JP5160938B2 - Servo motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は、複数のサーボモータを駆動するためのコンバータとインバータとを含むサーボモータの駆動装置に関する。 The present invention relates to a servo motor drive device including a converter and an inverter for driving a plurality of servo motors.
図11において、交流電源(交流電源装置30P)を直流電源に変換する電源側変換器すなわちコンバータ31Pと、その直流電源からモータ駆動電源を生成するサーボモータ側変換器すなわちインバータ37Pとを含むサーボモータ100の駆動装置は公知である。
In FIG. 11, a servomotor including a power supply side converter or
ここに、複数のサーボモータを当該各インバータに接続した駆動装置において、コストを安くしかつ小型化を図るものとして、複数(2つ)のインバータを共通の1台のコンバータに接続する装置が提案(引用文献1)されている。 Here, in a drive device in which a plurality of servo motors are connected to each inverter, a device for connecting a plurality of (two) inverters to a common converter is proposed as a cost reduction and miniaturization. (Cited document 1).
これに加え、コンバータで中性点を有する直流電源を生成するとともに、この直流電源の正極と中性点との間および中性点と負極との間にNPCインバータを設け、設備小型化を図る装置が提案(引用文献2)されている。 In addition to this, a DC power source having a neutral point is generated by the converter, and an NPC inverter is provided between the positive electrode and the neutral point of the DC power source and between the neutral point and the negative electrode, thereby reducing the size of the equipment. An apparatus has been proposed (Cited document 2).
さらに、コンバータと回生放電部とを共用化し、各サーボモータの回生エネルギーを有効利用できるように形成された装置が提案(引用文献3)されている。 Furthermore, there has been proposed a device (Cited document 3) formed so as to share the converter and the regenerative discharge unit so that the regenerative energy of each servo motor can be used effectively.
このように、従来の駆動装置は、複数のサーボモータに対応する複数のインバータに共通する1台のコンバータから直流電源を供給可能な構成とされている。コンバータに関すれば、大容量化して1台にまとめることが得策であるという考え方である。サーボモータ(インバータ)の台数が増大すれば、コンバータの容量をそれに見合うだけ大きくすればよいとする。
しかしながら、半導体回路等を含む電子部品の小型化・高性能化、人件費の高騰化が著しい現今では、必ずしも、サーボモータ(インバータ)の台数に見合う仕様(容量、特性等)を決定しつつ専用機(駆動装置)として構築する製造方式が有利であるとは言えない。つまり、汎用(流通)部品の組合せにより構築した方がコスト的に優位な場合も多いからである。しかも、サーボモータの台数の一段の増大に伴う大容量化は、駆動装置全体としての信頼性が低下する傾向が強い。放熱対策も重厚となり、大型化も招く。 However, nowadays, electronic components including semiconductor circuits, etc. are becoming smaller and more powerful, and labor costs are soaring. At present, the specifications (capacity, characteristics, etc.) that are appropriate for the number of servo motors (inverters) are always determined. A manufacturing system constructed as a machine (drive device) is not advantageous. That is, there are many cases where it is more cost-effective to construct a combination of general-purpose (distribution) parts. Moreover, the increase in capacity accompanying the further increase in the number of servo motors tends to decrease the reliability of the entire drive device. Measures for heat dissipation are also heavy, leading to an increase in size.
産業機械(例えば、ワーク搬送手段)の中には、被駆動体の両側に配設された対のサーボモータを同期駆動させてワークを所定方向に搬送する駆動構造がある。かかる場合において、共通1台の電源(コンバータ)では、対をなすサーボモータの回転数や発生トルクに関する同期化が崩れるおそれがある。なぜならば、共通のコンバータに対する各サーボモータの負荷のバラツキにより所定の動作ができず、不安定な動作を引き起こすことがあるからである。 Among industrial machines (for example, a workpiece conveying means), there is a drive structure that conveys a workpiece in a predetermined direction by synchronously driving a pair of servo motors disposed on both sides of a driven body. In such a case, there is a risk that synchronization with respect to the rotational speed and generated torque of the paired servo motors may be lost in one common power source (converter). This is because a predetermined operation cannot be performed due to variations in the load of each servo motor with respect to the common converter, which may cause an unstable operation.
さらに、共通1台の電源(コンバータ)に異常(故障)が発生すると、全サーボモータを停止しなければならないので、生産性が著しく低下する。この点からも、信頼性が低いと指摘されている。 Furthermore, if an abnormality (failure) occurs in one common power supply (converter), all servomotors must be stopped, and productivity is significantly reduced. From this point, it is pointed out that the reliability is low.
本発明の目的は、コスト低減化、小型化の促進に有効で、動作の円滑性・確実性を向上できる信頼性の高いサーボモータの駆動装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly reliable servo motor drive device that is effective in cost reduction and promotion of downsizing and can improve smoothness and certainty of operation.
請求項1の発明に係るサーボモータの駆動装置は、交流電源に第1系統用コンバータと第2系統用コンバータとを並列に接続し、同一の被駆動体を駆動するための対をなすサーボモータを第1系統に属するサーボモータと第2系統に属するサーボモータとに分けるとともに、第1系統に属するサーボモータをインバータを介して第1系統用コンバータに接続しかつ第2系統に属するサーボモータをインバータを介して第2系統用コンバータに接続し、前記第1系統に属するサーボモータ用インバータおよび第2系統に属するサーボモータ用インバータの全てを、健全(異常でない)な第1系統用コンバータまたは第2系統用コンバータに選択的に接続可能に形成され、前記第1系統用コンバータおよび第2系統用コンバータのいずれか一方が異常であると検出された場合に、第1系統に属するサーボモータ用インバータおよび第2系統に属するサーボモータ用インバータの全てを電路切換により健全な第1系統用コンバータまたは第2系統用コンバータに自動で接続可能に形成し、さらに、第1系統に属するサーボモータおよび第2系統に属するサーボモータの全負荷が健全な第1系統用コンバータまたは第2系統用コンバータの容量を超えないように各インバータを予め定めた軽負荷に切換えて駆動可能に形成されている、ことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a servomotor driving apparatus comprising a first system converter and a second system converter connected in parallel to an AC power source, and a pair of servomotors for driving the same driven body. Is divided into a servo motor belonging to the first system and a servo motor belonging to the second system, and the servo motor belonging to the first system is connected to the converter for the first system via an inverter and the servo motor belonging to the second system is Connect to the second system converter via an inverter, and connect all of the servo motor inverters belonging to the first system and the servo motor inverters belonging to the second system to a healthy (not abnormal) first system converter or It is formed to be selectively connectable to a converter for two systems, and either one of the converter for the first system or the converter for the second system is When it is detected as normal, all of the servo motor inverters belonging to the first system and the servo motor inverters belonging to the second system are automatically converted into sound first system converters or second system converters by switching electric paths. In addition, each inverter is configured so that the total load of the servo motor belonging to the first system and the servo motor belonging to the second system does not exceed the capacity of the healthy first system converter or second system converter. Is configured to be drivable by switching to a predetermined light load .
請求項2の発明は、被駆動体がサーボプレス機械にワークを搬送するワーク搬送手段とされている。また、請求項3の発明は、被駆動体が最初のプレス機械の前、各プレス機械の間および最後のプレス機械の後に配置された複数台のワーク搬送手段でありかつ各ワーク搬送手段がそれぞれに独立に駆動される。
In the invention of claim 2, the driven body is a workpiece transfer means for transferring the workpiece to the servo press machine. The invention according to
(発明の効果)
請求項1の発明によれば、コンバータの大容量化を抑制でき、動作の円滑性・確実性を向上できる信頼性の高い駆動装置を提供できる。また、コスト低減化および小型化を促進できる。
(Effect of the invention)
According to the invention 請 Motomeko 1, it is possible to suppress the capacity of the converter can provide a high drive reliability capable of improving smoothness, reliability of operation. Moreover, cost reduction and size reduction can be promoted.
