JPH10333551A - Ｆａ駆動制御実験学習装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各電動機の実験に合わせて駆動部・制御部の
組み合わせの選択が自由にでき、しかも回転電動モータ
と平行駆動リニアモータの組合せ実験も容易にできるよ
うする。 【解決手段】 装置本体３Ａに対する装着部分を、装置
本体３Ａより脱着自在なソケット化した各種制御実験対
応の駆動部２Ａ，２Ｂ及びこの駆動部２Ａ，２Ｂを制御
する制御ユニット１Ａ，１Ｂ，５と、駆動部２Ａ，２
Ｂ、制御ユニット１Ａ，１Ｂ，５に対する操作信号を表
示されたメニュー画面を通して入力する画面表示型の操
作部４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、産業機械や工作
機械の可動部を駆動制御する制御装置の基本的使用法、
性能、特性、自動制御技術を制御実験を通して学習する
ＦＡ駆動制御実験学習装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業機械や工作機械の可動部であるモー
タを駆動制御する制御装置（サーボ、インバータ等）の
教育用実習装置を使用することで、駆動部に対する制御
装置の基本的使用法、制御性能、制御特性を学ぶことが
できる。

【０００３】以下、従来のＦＡ駆動制御実験学習装置を
図６、図７を用いて説明する。図６はＡＣサーボモータ
及びインバータ装置の制御実験学習機能を備えた従来の
ＦＡ駆動制御実験学習装置の全体構成図である。図７は
その構成を機能的に表したブロック図である。従来のＦ
Ａ駆動制御実験学習装置は図７に示すように、電源がコ
ンセントからノーヒューズブレーカ１５に接続された後
に、ノーヒューズブレーカ１５を通して位置決めユニッ
ト（パルス出力ユニット）５、操作パネル１１及び電磁
開閉器のコンタクタ１６に接続されている。

【０００４】コンセントからの電源電圧はコンタクタ１
６を通して倍電圧回路１７に入力される。倍電圧回路１
７からの出力電圧はサーボアンプ６、インバータ７にそ
れぞれ入力される。サーボアンプ６の出力部はＡＣサー
ボモータ８に入力され、またサーボアンプ６の入力部は
操作パネル１１、パラメータユニット１３にそれぞれ接
続されている。一方、インバータ７の出力部はインダク
ションモータ９に接続され、またインバータ７の入力部
は操作パネル１１、ユーザ側のプログラマブルコントロ
ーラと接続可能にする切り替えユニット１２、パラメー
タユニット１９にそれぞれ接続されている。

【０００５】操作パネル１１の入力部は設定表示ユニッ
ト１４を接続した位置決めユニット５に接続され、また
操作パネル１１の出力部はパウダブレーキ（負荷装置）
１０に接続されている。インダクションモータ９とＡＣ
サーボモータ８の回転軸はそれぞれタイミングベルト１
８ａ，１８ｂによりパウダーブレーキ１０に連結されて
いる。タイミングベルト１８ａ，１８ｂをそれぞれ連結
してパウダーブレーキ１０のブレーキを解除すると駆動
制御されるモータは、非駆動制御側のモータを負荷とす
ることになる。

【０００６】次に従来装置の動作について説明する。単
相１００Ｖ５０／６０Ｈｚの電源から交流電圧が閉成さ
れたコンタクタ１６を通して倍電圧回路１７に入力され
ると、倍電圧回路１７からは直流２７０Ｖの電源電圧が
サーボアンプ６、インバータ７へ印加される。サーボア
ンプ６はＡＣサーボモータ８を制御し、インバータ７は
インダクションモータ９をインバータ制御する。負荷装
置（パウダブレーキ）を操作パネル１１で制御する事
で、サーボアンプ６、インバータ７の負荷運転制御を自
在に行える。

【０００７】また、パラメータユニット（サーボアンプ
用）１３はサーボアンプ６、パラメータユニット（イン
バータ用）１９はインバータ７、設定表示ユニット１４
は位置決めユニット（パルス出力ユニット）５に対する
制御パラーメータの設定をそれぞれ行う。切り替えユニ
ット１２はパラメータユニット（インバータ用）１９と
プログラマブルコントローラとの接続切り替えに使用さ
れる。

