JP5519734B2

JP5519734B2 - モータの駆動の準備の完了時にデータの通信速度を変更するマスタ装置

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Publication number: JP5519734B2
Application number: JP2012143452A
Authority: JP
Inventors: 拓佐々木
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-06-11
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Description

本発明は、コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部にインバータを介して接続されたモータを制御するために、データの送受信を行うためのシリアル通信バスを介してスレーブ装置に接続したマスタ装置に関する。

工作機械の送り軸及び主軸、産業用ロボットのアーム等を駆動するモータを含むシステムにおいてモータを制御するために、データの送受信を行うためのシリアル通信バスを介してスレーブ装置に接続したマスタ装置が、従来提案されている（例えば、特許文献１）。

このようなモータを含むシステムでは、マスタ装置は、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ためにコンバータを制御するコンバータ制御装置、ＣＮＣ（数値制御装置）のような上位制御装置等によって実現され、スレーブ装置は、コンバータによって変換された直流電力を交流電力に変換するためにインバータを制御するインバータ制御装置等によって実現される。例えば、マスタ装置がコンバータ制御装置であり、スレーブ装置がインバータ制御装置である場合、ステータス情報、アラーム情報等のデータの送受信がシリアル通信バスを介して行うことによって、コンバータ制御装置とインバータ制御装置との間でデータを共有する。また、マスタ装置が上位制御装置であり、スレーブ装置がインバータ制御装置である場合、モータの位置又は速度指令等のデータを、シリアル通信バスを介して上位制御装置からインバータ制御装置に送信し、電流値データ、モータの位置又は速度データ等のデータを、シリアル通信バスを介してインバータ制御装置から上位制御装置に送信することによって、コンバータ制御装置とインバータ制御装置との間でデータを共有する。

複数の装置間で行われるシリアル通信は、パラレル通信で送受信することができるデータ量よりも多くのデータ量を、パラレル通信で用いられる電線の本数よりも少ない本数（例えば、Ｉ²Ｃ通信の場合には２本）で送受信することができる。

シリアル通信において、単位時間当たりに送受信されるデータの量を増大したい場合、データの通信速度を上げる、すなわち、データを伝送するのに必要な信号の帯域幅を広げる必要がある。データを伝送するのに必要な信号の帯域幅を広げる場合、シリアル通信中に受けるノイズを除去するためにマスタ装置とスレーブ装置のうちの少なくとも一つに設けられたフィルタの帯域幅も広げる必要がある。このようにフィルタの帯域幅を広げるに従って、シリアル通信中に受けるノイズの影響が大きくなる。

データを伝送するのに必要な信号の帯域幅を広げ、かつ、信頼性の高いシリアル通信を維持するために、シリアル通信中に受けるノイズへの対策が講じられている。シリアル通信中に受けるノイズへの対策としては、シリアル通信に用いられるケーブルのインピーダンスを低減するために、シリアル通信に用いられるケーブルをデータの通信速度が上がるに従って太くすること、外部からの影響による電位の変動を防止するために、シリアル通信に用いられるケーブルに対するシールドをデータの通信速度が上がるに従って厚くすること、シリアル通信に用いられるケーブルのインピーダンスを低減するために、シリアル通信に用いられるケーブルの長さをデータの通信速度が上がるに従って短くすること等、を挙げることができる。

したがって、シリアル通信中に受けるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約は、データの通信速度が高くなるに従って増大する。

特開２００８−２４２７２８号公報

モータを制御する場合、マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの時間（モータの立上げ時間）をできるだけ短くするために、マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの間にシリアル通信バスを通じてマスタ装置と複数のスレーブ装置との間でモータの駆動に必要なデータの送受信を完了するのに必要なデータ送受信期間は、できるだけ短くする（例えば、１ミリ秒）のが望ましい。また、モータの駆動の準備を完了してからモータを停止するまでの間には、マスタ装置とスレーブ装置のうちの少なくとも一つが制御する機器（例えば、インバータ）に含まれるスイッチング素子のスイッチングの影響があるが、マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの間には、このような影響がない。このために、マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの間にシリアル通信中に受けるノイズは、モータの駆動の準備を完了してからモータを停止するまでの間にシリアル通信中に受けるノイズに比べて著しく小さい。したがって、モータの立ち上げ時間をできるだけ短くするために、マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの間の第１の通信速度は、モータの駆動の準備を完了してからモータを停止するまでの間の第２の通信速度より高くすることが可能である。

