。
電動機駆動用電力変換装置の入力電流Ｉｉが許容電流値Ｉ０よりも大きいと判定した場合に、実施の形態１では速度変化量を制御して速度指令の傾きを小さくすることによりモータ駆動電流を減少させ、入力電流Ｉｉを下げるようにした例を示したが、実施の形態４においては、モータ駆動電流をクランプして保持しながら、モータ速度の漸減により、入力電流Ｉｉを下げるようにしたもので、高回転主軸とか磁気軸受を使用する機械などの加減速が要求されない用途に適する。
実施の形態５．
第１０図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、２ｄ、３ｄ、１１、２２、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｅは電動機駆動用電力変換装置、２５は相Ｌ１１，Ｌ１２で交流電源４１の電源位相θを検出する位相検出手段、２６は位相検出手段２５が検出した電源位相を入力し、入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段である。
第１１図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図で、（ａ）は入力相間電圧ＶＡＣの特性、（ｂ）は入力電流検出手段１１で検出された入力電流Ｉｉの特性である。入力電流検出手段１１で、相Ｌ１，Ｌ２の入力電流ＩＬ１，ＩＬ２を検出し求めた入力電流Ｉｉは、相間電圧の大小関係によりＴ／６周期で流れる相が変化し、Ｔ／６毎に零となる。また、入力電流Ｉｉは、図に示すように電源位相θが３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°と、位相６０°毎に入力電流Ｉｉの向きが変化し、電源位相θが３３０°で入力電流Ｉｉは最大となる。
入力電流判定手段２６は、入力電流検出手段１１で求めた入力電流Ｉｉの変化の特性を利用して、位相検出手段２５が検出した電源位相θが３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°と、入力電流Ｉｉが増大する電源位相θの近傍において、入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする。
上述の実施の形態４の入力電流判定手段１２ｄでは、常時入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする例を説明したが、実施の形態５では電源位相θを検出する位相検出手段２５を備え、入力電流判定手段２６は、常時入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をするのではなく、入力電流Ｉｉが増大する電源位相θの近傍において、効率良く入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０とを大小比較できるようにしたものである。
また、上述では実施の形態４の常時入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段１２ｄを、電源位相θを検出する位相検出手段２５および入力電流Ｉｉが増大する電源位相θの近傍において、入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段２６に置き換えた例を示したが、実施の形態１における入力電流判定手段１２ａ、実施の形態２における入力電流判定手段１２ｂまたは実施の形態３における入力電流判定手段１２ｃを入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段２６に置き換えてもよい。
実施の形態６．
第１２図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７〜４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｆは電動機駆動用電力変換装置、２ｆは主軸ドライブユニット、３ｆはサーボドライブユニットである。また、２５は相Ｌ１１，Ｌ１２で交流電源４１の電源位相θを検出する位相検出手段、２６は位相検出手段２５の判定結果により入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、２７は入力電流判定手段２６の判定結果、位相検出手段２５の判定結果ならびに主軸ドライブユニット２ｆのモータ駆動電流Ｉｄ１およびサーボドライブユニット３ｆのモータ駆動電流Ｉｄ２により主軸ドライブユニット２ｆおよびサーボドライブユニット３ｆに対してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する制御信号出力手段としてのモータ駆動電流クランプ信号出力手段である。また、２８ａは主軸ドライブユニット２ｆのモータ駆動電流Ｉｄ１およびモータ速度ω１をバスライン４９を介してモータ駆動電流クランプ信号出力手段２７へ出力するデータ出力手段、２８ｂはサーボドライブユニット３ｆのモータ駆動電流Ｉｄ２およびモータ速度ω２をバスライン４９を介してモータ駆動電流クランプ信号出力手段２７へ出力するデータ出力手段である。
モータ駆動電流クランプ信号出力手段２７は、データ出力手段２８ａ，２８ｂから入力したモータ駆動電流Ｉｄ１，Ｉｄ２およびモータ速度ω１，ω２を基に、Ｉｄ１×ω１とＩｄ２×ω２とを大小比較して、モータ駆動電流クランプするドライブユニットを選択してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。
実施の形態１ないし実施の形態５では、入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の時に、電動機駆動用電力変換装置が電力供給しているドライブユニットすべてに対して、入力電流Ｉｉを下げるための制御信号（加減速指令変化要求信号ＶＯＮ、ゲート遮断要求信号ＧＯＦ、モータ速度クランプ信号ＶＣＯＮまたはモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮ）を出力する例を示したが、実施の形態６では入力電流Ｉｉを下げるための制御信号を出力するドライブユニットを選択するようにしたものである。