【０００８】ＡＣサーボモータ８をサーボアンプ６で制
御し、インダクションモータ９をインバータ７で制御
し、また負荷装置（パウダブレーキ）１０を操作パネル
１１で制御することで、サーボアンプ６、インバータ７
の基礎知識習得、サーボアンプの位置決め・速度・トル
ク制御、インバータの周波数制御、またサーボアンプ
６、インバータ７の性能比較等の教育実習が行える。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のＦＡ駆動制御実
験学習装置は以上のように構成されているので、以下の
ような問題点が挙げられる。 １．ＡＣサーボモータ８、インダクションモータ９など
の制御対象となる駆動部をユザー側で容易に他の駆動部
に変えることができないため、据え付けの駆動部に対す
る制御実験学習のみに留まり、学習範囲を広げることが
困難であるという問題点があった。

【００１０】２．装置に予め記憶させた制御プログムに
従ってＡＣサーボ制御装置６、インバータ制御装置７の
制御実験学習を行うのみであるため、モータ等の駆動を
変えるなど制御モードを変更して制御実験学習を行うこ
とはできず学習内容が浅いものになるという問題点があ
った。

【００１１】３．制御結果をデータ処理目的で外部に出
力したり記憶することができないため、学習内容を制御
実習に沿って評価するのが困難であり学習効果が期待で
きないという問題点があった。

【００１２】４．実験内容の変更に伴う各回路ユニット
の切り替えは、スイッチ類の切り替えにより行われるこ
とが多く、そのためスイッチ類が多くなって配線が複雑
となると共に多種のスイッチを載せた操作パネルが必要
となり装置の大型化を避けることができないという問題
点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、多種類の駆動機構に対する駆動
部の制御実験を行えると共に、装置より操作用のスイッ
チ類を極力排除することで幅広い内容の制御実験学習が
でき、しかも装置を小型化ならびに簡素化することがで
きるＦＡ駆動制御実験学習装置を得ることを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るＦ
Ａ駆動制御実験学習装置は、装置に対する装着部分を装
置より脱着自在なソケット化した各種制御実験対応の駆
動部及びこの駆動部を制御する制御ユニットと、前記駆
動部、制御ユニットに対する操作信号を表示されたメニ
ュー画面を通して入力する画面表示型の操作部とを備
え、制御実験内容に対応した駆動部及び制御ユニットを
装置に装着した後に、前記操作部に表示されたメニュー
画面を順次更新しながら該当する操作信号を前記駆動部
あるいは制御ユニットに入力するものである。

【００１５】請求項２の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、制御ユニットにおける各制御回路の各種制御
入出力を測定する複数の測定器をユニット化し、この測
定器を操作部からの操作信号により前記各制御回路間で
切り換え接続する切換機構を備えたものである。

【００１６】請求項３の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、駆動部を、２台の電動機と、これら電動機の
出力軸を操作信号に基づく制御ユニットからの制御信号
により連結あるいは連結解除する連結機構とで構成し、
この連結機構の動作を切り換えることで各電動機毎、あ
るいは２種類の電動機の組み合わせによる制御実験を行
うものである。

【００１７】請求項４の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、２台の電動機の内、一方の電動機からの回生
電力を、非稼働中の電動機の制御装置の主回路で消費さ
せるものである。

【００１８】請求項５の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、駆動部を構成する電動機をリニアサーボモー
タ駆動機構あるいはリニアインバータモータ駆動機構と
し、この駆動機構に合わせて制御ユニットの制御プログ
ラムを変更するものである。

【００１９】請求項６の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、制御ユニットをコンピュータネットワークを
通して外部のコンピュータと接続し、前記制御ユニット
より前記コンピュータネットワークを通して外部のコン
ピュータに制御入出力データを伝送するものである。

【００２０】請求項７の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、コンピュータにより制御状態をモニタしなが
らコンピュータネットワークを通して制御ユニットに変
更用の制御プログラムを書き込むものである。

【００２１】請求項８の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、コンピュータネットワークを通して駆動部あ
るいは制御ユニットに操作信号を送るものである。

【００２２】請求項９の発明に係るＦＡ駆動制御実験学
習装置は、コンピュータネットワークを通して他装置の
制御ユニットと連携するものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図につい
て説明する。図１は本実施の形態によるＦＡ駆動制御実
験学習装置の構成図である。図において、３ＡはＦＡ駆
動制御実験学習装置の本体であり、この本体３Ａには交
換自在に駆動部（回転機器、リニアモータ等）と共に各
種機構をセットすることができる。本図では教育実験用
のインダクションモータ、ＡＣサーボモータといった駆
動部２を設けた駆動機構をセットしている。