一方、モータの駆動の準備を完了してからモータを停止するまでの間にシリアル通信バスを通じてマスタ装置とスレーブ装置との間でデータの送受信を定期的に繰り返すのに必要なデータ送受信周期は、一定である。また、このようなデータ送受信周期は、上記データ送受信期間より長くてもよい（例えば、１秒）。モータの駆動の準備を完了してからモータを停止するまでの間のスイッチング素子のスイッチングの影響がある厳しいノイズ環境の中では、迅速なデータの送受信よりも確実なデータの送受信が優先される。したがって、上記第２の通信速度は、上記第１の通信速度より低いのが望ましい。

従来のモータ制御では、上記第１の通信速度が上記第２の通信速度と等しくなるように設定されている。すなわち、シリアル通信バスを介してマスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度は、マスタ装置を起動してからモータの駆動と停止とを繰り返した後にマスタ装置を停止させるまで一定である。しかしながら、モータの立上げ時間を短縮するためにデータの通信速度を上げるに従って、シリアル通信におけるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約が増大する。一方、シリアル通信におけるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約を低減するためにデータの通信速度を下げていくに従って、モータの立上げ時間が長くなる。

したがって、従来のモータ制御では、モータの立上げ時間を短縮し、かつ、シリアル通信におけるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約を低減することが困難である。

本発明の目的は、モータを制御するために、モータの立上げ時間を短縮し、かつ、シリアル通信中に受けるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約を低減することができるマスタ装置を提供することである。

本発明によるマスタ装置は、コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部にインバータを介して接続されたモータを制御するために、データの送受信を行うためのシリアル通信バスを介してスレーブ装置に接続したマスタ装置であって、マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの間にマスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、第１の通信速度に設定する第１の通信速度設定部と、モータの駆動の準備の完了時にマスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、第１の通信速度より低い第２の通信速度に設定する第２の通信速度設定部と、データの通信速度の第１の通信速度から第２の通信速度への変更をスレーブ装置に通知する変更通知部と、を有することを特徴とする。

好適には、第２の通信速度設定部は、モータの駆動の準備を完了してからマスタ装置を停止させるまでの間にマスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、第２の通信速度に設定する。

好適には、第２の通信速度設定部は、モータの駆動の準備を完了してからモータを停止させるまでの間にマスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、第２の通信速度に設定し、第１の通信速度設定部は、モータを停止してからモータの駆動の再開の準備を完了するまで又はマスタ装置を停止させるまでの間にマスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、第１の通信速度に設定する。

好適には、本発明によるマスタ装置は、シリアル通信中に受けるノイズを除去するためにマスタ装置及びスレーブ装置のうちの少なくとも一つに設けられた帯域可変フィルタの帯域幅を、データの通信速度の第１の通信速度から第２の通信速度への変更に従って、第１の帯域幅から第１の帯域幅より狭い第２の帯域幅に変更する帯域幅変更部を更に有する。

本発明によれば、モータを制御するために、モータの立上げ時間を短縮し、かつ、シリアル通信中に受けるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約を低減することができるマスタ装置を提供することができる。

モータを制御するために本発明によるマスタ装置を適用したシステムのブロック図である。図１のコンバータ制御装置の動作のフローチャートである。モータを制御するために本発明によるマスタ装置を適用した他のシステムのブロック図である。モータを制御するために本発明によるマスタ装置を適用した他のシステムのブロック図である。