さらに、請求項1の発明によれば、一方のコンバータに異常が発生した場合でも健全な他方のコンバータを用いて全サーボモータの駆動を維持することができるから、生産を続行できる。また、自動切換えにより全サーボモータを予め定めた軽負荷で駆動できるから、取り扱いが一段と簡単である。
Furthermore, according to the first aspect of the invention, since it is possible to maintain the driving of all the servo motors using the other sound converter even when an abnormality occurs in the hand converter, can continue production. Further, since it driven in a predetermined light load all servomotors by automatic switching, handling is further simplified.
請求項2の発明によれば、サーボプレス機械にワークを円滑かつ確実に搬送できる。また、請求項3の発明によれば、独立駆動される被駆動体全体でのコンバータ容量をさらに小さくできる。
According to invention of Claim 2 , a workpiece | work can be smoothly and reliably conveyed to a servo press machine. According to the invention of
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
本サーボモータの駆動装置1は、図1〜図6に示す如く、交流電源(交流電源装置30)に第1系統用コンバータ31Lと第2系統用コンバータ31Rとを並列に接続し、同一構造の被駆動体20(20A、20B、20C)を駆動するための対をなすサーボモータ(例えば、22AL,22AR)を第1系統に属するサーボモータ(22AL)と第2系統に属するサーボモータ(22AR)とに分け、第1系統1Kに属するサーボモータ(22AL)を当該インバータ(36AL1)を介して第1系統用コンバータ31Lに接続しかつ第2系統2Kに属するサーボモータ(22AR)を当該インバータ(36AR1)を介して第2系統用コンバータ31Rに接続した構成である。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 6, the servo
被駆動体20は、図3に示す搬送(X)方向に配列された2台のサーボプレス機械10A、10Bにワークを搬送(搬入・搬出)するための3台のワーク搬送手段20A、20B、20Cとされている。いわゆる個別ロボット型である。3台以上の場合には、ワーク搬送手段は搬送経路に沿って列配された複数(N)台のプレス機械の最初のプレス機械(一台目)の前、各プレス機械の間および最後のプレス機械(N台目)の後に配置された複数(N+1)台から形成しかつ独立に駆動すれば、つまり位相ずれ駆動させれば、全台数同期駆動の場合よりも被駆動体全体でのコンバータ容量をさらに小さくできる。この実施の形態では、両駆動方式について説明する。なお、被駆動体20はサーボプレス機械用のワーク搬送手段に限定されない。
The driven
図3において、サーボプレス機械10A(10B)は、サーボモータ11A(11B)を駆動することで、クランク軸15を回転させかつコンロッド16を介してスライド17を昇降可能に形成されている。そして、スライド17側の上型とボルスタ18側の下型との協働により、下型にセットされたワークにプレス加工を施すことができる。クランク軸15とサーボモータ11A(11B)とは、ギヤ(減速機)を介して間接的に連結させてもよい。
In FIG. 3, the
なお、スライド駆動機構は、クランク機構(クランク軸15およびコンロッド16)に限定されない。例えば、偏心駆動機構、リンク駆動機構あるいはねじ駆動機構でもよい。
The slide drive mechanism is not limited to the crank mechanism (
ここで、図2について説明しておく。全体駆動制御部50は、CPU,不揮発性メモリやRAM等を含み、プレスシステム全体を監視・指令する機能を有し、スライドモーション情報、搬送モーション情報、プレス運転制御プログラム、搬送運転制御プログラム等を記憶保持している。
Here, FIG. 2 will be described. The overall
また、全体駆動制御部50は、異常発生確認手段、接続切換制御手段、プレス低速化運転制御手段、搬送軽負荷化運転制御手段等を構成する。これら各手段は、当該各制御プログラムを格納させた不揮発性メモリと制御プログラムを実行するCPUから形成されている。
The overall
スライドモーション情報は、行程(時間t)ごとのスライド位置Pとして規定される。操作部52(設定入力手段)を用いて設定(変更)入力することができる。搬送モーション情報は、行程(時間t)ごとのハンド(例えば、25AL、25AR)位置Phとして規定される。操作部52(設定入力手段)を用いて設定(変更)入力することができる。スライドモーション情報と搬送モーション情報とは、同期対応されている。同様に、低速化スライドモーション情報および軽負荷化(低速化)搬送モーション情報も、元のスライドモーション情報と搬送モーション情報に同期対応されて記憶されている。 The slide motion information is defined as a slide position P for each stroke (time t). Setting (changing) can be input using the operation unit 52 (setting input means). The transport motion information is defined as a hand (for example, 25AL, 25AR) position Ph for each stroke (time t). Setting (changing) can be input using the operation unit 52 (setting input means). The slide motion information and the transport motion information are synchronized. Similarly, low-speed slide motion information and light load (low-speed) transport motion information are also stored in synchronization with the original slide motion information and transport motion information.
この全体駆動制御部50には、入力・選択・設定用の操作部52と情報確認用の表示部53を一体的に形成するタッチパネル51、プレス駆動制御部58、搬送駆動制御部55A,55B、55Cおよび接続切換制御部56が接続されている。
The overall
サーボプレス機械10A(10B)は、全体駆動制御部50およびプレス駆動制御部58によって駆動される。全体駆動制御部50は、プレス運転制御プログラムに基づきかつ選択されたスライドモーション情報に対応するプレス駆動指令信号Sabを出力する。これを受信したプレス駆動制御部58は、プレス駆動指令信号Sabに基づきプレス駆動信号SptAおよびSptBを生成出力する。インバータ39A(39B)は、入力されたプレス駆動信号SptA(SptB)にしたがってサーボモータ11A(11B)を回転駆動する。
The
プレス駆動信号SptA、SptBは、例えばサーボモータ11A(11B)の回転位置、回転速度あるいはトルクを指令する信号であり、装置構成により適宜選択される。また、サーボプレス機械10A(10B)は搬送レライン(搬送経路)の中に組み込まれているので、2つのサーボプレス機械10A、10Bのプレス動作は同じとは限らず、動作位相も異なる場合がある。プレス動作は、全体駆動制御部50で決められる。2つのサーボプレス機械10A、10Bの動作が違うときは、プレス駆動信号SptA、SptBが異なるのは当然である。なお、図2では、プレス駆動制御部58が2つのサーボプレス機械10A、10Bに共通として示したが、各プレス機械用として別々に設けることができる。
The press drive signals SptA and SptB are signals that command, for example, the rotational position, rotational speed, or torque of the
インバータ39A(39B)の構造・機能は、基本的に、詳細後記のインバータ36AL1等と同様である。なお、インバータ39A(39B)に対するコンバータについては図示省略した。
The structure and function of the
かくして、スライドモーション(スライド軌跡)を自由に変えられるから、スライド速度を自由に変更できるばかりか、スライド17を一時停止させ、正逆回転によりスライド17を昇降反転させることもできる。生産サイクル時間も当然に設定変更できる。よって、プレス成形態様に対する適応性を拡大できかつ高品質製品を生産することができる。
Thus, since the slide motion (slide trajectory) can be freely changed, not only the slide speed can be freely changed, but also the
さて、被駆動体を形成するワーク搬送手段は、搬送経路を挟む一方(左)側に配設された第1系統用搬送部と他方(右)側に配設された第2系統用搬送部との対から形成されている。 Now, the work conveying means for forming the driven body includes a first system conveying unit disposed on one (left) side across the conveying path and a second system conveying unit disposed on the other (right) side. And is formed from a pair.