【００２４】また、本体３Ａには、駆動部２をＡＣサー
ボ制御するＡＣサーボ制御装置１Ｂ、またインバータ制
御をするインバータ制御装置１Ａ、インバータ制御装置
１ＡとＡＣサーボ制御装置１Ｂをプログラム制御するプ
ログラマブルコントローラ５、プログラマブルコントロ
ーラ５に対して駆動部、制御内容に応じた制御選択デー
タ、或いは制御変更データを画面表示された押しボタン
表示画面をタッチすることで出力する液晶タッチパネル
４が設けられている。また操作面には制御装置１の電源
電圧をオン／オフ操作するパワースイッチ等が設けられ
ている。

【００２５】液晶タッチパネル４は画面表示されたデー
タ入力用のメニューボタンを指先でタッチ操作すること
で、制御選択データをプログラマブルコントローラ５に
入力して行きながら画面を更新し、更新画面に表示され
たメニューボタンをタッチ操作して順次制御選択データ
をプログラマブルコントローラ５入力して行くことで学
習内容に応じた制御モードを駆動部２に対して構築して
行く。

【００２６】本体３Ａには実験学習内容に応じた駆動部
を組み込み、駆動部がインダクションモータであればイ
ンダクションモータを組み込んだ後にその電源端子をイ
ンバータ制御装置１Ａの出力端子を、またインダクショ
ンモータ９に設けられた回転検出用のエンコーダからの
リードをソケット方式でプログラマブルコントローラ５
に接続してインダクションモータ９のインバータ制御を
可能とする。

【００２７】実験者は、制御内容、駆動部に応じて液晶
タッチパネル４に画面表示された制御選択データのメニ
ューボタンをタッチ操作し、プログラマブルコントロー
ラ５に制御選択データを入力する。その結果、プログラ
マブルコントローラ５はメモリに内蔵された制御プログ
ラムを読み出してインバータ制御装置１Ａを動作制御
し、インダクションモータ９をインバータ制御する。

【００２８】パソコン２９Ｄはプログラマブルコントロ
ーラ５より出力されたインバータ制御装置１Ａの一次
側、二次側の電気信号（電力、電圧、電流、周波数）を
図示しない変換器を通して所定データとして入力し、そ
のデータをグラフデータ、数値データに編集し記憶及び
表示する。あるいはパソコン２９Ｄは変換器を通して修
正用も制御プログラムをプログラマブルコントローラ５
にロードする。

【００２９】サーバ２８はパソコン２９Ｄより記憶デー
タを読み出し他のパソコン２９Ａ〜２９Ｃに振り分け複
数の実験学習者に制御実験結果を表示する。また、パソ
コン２９Ｄは記憶したデータをＸ−Ｙプロッタまたはプ
リンタに表示して実験結果を図式化する。

【００３０】この結果、単一の装置で様々な駆動機構に
対する制御実験を行えると共に、制御内容に応じて液晶
タッチパネル４の画面切り替えを行い必要な制御選択デ
ータのメニューボタンを表示することで、装置を簡易な
操作で様々な制御実験装置に切り替えることができると
共に、各パソコン通信を通じて複数の実験学習者に実験
結果を表示することができる。

【００３１】次に、液晶タッチパネル４の操作手順をイ
ンダクションモータ（三相誘導電動機）の負荷特性試験
の実習を例にとり、図３のフロー図にしたがって説明す
る。先ず、画面１に実習開始のスタートボタンが表示さ
れる。このスタートボタンをタッチすると画面２に更新
され、この画面２にはサーボ実習、三相誘導電動機実
習、ベクトルインバータ実習の何れかを選択させるメニ
ューボタンが表示される。

【００３２】三相誘導電動機実習を選択するならば三相
誘導電動機実習のメニューボタンをタッチすると、画面
２に更新され、円線図作成試験、応用実習、特性試験の
何れかを選択させるメニューボタンが表示される。そし
て特性試験のメニューボタンがタッチされると、画面４
に更新されて負荷特性試験、速度特性試験の何れかを選
択させるメニューボタンが表示される。