本発明によるマスタ装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、モータを制御するために本発明によるマスタ装置を適用したシステムのブロック図である。図１に示すシステムは、工作機械において使用され、交流電源としての三相交流電源１と、コンバータ２と、ＤＣリンク部としての平滑用コンデンサ３と、ｋ（ｋは１以上の整数）個のインバータ４−１，．．．，４−ｋと、ｋ個のモータ５−１，．．．，５−ｋと、ｋ個の被駆動体６−１，．．．，６−ｋと、ｋ個の回転角度検出部７−１，．．．，７−ｋと、スレーブ装置としてのｋ個のインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋと、マスタ装置としてのコンバータ制御装置９と、を有する。

図１に示すシステムは、モータ５−１，．．．，５−ｋを制御するために、コンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間のモータのステータス情報、アラーム情報等のデータの送受信がシリアル通信バス１０（例えば、Ｉ²Ｃ通信バス）を介して行われる。

コンバータ２は、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、三相交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する。平滑用コンデンサ３は、コンバータ２の整流ダイオードによって整流された電圧を平滑化するためにコンバータ２に並列に接続される。インバータ４−１，．．．，４−ｋはそれぞれ、平滑用コンデンサ３に並列に接続され、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、後に説明するＰＷＭ信号Ｖ_PWM1，．．．，Ｖ_PWMkに基づいてトランジスタのオンオフ動作を行うことによって、コンバータ２によって変換された直流電力を交流電力に変換する。

モータ５−１，．．．，５−ｋは、平滑用コンデンサ３に蓄積されている電力で駆動される。モータ５−１，．．．，５−ｋとしては、工作機械の主軸をボールねじ／ナット機構等の送りねじ機構によって重力軸方向（Ｚ軸方向）に駆動する重力軸用サーボモータ、工作機械の主軸に取り付けられた工具を駆動する主軸モータ、ワークが取り付けられた工作機械のテーブルをボールねじ／ナット機構等の送りねじ機構によって水平軸方向（例えば、Ｘ軸方向）に駆動する水平軸用サーボモータ等が用いられる。

被駆動体６−１，．．．，６−ｋは、モータ５−１，．．．，５−ｋによってそれぞれ駆動される。例えば、ｋ＝３であり、モータ５−１，．．．，５−ｋがそれぞれ重力軸用サーボモータ、主軸モータ及び水平軸用サーボモータである場合、被駆動体６−１，．．．，６−ｋは、工作機械の主軸、工具及び工作機械のテーブルである。

回転角度検出部７−１，．．．，７−ｋはそれぞれ、モータ５−１，．．．，５−ｋの回転角度θ₁，．．．θ_kをモータの位置又は速度として検出するロータリーエンコーダによって構成される。

インバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋはそれぞれ、インバータ４−１，．．．，４−ｋを制御するために、インバータ４−１，．．．，４−ｋの出力線に設けられた電流検出器４ｕ−１；４ｖ−１；４ｗ−１，．．．，４ｕ−ｋ；４ｖ−ｋ；４ｗ−ｋによって検出した三相のＵ相電流Ｉ_U-1，．．．，Ｉ_v-k，Ｖ相電流Ｉ_V-1，．．．，Ｉ_v-k及びＷ相電流Ｉ_W-1，．．．，Ｉ_W-kのそれぞれの電流値を、モータ５−１，．．．，５−ｋの電流値データとしてそれぞれサンプリングし、回転角度θ₁，．．．，θ_nをモータの位置又は速度データとしてそれぞれサンプリングする。

そして、インバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋはそれぞれ、モータ５−１，．．．，５−ｋを駆動するためのＰＷＭ信号Ｖ_PWM1，．．．，Ｖ_PWMkを、サンプリングした電流値データ及びモータの位置又は速度データと、明瞭のために図示しない上位制御装置からのモータの位置又は速度指令データとに基づいて生成する。