すなわち、ワーク搬送手段20Aは、図3に示す如く、サーボプレス機械10AのX方向に延びる搬送経路の上流側に配設されかつX方向の上流側から下流側を見て左(L)側の第1系統用搬送部(21AL、22AL、23AL、24ALおよび25AL)と、右(R)側の第2系統用搬送部(21AR、22AR、23AR、24ARおよび25AR)との対からなる。
That is, as shown in FIG. 3, the workpiece conveying means 20A is disposed on the upstream side of the conveying path extending in the X direction of the
第1系統用搬送部は、第1サーボモータ22ALで第1アーム21ALを回動しかつ第2サーボモータ24ALで第2アーム23ALを回動させることで、ハンド25ALの位置制御を行なう。第2系統用搬送部の場合も同様である。つまり、左右1対のサーボモータ22AL(24AL)、22AR(24AR)は、同一の被駆動体20Aを駆動することになる。左右の動作バランスがよく、同期性も担保できる。
The first system transport unit controls the position of the hand 25AL by rotating the first arm 21AL with the first servomotor 22AL and rotating the second arm 23AL with the second servomotor 24AL. The same applies to the second system transport unit. That is, the pair of left and right servomotors 22AL (24AL) and 22AR (24AR) drive the same driven
サーボプレス機械10Bの上流側に配置されたワーク搬送手段20Bも、同様な構成[左(L)側の第1系統用搬送部(21BL、22BL、23BL、24BLおよび25BL)と、右(R)側の第2系統用搬送部(21BR、22BR、23BR、24BRおよび25BR)との対からなる。]である。また、サーボプレス機械10Bの下流側に配置されたワーク搬送手段20Cも、同様な構成[左(L)側の第1系統用搬送部(21CL、22CL、23CL、24CLおよび25CL)と、右(R)側の第2系統用搬送部(21CR、22CR、23CR、24CRおよび25CR)との対からなる。]である。
The workpiece transfer means 20B arranged on the upstream side of the
したがって、ワーク搬送手段20Aは、ワーク(被加工物)をサーボプレス機械10Aに搬入した後に、ワーク供給部(元の位置)に戻って次のワークを取りに行く。ワーク搬送手段20Bは、サーボプレス機械10Aからプレス前加工後のワークを搬出しかつサーボプレス機械10Bに搬入する。ワーク搬送手段20Cは、サーボプレス機械10Bからプレス後加工後のワークを搬出して製品回収部に搬入する。
Accordingly, the workpiece transfer means 20A returns to the workpiece supply unit (original position) and picks up the next workpiece after carrying the workpiece (workpiece) into the
この搬送動作は、図2に示す全体駆動制御部50および搬送駆動制御部55A,55B、55Cによって実行(駆動)される。全体駆動制御部50は、選択されたスライドモーション情報に対応する搬送モーション情報(搬送運転制御プログラム)に基づく搬送駆動指令信号Sa,Sb,Scを搬送駆動制御部55A,55B,55Cに出力する。上記したプレス駆動信号Sabと同期調整が取られている。図3のようなプレスラインが高速に搬送動作をしている場合、各ワーク搬送手段は同一位相で動作をせず位相差をもった動作となり、搬送駆動指令信号Sa,Sb,Scは同一時刻では違う指令信号となる。
This transport operation is executed (driven) by the overall
これを受信した搬送駆動制御部55Aは、搬送駆動指令信号Saに基づく搬送駆動信号Sal1,Sar1,Sal2,Sar2を図1に示す当該各インバータ36AL1,36AR1,36AL2,36AR2に出力する。同様に、搬送駆動制御部55Bは、搬送駆動指令信号Sbに基づく搬送駆動信号Sbl1,Sbr1,Sbl2,Sbr2を図1に示す当該各インバータ36BL1,36BR1,36BL2,36BR2に出力する。さらに、同様に、搬送駆動制御部55Cは、搬送駆動指令信号Scに基づく搬送駆動信号Scl1,Scr1,Scl2,Scr2を図1に示す当該各インバータ36CL1,36CR1,36CL2,36CR2に出力する。
Receiving this, the transport
図1の第1系統用インバータ36AL1,36AL2、36BL1,36BL2、36CL1,36CL2および第2系統用インバータ36AR1,36AR2、36BR1,36BR2、36CR1,36CR2は、それぞれ位置速度制御部(電流制御部を含む。)から形成されている。 The first system inverters 36AL1, 36AL2, 36BL1, 36BL2, 36CL1, 36CL2 and the second system inverters 36AR1, 36AR2, 36BR1, 36BR2, 36CR1, 36CR2 in FIG. 1 each include a position speed control unit (current control unit). ).
位置制御部は、搬送駆動信号に相応するものとして入力された位置偏差信号に位置ループゲインを乗じ、速度信号を生成出力する。速度比較器は速度信号と速度検出器(図示省略)からの速度信号(この場合は信号の速度成分)とを比較して速度偏差信号を生成出力する。他の一部を構成する速度制御部は、入力された速度偏差信号に速度ループゲインを乗じ電流指令信号を電流制御部(アンプ)に生成出力する。この電流指令信号は、実質的にはサーボモータトルク信号である。 The position controller multiplies the position deviation signal input as corresponding to the conveyance drive signal by the position loop gain, and generates and outputs a speed signal. The speed comparator compares the speed signal with a speed signal from a speed detector (not shown) (in this case, the speed component of the signal) to generate and output a speed deviation signal. The other part of the speed control unit multiplies the input speed deviation signal by the speed loop gain and generates and outputs a current command signal to the current control unit (amplifier). This current command signal is substantially a servo motor torque signal.
電流制御部は、各相目標電流信号とサーボモータ(例えば、22AL)に流れる電流により電流偏差信号を生成出力する。引続き、PWM制御、すなわちパルス幅変調により電流偏差信号から各相のPWM信号が生成される。最終的には、インバータのパワー素子が各PWM信号でスイッチング(ON/OFF)制御され、各相(例えば、U,V,W)用のサーボモータ駆動電流を出力することができる。かくして、サーボモータ(例えば、22AL)を回転駆動制御することができる。 The current control unit generates and outputs a current deviation signal based on each phase target current signal and the current flowing through the servo motor (for example, 22AL). Subsequently, a PWM signal of each phase is generated from the current deviation signal by PWM control, that is, pulse width modulation. Eventually, the power element of the inverter is switched (ON / OFF) controlled by each PWM signal, and a servo motor drive current for each phase (for example, U, V, W) can be output. Thus, the rotational drive control of the servo motor (for example, 22AL) can be performed.
なお、サーボモータ(例えば、22AL)は交流サーボモータとされているが、これに限定されない。例えば、直流サーボモータやリアクタンスサーボモータとしてもよい。プレス機械(10A)用のサーボモータ(例えば、11A)についても同様である。 The servo motor (for example, 22AL) is an AC servo motor, but is not limited to this. For example, a DC servo motor or a reactance servo motor may be used. The same applies to the servo motor (for example, 11A) for the press machine (10A).