【００３３】そこで、負荷特性試験のメニューボタンを
タッチすると、負荷特性試験に関連する各画面がメニュ
ーボタンをタッチする毎に更新され、最終的にインダク
ションモータ（三相誘導電動機）の負荷特性試験に必要
なデータがプログラマブルコントローラ５よりインバー
タ制御装置１Ａにセットされる。

【００３４】また、駆動部を組み込んだ機構の種類につ
いては図４に例を示す。機構の種類として、ステージを
水平方向に移動させる水平方向機構（ａ）、ステージを
上下方向に移動させる上下方向駆動機構（ｂ）、円板状
の回転負荷に弾み車を設け回転負荷の慣性（ＧＤ²）の
大小を切り換える円板ＧＤ²大小切り換え機構（ｃ）、
２つの回転テーブルのそれぞれに回転回転力を伝えるギ
ャーを設け、これらギヤーにモータの回転軸に結合した
ギヤを噛み合わせることで、各回転テーブルにギヤーを
介してモータより回転力を与える回転テーブル機構
（ｄ）、一対のプーリ間にベルトを張設し、一方のプー
リをモータで回転させることでベルトを送り出すコンベ
ア送付機構（ｅ）、移動テーブルをモータによりＸ，Ｙ
方向に送り出すＸＹテーブル機構（ｆ）、コンベア送付
機構（ｅ）と同様な構造のシート板送り機構（ｇ）、２
つのモータに対して同一の負荷をパウダーブレーキを介
して連結し、このパウダーブレーキのブレーキ解除を切
り替えることにより各モータの負荷運転を比較するモー
タ１．２比較運転機構（ｈ）、移動体をＸ，Ｙ，Ｚの３
軸方向に移動させるＸＹＺ機構（ｉ）等がある。

【００３５】実施の形態２．上記実施の形態１では、制
御対象となる駆動機構の置き換え、制御対象に応じた制
御選択データ入力用のメニューボタンの表示画面更新に
ついて説明したが、本実施の形態はインバータ制御装置
或いはＡＣサーボ制御装置の一方の一次、二次側に切り
離し自在に接続される交流電気量測定装置について説明
する。

【００３６】この実施の形態の目的は、例えば本体３Ａ
にインダクションモータ９、ＡＣサーボモータ８といっ
た駆動部２をセットした後にインダクションモータ９と
ＡＣサーボモータ８の出力軸をパウダーブレーキにて結
合した状態で、例えばインダクションモータ９は電源を
供給して駆動側とし、ＡＣサーボモータ８は電源を供給
しない負荷側した場合に、駆動側となるインダクション
モータ９を制御するインバータ制御装置１Ａの一次、二
次側へ交流電気量測定装置１７Ａ，１７Ｂを人手をかけ
ずにワンタッチで接続することを目的とする。また、交
流電気量測定装置１７Ａ，１７ＢをＡＣサーボ制御装置
１Ｂの一次、二次側に切り替える場合も同様である。

【００３７】図３は、本実施の形態に係る交流電気量測
定装置１７Ａ，１７Ｂを例えばインバータ制御装置１Ａ
の一次、二次側に接続した状態を示す図である。交流電
気量測定装置１７Ａ，１７ＢはヒューズＦ１，Ｆ２，Ｆ
３を通して出力される交流電圧および電流変流器ＣＴ
１，ＣＴ２を通して出力される交流電流を入力して所定
レベルにしてプログラマブルコントローラ５内のＡ／Ｄ
変換ユニットへ出力したり、交流電流を３相交流電流に
して出力するマルチトランスデューサ２２、マルチトラ
ンスデューサ２２より出力された３相交流電流とヒュー
ズＦ１，Ｆ２，Ｆ３を通して出力される交流電圧より電
力を求めて表示する電力計２３、３相交流電圧を各相間
電圧毎に切り替えて電圧計２６に表示するＶＳ切換器２
５、３相交流電流を各相の電流に切り替えて電流計２１
に表示するＡＳ切換器２４を１パックにして構成されて
る。

【００３８】本実施の形態は、例えばＡＣサーボ制御装
置１Ｂにより制御されるＡＣサーボモータ８を負荷と
し、インバータ制御装置１Ａにより制御されるインダク
ションモータ９を駆動部とした場合は、ノーヒューズブ
レーカＮＦＢ１の負荷側とインバータ制御装置１Ａの一
次側との接続は、接続部Ｔ１１〜Ｔ１３、Ｔ２１〜Ｔ２
３に設けた電磁開閉器のコンタクタを開放して切り離
す。