第１３図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムのフローチャートを示す図である。
ステップＳ１において、入力電流判定手段２６は、位相検出手段２５が検出した電源位相θが入力電流Ｉｉのピーク値となる電源位相であるか判断する。θｐを入力電流Ｉｉのピーク値となる電源位相θ（３０°、９０°、１５０°、２１０°、２７０°、３３０°）、θ０を電源位相θｐの近傍とする位相幅とすると、入力電流判定手段２６は、電源位相θが下式の場合に、
θｐ−θ０≦θ≦θｐ＋θ０
入力電流Ｉｉのピーク値となる電源位相θｐの近傍であると判断して、入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする。
ステップＳ２で、入力電流判定手段２６は入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較し、入力電流Ｉｉ＜許容電流値Ｉ０の場合には、ステップＳ３でドライブユニットａ，ｂ（第１２図の主軸ドライブユニット２ｆ，サーボドライブユニット３ｆに対応）にモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の場合には、続いてステップＳ４で、モータ駆動電流クランプ信号出力手段２７は、ドライブユニットａ，ｂから入力したモータ駆動電流Ｉｄ１，Ｉｄ２およびモータ速度ω１，ω２を基に、Ｉｄ１×ω１とＩｄ２×ω２とを大小比較して、モータ駆動電流クランプするドライブユニットを選択してモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。また、モニタ駆動電流をクランプするドライブユニット以外のドライブユニットにはモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
Ｉｄ１×ω１≧Ｉｄ２×ω２の場合には、ステップＳ５で、モータ駆動電流Ｉｄ１およびモータ速度ω１を出力したドライブユニットａにモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。また、ステップＳ６でモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを維持するためのタイマー値Ｔを０とした後、数値を更新し（ステップＳ７）、ドライブユニットａ用タイマー基準値Ｔ０１となった（Ｔ≧Ｔ０１）場合に（ステップＳ８）、ステップＳ９でモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
また、ステップＳ４の判定で、Ｉｄ１×ω１＜Ｉｄ２×ω２の場合には、ステップＳ１０で、モータ駆動電流Ｉｄ２およびモータ速度ω２を出力したドライブユニットｂにモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する。また、ステップＳ１１でモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを維持するためのタイマー値Ｔを０とした後、数値を更新し（ステップＳ１２）、ドライブユニットｂ用タイマー基準値Ｔ０２となった（Ｔ≧Ｔ０２）場合に（ステップＳ１３）、ステップＳ１４でモータ駆動電流クランプ解除信号ＣＯＦを出力する。
また、上述のステップＳ４では、モータ駆動電流とモータ速度との積（Ｉｄ１×ω１、Ｉｄ２×ω２）の大きいドライブユニットを選択してモータ駆動電流をクランプする例を示したが、あらかじめドライブユニットの運転特性等がわかっている場合には、モータ駆動電流またはモータ速度の一方だけの大小比較により、モータ駆動電流をクランプするドライブユニットを選択しても良い。
また、上述では、電動機駆動用電力変換装置が電力供給しているドライブユニットがドライブユニットａ（第１２図の主軸ドライブユニット２ｆ）とドライブユニットｂ（第１２図のサーボドライブユニット３ｆ）との２台の場合で、入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の時に、モータ駆動電流とモータ速度との積の大きいドライブユニットに対して、モータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する例を示した（ステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ１０）が、電動機駆動用電力変換装置が電力供給しているドライブユニットが３台以上の場合には、モータ駆動電流とモータ速度との積の大きいドライブユニットから適宜台数を決めてモータ駆動電流をクランプするようにすれば良い。
また、上述のステップＳ５およびステップＳ１０ではモータ駆動電流クランプ信号ＣＯＮを出力する例を示したが、加減速指令を変化させる加減速指令変化要求信号ＶＯＮ（実施の形態１の場合）、ゲート遮断するゲート遮断要求信号ＧＯＦ（実施の形態２の場合）またはモータ速度をクランプするモータ速度クランプ信号ＶＣＯＮ（実施の形態３の場合）を出力するようにしても良い。
実施の形態６では入力電流Ｉｉを下げる効果の大きいドライブユニットを選択して入力電流Ｉｉを下げるための制御信号を出力し、他の入力電流Ｉｉを下げる効果の小さいドライブユニットの制御は維持するようにしたので、効率良く入力電流Ｉｉを下げることができる。
実施の形態７．
第１４図はこの発明の実施の形態７に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、２２、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７、４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｆは電動機駆動用電力変換装置、２ｇは主軸ドライブユニット、３ｇはサーボドライブユニット、２９ａはＮＣ装置である。また、１２ｇは入力電流Ｉｉと許容電流値Ｉ０との大小比較をする入力電流判定手段、３０は入力電流判定手段１２ｇで入力電流Ｉｉが許容値Ｉ０を越えたと判定した累積回数ｎを保存する累積回数保存手段、３１は累積回数保存手段３０が保存した累積回数ｎが基準値ｎ０以上になればアラーム信号ＡＬＭを主軸ドライブユニット２ｇ、サーボドライブユニット３ｇおよびＮＣ装置２９ａにアラーム出力するアラーム判定手段、３２ａ，３２ｂ，３２ｃは主軸ドライブユニット２ｇ、サーボドライブユニット３ｇおよびＮＣ装置２９ａにおけるアラーム入力手段である。