図1において、交流電源装置30に、第1系統(1K)用のコンバータ31Lと第2系統(2K)用のコンバータ31Rが並列に接続されている。各コンバータ31L、31Rは、整流回路、スイッチング回路、平滑コンデンサ等を含み、商用交流電源を直流電源に変換する。コンバータ31L、31Rは交流を直流に変換する機能だけをもつものでもよいし、この機能に加え直流を交流に変換する、すなわち、直流電源を交流電源に変換する回生機能付のものであってもよい。回生機能付の場合は、ワーク搬送手段の動作にもよるが、その回生機能によりコンバータの変換容量を小さくできる。さらに、ワーク搬送手段の動作の短時間のピーク電力に対応するために、コンバータ31L、31Rの直流側にエネルギー蓄積装置を付加してもよい。この場合は、さらにコンバータの変換容量を小さくできる。
In FIG. 1, a first system (1K)
図3も参照し、同一の被駆動体(20A、20B、20C)を駆動する対をなすサーボモータは、それぞれ別の直流電源系統に接続される。すなわち、第1系統(左側)1Kに属するサーボモータ22AL,24AL、22BL,24BL、22CL,24CLと、第2系統(右側)2Kに属するサーボモータ22AR,24AR、22BR,24BR、22CR,24CRとに分ける。また、第1系統1Kに属するサーボモータは当該各インバータ36AL1,36AL2、36BL1,36BL2、36CL1,36CL2を介して第1系統用コンバータ31Lに接続され、第2系統2Kに属するサーボモータは当該各インバータ36AR1,36AR2、36BR1,36BR2、36CR1,36CR2を介して第2系統用コンバータ31Rに接続されている。
Referring also to FIG. 3, the servo motors forming a pair for driving the same driven body (20A, 20B, 20C) are respectively connected to different DC power supply systems. That is, the servo motors 22AL, 24AL, 22BL, 24BL, 22CL, 24CL belonging to the first system (left side) 1K and the servo motors 22AR, 24AR, 22BR, 24BR, 22CR, 24CR belonging to the second system (right side) 2K Divide. The servo motors belonging to the
以上のように、対をなすサーボモータ駆動用インバータはそれぞれ別のコンバータに接続され、独立なワーク搬送手段20A、20B、20Cをまたがって第1系統(左側)1Kに属するインバータ群は同一のコンバータ31Lに接続され、第2系統(右側)2Kに属するインバータ群は同一のコンバータ31Rに接続されることが特徴である。
As described above, a pair of servo motor driving inverters are connected to different converters, and the inverters belonging to the first system (left side) 1K across the independent workpiece transfer means 20A, 20B, 20C are the same converter. The inverter group that is connected to 31L and belongs to the second system (right side) 2K is characterized by being connected to the
まず、図1のように第1系統(左側)1K,第2系統(右側)2Kに分けたときのコンバータ31L、31Rの容量について説明する。図4は従来対応として考えられるワーク搬送手段ごとにコンバータを設けた場合のコンバータ所要電力、図5は図1の構成によってコンバータを設置した場合の第1系統(左側)1Kのコンバータ所要電力を示す。図において、横軸が時間、縦軸が所要電力を示す。搬送手段20Aが最大速度で最大重量のワーク搬送をしているとき、図4(A)に示すように、サーボモータ22ALの所要電力が破線(最大所要電力「100」)、サーボモータ24ALの所要電力が一点鎖線(最大所要電力「50」)で与えられる例を考える。最大速度で、最大重量のワーク搬送であるから、各サーボモータにとって最大の電力を必要とする。搬送手段20Aは左側第1系統用搬送部の22AL、24ALと右側第2系統用搬送部の22AR、24ARのサーボモータで構成され、左側と右側の対になるサーボモータ22ALと22AR、および24ALと24ARは互いに同一動作をする。搬送手段20Aの所要電力は図4(A)の各サーボモータの所要電力の和の2倍であり、同図(B)のようになる。つまり、図のように、搬送手段20Aの所要電力は回生機能付で最大「300」となる。すなわち、従来対応として考えられる各搬送手段にコンバータを設ける場合にコンバータは「300」の変換容量が必要となる。
First, the capacities of the
次に、図1のように第1系統(左側)1K,第2系統(右側)2Kに分けたときのコンバータ31L、31Rの容量を検討する。ワーク搬送手段(搬送装置)は同一動作ではなく位相差をもった動作である。例として、1サイクルで1/3ずつ位相が違っている場合、図5(A)のように搬送手段20Aの左側サーボモータの所要電力は(22AL+24AL)は実線、搬送手段20Bの左側サーボモータの所要電力は(22BL+24BL)は破線、搬送手段20Cの左側サーボモータの所要電力は(22CL+24CL)は一点鎖線のようになる。このとき、図1の第1系統(左側)1Kの所要電力は図5(A)の各搬送装置左側モータの所要電力の和となる。これを同図(B)に示す。各搬送装置が異なる動作をしているので、図5(B)のようにコンバータ31Lの変換容量は「100」である。
Next, the capacities of the
以上から分かるように、従来対応として考えられるワーク搬送手段(搬送装置)ごとにコンバータを設ける場合は、合計「300」×3=「900」の変換容量が必要であるが、図1のように第1系統(左側)1K,第2系統(右側)2Kに分ける場合には「100」×2=「200」の変換容量で済む。 As can be seen from the above, when a converter is provided for each work transfer means (conveyance device) that is considered to be conventional, a total conversion capacity of “300” × 3 = “900” is required, as shown in FIG. When dividing into the first system (left side) 1K and the second system (right side) 2K, the conversion capacity of “100” × 2 = “200” is sufficient.
このように対の動作をするサーボモータ駆動用インバータの電源をワーク搬送手段間にまたがって第1系統(左側)1Kまたは第2系統(右側)2Kに分けることにより、ワーク搬送手段ごとに電源を設ける場合に比較してコンバータ全体の変換容量を低減できる。各搬送手段の動作や搬送手段間の動作は装置(手段)の構成や運転態様によって異なる。コンバータ31Lと31Rの変換容量は上述の説明ようにすれば事前検討で算出できる。
By dividing the power supply of the inverter for driving the servo motor that performs the pair in this way into the first system (left side) 1K or the second system (right side) 2K across the work transport means, the power source is supplied to each work transport means. The conversion capacity of the entire converter can be reduced as compared with the case where it is provided. The operation of each conveying means and the operation between the conveying means differ depending on the configuration of the apparatus (means) and the operation mode. The conversion capacities of the
次に、接続切換回路38の動作を説明する。接続切換回路38は、開閉器33L,33R,35から形成されている。すなわち、第1系統のコンバータ31Lと当該各インバータ36AL1,36AL2、36BL1,36BL2、36CL1,36CL2とを結ぶ電路32Lには開閉器33Lが設けられ、第2系統のコンバータ31Rと当該各インバータ36AR1,36AR2、36BR1,36BR2、36CR1,36CR2とを結ぶ電路32Rには開閉器33Rが設けられている。また、電路32Lと電路32Rとは、開閉器35を有するバイパス電路34で接続されている。
Next, the operation of the
図2の全体駆動制御部(接続切換制御手段)50から接続切換指令信号Ssを受信した接続切換制御部56は、第1系統用切換信号Ssl、バイパス用切換信号Sscおよび第2系統用切換信号Ssrを図1に示す接続切換回路38に出力する。つまり、3つの切換信号Ssl、Ssc、Ssrの開成(OFF)・閉成(ON)の組合せにより、コンバータ31L、31Rに対するインバータの接続状態を切換えることができる。
The connection
かくして、第1系統1Kに属するサーボモータ用インバータ36AL1〜36CL2および第2系統2Kに属するサーボモータ用インバータ36AR1〜36CR2の全てを、健全な第1系統用コンバータ31L(または、第2系統用コンバータ31R)に選択的に接続することができる。この接続切換動作は、図2の操作部52を用いた手動操作で実行され、さらに操作部52を用いた自動選択操作(宣言)が成された場合には自動的に実行するように選択できる。
Thus, the servo motor inverters 36AL1 to 36CL2 belonging to the
具体的には、手動操作により第1系統1Kが選択された場合(コンバータ31Lが健全)には、全体駆動制御部50からの選択切換指令信号Ssに基づく接続切換制御部56からの第1系統用切換信号Sslにより開閉器33Lを閉成し、第2系統用切換信号Ssrにより開閉器33Rを開成し、かつバイパス用切換信号Sscにより開閉器35を閉成する。逆に、第2系統2Kが選択された場合(コンバータ31Rが健全)には、第1系統用切換信号Sslにより開閉器33Lを開成し、第2系統用切換信号Ssrにより開閉器33Rを閉成しかつバイパス用切換信号Sscにより開閉器35を閉成する。