【００３９】一方、インバータ制御装置１Ａの二次側と
インダクションモータ９の電源端子との接続は，接続部
Ｔ３１〜Ｔ３３、Ｔ４１〜Ｔ４３に設けた電磁開閉器の
コンタクタを開放して切り離す。この様にインバータの
一次、二次側を開放した後に、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に交流電気
量測定装置１７Ａを接続した電源ラインの各端部を、接
続部Ｔ１１〜Ｔ１３、Ｔ２１〜Ｔ２３に設けた電磁開閉
器のコンタクタの開閉によりノーヒューズブレーカＮＦ
Ｂ１の負荷側とインバータ制御装置１Ａの一次側に接続
する。

【００４０】また、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に交流電気量測定装置
１７Ｂを接続した負荷ラインの各端部を、接続部Ｔ３１
〜Ｔ３３、Ｔ４１〜Ｔ４３に設けた電磁開閉器のコンタ
クタの開閉によりインバータ制御装置１Ａの負荷側とイ
ンダクションモータ９の電源端子に接続する。

【００４１】しかし、インダクションモータ９を負荷と
した場合には、ノーヒューズブレーカＮＦＢ２の負荷側
とＡＣサーボ制御装置１Ｂの一次側との接続と、ＡＣサ
ーボ制御装置１Ｂの二次側とサーボモータ８との接続を
それぞれ接続部Ｔ５１〜Ｔ５３，Ｔ６１〜Ｔ６３，Ｔ７
１〜Ｔ７３，Ｔ８１〜Ｔ８４に設けた電磁開閉器のコン
タクタを開放して切り離す。

【００４２】そして、インバータ制御装置１Ａ側の各接
続部Ｔ１１〜Ｔ１３，Ｔ２１〜Ｔ２３，Ｔ３１〜Ｔ３
３，Ｔ４１〜Ｔ４４に設けた各電磁開閉器のコンタクタ
を開放し、交流電気量測定装置１７Ａ，１７Ｂを接続す
る電源ライン、負荷ラインを開放した後に、この電源ラ
インはノーヒューズブレーカＮＦＢ２の負荷の接続部Ｔ
５１〜Ｔ５３とＡＣサーボ制御装置１Ｂの一次側の接続
部Ｔ６１〜Ｔ６３に設けた電磁開閉器のコンタクタの開
閉により、ノーヒューズブレーカＮＦＤ２の負荷側とＡ
Ｃサーボ制御装置１Ｂの一次側に接続される。

【００４３】また、負荷ラインは接続部Ｔ７１〜Ｔ７
３，Ｔ８１〜Ｔ８４に設けた電磁開閉器のコンタクタの
開閉によりＡＣサーボ制御装置１Ｂの出力側とＡＣサー
ボモータ８の電源端子に接続される。このように、電磁
開閉器のコンタクタの切り換えにより交流電気量測定装
置１７Ａ，１７Ｂを負荷側となる駆動部より駆動側とな
る駆動部の電源ライン、負荷ラインに人手を介さず短時
間で切り換えができる。

【００４４】図５は本実施の形態によるＦＡ駆動制御実
験学習装置の機能的構成を表した構成図である。装置本
体３Ａには制御実験内容に応じてＡＣサーボモータ８、
インダクションンモータ９、ＡＣサーボモータ８および
インダクションンモータ９の回転軸のそれぞれに結合さ
れたパウダーブレーキ３６にその回転軸が結合されたト
ルク変換器３５より構成される第１駆動機構２Ａ、或い
は一次側コイル３７Ａ１、二次鉄心３７Ａ２から構成さ
れるインバータ用リニアモータ３７Ａ、同じく一次側コ
イル３７Ｂ１、二次鉄心３７Ｂ２から構成されるＡＣサ
ーボ用リニアモータ３７Ｂ、一次側コイル３７Ａ１と３
７Ｂ１に結合されたトルク検出器３７Ｃから構成される
第２駆動機構２Ｂが脱着自在にセットされる。

【００４５】今、インダクションンモータ９の負荷特性
試験を制御実験学習として行う場合、第１駆動機構２Ａ
を装置本体３Ａにセットし、トルク変換器３５の出力を
動歪測定器３８を通してプログラマブルコントローラ５
の入力端子に接続する。またパウダーブレーキ３６、３
６の入力端子はプログラマブルコントローラ５の出力端
子に接続する。このときインダクションモータ９の電源
端子は接続部Ｔ４１〜Ｔ４３に接続する。サーボモータ
８もプログラマブルコントローラ５に接続される。