ここで、電流検出器４ｕ−１；４ｖ−１；４ｗ−１，．．．，４ｕ−ｋ；４ｖ−ｋ；４ｗ−ｋはそれぞれ、例えばホール素子によって構成され、図示しない上位制御装置は、例えば、ＣＮＣ（数値制御装置）によって構成される。

図１に示すシステムにおいて、図示しない上位制御装置は、モータ５−１，．．．，５−ｋの減速時に生じる回生エネルギーを三相交流電源１側に回生する交流電源回生を行うために、交流電源回生指令信号をコンバータ制御装置９に出力する。

この場合、インバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋがＰＷＭ信号Ｖ_PWM1，．．．，Ｖ_PWMkをインバータ４−１，．．．，４−ｋにそれぞれ出力してインバータ４−１，．．．，４−ｋのトランジスタをオンオフ制御するために、図示しない上位制御装置は、ＰＷＭ信号Ｖ_PWMに対応するモータの位置又は速度指令データをインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋにそれぞれ出力する。

コンバータ制御装置９は、交流電源回生指令信号に基づいてＰＷＭ信号Ｖ_PWM’を生成し、交流電源回生を行うためにＰＷＭ信号Ｖ_PWM’をコンバータ２に出力する。また、図１に示すシステムにおいて、交流電源回生を行うために、三相交流電源１とコンバータ２との間にリアクトル１ｕ，１ｖ，１ｗを配置する。

コンバータ制御装置９は、ＣＰＵ９ａと、ＲＯＭ９ｂと、ＲＡＭ９ｃと、クロック信号生成部９ｄと、シリアル通信部９ｅと、を有する。ＣＰＵ９ａは、各種動作を行うためにプログラムを実行する。ＲＯＭ９ｂは、当該プログラム及びコンバータ制御装置９の性能等に関する各種データを予め格納する。ＲＡＭ９ｃは、ＣＰＵ９ａによる演算結果のデータと、シリアル通信バス１０を介してインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋから送信されるモータのステータス情報等のデータと、図示しない上位制御装置からのデータと、を一時的に記憶する。

クロック信号生成部９ｄは、迅速なデータの送受信のために設定される第１の通信速度ｆ１（例えば、５００ｋＨｚ）に対応する第１のシリアルクロック信号と、迅速なデータの送受信よりも確実なデータの送受信を優先するために設定される、第１の通信速度ｆ１より低い第２の通信速度ｆ２（例えば、２５０ｋＨｚ）に対応する第２のシリアルクロック信号と、を生成する。そして、クロック信号生成部９ｄは、生成した第１のシリアルクロック信号及び第２のシリアルクロック信号をＣＰＵ９ａ及びシリアル通信部９ｅに出力する。このために、クロック信号生成部９ｄは、発振素子、発振回路、ボーレート設定レジスタ、ボーレートジェネレータ等によって構成される。

図１に示すシステムにおいて、クロック信号発生部９ｄは、第１の通信速度設定部９ｄ−１と、第２の通信速度設定部９ｄ−２と、を有する。第１の通信速度設定部９ｄ−１は、第１の通信速度ｆ１を設定するために第１のクロック信号を生成し、コンバータ制御部９を起動してからモータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了するまでの間に第１のシリアルクロック信号をＣＰＵ９ａ及びシリアル通信部９ｅに出力する。ここで、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了したか否かは、例えば、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動に必要なデータの全てがシリアル通信バス１０を介してコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間で送受信されたとＣＰＵ９ａによって判断することによって行う。第２の通信速度設定部９ｄ−２は、第２の通信速度ｆ２を設定するために第２のクロック信号を生成し、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備の完了時に第２のシリアルクロック信号をＣＰＵ９ａ及びシリアル通信部９ｅに出力する。したがって、第２の通信速度設定部９ｄ−２は、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備の完了時にデータの通信速度を第１の通信速度から第２の通信速度に変更する。