Specifically, when the
自動選択操作(宣言)が成された場合には、作業員の手動操作を待つことなく、自動的に接続切換される。異常発生確認手段(50)が、コンバータ31Lに付設された異常検出器(図示省略)およびコンバータ31Rに付設された異常検出器(図示省略)からの両検出信号を利用して異常が発生していることを確認すると、接続切換制御手段(50)が働く。
When the automatic selection operation (declaration) is performed, the connection is automatically switched without waiting for the manual operation of the worker. The abnormality occurrence confirmation means (50) generates an abnormality using both detection signals from the abnormality detector (not shown) attached to the
すなわち、接続切換制御手段(50)は、コンバータ31Lが異常であると確認(図6のST10でYES)されると、コンバータ31Rが正常である場合(ST11でYES)には、開閉器33LをONからOFFに、開閉器35をOFFからONに切換える(ST12)。開閉器33RはONのままである。かくして、第1系統用インバータ36AL1,36AL2、36BL1,36BL2、36CL1,36CL2、および第2系統用インバータ36AR1,36AR2、36BR1,36BR2、36CR1,36CR2の全てを健全な第2系統用コンバータ31Rに接続することができる。
That is, when it is confirmed that the
コンバータ31Lが正常であると確認(ST10でNO)されかつコンバータ31Rが異常であると確認(ST13でYES)されると、開閉器33RをONからOFFに、開閉器35をOFFからONに切換える(ST14)。開閉器33LはONのままである。全てのインバータ(36AL1〜36CR2)を健全な第1系統用コンバータ31Lに接続することができる。
If it is confirmed that
なお、コンバータ31Rも正常であると確認(ST13でNO)された場合は、通常運転(開閉器33L,33RがON、開閉器35がOFF)を続行する。また、ST11でコンバータ31Rも異常であると判断(ST11でNO)された場合は、2つのコンバータ31L、31Rとも異常なので、異常を表示して搬送手段の運転を停止(ST15)して、コンバータが正常に復帰するまでこの状態を維持する(ST16でNO)。
If it is confirmed that
このようにして、コンバータ31Lか31Rのどちらかが異常になった場合は、健全なコンバータへの接続切換作動と同時的に、プレス低速化運転制御手段(50)および搬送軽負荷化運転制御手段(50)が同期作動する。被駆動体(ワーク搬送手段20)の負荷を1台のコンバータの容量以下に抑える軽負荷化運転(ST17)に切換え、かつサーボプレス機械10のスライドモーションを低速化運転(ST18)に切換える。なお、ここで注意するのは、サーボプレス機械10の制御手段は健全であるので、プレス低速化運転はスライドモーションの1サイクル全体で平均速度を低速化する、すなわち1サイクルでの運転時間を長くして達成できることである。このためには、スライドモーション全体を低速化(最高速度を下げる、加減速率を低くする。)してもよく、また、プレス作業や搬送手段との干渉の対応からサイクル内のある角度範囲でスライド速度を低速化してもよい。
Thus, when either
コンバータ31L(コンバータ31R)の容量は、前記のようにして決定される。したがって、いずれかのコンバータ31L(31R)に異常が発生した場合に、両系統用の全てのサーボモータを健全なコンバータ31R(31L)に接続したのでは、上記最大負荷状態での搬送運転を続けることはできない。そこで従来は、搬送運転を全面停止していた。この全面停止は生産停止に直結する。本願発明は、生産を続行可能とするものである。
The capacity of the
ここに、サーボモータの発生トルクTjmgは、サーボモータ軸に直結されたイナーシャJを回転させるためのトルクTjと、負荷Mを加速(減速)させるトルクTmと、負荷Mにかかる重力Gを支えるトルクTgとの和である。影響が大きな加速(減速)用トルクTmの値を小さくすれば、サーボモータの発生トルクの値を小さくできる。すなわち、インバータからサーボモータに供給する最大電流の値(負荷)を軽減させることができる。 Here, the generated torque Tjmg of the servo motor includes the torque Tj for rotating the inertia J directly connected to the servo motor shaft, the torque Tm for accelerating (decelerating) the load M, and the torque for supporting the gravity G applied to the load M. It is the sum with Tg. If the value of the acceleration (deceleration) torque Tm having a large influence is reduced, the value of the torque generated by the servo motor can be reduced. That is, the value (load) of the maximum current supplied from the inverter to the servo motor can be reduced.
一方において、ワーク搬送手段(20A,20B、20C)の搬送速度(搬送時間)は、通常運転におぃては、生産性向上のために加(減)速用時間を最短化しつつ最高的速度(最短的時間)で搬送運転できるように設定されている。搬送モーション情報として設定記憶されている。 On the other hand, the conveying speed (conveying time) of the workpiece conveying means (20A, 20B, 20C) is the highest speed while minimizing the time for acceleration (decrease) in order to improve productivity in normal operation. It is set so that the conveyance operation can be performed in the shortest time. It is set and stored as transport motion information.
したがって、搬送速度(搬送時間)を遅く(長く)すれば、加(減)速用時間を長くとれる。つまり、加(減)速率を低くできる。加(減)速率を低くすれば、サーボモータの発生トルクTjmgを半減することができる。かくして、搬送自体を全面停止しなくてもよい。かかる場合の負荷は健全な第1系統用コンバータ31Lまたは第2系統用コンバータ31Rの容量を超えない。この軽負荷化運転中に異常なコンバータの補修や、交換をすることができる。
Therefore, if the transport speed (transport time) is slowed (longened), the acceleration (deceleration) time can be increased. That is, the acceleration (deceleration) rate can be lowered. If the acceleration (deceleration) rate is lowered, the generated torque Tjmg of the servo motor can be halved. Thus, it is not necessary to stop the entire transport itself. The load in such a case does not exceed the capacity of the healthy
ここに、搬送軽負荷化運転制御手段(50)は、軽負荷化(低速化)搬送モーション情報に基づく搬送駆動指令信号Sa,Sb,Scを出力して、第1系統に属するサーボモータ22AL,24AL、22BL,24BL、22CL,24CLおよび第2系統に属するサーボモータ22AR,24AR、22BR,24BR、22CR,24CRの全負荷が健全な第1系統用コンバータ31Lまたは第2系統用コンバータ31Rの容量を超えないように各インバータの当該各サーボモ−タへの供給電流を抑制した軽負荷化運転に切換える(ST17)。このワーク搬送手段(20)の軽負荷化運転は、加(減)速率を低くするので搬送低速化運転に等しい。最高的設定速度をも低くすれば、一段と搬送低速化つまり軽負荷化できる。
Here, the conveyance light load operation control means (50) outputs the conveyance drive command signals Sa, Sb, Sc based on the light load (low speed) conveyance motion information, and the servo motors 22AL, 24AL, 22BL, 24BL, 22CL, 24CL and the capacity of the
これと関連し、サーボプレス機械10A、10Bの1サイクル時間(spm)を今まで通りにしておくと、ワーク搬送とプレス加工との同期が崩れる。スライド17とワークとの干渉が生じる。しかるに、サーボモータ11A,11Bの回転制御によるサーボプレス機械10A,10Bでは、高速側のプレス(スライド)速度を低速側の搬送速度に対応するように低速度に切換えることは技術的に容易である。
In relation to this, if the one cycle time (spm) of the
そこで、プレス低速化運転制御手段(50)が、軽負荷化(低速化)搬送モーション情報に対応する低速化スライドモーション情報に基づくプレス駆動指令信号Sabに切換え、サーボプレス機械10A、10Bを低速化運転に切換える(ST18)。低速化スライドモーション情報は、前述のように1サイクル時間を延ばすことのできる情報で、軽負荷化(低速化)搬送モーション情報と同期がとられている。スライド速度および搬送速度の切換状態は、表示部53で目視確認することができる。
Therefore, the press speed reduction operation control means (50) switches to the press drive command signal Sab based on the speed reduction slide motion information corresponding to the light load (speed reduction) transport motion information, and the