【００４６】以上のように接続が完了したならば、先
ず、液晶タッチパネル４を起動してメニュー画面を表示
させる。先ず画面１に実習開始のスタートボタンが表示
される。このスタートボタンをタッチすると画面２に更
新され、この画面２にはサーボ実習、三相誘導電動機実
習、ベクトルインバータ実習の何れかを選択させるメニ
ューボタンが表示される。

【００４７】三相誘導電動機実習を選択するならば三相
誘導電動機実習のメニューボタンをタッチすると、プロ
グラマブルコントローラ５に選択信号が入力される。こ
の選択信号を受けてプログラマブルコントローラ５は、
先ずコンタクタＭＣ１を開放させる信号を図示しない電
磁開閉器に出力する。次に、交流電量測定装置１７Ａを
ノーヒューズブレーカＮＦＢ１の負荷側とインバータ制
御装置１Ａの一次側との間に接続されるように、接続部
Ｔ１１〜Ｔ１３，Ｔ２１〜Ｔ２３における電磁開閉器に
開閉信号を送りコンタクタを開閉させ、交流電量測定装
置１７Ａが接続された電源ラインを接続する。

【００４８】更に、交流電量測定装置１７Ｂをインバー
タ制御装置１Ａの出力側とインダクションモータ９の電
源端子との間に接続されるように、接続部Ｔ３１〜Ｔ３
３，Ｔ４１〜Ｔ４３における電磁開閉器に開閉信号を送
りコンタクタを開閉させ、交流電量測定装置１Ｂが接続
された負荷ラインを接続する。

【００４９】画面３に更新され、円線図作成試験、応用
実習、特性試験の何れかを選択させるメニューボタンが
表示される。そして特性試験のメニューボタンがタッチ
されるとプログラマブルコントローラ５よりパソコン２
９Ｄの変換器３１を通して特性試験が選択されたことを
伝える。

【００５０】画面３のメニューボタンをタッチすると、
画面は更新されて負荷特性試験、速度特性試験の何れか
の特性試験を選択させるメニューボタンが表示される。
ここで負荷特性試験が選択されると、画面は更新されて
サーボモータ８とトルク変換器３５との負荷連結機構、
およびインダクションンモータ９とトルク変換器３５と
の負荷連結機構を設定させるメニュー画面となる。

【００５１】このメニュー画面を通して負荷連結機構を
パウダーブレーキ３６に設定すると、プログラマブルコ
ントローラ５はインダクションモータ９側のパウダーブ
レーキ３６に励磁電流を流し、インダクションモータ９
の回転軸とトルク変換器３５の回転軸を連結する。

【００５２】また、プログラマブルコントローラ５はＡ
Ｃサーボモータ８側のパウダーブレーキ３６に励磁電流
を流し、ＡＣサーボモータ８の回転軸とトルク変換器３
５の回転軸を連結する。これにより、サーボモータ８は
インダクションンモータ９の負荷となる。

【００５３】以上、負荷連結機構の設定が完了したなら
ば、負荷特性試験準備の画面に更新される。この画面を
通してインバータ制御装置１Ａと交流電気量測定装置１
７Ｂを接続するコンタクＭＣ２を開閉し、更にインバー
タ制御装置１Ａと並列に設けられたコンタクタＭＣ１を
開放してインバータ制御装置１Ａを起動させてインダク
ションモータ９をインバータ制御する。

【００５４】インダクションモータ９には負荷としての
サーボモータ８がトルク変換器３５を通して連結されて
いるため、負荷に対するインダクションモータ９のトル
クはトルク変換器３５で検出され、更にトルクは動歪測
定器３８で電気信号に変換されてプログラマブルコント
ローラ５に入力される。

【００５５】また、インバータ制御装置１Ａの一次、二
次側の電圧、電流、電力はそれぞれ交流電気量測定装置
１７Ａ，１７Ｂで測定されてプログラマブルコントロー
ラ５に入力される。プログラマブルコントローラ５は入
力されたトルク、各交流電気量でデータ変換した後、変
換器３１に出力してパソコン２９Ｄの伝送データに変換
してパソコン２９Ｄに伝送させる。