累積回数保存手段３０は入力電流判定手段１２ｇで入力電流Ｉｉが許容値Ｉ０を越えたと判定した累積回数ｎを保存し、アラーム判定手段３１は入力電流Ｉｉが許容値Ｉ０を越えた累積回数ｎが基準値ｎ０以上となった場合に、主軸ドライブユニット２ｇ、サーボドライブユニット３ｇおよびＮＣ装置２９ａにアラーム信号ＡＬＭを出力する。
実施の形態７において、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、ドライブユニットおよび数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたので、ドライブユニットおよび数値制御装置側でアラームの確認ができ、オペレータが実行されている高加減速運転の評価が容易となる。
実施の形態８．
第１５図はこの発明の実施の形態８に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。図において、１１、２２、２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂ、４１，４２，４５、４７、４９、５０、５３は第８図と同様であり、その説明を省略する。また、１ｈは電動機駆動用電力変換装置、２ｈは主軸ドライブユニット、３ｈはサーボドライブユニット、２９ｂはＮＣ装置である。また、３３は入力電流検出手段１１が求めた入力電流Ｉｉをバスライン４９を介してＮＣ装置２９ｂに出力する入力電流出力手段、３４は入力電流入力手段、３５は入力電流Ｉｉを表示する入力電流表示手段である。
実施の形態１ないし実施の形態７においては、入力電流Ｉｉ≧許容電流値Ｉ０の時に、ドライブユニットに入力電流Ｉｉを下げるための制御信号を出力したが、実施の形態８の入力電流出力手段３３は、入力電流検出手段１１が求めた入力電流Ｉｉをドライブユニットを駆動しているＮＣ装置２９ｂに出力するようにしたものである。
実施の形態８において、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流検出手段が求めた入力電流を数値制御装置に出力するようにしたので、ドライブユニットにモータを駆動する制御指令を出力するＮＣ装置側での対応が可能となる。
上述のこの発明の効果について記載する。
この発明の数値制御駆動システムにおいて、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流を求める入力電流検出手段と、この入力電流検出手段で求めた入力電流と許容電流値との大小比較をする入力電流判定手段と、この入力電流判定手段の判定結果によりドライブユニットに制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備え、またドライブユニットは、制御信号出力手段から出力される制御信号により数値制御装置からの制御指令を変更する制御信号実行手段を備え、
入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットの前記制御信号実行手段が数値制御装置からの制御指令を変更することにより、電動機駆動用電力変換装置の入力電流を下げるようにしたので、
数値制御駆動システムの高速高加速度駆動に対して、電動機駆動用電力変換装置の容量サイズを上げなくとも、安定したモータ制御を行うことができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度変化量を制御して速度指令の傾きを小さくするようにしたので、速度制御を維持したままで電動機駆動用電力変換装置の入力電流を下げることができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットの駆動電流をゼロとするようにしたので、電動機駆動用電力変換装置の入力電流を高速で下げることができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプするようにしたので、モータ出力トルクが小さい高速領城においても、電動機駆動用電力変換装置の入力電流を高速で下げることができる。
また、制御信号実行手段は、入力電流判定手段が入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、ドライブユニットの駆動電流をクランプして保持しながら、モータ速度の漸減により、入力電流Ｉｉを下げるようにしたので、高回転主軸とか磁気軸受を使用する機械など加減速が要求されない用途に適する。
また、電動機駆動用電力変換装置は、交流電力の電源位相を検出する位相検出手段を備え、入力電流判定手段は位相検出手段が検出した電源位相を入力し、入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流と許容電流値との大小比較をするようにしたので、効率よく入力電流と許容電流値とを大小比較できる。
また、制御信号出力手段は、直流電力を供給するドライブユニットからモータ駆動電流およびモータ速度の少なくとも片方を入力し、制御信号を出力するドライブユニットを選択するようにしたので、効率よく電動機駆動用電力変換装置の入力電流を下げることができる。
また、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、ドライブユニットおよび数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたので、ドライブユニットおよび数値制御装置側でアラームの確認ができ、オペレータが実行されている高加減速運転の評価が容易となる。
また、電動機駆動用電力変換装置は、入力電流検出手段が求めた入力電流を数値制御装置に出力する入力電流出力手段を備えたので、ドライブユニットにモータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置側での対応が可能となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係る数値制御システムは、ハイゲイン化されたサーボドライブユニットおよび主軸ドライブユニットを使用して高速高加速度駆動する数値制御システムにおいて用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第２図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける入力電流と制御周期との関係を示す図である。