異常発生確認手段(50)により異常コンバータコンバータ31Lまたは31Rが正常復帰したと判別される場合(ST19でYES)、または、双方の異常コンバータコンバータ31Lと31Rが正常復帰したと判別される場合(ST16でYES)は、接続切換制御手段(50)が接続切換回路38に正常運転に戻すように接続切換する。開閉器33L,33RをONとしかつ35を開閉器OFFとする(ST20)。かくして、双方コンバータが健全である場合(ST10でNO、ST13でNO)と同様な運転をするため、搬送通常運転指令(ST21)およびプレス通常運転指令(ST22)が出力され、通常生産に復帰できる。なお、異常発生確認手段(50)のST16において、双方のコンバータが正常復帰されず、他方のコンバータだけが正常復帰された場合は、異常側コンバータが31Lか31Rかのどちらかに応じて、ST12またはST14以下のステップが実施される。
When it is determined by the abnormality occurrence confirmation means (50) that the
しかして、この実施の形態によれば、複数の被駆動体(20A、20B、20C)を駆動するための対をなす第1系統用インバータ(例えば、36AL1)を第1系統用コンバータ31Lに接続しかつ第2系統用インバータ(例えば、36AR1)を第2系統用コンバータ31Rに接続した構成であるから、コンバータ31L,31Rの大容量化を抑制でき、動作の円滑性・確実性を向上できるとともに、信頼性の高い駆動装置を確立できる。コスト低減化および小型化を促進できる。
Thus, according to this embodiment, the first system inverter (for example, 36AL1) that forms a pair for driving the plurality of driven bodies (20A, 20B, 20C) is connected to the
また、被駆動体を構成するワーク搬送手段20A、20B、20Cが搬送経路を挟む一方側に配設された第1系統用搬送部と他方側に配設された第2系統用搬送部との対から形成されているので、サーボプレス機械10A、10Bにワークを円滑かつ確実に搬送できる。
Further, the work conveying means 20A, 20B, and 20C constituting the driven body include a first system conveying unit disposed on one side of the conveying path and a second system conveying unit disposed on the other side. Since it is formed from a pair, the workpiece can be smoothly and reliably conveyed to the
また、第1系統用インバータおよび第2系統用インバータの全てを健全な第1系統用コンバータ31Lまたは第2系統用コンバータ31Rに選択的に接続可能に形成されているので、一方のコンバータに異常が発生した場合でも健全な他方のコンバータを用いて全サーボモータ(22AL〜24CR)の駆動を継続することができる。すなわち、生産を続行できる。
In addition, since all of the first system inverter and the second system inverter can be selectively connected to the healthy
さらに、第1系統用コンバータ(第2系統用コンバータ)が異常である場合に、第1系統用インバータおよび第2系統用インバータの全てを健全な第2系統用コンバータ(第1系統用コンバータ)に接続可能に、かつ第1系統用サーボモータおよび第2系統用サーボモータの全負荷が健全な第1系統用コンバータ(第2系統用コンバータ)の容量を超えないように各インバータを軽負荷化(低速化)運転に切換駆動可能に形成されているので、取り扱いが一段と簡単である。 Further, when the first system converter (second system converter) is abnormal, all of the first system inverter and the second system inverter are converted into sound second system converters (first system converters). Each inverter is lightly loaded so that it can be connected and the total load of the servo motor for the first system and the servo motor for the second system does not exceed the capacity of the first system converter (converter for the second system). Since it is configured so that it can be switched to low speed operation, handling is much easier.
(第2の実施の形態)
この実施形態に係るサーボモータの駆動装置は、基本的な構成・機能が第1の実施形態の場合(図1、図2、図6)と同様であるが、第1の実施形態の場合と異なり一部のインバータ(37ZL、37ZR)を反対側の系統(2K、1K)用コンバータ(31R、31L)に接続した構成である。
(Second Embodiment)
The servo motor drive device according to this embodiment is the same in basic configuration and function as in the first embodiment (FIGS. 1, 2, and 6), but in the case of the first embodiment. Differently, some inverters (37ZL, 37ZR) are connected to the converters (31R, 31L) for the other system (2K, 1K).
また、サーボプレス機械10A、10Bは第1の実施形態の場合(図3)と同様な構造であるが、被駆動体たるワーク搬送手段20は、図8に示すように左右1対のフィードバー26L,26Rを3次元方向に往復移動させつつワーク搬送するトランスファー方式とされている。
The
図7において、第1系統(左側)1Kの搬送部は、アドバンス・リターン用サーボモータ27XLとリフト・ダウン用サーボモータ27ZLとクランプ・アンクランプ用サーボモータ27YLとを所定の順序で駆動することにより、フィードバー26Lを1サイクル移動することができる。つまり、フィードバー26Lをクランプ(CLP)方向に移動してワークをクランプさせ、次いでリフト(LFT)方向つまり紙面に直交しかつ立上がる方向に移動させ、その後にアドバンス(ADV)方向に移動させてワークをX方向に搬送する。引続き、ダウン(DWN)方向、アンクランプ(UCL)方向に移動させてワークを搬送後位置にセットする。セット後に、フィードバー26Lをリターン(RTN)方向に移動させて元の位置に戻して、次のワーク搬送に備える。
In FIG. 7, the conveyance unit of the first system (left side) 1K drives the advance / return servo motor 27XL, the lift / down servo motor 27ZL, and the clamp / unclamp servo motor 27YL in a predetermined order. The
第2系統(右側)の搬送部も、アドバンス・リターン用サーボモータ27XRとリフト・ダウン用サーボモータ27ZRとクランプ・アンクランプ用サーボモータ27YRとを所定の順序で駆動することにより、フィードバー26Rをフィードバー26Lと同期させてかつフィードバー26Lの場合と同様に移動させる。これで、1サイクル移動が終了する。なお、フィードバー26Rに関するクランプ(CLP)・アンクランプ(UCL)用の移動方向は、フィードバー26Lの場合と逆である。
The transport unit of the second system (right side) also drives the
第1系統1Kに属するサーボモータ27XL、27YL、27ZLとインバータ37XL、37YL、37ZLとが対応し、第2系統2Kに属するサーボモータ27XR、27YR、27ZRとインバータ37XR、37YR、37ZRとが対応する。そして、この実施の形態では、インバータ37XL、37YLは原則通り第1系統用コンバータ31Lに接続するが、インバータ37ZLは第2系統用コンバータ31Rに接続してある。また、インバータ37XR、37YRは原則通り第2系統用コンバータ31Rに接続するが、インバータ37ZRは第1系統用コンバータ31Lに接続してある。
The servo motors 27XL, 27YL, 27ZL belonging to the
この理由は、1サイクル移動中の系統別差異を補正可能とするためである。すなわち、原則通りの接続に徹すると、例えばコンバータ31L・31R間に特性上のバラツキがあった場合、1サイクル移動終了時点においてフィードバー26Lと一体のフィンガー(図示省略)の位置とフィードバー26Rと一体のフィンガー(図示省略)の位置とに相対的な位置ズレが生じ、あるいは位置ズレがなくても位置決め終了時点に時間差が生じる虞がある。これらを放置すると、誤差が累積され円滑で正確な搬送ができなくなる。そこで、1サイクル移動中に位置的補正乃至時間的補正をするわけである。
The reason for this is to make it possible to correct the system-specific difference during one cycle movement. That is, if the connection according to the principle is thoroughly performed, for example, if there is a variation in characteristics between the
第1系統用インバータ中の第2系統用コンバータ31Rに接続するインバータは、インバータ37ZLでなく、他のインバータ37XL、37YLとしてもよい。また、第2系統用インバータ中の第1系統用コンバータ31Lに接続するインバータは、インバータ37ZRでなく、他のインバータ37XR、37YRとしてもよい。ワーク搬送手段の機械的条件やサーボモータ27の特性の相違に照らして、運用の実際に即して決定すればよい。
The inverter connected to the