【００５６】パソコン２９Ｄは伝送されてきたデータを
一時記憶した後に、このデータを基にインバータ制御装
置１Ａの制御特性、インダクションモータ９のトルク特
性を演算してＸ−Ｙプロッタまたはプリンタに図式化す
る。更にサーバとなるパソコン２８はパソコン２９Ｄの
記憶データ、演算結果等を入力して他の学習者のパソコ
ン２９Ａ〜２９Ｃに振り分け複数の学習者が同時に実験
結果をモニタできるようにする。

【００５７】また、プログラムコントローラ５はネット
ワークを通して他の複数実験装置のプログラムコントロ
ーラに制御データを伝送して制御動作を行わすことがで
きるため、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）につ
いても学習することができる。

【００５８】更に、プログラムコントローラ５はインタ
ーネットを通して複数のパソコン２８，２９Ａ〜２９Ｄ
をパソコン通信を行うことで、パソコンよりプログラム
コントローラ５に対して制御プログラム、制御データの
変更を迅速に行うことができる。

【００５９】例えば、現在使用している回転電動モータ
を平行駆動リニアモータに変えた場合に、平行駆動リニ
アモータに関する制御データをプログラムコントローラ
５にロードさせることで、インバータ制御装置１Ａ或い
はＡＣサーボ制御装置１Ｂを交換しなくても制御が可能
となる。

【００６０】インダクションモータ９を回生運転し、Ａ
Ｃサーボモータ８を力行運転しているとき双方のモータ
のＰＮ電圧をインバータ制御装置１Ａ及びＡＣサーボ制
御装置１Ｂを通して接続するこで、インダクションモー
タ９からの回生ネルギーを力行側運転側のＡＣサーボモ
ータ８で消費させることができる。

【００６１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、装置に対する
装着部分を装置より脱着自在なソケット化した各種制御
実験対応の駆動部及びこの駆動部を制御する制御ユニッ
トと、前記駆動部、制御ユニットに対する操作信号を表
示されたメニュー画面を通して入力する画面表示型の操
作部とを備え、制御実験内容に対応した駆動部及び制御
ユニットを装置に装着した後に、前記操作部に表示され
たメニュー画面を順次更新しなが該当する操作信号を前
記駆動部あるいは制御ユニットに入力することで、１台
の装置で多種の駆動機構及び制御機構を自由に選択でき
その時々で様々な教育実験学習ができるという効果があ
る。

【００６２】請求項２の発明によれば、制御ユニットに
おける各制御回路の各種制御入出力を測定する複数の測
定器をユニット化し、この測定器を操作部からの操作信
号により前記各制御回路間で切り換え接続する切換機構
を備えたので、複雑な配線切り換えを行わずに必要箇所
の測定を行うことができるという効果がある。

【００６３】請求項３の発明によれば、駆動部を、２台
の電動機と、これら電動機の出力軸を操作信号に基づく
制御ユニットからの制御信号により連結あるいは連結解
除する連結機構とで構成し、この連結機構の動作を切り
換えることで各電動機毎、あるいは２種類の電動機の組
み合わせによる制御実験を行うことで、単に電動機の特
性だけでなく、トルク測定また負荷試験についても学ぶ
事ができるという効果がある。

【００６４】請求項４の発明によれば、２台の電動機の
内、一方の電動機からの回生電力を、非稼働中の電動機
の制御装置の主回路で消費させることで、電源回生コン
バータを不要に出来、コスト低減ができるという効果が
ある。

【００６５】請求項５の発明によれば、駆動部を構成す
る電動機をリニアサーボモータ駆動機構あるいはリニア
インバータモータ駆動機構とし、この駆動機構に合わせ
て制御ユニットの制御プログラムを変更することで、プ
ログラム変更のみリニアモータ駆動機構の制御をも学ぶ
ことができるという効果がある。

【００６６】請求項６の発明によれば、制御ユニットを
コンピュータネットワークを通して外部のコンピュータ
と接続し、前記制御ユニットより前記コンピュータネッ
トワークを通して外部のコンピュータに制御入出力デー
タを伝送することで、実験データを幅広い範囲で活用で
きるという効果がある。

【００６７】請求項７の発明によれば、コンピュータに
より制御状態をモニタしながらコンピュータネットワー
クを通して制御ユニットに変更用の制御プログラムを書
き込むことで、制御プログラムの修正変更が容易になる
という効果がある。