第３図はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第４図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第５図はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第６図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第７図はこの発明の実施の形態３に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第８図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第９図はこの発明の実施の形態４に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第１０図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１１図はこの発明の実施の形態５に係るＮＣ駆動システムにおける特性を示す図である。
第１２図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１３図はこの発明の実施の形態６に係るＮＣ駆動システムのフローチャートを示す図である。
第１４図はこの発明の実施の形態７に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１５図はこの発明の実施の形態８に係るＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１６図は従来のＮＣ駆動システムの構成を示す図である。
第１７図は特開昭６１−８５０８５号公報に記載の従来の交流電動機の可変速制御装置の系統図である。
Claims (8)
- モータを駆動するサーボドライブユニット、主軸ドライブユニットなどからなる２台以上のドライブユニットと、この２台以上のドライブユニットに前記モータを駆動する制御指令を出力する数値制御装置と、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するとともに、この直流電力を前記２台以上のドライブユニットに供給する電動機駆動用電力変換装置と、を有する数値制御駆動システムにおいて、前記電動機駆動用電力変換装置は、交流電源から供給される交流電力の入力電流を求める入力電流検出手段と、この入力電流検出手段で求めた入力電流と許容電流値との大小比較をする入力電流判定手段と、この入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、直流電力を供給する前記２台以上のドライブユニットからモータ駆動電流およびモータ速度の少なくとも片方を入力し、前記入力電流を下げる効果の大きいドライブユニットを選択して制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備え、また前記ドライブユニットは、前記制御信号出力手段から出力される制御信号により数値制御装置からの制御指令を変更する制御信号実行手段を備え、
前記制御信号を入力したドライブユニットの前記制御信号実行手段が数値制御装置からの制御指令を変更することにより、前記入力電流を下げるようにしたことを特徴とする数値制御駆動システム。 - 前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令の傾きを小さくさせる処理をするようにしたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御駆動システム。
- 前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、前記ドライブユニットのスイッチング素子をゲート遮断するようにしたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御システム。
- 前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、速度指令をクランプするようにしたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御駆動システム。
- 前記制御信号実行手段は、前記入力電流判定手段が前記入力電流が許容電流値よりも大きいと判定した場合に、モータ駆動電流をクランプするようにしたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御駆動システム。
- 前記電動機駆動用電力変換装置は、前記交流電力の電源位相を検出する位相検出手段を備え、前記入力電流判定手段は前記位相検出手段が検出した電源位相を入力し、前記入力電流の向きが変化する電源位相の近傍で入力電流と許容電流値との大小比較をするようにしたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御駆動システム。
- 前記電動機駆動用電力変換装置は、前記入力電流判定手段で入力電流が許容電流値を越えたと判定した累積回数を保存する累積回数保存手段と、前記累積回数保存手段が保存した累積回数が基準値以上になった場合に、前記ドライブユニットおよび前記数値制御装置にアラーム出力するアラーム判定手段と、備えたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御駆動システム。
- 前記電動機駆動用電力変換装置は、前記入力電流検出手段が求めた入力電流を前記数値制御装置に出力する入力電流出力手段を備えたことを、備えたことを特徴とする特許請求範囲の１記載の数値制御駆動システム。
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