図１に示すシステムにおいて、コンバータ制御装置９は、図示しない電源から電力が供給され、図示しない電源からの電力の供給が開始されると同時に起動状態になり、図示しない電源からの電力の供給が停止されると同時に停止する。また、図１に示すシステムは、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了した後にモータ５−１，．．．，５−ｋを駆動し、図示しない上位制御装置からの指令に基づいてータ５−１，．．．，５−ｋを停止する。

シリアル通信部９ｅは、シリアル通信バス１０を介してコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間のシリアル通信を行う。このために、シリアル通信部９ｅは、データ送信部９ｅ−１と、データ受信部９ｅ−２と、帯域可変フィルタ９ｅ−３と、通信速度変更部９ｅ−３と、変更通知部９ｅ−４と、を有する。

データ送信部９ｅ−１は、アラーム情報等のデータを、シリアル通信バス１０を介してインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋに送信する。データ受信部９ｅ−２は、モータのステータス情報等のデータを、シリアル通信バス１０及び帯域可変フィルタ９ｅ−３を介してインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋから受信する。

帯域可変フィルタ９ｅ−３は、シリアル通信バス１０を介してインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋから受信したデータをフィルタ処理する。また、帯域可変フィルタ９ｅ−２は、変更通知部９ｅ−４からの帯域幅変更指令に応答して、第１の帯域幅から第１の帯域幅より狭い第２の帯域幅に変更する。

変更通知部９ｅ−４は、コンバータ制御装置９を起動してからモータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了するまでの間には、第１の通信速度設定部９ｄ−１からの第１のシリアルクロック信号をインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋに出力する。また、変更通知部９ｅ−４は、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備の完了時にデータの通信速度の第１の通信速度ｆ１から第２の通信速度ｆ２に変更する旨の通信速度変更通知データとして、第２の通信速度設定部９ｄ−２からの第２のシリアルクロック信号をインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋに出力する。

図１に示すシステムにおいて、変更通知部９ｅ−４は、第１の通信速度ｆ１から第２の通信速度ｆ２への変更に応じて帯域幅変更指令を帯域可変フィルタ９ｅ−２に出力する帯域幅変更部９ｅ’−４を有する。

図２は、図１のコンバータ制御装置の動作のフローチャートである。このフローチャートは、コンバータ制御装置９が起動状態になった直後に開始される。

先ず、第１の通信速度設定部９ｄ−１は、第１の通信速度ｆ１を設定するために第１のクロック信号を生成する（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵ９ａは、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了したか否か判断し（ステップＳ２）、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了した判断した場合、第２の通信速度設定部９ｄ−２は、第２の通信速度ｆ２を設定するために第２のクロック信号を生成する（ステップＳ３）。次に、帯域幅変更部９ｅ’−４は、帯域幅変更指令を帯域可変フィルタ９ｅ−２に出力する（ステップＳ４）。次に、変更通知部９ｅ−４は、通信速度変更通知データに対応する第２のシリアルクロック信号をインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋに出力し（ステップＳ５）、処理を終了する。

上記実施の形態によれば、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了時にコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間で送受信されるデータの通信速度を、コンバータ制御装置９を起動してからモータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了するまでの間にコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間で送受信されるデータの通信速度である第１の通信速度より低い第２の通信速度に設定している。したがって、モータ５−１，．．．，５−ｋを制御するために、モータ５−１，．．．，５−ｋの立上げ時間を短縮し、かつ、シリアル通信中に受けるノイズへの対策を講じるのに必要なコスト及びシリアル通信に用いられるケーブルの長さの制約を低減することができる。

図２に示すフローチャートによれば、第２の通信速度設定部９ｄ−２は、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了してからコンバータ制御装置９を停止させるまでの間にコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間で送受信されるデータの通信速度を、第２の通信速度に設定される。

しかしながら、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の準備を完了してからモータ５−１，．．．，５−ｋ又はコンバータ制御装置９を停止させるまでの間にコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間で送受信されるデータの通信速度を、第２の通信速度設定部９ｄ−２によって第２の通信速度に設定し、かつ、モータ５−１，．．．，５−ｋを停止してからモータ５−１，．．．，５−ｋの駆動の再開の準備を完了するまで又は前記マスタ装置を停止させるまでの間にコンバータ制御装置９とインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋとの間で送受信されるデータの通信速度を、第１の通信速度設定部９ｄ−１によって第１の通信速度に設定することもできる。