【００６８】請求項８の発明によれば、コンピュータネ
ットワークを通して駆動部あるいは制御ユニットに操作
信号を送ることで、操作性が向上するという効果があ
る。

【００６９】請求項９の発明によれば、コンピュータネ
ットワークを通して他装置の制御ユニットと連携するこ
とで、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）について
も学ぶことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１の実施の形態によるＦＡ駆動
制御実験学習装置の外観図である。

【図２】 本実施の形態における液晶タッチパネルの操
作方法を説明するフロー図である。

【図３】 交流電気量測定装置の構成と接続状態を示し
た図である。

【図４】 本実施の形態に使用が考えられる駆動機構の
例を示した図である。

【図５】 本実施の形態に係るＦＡ駆動制御実験学習装
置の全体構成図である。

【図６】 従来装置の外観図である。

【図７】 従来装置の機能を説明するためのブロック図
である。

【符号の説明】

１Ａ インバータ制御装置、１Ｂ ＡＣサーボ制御装
置、２Ａ，２Ｂ 駆動部、３Ａ 教育用実習装置（本
体）、４ 液晶タッチパネル、５ プログラマブルコン
トローラ、８ ＡＣサーボモータ、９ インダクション
モータ、１７Ａ，１７Ｂ 交流電気量測定装置、２８，
２９Ａ〜２９Ｄ パソコン、３６ パウダーブレーキ、
３７Ａ，３７Ｂ リニア機構。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置に対する装着部分を装置より脱着自
   在なソケット化した各種制御実験対応の駆動部及びこの
   駆動部を制御する制御ユニットと、前記駆動部、制御ユ
   ニットに対する操作信号を表示されたメニュー画面を通
   して入力する画面表示型の操作部とを備え、制御実験内
   容に対応した駆動部及び制御ユニットを装置に装着した
   後に、前記操作部に表示されたメニュー画面を順次更新
   しながら該当する操作信号を前記駆動部あるいは制御ユ
   ニットに入力することを特徴とするＦＡ駆動制御実験学
   習装置。
2. 【請求項２】 制御ユニットにおける各制御回路の各種
   制御入出力を測定する複数の測定器をユニット化し、こ
   の測定器を操作部からの操作信号により前記各制御回路
   間で切り換え接続する切換機構を備えたことを特徴とす
   る請求項１に記載のＦＡ駆動制御実験学習装置。
3. 【請求項３】 駆動部を、２台の電動機と、これら電動
   機の出力軸を操作信号に基づく制御ユニットからの制御
   信号により連結あるいは連結解除する連結機構とで構成
   し、この連結機構の動作を切り換えることで各電動機
   毎、あるいは２種類の電動機の組み合わせによる制御実
   験を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＦ
   Ａ駆動制御実験学習装置。
4. 【請求項４】 ２台の電動機の内、一方の電動機からの
   回生電力を、非稼働中の電動機の制御装置の主回路で消
   費させることを特徴とする請求項３に記載のＦＡ駆動制
   御実験学習装置。
5. 【請求項５】 駆動部を構成する電動機をリニアサーボ
   モータ駆動機構あるいはリニアインバータモータ駆動機
   構とし、この駆動機構に合わせて制御ユニットの制御プ
   ログラムを変更することを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれかに記載のＦＡ駆動制御実験学習装置。
6. 【請求項６】 制御ユニットをコンピュータネットワー
   クを通して外部のコンピュータと接続し、前記制御ユニ
   ットより前記コンピュータネットワークを通して外部の
   コンピュータに制御入出力データを伝送することを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれかに記載のＦＡ駆動制
   御実験学習装置。
7. 【請求項７】 コンピュータにより制御状態をモニタし
   ながらコンピュータネットワークを通して制御ユニット
   に変更用の制御プログラムを書き込むことを特徴とする
   請求項６に記載のＦＡ駆動制御実験学習装置。
8. 【請求項８】 コンピュータネットワークを通して駆動
   部あるいは制御ユニットに操作信号を送ることを特徴と
   する請求項６に記載のＦＡ駆動制御実験学習装置。
9. 【請求項９】 コンピュータネットワークを通して他装
   置の制御ユニットと連携することを特徴とする請求項１
   ないし８のいずれかに記載のＦＡ駆動制御実験学習装
   置。