ここにおいて、この実施の形態に係るサーボモータの駆動装置は、図7に示す如く、交流電源(30)に第1系統用コンバータ31Lと第2系統用コンバータ31Rとを並列に接続し、被駆動体(26L、26R)を駆動するための対をなすサーボモータ27XL,27YL,27ZL、27XR,27YR,27ZRを第1系統1Kに属するサーボモータ27XL,27YL,27ZLと第2系統2Kに属するサーボモータ27XR,27YR,27ZRとに分ける。
Here, as shown in FIG. 7, the servo motor driving apparatus according to this embodiment is connected to an AC power source (30) in parallel with a
次いで、第1系統に属するサーボモータの中から選択されたサーボモータ27ZLを当該インバータ37ZLを介して第2系統用コンバータ31Rに接続しかつ残りのサーボモータ27XL,27YLを当該インバータ37XL,37YLを介して第1系統用コンバータ31Lに接続するとともに、第2系統に属するサーボモータ27XR,27YR,27ZRの中から選択されたサーボモータ27ZRを当該インバータ37ZRを介して第1系統用コンバータ31Lに接続しかつ残りのサーボモータ27XR,27YRを当該インバータ37XR,37YRを介して第2系統用コンバータ31Rに接続されている。
Next, the servo motor 27ZL selected from the servo motors belonging to the first system is connected to the
なお、全体駆動制御部50(異常発生確認手段、接続切換制御手段、プレス低速化運転制御手段、搬送軽負荷化運転制御手段)、搬送駆動制御部55L,55R、接続切換制御部56、接続切換回路38、プレス駆動制御部58等については、第1の実施の形態の場合と同様なので、詳細説明は省略する。
The overall drive control unit 50 (abnormality confirmation means, connection switching control means, press speed reduction operation control means, transport light load operation control means), transport drive control sections 55L and 55R, connection switching
しかして、この実施の形態によれば、第1系統用の選択インバータ37ZLを第2系統用コンバータ31Rに接続しかつ残りのインバータ37XL、37YLを第1系統用コンバータ31Lに接続し、第2系統用の選択インバータ37ZRを第1系統用コンバータ31Lに接続しかつ残りのインバータ37XR、37YRを第2系統用コンバータ31Rに接続された構成であるから、第1の実施形態の場合と同様に、コンバータ31L,31Rの大容量化を抑制でき、動作の円滑性・確実性を向上できかつ信頼性を大幅に高められ、コスト低減化および小型化を促進できるとともに、対をなす各系統間のサーボモータ駆動(回転数や発生トルク)の同期性の維持が容易である。
Thus, according to this embodiment, the selection inverter 37ZL for the first system is connected to the
(第3の実施の形態)
この実施の形態は、基本的な構成・機能が第2の実施形態の場合(図7、図8)と類似的であるが、第2の実施形態の場合と異なるところは各系統(1K、2K)内をそれぞれ第1グループ1Gと第2グループ2Gに区分している。なお、被駆動体(26L、26R)は、第2の実施形態の場合(図8)と同一である。
(Third embodiment)
This embodiment is similar in basic configuration and function to the case of the second embodiment (FIGS. 7 and 8), but differs from the case of the second embodiment in each system (1K, 2K) is divided into a
図9において、サーボモータの駆動装置は、交流電源(30)に第1系統用コンバータ31Lと第2系統用コンバータ31Rとを並列に接続するとともに第1系統用コンバータ31Lおよび第2系統用コンバータ31Rのそれぞれを第1グループ用コンバータ31L1、31R1と第2グループ用コンバータ31L2、31R2とから形成してある。
In FIG. 9, the servo motor drive device includes a
また、同一構造又は対称構造の被駆動体(26L、26R)を駆動するための対をなすサーボモータを第1系統1Kに属するサーボモータ27XL,27YL,27ZLと第2系統2Kに属するサーボモータ27XR,27YR,27ZRに分ける。
In addition, servo motors 27XL, 27YL, 27ZL belonging to the
さらに第1系統に属するサーボモータおよび第2系統に属するサーボモータをそれぞれ第1グループに属するサーボモータ27YL,27ZL、27YR,27ZRと第2グループに属するサーボモータ27XL、27XRに小分けする。 Further, the servo motors belonging to the first system and the servo motors belonging to the second system are subdivided into servo motors 27YL, 27ZL, 27YR, 27ZR belonging to the first group and servo motors 27XL, 27XR belonging to the second group.
そして、各第1グループ1Gに属するサーボモータ27YL,27ZL、27YR,27ZRを各第1グループ用コンバータ31L1、31R1に当該インバータ37YL,37ZL、37YR,37ZRを介して接続しかつ各第2グループ2Gに属するサーボモータ27XL、27XRを各第2グループ用コンバータ31L2、31R2に当該インバータ37XL、37XRを介して接続してある。
Then, the servo motors 27YL, 27ZL, 27YR, 27ZR belonging to each
ここに、各第1グループ1Gに属するサーボモータと各第2グループ2Gに属するサーボモータとの小分けが、当該各第1グループ用コンバータ31L1、31R1の容量と当該各第2グループ用コンバータ31L2、31R2の容量との差が所定範囲内に収まるように選択されている。
Here, the servo motor belonging to each
比較便宜のために記載した図10(A)は、第2の実施形態の場合(図7)と同様な接続態様における個別負荷(電流I)を示し、図10(B)は合成負荷(電流I)を示す。 FIG. 10A described for convenience of comparison shows an individual load (current I) in a connection manner similar to that in the case of the second embodiment (FIG. 7), and FIG. 10B shows a combined load (current). I).
図10(A)において、第1系統(左側)1K側のADV・RTN用サーボモータ27XLへの供給電流の値が“12”で、LFT・DWN用サーボモータ27ZLへの供給電流の値が“10”で、CLP・UCL用サーボモータ27YLへの供給電流の値が“6”であったとすると、フィードバー26Lを1サイクル移動させる期間中の最大電流の値は、図10(B)に示す期間T11および期間T12における合成電流の値“22”と等しい。期間T11はLFT動作の後半部とADV動作の前半部とが重畳し、期間T12はADV動作の後半部とDWN動作の前半部とが重畳するので、合成電流は大きい。
In FIG. 10A, the value of the current supplied to the ADV / RTN servomotor 27XL on the first system (left side) 1K side is “12”, and the value of the current supplied to the LFT / DWN servomotor 27ZL is “12”. 10 "and the value of the current supplied to the CLP / UCL servomotor 27YL is" 6 ", the value of the maximum current during the period in which the
第2系統(右側)2K側のADV・RTN用のサーボモータ27XR、LFT・DWN用のサーボモータ27ZR、CLP・UCL用のサーボモータ27YRの場合も同様である。 The same applies to the servo motor 27XR for ADV / RTN on the second system (right side) 2K, servo motor 27ZR for LFT / DWN, and servo motor 27YR for CLP / UCL.
すなわち、図7[図10(A)、(B)]、第1系統用コンバータ31Lの容量および第2系統用コンバータ31Rの容量は、どちらも合成電流の値“22”に対応するものとしなければならない。この大容量コンバータを2台製作することがコスト的に優位とは限らない。また、時刻tごとの負荷変動が大きく、平均的な負荷に対して瞬時的な最大値との差が大きいので、変換能力に対する設備使用が低く設備的に優位にならない。さらに、設備使用率が低いために、変換効率がわるくなることもある。
That is, FIG. 7 [FIGS. 10A and 10B], the capacity of the
ここにおいて、この実施形態の場合は、図10(C)に示すように各第1グループ1G用コンバータ31L1、31R1の容量は、期間T11および期間T12における個別電流の値“10”に対応するものとされる。また、各第2グループ用コンバータ31L2、31R2の容量は、期間T11および期間T12における個別電流の値“12”に対応するものとされる。両者間の容量の差は、所定範囲(±“2”)内に収まる。
In this embodiment, as shown in FIG. 10C, the capacities of the
つまり、各コンバータ31L1,31L2、31R1,31R2を同一仕様(定格電流の値が例えば、“12”)として製作することができる。図10(B)に示すような大容量コンバータを必要としない。 That is, each converter 31L1, 31L2, 31R1, 31R2 can be manufactured with the same specification (rated current value is “12”, for example). A large capacity converter as shown in FIG. 10B is not required.