この場合、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動を停止してから駆動の再開の準備を完了するまでのコンバータ制御装置９及びインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋのアイドリング時間を短くすることができる。

また、モータ５−１，．．．，５−ｋの駆動を停止してから駆動の再開の準備を完了するまでの間には、コンバータ制御装置９が制御するコンバータ２及びインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋが制御するインバータ４−１，．．．，４−ｋに含まれるスイッチング素子のスイッチングの影響がない。

図３は、モータを制御するために本発明によるマスタ装置を適用した他のシステムのブロック図である。図３に示すシステムでは、図１のコンバータ制御装置８の代わりに、上位制御装置９’をマスタ装置として使用し、図１のリアクトル１ｕ，１ｖ，１ｗ及びコンバータ２の代わりにコンバータ２’を三相交流電源１と平滑用コンデンサ３との間に配置する。

上位制御装置９’は、図１のＣＰＵ９ａと、ＲＯＭ９ｂと、ＲＡＭ９ｃと、クロック信号生成部９ｄと、シリアル通信部９ｅと、を有する。また、上位制御装置９’は、モータの位置又は速度指令等のデータを、シリアル通信バス１０を介してインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋに送信し、電流値データ、モータの位置又は速度データ等のデータを、シリアル通信バス１０を介してインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋから受信する。

図４は、モータを制御するために本発明によるマスタ装置を適用した他のシステムのブロック図である。図４に示すシステムは、図１及び図３に示すインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋのうちの一つに対応するマスタ装置としてのインバータ制御装置９”と、インバータ制御装置９”を起動する前に取得した各種データが格納されているスレーブ装置としてのＥＥＰＲＯＭ１１と、図１及び図３に示すモータ５−１，．．，５−ｋのうちの一つに対応するモータの温度を検知する温度センサ１２に接続したスレーブ装置としてのＡ／Ｄコンバータ１３と、インバータ制御装置９”とＥＥＰＲＯＭ１１及びＡ／Ｄコンバータ１３との間でデータの送受信を行うシリアルバス１０’と、を有する。

インバータ制御装置９”は、図１のＣＰＵ９ａと、ＲＯＭ９ｂと、ＲＡＭ９ｃと、クロック信号生成部９ｄと、シリアル通信部９ｅと、を有する。また、インバータ制御装置９”は、ＥＥＰＲＯＭ１１に格納されたデータの読出し指令、ＣＰＵ１１ａの演算結果等のデータを、シリアル通信バス１０’を介してＥＥＰＲＯＭ１１に送信し、ＥＥＰＲＯＭ１１に格納されたデータを、シリアル通信バス１０’を介してＥＥＰＲＯＭ１１から受信する。さらに、インバータ制御装置９”は、温度センサ１３が取得した温度のアナログデータをＡ／Ｄ変換することによって得られる温度データの読出し指令等のデータを、シリアル通信バス１０’を介してＡ／Ｄコンバータ１３に送信し、Ａ／Ｄコンバータ１３が取得したデータを、シリアル通信バス１０’を介してＡ／Ｄコンバータ１３から受信する。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、本発明によるマスタ装置を、工作機械以外の機械、産業用ロボット等で用いることができる。また、マスタ装置をコンバータ制御装置９、上位制御装置９’及びインバータ装置１１以外の装置において実現することができ、スレーブ装置をインバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋ、ＥＥＰＲＯＭ１２及びＡ／Ｄコンバータ１４以外の装置で実現することができる。また、シリアル通信としてＲＳ４２２シリアル通信等を用いることもできる。