接続切換回路38Dは、図9に示す如く、接続切換制御手段(50)から出力される6つの信号Ssl1,Ssc1,Ssr1、Ssl2,Ssc2,Ssr2の開成(OFF)・閉成(ON)の組合せによりコンバータ31L1,31L2、31R1,31R2に対する接続状態を切換可能に形成されている。第1(第2)の実施形態の場合(3)とは異なり、信号数が倍(6)である。
As shown in FIG. 9, the
この接続切換回路38Dは、開閉器33L1,33L2、33R1,33R2、35N,35Mから形成されている。すなわち、第1系統1K(第1グループ1G)用のコンバータ31L1と当該各インバータ37YL,37ZLとを結ぶ電路32L1には開閉器33L1が設けられ、第1系統1K(第2グループ2G)用のコンバータ31L2と当該インバータ37XLとを結ぶ電路32L2には開閉器33L2が設けられている。
The
また、第2系統2K(第1グループ1G)用のコンバータ31R1と当該各インバータ37YR,37ZRとを結ぶ電路32R1には開閉器33R1が設けられ、第2系統2K(第2グループ2G)用のコンバータ31R2と当該インバータ37XRとを結ぶ電路32R2には開閉器33R2が設けられている。
Further, a switch 33R1 is provided in the electric circuit 32R1 connecting the converter 31R1 for the
また、各第1グループ1G用の電路32L1と電路32R1とは、開閉器35Mを有するバイパス電路34Mで接続されている。各第2グループ2G用の電路32L2と電路32R2とは、開閉器35Nを有するバイパス電路34Nで接続されている。
Moreover, the electric circuit 32L1 and electric circuit 32R1 for each
各コンバータ(31L1,31L2、31R1,31R2)が正常な場合は、開閉器33L1,33L2、33R1,33R2は閉成(ON)、開閉器35M、36Nを開成(OFF)して運転し、コンバータのどれかに異常が生じた場合は異常が生じたコンバータからそれに接続されるインバータへの電力供給をやめ、正常なコンバータから異常になったコンバータに接続されていたインバータに電力が供給されるように電路を形成するように開閉器(33L1,33L2、33R1,33R2,35M、36N)を適宜に開成または閉成して運転するのは、第1の実施形態の場合と同じである。
When each converter (31L1, 31L2, 31R1, 31R2) is normal, the switches 33L1, 33L2, 33R1, 33R2 are closed (ON), and the
なお、上記した接続切換回路38D、接続切換制御手段(50)を除く、全体駆動制御部50異常発生確認手段(50)、プレス低速化運転制御手段(50)、搬送軽負荷化運転制御手段(50)並びに搬送駆動制御部55L,55R、接続切換制御部56、プレス駆動制御部58等については第1(第2)の実施の形態の場合と同様なので詳細説明は省略する。
Except for the
しかして、この実施の形態によれば、各第1グループ用インバータ27YL,27ZL、27YR,27ZRを各第1グループ用コンバータ31L1、31R1に接続しかつ各第2グループ用インバータインバータ37XL、37XRを各第2グループ用コンバータ31L2、31R2に接続し、各第1グループ用コンバータ31L1、31R1の容量と各第2グループ用コンバータ31L2、31R2の容量との差が所定範囲内に収まるように選択されているので、第1の実施形態の場合と同様に、コンバータの大容量化を抑制でき、動作の円滑性・確実性を向上できかつ信頼性を大幅に高められ、コスト低減化および小型化を促進できるとともに、コンバータの容量を一段と小さくできる。 Thus, according to this embodiment, the first group inverters 27YL, 27ZL, 27YR, 27ZR are connected to the first group converters 31L1, 31R1, and the second group inverter inverters 37XL, 37XR are connected to the first group inverters 37XL, 37XR, respectively. The second group converters 31L2 and 31R2 are connected to each other, and are selected so that the difference between the capacity of each of the first group converters 31L1 and 31R1 and the capacity of each of the second group converters 31L2 and 31R2 falls within a predetermined range. Therefore, as in the case of the first embodiment, it is possible to suppress an increase in the capacity of the converter, improve the smoothness / reliability of the operation, greatly increase the reliability, and promote cost reduction and downsizing. At the same time, the capacity of the converter can be further reduced.
本発明は、あらゆる産業機械・装置に採用されるサーボモータ駆動装置のコスト低減化、小型化の促進、信頼性の向上に有効である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective in reducing the cost, promoting downsizing, and improving the reliability of a servo motor driving device employed in any industrial machine / device.
1K、2K 第1系統、第2系統
1G、2G 第1グループ、第2グループ
10 サーボプレス機械
20 ワーク搬送手段(被駆動体)
21、23 第1アーム、第2アーム
22、24 第1サーボモータ、第2サーボモータ
30 交流電源装置(交流電源)
31 コンバータ
32 電路
33、35 開閉器
34 バイパス電路
36〜39 インバータ
50 全体駆動制御装置(異常発生確認手段、接続切換制御手段、プレス低速化運転制御手段、搬送軽負荷化運転制御手段)
55 搬送駆動制御部
56 切換制御部
58 プレス駆動制御部
1K, 2K 1st system,
21, 23 1st arm, 2nd arm 22, 24 1st servo motor,
31 Converter 32
55 Transport
Claims (3)
被駆動体を駆動するための対をなすサーボモータを、第1系統に属するサーボモータと第2系統に属するサーボモータとに分けるとともに、第1系統に属するサーボモータをインバータを介して第1系統用コンバータに接続しかつ第2系統に属するサーボモータをインバータを介して第2系統用コンバータに接続し、
前記第1系統に属するサーボモータ用インバータおよび第2系統に属するサーボモータ用インバータの全てを、健全な第1系統用コンバータまたは第2系統用コンバータに選択的に接続可能に形成され、
前記第1系統用コンバータおよび第2系統用コンバータのいずれか一方が異常であると検出された場合に、第1系統に属するサーボモータ用インバータおよび第2系統に属するサーボモータ用インバータの全てを電路切換により健全な第1系統用コンバータまたは第2系統用コンバータに接続可能に形成し、さらに、第1系統に属するサーボモータおよび第2系統に属するサーボモータの全負荷が健全な第1系統用コンバータまたは第2系統用コンバータの容量を超えないように各インバータを予め定めた軽負荷に切換えて駆動可能に形成されている、ことを特徴とするサーボモータの駆動装置。 Connect the converter for the first system and the converter for the second system in parallel to the AC power source,
Servo motor paired to drive the driven body, with divided into a servo motor belonging to the servo motor and the second system belonging to the first system, the first system by the servo motor belonging to the first system via the inverter Connect the servo motor belonging to the second system and the second system via the inverter to the second system converter ,
All of the servo motor inverters belonging to the first system and the servo motor inverters belonging to the second system are formed so as to be selectively connectable to a sound first system converter or a second system converter,
When any one of the first system converter and the second system converter is detected to be abnormal, all the servo motor inverters belonging to the first system and the servo motor inverters belonging to the second system are electrically connected The first system converter is formed so that it can be connected to a healthy first system converter or a second system converter by switching, and the servo motor belonging to the first system and the full load of the servo motor belonging to the second system are healthy. Alternatively , the servo motor drive device is configured to be able to be driven by switching each inverter to a predetermined light load so as not to exceed the capacity of the converter for the second system .
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