また、図１及び図３に示すシステムにおいて、交流電源として三相交流電源１を用いたが、三相以外の多相交流電源を交流電源として用いることもできる。また、回転角度検出部７−１，．．．，７−ｋを、ロータリーエンコーダ以外の部品（例えば、ホール素子又はレゾルバ）によって構成することができる。また、Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流の全てを検出する代わりに、Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流のうちの２相の電流（例えば、Ｕ相電流及びＶ相電流）のみを検出してもよい。

さらに、図１及び図３に示すシステムにおいて、帯域可変フィルタ９ｅ−２をコンバータ制御装置９及び上位制御装置９’に設ける場合について説明したが、可変帯域フィルタ９ｅ−２を、インバータ制御装置８−１，．．．，８−ｋに用いることもできる。

１三相交流電源
１ｕ，１ｖ，１ｗリアクトル
２，２’ コンバータ
３平滑用コンデンサ
４−１，．．．，４−ｋインバータ
４ｕ−１；４ｖ−１；４ｗ−１，．．．，４ｕ−ｋ；４ｖ−ｋ；４ｗ−ｋ電流検出器
５−１，．．．，５−ｋモータ
６−１，．．．，６−ｋ被駆動体
７−１，．．．，７−ｋ回転角度検出部
８−１，．．．，８−ｋ，９” インバータ制御部
９コンバータ制御部
９ａＣＰＵ
９ｂＲＯＭ
９ｃＲＡＭ
９ｄクロック信号生成部
９ｄ−１第１の通信速度設定部
９ｄ−２第２の通信速度設定部
９ｅシリアル通信部
９ｅ−１データ送信部
９ｅ−２データ受信部
９ｅ−３帯域可変フィルタ
９ｅ−４変更通知部
９ｅ’−４帯域幅変更部
９’ 上位制御装置
１０，１０’ シリアル通信バス
１１ＥＥＰＲＯＭ
１２温度センサ
１３Ａ／Ｄコンバータ
Ｉ_U-1，．．．，Ｉ_v-k Ｕ相電流
Ｉ_V-1，．．．，Ｉ_v-k Ｖ相電流
Ｉ_W-1，．．．，Ｉ_W-k Ｗ相電流
Ｖ_PWM1，．．．，Ｖ_PWMk，Ｖ_PWM’ ＰＷＭ信号
θ₁，．．．，θ_n 回転角度

Claims

コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部にインバータを介して接続されたモータを制御するために、データの送受信を行うためのシリアル通信バスを介してスレーブ装置に接続したマスタ装置であって、
前記マスタ装置を起動してからモータの駆動の準備を完了するまでの間に前記マスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、第１の通信速度に設定する第１の通信速度設定部と、
モータの駆動の準備の完了時に前記マスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、前記第１の通信速度より低い第２の通信速度に設定する第２の通信速度設定部と、
前記データの通信速度の前記第１の通信速度から前記第２の通信速度への変更をスレーブ装置に通知する変更通知部と、
を有することを特徴とするマスタ装置。
前記第２の通信速度設定部は、モータの駆動の準備を完了してから前記マスタ装置を停止させるまでの間に前記マスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、前記第２の通信速度に設定する請求項１に記載のマスタ装置。
前記第２の通信速度設定部は、モータの駆動の準備を完了してからモータを停止させるまでの間に前記マスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、前記第２の通信速度に設定し、
前記第１の通信速度設定部は、モータを停止してからモータの駆動の再開の準備を完了するまで又は前記マスタ装置を停止させるまでの間に前記マスタ装置とスレーブ装置との間で送受信されるデータの通信速度を、前記第１の通信速度に設定する請求項１に記載のマスタ装置。
シリアル通信中に受けるノイズを除去するために前記マスタ装置及びスレーブ装置のうちの少なくとも一つに設けられた帯域可変フィルタの帯域幅を、前記データの通信速度の前記第１の通信速度から前記第２の通信速度への変更に従って、第１の帯域幅から前記第１の帯域幅より狭い第２の帯域幅に変更する帯域幅変更部を更に有する請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のマスタ装置。